2025届高考一轮复习课件 第9讲 细胞的能量“货币”——ATP

2025 生物一轮复习 1 第3单元 细胞的能量供应和应用 第9讲 细胞的能量“货币”——ATP 2025年高考一轮复习 第9讲 细胞的能量“货币”——ATP 1.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 课标要求： 对标课本： 必修1 分子与细胞 第5章 细胞的能量供应和利用（第2节） PART 01 回归课本 强基固本 ● atp是一种高能磷酸化合物 ● ATP和ADP的相互转化 ● ATP的利用 ATP是一种高能磷酸化合物 一、ATP是一种高能磷酸化合物 1.作用：ATP是驱动细胞生命活动的 。 2.名称和简写：ATP是 的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成 ，其中A代表 ，P代表 ，~代表一种特殊的化学键。 直接能源物质 腺苷三磷酸 A-P~P~P 腺苷 磷酸基团 3.ATP的组成和结构： （1）组成元素： ； C、H、O、N、P （2）化学组成：1分子腺嘌呤，一分子核糖，3分子磷酸基团； （3）结构： A 核糖 P P P ~ ~ 腺苷 AMP ADP ATP AMP又可以称为腺嘌呤核糖核苷酸，是用于RNA合成的原料。 ATP是一种高能磷酸化合物 一、ATP是一种高能磷酸化合物 3.ATP不稳定且放能的原理： 由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而 等原因，使得ATP中的特殊化学键不稳定， 基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就具有较高的 能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团 与其他分子结合，从而使后者发生变化。 相互排斥 末端磷酸 转移势 挟能量 ATP水解脱离下来的磷酸基团有几种去路？ 2种：①挟能量与其他分子结合，使后者发生变化；②成为游离的磷酸基团（Pi），在适当情况下与ADP结合重新形成ATP。 ATP水解的过程就是 的过程，1molATP水解释放的能量高达 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 释放能量 30.54 ATP与ADP可以相互转化 二、ATP与ADP可以相互转化 P P P P P Pi Pi 合成酶 水解酶 能量 能量 ATP ADP+Pi + 能量 水解酶 ATP ADP+Pi + 能量 合成酶 ATP ADP+Pi + 能量 合成酶 水解酶 1.转化示意图及反应式 ATP与ADP可以相互转化 2．一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。 1．肌肉收缩的直接能源物质是ATP。在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量。 资料数据 ATP在细胞中的含量 ，不能长时间储存，但是和ADP之间的转化非常迅速，因此，在相互转化的过程中，机体仍能保持稳态。 少 2.ATP与ADP的转化特点 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是 地发生并且处于 之中的。 时刻不停 动态平衡 ATP与ADP可以相互转化 ATP水解 ATP合成 反应条件 能量来源 反应场所 水解酶 合成酶 转移势能 有机物中的化学能和光能 广泛存在于细胞的各个部位 叶绿体、线粒体和细胞质基质 由以上表格可见，ATP的水解和合成反应物质是可逆的，能量来源、反应场所、酶是不同的，总体而言是不可逆的。 ATP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，体现了生物界的统一性。 ATP与ADP相互转化过程是可逆反应吗？ 不是 ATP与ADP可以相互转化 ADP 转化成ATP所需的能量从哪里来？ 思考 在线粒体、细胞质基质等场所通过呼吸作用分解糖类等有机物，释放其中的能量，用于生成ATP。绿色植物还通过叶绿体进行光合作用，吸收光能用于合成ATP 。 动物、人、真菌、 大多数细菌 绿色植物、蓝细菌 能 量 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 ADP +Pi+ ATP 合成酶 有机物氧化分解 光能 ATP的利用 ATP 水解生成ADP释放的能量到哪里去？ 思考 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量的，如大脑思考、电鳐发电、肌肉收缩和物质的主动运输等。 ①参与运输Ca2+的载体蛋白是一种催化ATP水解的酶，当膜内Ca2+与其相应位点结合，其酶活性被激活； ②酶的作用下，ATP末端的磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，载体蛋白磷酸化； ③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 ATP 水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，伴随着能量的转移，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与化学反应。 （1）ATP为主动运输提供能量 ATP的利用 （2）萤火虫的发光原理及应用 原理：萤火虫的尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧气发生化学反应，形成氧化荧光素并发出荧光。 应用： 将荧光素酶基因导入植物后，用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发出荧光。 设计ATP荧光检测仪快速检测食品表面的微生物。无论是需氧型微生物还是厌氧型微生物均可产生ATP，就可以用荧光检测仪检测到。 ATP的利用 （3）吸能反应和放能反应 吸能反应：需要吸收能量才能发生的反应；如蛋白质的合成。 放能反应：发生反应伴随着能量的释放；如葡萄糖的氧化分解等。 吸能反应总是与 相联系，由ATP水解提供能量； 放能反应总是与 相联系，释放的能量贮存在ATP中。 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。 ATP的水解 ATP的合成 葡萄糖、脂肪等有机物储存着大量的能量，但是不能被直接利用 释放 储存 ATP储存的能量相对较少，但能被直接利用 PART 02 知识拓展 难点透析 ATP的几个易错点 拓展 ATP≠能量，ATP是一种可以储存能量的物质。 DNA、RNA、ATP和核苷酸中的“A”的含义 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 PART 03 链接高考 真题演练 1. [2024·全国甲卷，2分]ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中~表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（ ） A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P标记的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键 真题演练 C 【解析】ATP是生命活动的直接能源物质，可以为主动运输提供能量，A正确；ATP分子水解两个特殊化学键后，得到的是RNA的基本单位之一腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P标记的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，为一些吸能反应提供能量，β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用的光反应中可以将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的高能磷酸键中，D正确。 谢 谢 18 $$