第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP(Word教师用书)-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中生物必修1 分子与细胞 人教版（2019)

第2节　细胞的能量“货币”ATP 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1．ATP的结构 (1)ATP的中文名称：__腺苷三磷酸__。 (2)根据ATP分子的结构简式，写出其中各部分所代表的含义： A：__腺苷__，T：__三个__，P：__磷酸基团__，～：__一种特殊的化学键__。 2．ATP的特点 (1)ATP化学性质不稳定：由于两个相邻的磷酸基团都带__负电荷__而相互排斥等原因，使得二者之间的化学键不稳定，__末端磷酸基团__有一种离开ATP分子而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的__转移势能__。 (2)ATP是一种__高能磷酸__化合物：1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ。 3．ATP的功能：驱动细胞生命活动的__直接能源__物质。 二、ATP和ADP之间的相互转化 1．相互转化的反应式 2．相互转化特点 (1)ATP和ADP相互转化时刻不停地发生，且处于__动态平衡__之中。 (2)ATP和ADP相互转化的__能量供应__机制，在所有生物细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。 3．合成ATP的能量来源 (1)动物、人、真菌和大多数细菌：__呼吸作用__。 (2)绿色植物：__呼吸作用__、__光合作用__。 4．ATP释放的能量来源：ATP中远离腺苷的__特殊化学键__。 三、ATP的利用 1．实例 2．原理：常见的是，ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子__磷酸化__，这些分子磷酸化后__空间结构__发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 3．ATP是细胞内流通的能量“货币” (1)吸能反应一般与__ATP的水解__相联系。 (2)放能反应一般与__ATP的合成__相联系。 (3)能量通过ATP在__吸能__和__放能__反应之间循环流通。 ★ATP与ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此两者的相互转化不是可逆反应，但物质可循环利用。 ★萤火虫的发光、电鳗的放电都属于ATP的转化。 思考 为什么ATP适合作为能量流通的“货币”？ 提示 因为ATP分子结构相对简单，远离腺苷的特殊化学键能够快速水解和重新合成，所以能够满足生物体代谢过程中对能量的需求。 　 ATP的结构特点及特性 1．ATP的元素组成与结构 2．ATP与核苷酸的关系 关于ATP的3点提醒 (1)ATP≠能量。ATP中远离腺苷的特殊的化学键断裂时能够释放出多达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不能将两者等同。 (2)每个ATP分子中只含有2个特殊的化学键(～)，其中只有远离腺苷的特殊的化学键易断裂或合成。 (3)ATP并非新陈代谢唯一的直接供能物质，只是大多数生命活动的直接供能物质，还存在其他直接供能物质。 【例题1】 在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，该现象不能说明的是(　　) A．ATP中远离A的磷酸基因容易脱离 B．部分32P标记的ATP是重新合成的 C．ATP是细胞内的直接能源物质 D．该过程中ATP既有合成又有分解 答案　C 解析　由题意知，部分末端P带上放射性标记的ATP是新合成的，但ATP含量变化不大，说明ATP既有合成又有分解，但这一现象并不能说明ATP是细胞内的直接能源物质。 【变式1】 当条件满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP和ATP分子中所含的特殊磷酸键的个数分别是(　　) A．20个，30个 B．20个，40个 C．40个，40个 D．40个，60个 答案　B 解析　1个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸基团、2个特殊磷酸键。20个腺苷和60个磷酸恰好形成20个ATP分子，共含有40个特殊磷酸键。 　 ATP与ADP的转化及能量利用 1．ATP与ADP的相互转化过程比较 反应式 ATPADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADPATP 类型 水解反应 合成反应 条件 水解酶 合成酶 场所 活细胞内多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 能量转化 放能 吸能 能量来源 特殊的化学键 呼吸作用、光合作用 能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中 据此可知：ATP与ADP之间的相互转化是不可逆的。ATP与ADP的相互转化过程可以概括为“物质是可逆的，能量是不可逆的，酶是不相同的，场所是不完全相同的。” 2．各类能源物质的区别 (1)ATP：生物体内进行各项生命活动的直接能源物质。 (2)太阳能：生物体进行各项生命活动的最终能源。 (3)糖类：生物体进行各项生命活动的主要能源物质，其中，葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。 (4)脂肪：生物体内良好的储能物质