内容正文:
第2节
细胞的能量“货币”ATP
生物学
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)
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梳理必备知识,储备素养根基
1
一、ATP是一种高能磷酸化合物
腺苷三磷酸
1.中文名称: 。
2.结构简式: 。
A—P~P~P
核糖
磷酸基团
特殊的化学键
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3.特点
(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,含有2个 .
,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
。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。
特殊的
化学键
转移势能
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直接能源物质
4.功能
ATP是驱动细胞生命活动的 。
二、ATP与ADP可以相互转化
1.过程
ADP
ATP
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2.能量的来源及去路
呼吸作用
光合作用
ADP
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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 地发生并且处于 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 。
时刻不停
动态平衡
统一性
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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 直接提供能量的,如大脑思考、电鳐发电、物质的 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 ,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
。
ATP
主动
催化ATP水解的酶
载体蛋白的磷酸化
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(3)载体蛋白磷酸化导致其 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
相联系, 吸能反应一般与 相联系。
(2)能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通。
空间结构
ATP的合成
ATP的水解
ATP分子
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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。
×
√
×
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(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。( )
×
√
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逐点击破疑难,提升关键能力
2
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。
探究一 ATP是一种高能磷酸化合物
(1)ATP的组成元素有哪些?
提示:C、H、O、N、P。
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(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。
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