第5章 2同步课件

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第5章　细胞的能量供应和利用第2节　细胞的能量“货币”ATP课前 · 新知导学 1．ATP的中文名称：____________。ATP是一种高能磷酸化合物腺苷三磷酸　A－P～P～P　核糖　磷酸基团　特殊的化学键　3．ATP的特点：(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个________________，储存大量能量。(2)ATP的化学性质不稳定，这是由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，即末端磷酸基团具有较高的________。在有关酶的催化作用下，末端磷酸基团脱落，释放出大量________。4．ATP的功能：ATP是生命活动的_____________，能够直接为生命活动提供能量。特殊的化学键　转移势能　能量　直接能源物质　 关于ATP的化学组成的说法中，正确的是(　　)A．ATP的结构简式为A—P～P～PB．ATP中的A表示腺嘌呤C．ATP去掉两个磷酸基团后为DNA基本单位之一D．含有腺嘌呤和脱氧核糖【答案】A　【解析】1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成ATP，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，B、D错误；ATP去掉两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，C错误。1．转化过程(1)ATP转化为ADP①ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端________挟______与其他分子结合，从而使后者发生变化，ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物________(腺苷二磷酸)，脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就成为游离的________(以Pi表示)。ATP与ADP的相互转化及ATP的利用磷酸基团　能量　ADP　磷酸　Pi　能量　Pi　Pi　能量　2．转化过程中能量的来源和去向(1)ADP合成ATP的能量来源①绿色植物，既可来自______，也可以来自________所释放的能量。②动物、人、真菌和大多数细菌，均来自细胞进行呼吸作用时分解________所释放的能量。(2)ATP水解成ADP释放的能量去向：__________________。光能　呼吸作用　有机物　各项生命活动　3．相互转化特点(1)ATP和ADP相互转化是时刻不停地发生且处于______________之中的。(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了_________________。动态平衡　生物界的统一性　4．ATP的利用(1)ATP利用的实例[填图]【答案】主动运输　收缩　思考　吸能(2)ATP是细胞内流通的能量“货币”①化学反应中的能量变化与ATP的关系：吸能反应：一般与________________相联系；放能反应：一般与________________相联系。②能量通过________在吸能反应和放能反应之间流通。ATP的水解　ATP的合成　ATP分子　ATP在细胞内的含量是很少的，如成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为2～10 mg，而一个正常成年人在静止状态下24 h将有40 kg的ATP发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？提示：ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。 有人把ATP比作细胞的能量“货币”，说明ATP是细胞生命活动的(　　)A．直接能源　　 B．储备能源C．间接能源　　 D．主要能源【答案】A　【解析】ATP是细胞生命活动的直接能源。课堂 · 素养初培 1．ATP的分子组成(如图)ATP的结构和功能[知识归纳](1)元素组成：ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。(2)AMP是RNA的基本组成单位。(3)ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，“1”表示1个腺苷，“2”表示两个特殊的化学键，“3”表示3个磷酸基团。2．ATP的结构与功能的相互关系(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中末端磷酸基团容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。3．生物体内的能源物质总结(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。【易错点拨】书写ATP结构简式时避免两种错误：错误1：A—P—P～P。错误2：A～P～P～P。正确形式：A—P～P～P(含1个普通磷酸键，2个特殊的化学键)。1．ATP中含有的能量是什么能？主要储存在哪些部位？提示：化学能；特殊的化学键。2．20个腺苷和60个磷酸最多可以组成多少个ATP？这些ATP分子中所含的特殊的化学键有多少个？提示：20；40。1．(2020·山东聊城考试)ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是ATP的分子结构图，下列有关叙述错误的是(　　)[对点精练]A．ATP分子的结构简式可表示为A－P～P～PB．组成ATP的化学元素是C、H、O、N、PC．图中虚线部分的名称是腺苷D．图中①处的化学键断裂，ATP转化为ADP【答案】D　【解析】ATP的结构简式表示为A－P～P～P；由图可知，ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素；腺苷是由腺嘌呤和核糖连接而成的，图中虚线部分为腺苷；ATP水解时，远离A的特殊化学键易断裂，即②处的化学键断裂。2．下图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是(　　)A．b键断裂后形成ADP和PiB．图中的3表示ATP中的字母AC．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位D．组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P【答案】D　【解析】a键断裂后形成ADP和Pi，A项错误；图中3表示腺嘌呤，2与3结合为腺苷，即ATP中的A，B项错误；1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位之一，C项错误；ATP的组成元素为C、H、O、N、P，D项正确。1．ATP与ADP相互转化的原因ATP与ADP的相互转化[知识归纳]2．相互转化的过程(1)图示(2)分析①光合作用和呼吸作用等反应与ATP的合成相联系，呼吸作用中释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。②主动运输等吸能反应与ATP的水解相联系，所以ATP是直接能源物质。3．ATP与ADP间的相互转化过程不可逆综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应理解为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环利用的”。【拓展延伸】ATP的结构与功能的相互关系：(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的特殊的化学键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。ATP是细胞的能量“货币”，为什么还说细胞的主要能源物质是糖类？它们有何内在联系？提示：糖类是主要的能源物质，但糖类氧化分解时所释放的能量需转移到ATP中，方可被用于各种耗能反应，事实上，细胞中ATP形成时所需能量正是源于多种生化反应所释放的能量。1．下面是ATP与ADP的相互转化关系式，相关叙述正确的是(　　)A．①过程中靠近腺苷的特殊化学键断裂B．②过程与细胞中的吸能反应相联系C．此反应中物质和能量都是可逆的D．在活细胞中，①②过程时刻进行【答案】D 　[对点精练]【解析】①过程中远离腺苷的特殊化学键断裂，A错误；②过程与细胞中的放能反应相联系，B错误；此反应中物质可逆，能量不可逆，C错误；在活细胞中，①ATP的水解和②ATP的合成过程时刻进行，D正确。 2．如图是ATP与ADP之间的转化图，由此可确定(　　)A．A为ADP，B为ATPB．能量1和能量2来源相同C．酶1和酶2是同一种酶D．X1和X2是同一种物质【答案】D　【解析】由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中远离A的特殊化学键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2是催化不同反应的不同的酶；X1和X2是同一种物质Pi。课堂 · 延伸提分 易错易混：ATP与能量ATP是细胞内的直接供能物质，但并非所有的生命活动所需的能量都是由ATP提供的，如植物对水分的吸收和运输，其动力来自叶片蒸腾作用产生的拉力。生物体中与能量有关的物质(1)直接能源物质——ATP。(2)主要的能源物质——糖类。(3)主要的储能物质——脂肪。(4)植物特有的储能物质——淀粉。(5)动物特有的储能物质——糖原。(6)最终能量来源——太阳能。例1　新陈代谢的进行不仅需要酶，而且需要能量。下列关于ATP的描述正确的是(　　)A．ATP分子中含有3个特殊的化学键B．动物体内主要的储能物质是ATPC．ATP是生命活动的直接能源物质D．ATP的合成与分解都需要同一种酶的催化错因分析：不了解供能物质和储能物质的区别与联系。【答案】C　【解析】ATP分子中有2个特殊的化学键，是生物的直接能源物质，其合成与分解需要的分别是合成酶和分解酶。解题技巧：信息题的答题方法例2　ATP是细胞直接的能源物质。dATP(d表示脱氧)是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P。下列有关分析错误的是(　　)A．一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成B．细胞内生成dATP时有能量的储存，常与放能反应相联系C．在DNA合成过程中，dATP是构成DNA的基本单位之一D．dATP具有特殊的化学键，可能为细胞的某些反应提供能量审题流程：第一步　解读题干，提取信息。分析题干内容，概括信息主旨。由题干“dATP(d表示脱氧)是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P”可知，从ATP和dATP的中文名称、英文简称和结构简式进行对比，ATP与dATP就只有分子中五碳糖的种类不同，它们应该具有相似的结构、功能和化学性质。可以从ATP推测dATP。第二步　对接教材，迁移知识。弄清考查的知识点，对应教材中的相关章节。根据题干“ATP是细胞直接的能源物质”考查的知识点，与教材中第5章第2节“细胞的能量‘货币’ATP”密切相关：1．ATP的结构(1)图中各部分名称：A腺嘌呤，①腺苷，②腺苷一磷酸，③ADP，④ATP，⑤普通化学键，⑥特殊的化学键。(2)ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。(3)结构特点①ATP分子中远离A的那个特殊的化学键容易水解断裂，释放出能量，ATP就转化为ADP，ADP也可以接受能量而重新合成ATP。②特殊化学键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol，所以说ATP是细胞内的能量“货币”。2．ATP与ADP的相互转化第三步　各项击破，正确作答。逐个选项分析，结合教材知识判断正误。【答案】C　【解析】根据题意，dATP与ATP结构类似，从其结构简式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A正确；细胞内生成dATP时要形成特殊的化学键，有能量的储存，常与放能反应相联系，B正确；DNA的基本组成单位是四种脱氧核苷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸，在DNA合成过程中，dATP不是构成DNA的基本单位之一，C错误；dATP含有2个特殊的化学键，可能为细胞的某些反应提供能量，D正确。小练 · 素养达成 1．下列关于ATP的叙述正确的是(　　)A．每个ATP分子含有1个磷酸基团B．每个ATP分子含有3个特殊化学键C．ATP不能水解释放能量D．ATP是一种高能磷酸化合物【答案】D　【解析】每个ATP分子含有3个磷酸基团，A错误；每个ATP分子含有2个特殊化学键，B错误；ATP能水解释放能量，C错误；ATP是一种高能磷酸化合物，D正确。2．在ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，下图圆圈中“A”依次表示的是(　　)A．腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤、腺苷B．腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤C．腺苷、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤D．腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤【答案】C　【解析】根据各图的表示可知：ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成；核苷酸中的A为腺嘌呤。3．如图是ATP的结构示意图，图中标号与名称对应正确的是(　　)【答案】B　【解析】①应为核糖，A错误；②代表特殊化学键，B正确；③代表腺嘌呤，C错误；④代表腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一，D错误。4．科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明(　　)A．葡萄糖是能源物质 B．ATP是储能物质C．葡萄糖是直接能源物质 D．ATP是直接能源物质【答案】D　【解析】根据题意“向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩”说明ATP是直接能源物质。5．右图是ATP－ADP循环图解，其中①和②表示过程。下列叙述正确的是(　　)A．组成ATP和ADP的元素不同B．植物细胞中过程①所需的能量全部直接来自光能C．人体细胞中过程②可为淀粉酶催化淀粉水解提供能量D．人在饥饿时，细胞内的过程①和②也能达到平衡【答案】D　【解析】ATP与ADP的组成元素均是C、H、O、N、P，A错误；植物细胞中过程①所需的能量可来自光能或化学能，B错误；淀粉酶催化淀粉水解利用的是酶降低化学反应的活化能的机理，不消耗ATP，C错误；人在饥饿时，细胞内的过程①和②也能达到平衡，D正确。课后提能集训