第15讲 细胞的能量货币ATP-【暑假自学课】2023年新高一生物暑假精品课（人教版2019必修1）

第15讲 细胞的能量“货币”ATP 【学习目标】 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。 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。 【问题探讨】 1.“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”请思考探讨下面的问题： ①萤火虫发光的生物学意义是什么？ ②萤火虫体内有特殊的发光物质吗? ③在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？ 2.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的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，分析该现象得到什么样的结论？ 3.人体每天进行正常活动所需的ATP量约等于他的体重，而细胞内ATP、ADP的总量仅有2～10mg。成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg，在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5kg/min。请思考细胞中ATP含量很少，而机体对ATP很大。细胞可能以什么样的对策解决这一矛盾？ 4.在植物、动物、细菌和真菌细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否说明生物界的统一性？这对理解生物的进化有什么启示？ 5.ATP是细胞内唯一的直接能源物质吗？如果不是，其他的直接能源物质会具有怎样的结构特点？ 【课前预习】 1.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 ①ATP的中文全称是 ，ATP分子的结构简式可写为 ，ATP的A表示 、T表示 、P表示 。 ②由于ATP两个相邻的磷酸基团都带有 而相互排斥等原因，导致这种化学键 ，末端的磷酸基团有一种 而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的 。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的磷酸基团 与其他分子结合，从而使后者发生变化。可见ATP水解的过程就是 的过程，1molATP水解释放的能量高达 kJ，所以说ATP是一种 。 2.ATP与ADP可以相互转化 反应 反应类型 酶的类型 反应场所 能量来源 能量去向 与之相联系的反应 结论 3.蛋白质的磷酸化和去磷酸化（如下图） 在磷酸激酶催化下，ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质分子 的过程称为磷酸化。蛋白质分子被磷酸化后， 发生变化， 被改变，可以参与各种化学反应。在蛋白磷酸酶催化下，磷酸基团从磷酸化的蛋白质分子上移除的过程称为去磷酸化。 【预习检测】 1．（2021·高一课时练习）下图是ATP的结构示意图，图中标号与对应叙述不正确的是（　　） 选项 编号 描述 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断裂释放提供供 C ③ 肯定含有N元素 D ④ 腺嘌呤脱氧核苷酸 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．腺嘌呤脱氧核苷酸 2．（2021·高一课时练习）如下图为ATP的结构示意图，下列说法错误的是（　　） A．物质a与b组成腺苷 B．c、d、e中不仅仅只含P元素 C．图中a是RNA的基本组成单位之一 D．g键断裂时，末端磷酰基挟有较高的转移势能 3．（2021·高一课时练习）如下图是ATP中化学键逐级水解的过程图。有关叙述正确的是（　　） ATP①②③ A．①代表的物质是ADP，③是腺嘌呤核糖核苷酸 B．ATP是细胞内含量少的间接能源物质 C．在最适温度和pH条件下，最适合酶的保存 D．一个ATP彻底水解产物中含有核糖 4．（2021·高一课时练习）下图为ATP与ADP相互转化的关系式，下列相关叙述错误的是（　　） A．ATP中有两个高能磷酸键，A代表腺嘌呤 B．人体细胞中①过程一般与细胞呼吸相联系 C．②过程能直接为萤火虫发光提供能量 D．图示的能量供应机制是生物界的共性 5．（2022秋·高一课时练习）ATP为生物体内生命活动直接供能，但在细胞内含量很少。下列相关叙述，正确的是（　　） A．每分子ATP含有3个高能磷酸键，但只有远离腺苷的高能磷酸键容易断裂 B．生物体都能产生ATP，也都能消耗ATP C．酶的合成需要ATP供能，但酶促反应并非都需要消耗ATP D．人进入寒冷的环境时，ATP会大量减少 6．（2022秋·