第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP-【导与练】2023-2024学年高中生物必修1分子与细胞同步全程学习全书word（新教材，人教版）

第2节　细胞的能量“货币”ATP 学习目标 素养定位 1.说出ATP的化学组成和特点。 2.描述ADP与ATP间的相互转化。 3.解释ATP在细胞生命活动中的作用 1.运用结构与功能观,理解ATP作为直接能源物质,其结构与功能相适应。(科学思维) 2.通过构建ATP和ADP相互转化模型,归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义。(科学思维) 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1.中文名称:腺苷三磷酸 。   2.结构简式:A—P～P～P。 　符号含义 3.特点 (1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,含有2个特殊的化学键,储存大量能量。 (2)ATP的化学性质不稳定,这是由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥,即末端磷酸基团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。 4.功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 二、ATP与ADP可以相互转化 1.过程 (1)ATP水解(释放能量):ATPADP+Pi+能量。 (2)ATP合成(吸收能量):ADP+Pi+能量ATP。 2.能量的来源及去路 3.转化的原因及特点 (1)原因:ATP中远离腺苷的那个特殊的化学键既容易水解,又容易形成。 (2)特点:①ATP与ADP的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。 三、ATP的利用 1.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的,如大脑思考、电鳐发电、物质的主动运输、物质的合成和肌肉收缩等过程。 2.ATP供能的过程(ATP为钙离子的主动运输提供能量) (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激活该酶,将ATP水解。 (2)ATP水解时,脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合,即载体蛋白的磷酸化。 (3)载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化,实现Ca2+的跨膜运输。 3.ATP是细胞内流通的能量“货币” (1)细胞内的化学反应与ATP的联系:细胞内的化学反应可以分成放能反应和吸能反应两大类。放能反应一般与ATP的合成相联系, 吸能反应一般与ATP的水解相联系。 (2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 判断正误 (1)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。(　×　) 提示:细胞内ATP与ADP是可以相互转化的。 (2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(　√　) (3)寒冷时细胞内ATP的分解速率大于合成速率。(　×　) 提示:ADP与ATP的相互转化始终处于动态平衡状态,故寒冷时细胞内ATP的分解速率等于合成速率。 (4)ATP与ADP均可水解并释放能量,前者更为稳定。(　×　) 提示:ATP不稳定,容易水解形成ADP,并释放能量,ADP也能水解形成AMP,并释放能量,后者更为稳定。 (5)腺苷三磷酸可通过参与载体蛋白的磷酸化来影响物质运输。(　√　) 探究一　ATP是一种高能磷酸化合物 ATP是细胞内流通的能量“货币”,其分子组成如图所示。请据图回答下列问题。 (1)ATP的组成元素有哪些? 提示:C、H、O、N、P。 (2)ATP中的“A”和DNA中的碱基“A”含义相同吗?请说明。 提示:不同。ATP中的“A”指的是腺苷,包括腺嘌呤和核糖;DNA中的碱基“A”指腺嘌呤。 (3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质?ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系? 提示:ATP分子去掉两个磷酸基团后形成的结构是腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位之一。 不同化合物中“A”的辨析 化合物 简写 “A”含义 共同点 ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成) 所有“A”都含有腺嘌呤 DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA 腺嘌呤核糖核苷酸 核苷酸 腺嘌呤 1.dATP(d表示脱氧)的结构简式为dA—P～P～P,用某种酶将dATP中的两个特殊的化学键水解,得到的产物是(　D　) A.核糖、腺嘌呤、磷酸 B.脱氧核糖、磷酸、腺嘌呤 C.磷酸、腺嘌呤核糖核苷酸 D.磷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸 解析:用某种酶将dATP中的两个特殊的化学键水解,得到的产物是磷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸。 2.科学家发现,小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下列有关ATP的叙述正确的是(　D　) A.图中的A代表腺苷 B.T表示胸腺嘧啶,因而ATP的结构与核苷酸很相似 C.ATP是生物体内的储能物质 D.1 mol ATP水解所释放出30.54 kJ的能量来自远离腺苷的那个特殊化学键的断裂 解析:图中的A代表