第三章 第一节 ATP是细胞内的“能量通币”(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（浙科版2019）

培养学习志向·勇担社会责任

“有违初心”的诺奖——核酶的发现

科学研究中往往出现“有违初心”的实验结果，伟大的科学家不是选择放弃，也不是固执己见，而是另辟蹊径。我们以切赫发现核酶的过程感悟一下科学研究的迷人之处。

切赫本来关心的问题是RNA剪接，简单来说，就是当RNA分子被生产出来之后，需要把多余的部分剪掉，才能去指导生产蛋白质。

[提出问题]　具体是哪一种物质对RNA进行了剪接？

[作出假设]　是某种蛋白质分子对RNA剪开和连接。

[实验选材]　切赫选取的研究对象是嗜热四膜虫。一种在淡水里分布广泛的单细胞生物，容易大量培养。而且它个大，方便进行各

种显微操作和化学提纯(如右图)。

[实验方法]　最经典的化学提纯方法。先从嗜热四膜虫样本里提纯一批没有被切割的、完整的RNA分子，再同时提纯了一大批蛋白质混合物。把两者混在一起，负责剪接的蛋白质找到目标RNA完成剪接(如下图)。

[实验失败]　从细胞里提纯出来的RNA不加蛋白质，也会发生剪接反应。

[原因分析]　RNA样品是不是被污染了？把RNA清洗得更干净是不是就行了？

[方法改进]　提纯几年一无所获。1982年，直接合成一条新的纯净的RNA。

[意外发现]　没有蛋白质污染的RNA，可以实现自我剪接。

不用多说，你可能知道了结论，有些RNA也有催化作用。切赫的发现让他获得了1989年的诺贝尔化学奖。

[开创新领域]　切赫的实验不仅是发现有些酶是RNA这么简单，它在生命起源的研究上也有重大意义。通俗地讲，这个发现可能在科学上解决了生命起源中“先有鸡还是先有蛋”的历史难题。有兴趣的同学可以去搜索资料研究研究。

第一节　ATP是细胞内的“能量通货”

[课标要求]

1.说明ATP的化学组成及结构特点。

2．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。

3．明确ATP­ADP循环的过程和意义。

 

[主干知识梳理]

一、ATP是细胞生命活动的直接能源

1．ATP的结构

(1)中文名称：腺苷三磷酸。

(2)组成：ATP由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。

(3)图中序号或符号的含义：①是腺嘌呤，②是核糖，③是腺苷，“P”代表磷酸基团，“～”代表高能磷酸键。

2．ATP结构与功能的统一

连接2个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差，水解时可以释放出大量的能量。

二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡

1．ATP分布

ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中，但含量很低。

2．ATP­ADP循环

[预习效果自评]

1．判断下列有关叙述的正误

(1)糖类和ATP都是细胞中的直接能源物质(×)

提示：糖类需要氧化分解后才能为生命活动供能，ATP是直接能源物质。

(2)ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成(×)

提示：ATP由3个磷酸基团和1个腺苷构成，1个腺苷包括1个腺嘌呤和1个核糖。

(3)腺嘌呤是一种含氮碱基，能与核糖和1个磷酸基团形成腺苷(×)

提示：腺苷是腺嘌呤与一个核糖组成的结构。

(4)人体细胞中ATP分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中(×)

提示：人体细胞不含叶绿体。

(5)人在激烈运动中每分钟可消耗0.5 kg ATP，说明细胞内ATP含量较多(×)

提示：人在激烈运动中消耗的ATP多，主要依赖细胞内ATP­ADP循环速度快，而不是含量高。

2．(2022·浙江7月学考)细胞的生存需要能量和营养物质，其中驱动细胞生命活动的直接能源物质是(　 )

A．H2O　　     B．ATP　　　C．Na＋　　　D．Ca2＋

解析：选B　H2O、Na＋、Ca2＋是细胞中的水和无机盐，不能为细胞的生存提供能量，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，故选B。

3．(2022·浙江金衢六校期中联考)一个ATP分子中含有(　 )

A．一个腺苷和二个磷酸基团

B．一个腺苷和三个磷酸基团

C．一个腺嘌呤和二个磷酸基团

D．一个腺嘌呤和三个磷酸基团

解析：选B　ATP是由一个核糖、一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成的，其中核糖与腺嘌呤结合形成腺苷。故一个ATP分子中含有一个腺苷和三个磷酸基团。

4．下列有关ATP概念的叙述，正确的是(　 )

①ATP是生物体内主要的储存能量的物质　②1分子ATP中含有1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团　③ATP水解一般指ATP分子中高能磷酸键的水解　④ATP只能在线粒体中生成　⑤ATP在生物细胞内普遍存在，是能量的“携带者”和“转运者”，有“能量通货”之称

A．①③　            B．②④　     　C．③⑤　　D．④⑤

解析：选C　ATP是生物体内细胞生命活动的直接能源物质，不是主要的储能物质，①错误；1分子ATP中含有1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团，②错误；ATP水解一般