第三章 第一节 第3课时 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物必修1 分子与细胞（苏教版2019）

[教材知识梳理] 1．能源物质 食物中的糖类、脂肪和蛋白质都富含能量。这些物质在细胞内氧化分解释放的能量中有一部分用于产生ATP。 2．ATP的名称和结构 (1)中文全称：腺苷三磷酸。 (2)组成(如图)：1分子[b]核糖、1分子[c]腺嘌呤、3分子[a]磷酸基团。 (3)结构简式：A—P～P～P。 3．ATP的特点 (1)由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酐键容易断裂。ATP分子末端的磷酐键断裂后，ATP转化为ADP(腺苷二磷酸)和游离的Pi(HPO)。 (2)ATP是通过基团转移而不是简单的水解提供能量的，ATP转移的基团是一个磷酰基(—PO)，而不是磷酸基(—OPO)。 (3)ATP在细胞内含量很低，但转化十分迅速。 4．ATP和ADP的相互转化 (1)ATP的合成反应 ①反应式：ADP＋Pi＋能量1ATP。 ②图中“能量1”为光合作用、细胞呼吸等生物化学反应中产生的能量。 (2)ATP的水解反应 ①反应式：ATPADP＋Pi＋能量2。 ②图中“能量2”为通过基团(—PO)转移提供的能量。 5．ATP的功能 (1)ATP是细胞内绝大多数生命活动能够直接利用的能源物质，可以直接为生物体的大多数需能反应提供能量，如生长、发育、运动、生殖等。 (2)ATP是驱动细胞中各种生命活动的通用能量货币。淀粉、糖原、脂肪和蛋白质等有机物氧化分解释放的能量不能直接用于生命活动，但可以用于ADP转化为ATP的反应并储存在ATP中，再通过ATP转化为ADP的反应满足生物体生命活动对能量的需求。 [核心要点点拨] 1．归纳概括ATP和ADP的相互转化 (1)过程 (2)比较 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP ATPADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量变化 吸收能量 释放能量 能量来源 光合作用、细胞呼吸等生物化学反应中产生的能量 末端磷酐键断裂，通过基团(—PO)转移提供能量 能量去路 形成末端的磷酐键 用于生长、发育、运动和生殖等许多生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 生理活动 主要是光合作用、细胞呼吸 肌肉收缩、细胞分裂、兴奋传导等 特点 含量少，但转化迅速。ATP与ADP相互转化时刻不停地发生，并且处于动态平衡中 2．概括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中末端磷酐键易断裂和形成，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。 [经典案例探究] [例1]　如图为ATP的结构式，回答下列问题： (1)ATP中“～”这个磷酐键不稳定的原因是两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等。 (2)若1分子ATP完全水解，可得到的成分是1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团。 [例2]　阅读下列材料，回答问题： 材料1　将用32P标记的磷酸加入细胞培养液，并在短时间内快速分离出细胞的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带有放射性标记。 材料2　经实验测定，一个成年人每天大约消耗45 kg ATP，但每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，即每个细胞每秒钟可形成1 000万个ATP且同时有等量的ATP被分解。 (1)材料1中，细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记，这说明ATP中末端磷酸基团容易水解和重新生成。 (2)材料2说明ATP和ADP之间的相互转化快速、时刻不停地进行，处于动态平衡。 (3)ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的。该事实说明生物界具有统一性，生物具有共同的起源。 [易错警示] ATP与ADP的相互转化过程不可逆 ATP和ADP相互转化时，反应所需要的酶、能量的来源和去路、反应的场所不同，因此两者的相互转化是不可逆的，从两者相互转化的反应式来看，物质是可逆的，但能量不可逆。 [层级训练评价] (一)澄清概念 1．判断下列叙述的正误 (1)ATP的分子结构可简写为A～P～P～P(×) (2)ATP含有3个磷酐键，但是只有一个磷酐键会发生断裂(×) (3)细胞中所有需要能量的生命活动都由ATP直接供应(×) (4)ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处在动态平衡中(√) (5)在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量多(×) (二)落实知能 2．如图是ATP的结构示意图，下列叙述错误的是(　 ) A．ATP的名称为腺苷三磷酸 B．图中①代表腺苷 C．ATP是一种可以直接为生命活动提供能量