内容正文:
第2讲 ATP与细胞呼吸
新课标内容要求
1. 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
2. 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
核心素养
生命观念
物质与能量观:ATP是一种能源物质,能够为生物体的生命活动直接提供能量;细胞呼吸是有机物氧化分解、释放能量的过程。
科学思维
分类与比较:比较有氧呼吸和无氧呼吸场所、过程的不同。
科学探究
实验设计与实验结果分析:探究有氧和无氧条件下酵母菌的呼吸方式。
考点研究·素养提升
——————————————————————————————————————————————————————————————————基础知识系统梳理 预测考向总结方法——————————————————————————————————————————————————————————————————|考点1| 细胞的能量“通货”——ATP
1. ATP的结构
(1)图中各部分名称:A 腺嘌呤 ,① 腺苷 ,② 一磷酸腺苷 ,③ ADP ,④ ATP ,⑤ 普通化学键 ,⑥ 高能磷酸键 。
(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的那个高能磷酸键容易水解断裂,释放出 能量 ,ATP就转化为ADP,ADP也可以接受能量而重新形成ATP。
②高能磷酸键水解时释放的能量多达 30.54 kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种 高能磷酸化合物 。
[巧记] ATP中的“一、二、三”
2. ATP与ADP的相互转化
(1)转化基础
ATP的化学性质不稳定, 远离腺苷(A) 的高能磷酸键容易断裂和重建。
(2)ATP和ADP的相互转化过程比较
3. ATP的功能与动、植物细胞代谢
(1)植物细胞可以通过 光合作用和细胞呼吸 形成ATP,而动物细胞只能通过 细胞呼吸 形成ATP。
(2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP一般只用于 暗反应 ,不用于其他生命活动;植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。
(3)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
[教材边角扫描] 观察教材必修1 P88“相关信息”中ATP结构式和教材必修1 P66“思考与讨论”中磷脂分子结构,假如将二者彻底水解其产物分别是什么?
1个ATP分子彻底水解形成1个核糖分子、1个腺嘌呤和3个磷酸基团;1个磷脂分子彻底水解形成2个脂肪酸分子,1个甘油分子,1个磷酸基团和1个含氮化合物。
找到课本原话并判断正误。
(1)ATP含量少,但ATP与ADP的相互转化时刻进行并处于动态平衡,这种转化机制是细胞共性。(P89—正文)(√)
(2)萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。(P89—小字)(√)
(3)放能反应伴随着ATP的生成,吸能反应伴随着ATP水解。(P89—正文)(√)
1. “表格法”比较细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所
常见的生理过程
细胞膜
消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质
产生ATP:细胞呼吸第一阶段
叶绿体
产生ATP:光反应;
消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体
产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段;
消耗ATP:自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体
消耗ATP:蛋白质的合成
细胞核
消耗ATP:DNA复制、转录等
2. 能源物质的归纳
考向1 ATP的结构、组成及特点
1. 如图是ATP的结构示意图,图中标号与表中对应的叙述错误的是(D)
A
①
只含有C、H、O三种元素
B
②
生命活动的能量一般不是由②断裂释放提供
C
③
肯定含有N元素
D
④
腺嘌呤脱氧核苷酸
解析 由图可知,①~④依次是核糖、高能磷酸键、腺嘌呤、腺嘌呤核糖核苷酸。核糖只有C、H、O三种元素,A正确;②是靠近腺苷的高能磷酸键,而为生命活动提供的能量是远离腺苷的高能磷酸键水解释放的,B正确;腺嘌呤是含氮的碱基,肯定含有N元素,C正确;④表示的是腺嘌呤核糖核苷酸,D错误。
2. 如图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图。据下图判断,有关叙述正确的是(C)
A. 甲为ADP,大肠杆菌体内ATP→甲过程发生在线粒体中
B. 催化丙→乙→甲过程的酶与酶3、酶2相同
C. 酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有能量释放,且乙→丙释放的能量最少
D. 物质丙是构成RNA的基本单位
解析 图中甲为ADP,大肠杆菌是原核生物,细胞中没有线粒体,A错误;酶具有专一性,酶2和酶3分别是催化甲→乙和乙→丙的酶,催化丙→乙