第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP-【大鹏生物】高中新教材精品课生物必修1 分子与细胞 课件

第2节　细胞的能量“货币”ATP 第5章 细胞的能量供应和利用 [ 学习目标 ]　 1.说出ATP的结构。 2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。 3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。 [ 本节概况 ]　 一、ATP是一种高能磷酸化合物 二、ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 一、ATP是一种高能磷酸化合物 [ 教材梳理 ] 1．中文名称：腺苷三磷酸。 2．结构简式： A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。 3．特点 (1)ATP不稳定的原因：由于ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能。 (2)ATP的水解过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 4．功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 5．ATP的供能机理：ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 [ 核心探讨 ]　 ATP的结构及特点 1．根据ATP结构式思考下列问题： (1)图中①②③的结构分别是什么？ 提示　腺嘌呤、核糖、磷酸基团。 (2)腺苷是由图中哪些结构组成的？ 提示　①②。 (3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？ 提示　腺嘌呤核糖核苷酸。 (4)若ATP完全水解，会得到哪些成分？ 提示　腺嘌呤、核糖、磷酸。 2．为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？ 提示　由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 [ 核心归纳 ]　 1．ATP的分子组成(如图) (1)元素组成：ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。 (2)AMP是RNA的基本组成单位之一。 (3)ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，“1”表示1个腺苷，“2”表示两个特殊的化学键，“3”表示3个磷酸基团。 (4)拓展：ATP是生命活动最主要的直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质，除ATP外，还有UTP、GTP和CTP。 UTP是由一个尿嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的； GTP是由一个鸟嘌呤、一个核糖、三个磷酸连接而成的； CTP是由一个胞嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的。 每个分子去掉两个磷酸基团后都是构成RNA的基本单位，它们的关系如下图所示： 10 这四种物质中，ATP是生物体的直接能源物质，当人体在运动、吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质时都会消耗ATP，ATP是能量“货币”。GTP可用于合成蛋白质，CTP可用于合成脂质，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)。 11 2．生物体内的能源物质总结 (1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。 (2)主要能源物质：糖类。 (3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。 (4)主要储能物质：脂肪。 (5)直接能源物质：ATP。 (6)最终能量来源：太阳能。 题组一　ATP是一种高能磷酸化合物 1．一分子ATP具有的腺苷、特殊的化学键、磷酸基团的数量依次为(　　) A．1、2、3 B．1、1、2 C．1、2、2 D．2、2、3 A 2．如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是(　　) A．ATP中含有C、H、O、N、P五种元素 B．图中虚线框中部分代表腺苷 C．ATP分子中①处断裂后形成了ADP D．ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动 C 3．下图表示ATP的结构，下列相关叙述正确的是(　　) A．b键断裂后形成ADP和Pi B．图中的3表示ATP中的字母A C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位之一 D．ATP是一种高能磷酸化合物 D 二、ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 1．ATP与ADP之间的相互转化 (1)相互转化的过程及能量来源图解 (2)ATP与ADP转化的特点 ①ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 ②ATP与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，这体现了生物界的统一性。 [ 教材梳理 ] 2．ATP的利用 (1)ATP的利用 (2)ATP为主动运输供能的机理 ①参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 ②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白