第5章 第2节 细胞的能量 货币 ATP-2021-2022学年新教材高中生物必修1 分子与细胞【导与练】高中同步全程学习word（人教版）山东专用

第2节　细胞的能量“货币”ATP 1.通过对ATP化学组成和结构特点的学习,认同ATP的结构与其功能相适应的观点。 2.通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建,能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义。 3.通过对生活实例的讨论分析,能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因。 新知探究一　ATP是一种高能磷酸化合物 活动:如图是ATP的组成,据图分析,讨论,回答下列问题。 问题(1):ATP的组成元素有哪些?含有几个磷酸基团?图中①②③④分别表示什么? 提示:C、H、O、N、P。3个。①代表腺苷;②代表腺苷一磷酸(AMP);③代表腺苷二磷酸(ADP);④代表腺苷三磷酸(ATP)。 问题(2):ATP中的“A”“T”和DNA中的碱基“A”“T”含义相同吗?请说明。 提示:不同。ATP中的“A”指的是腺苷,包括腺嘌呤和核糖;“T”的含义是3。DNA中的碱基“A”指腺嘌呤,“T”指胸腺嘧啶。 问题(3):ATP彻底水解会得到哪些成分? 提示:ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸。 问题(4):ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质?利用图示表示出其结构。ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系? 提示:ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构是腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位之一,图示如下: 问题(5):ATP中的特殊化学键有几个?为什么不稳定? 提示:2个。不稳定是因为两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥。 ATP的结构和功能 (1)结构简式 ATP的全称为腺苷三磷酸。其结构简式是A—P～P～P,其中“A”代表腺苷,“P”代表磷酸基团,“～”代表一种特殊的化学键。 (2)特点 ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团具有较高的转移势能。 (3)功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 ATP相关拓展 (1)若将ATP(腺苷三磷酸)中碱基A分别换成碱基C、G、U,ATP将分别变成CTP(胞苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)。 (2)若将ATP中核糖换成脱氧核糖,ATP将变成dATP(脱氧腺苷三磷酸,d表示脱氧),同样还存在dCTP、dGTP、dTTP。 1.如图为ATP分子结构式。下列相关叙述正确的是(　A　) A.ATP的组成元素有C、H、O、N、P B.图中五碳糖为脱氧核糖 C.1个ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 D.靠近A的磷酸基团有较高的转移势能 解析:ATP的组成元素有C、H、O、N、P;题图中五碳糖为核糖;1个ATP分子由1个腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)和3个磷酸基团组成;末端的磷酸基团有较高的转移势能。 2.生物体内的高能磷酸化合物有多种,它们的结构和功能类似,但是具体用途有一定差异(如表)。下列相关推论最合理的是(　A　) 高能磷酸 化合物 ATP GTP UTP CTP 主要用途 能量 “货币” 蛋白质 合成 糖原 合成 脂肪和磷 脂的合成 A.蛋白质的合成可由GTP或ATP直接供能 B.GTP分子中所有特殊的化学键断裂后,可得到鸟苷 C.UTP分子水解掉1个磷酸基团后,可作为RNA的基本单位之一 D.CTP在有脂肪和磷脂合成的场所含量很高 解析:ATP是细胞内的能量“货币”,因此蛋白质的合成可由GTP或ATP直接供能;GTP分子中所有特殊化学键断裂后,可得到鸟嘌呤核糖核苷酸;UTP分子水解掉2个磷酸基团后,可作为组成RNA的基本单位之一;CTP供能的机制与ATP相同,在有脂肪和磷脂合成的场所含量不会很高。 新知探究二　ATP与ADP可以相互转化 资料1:肌肉收缩的直接能源物质是ATP。人体在安静状态时,肌肉内储存的ATP含量只能供肌肉收缩1～3 s所需。 资料2:一个人在剧烈运动状态下,每分钟约有0.5 kg的ATP分解释放能量,供运动所需。一个成年人在安静的状态下,24 h内竟有40 kg的ATP被水解。 问题(1):人体中ATP的含量有什么特点? 提示:含量少。 问题(2):在剧烈运动时需要的大量能量,是依赖ATP含量升高还是ATP和ADP的快速转化? 提示:依赖于ATP和ADP之间的快速转化。 ATP特点 (1)高能量:ATP水解释放的能量高达30.54 kJ/mol,是细胞内的一种高能磷酸化合物。 (2)不稳定:ATP分子中远离A的那个特殊的化学键很容易水解,释放能量。 (3)含量少:ATP在细胞内含量很少,但转化是十分迅速的。 活动:在活细胞中,如图中的循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识,分析回答ATP和ADP循环中的有关问题。 问题(3):在人体细胞和绿色植物的叶肉细胞内,与①相应的生理活动有哪些?场所有哪些? 提示:人体细胞:呼吸作用,细胞质