第3章 第1节 ATP是细胞内的“能量通货”-【重难点手册】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞(浙科版2019 浙江专用)

3 第三章 细胞的代谢 第一节ATP是细胞内的“能量通货” 重点和难点 素养要求 “生命观念”水平3：初步具有物质和能量观，并能分 重点：①ATP的分子简式：②ATP的生理功能：③ATP 析有关问题。 ADP循环在能量转化和利用中的作用。 “科学思雏”水平2：以生物事实为基础，运用专业词 难点：ATP-ADP循环在能量转化和利用中的作用。 语来解释相关问题。 口01-必备知识梳理， 重难点1ATP是细胞生命活动的直接能源 1.ATP一腺苷三磷酸 国归纳总结 莹火虫发光：ATP藏话荧光素→荧光。 腺嘌岭 腺苷 结构 核糖 2.能源物质 磷酸基团 (1)糖类、油脂作为能源物质不能直接被肌肉利用，而ATP ATP能，ADP+ 可以。 P+能量 转化 ADP+巧+能量 (2)ATP转化率非常高，是生命活动的直接能源。 ATP ATP 3.ATP的结构式 结构特点：在酶的催化下，远 H一N一H 离A的高能磷酸 键容易水解，释放 大量能量 再生特点：AT在细胞中易于 再生，可以作为源 三个磷酸团 源不断的能通 苷(A) 腺苷一磷酸AMP) 腺苷磷酸(ADP) 牌苷三硫ATP) ,向化为 /P,P,巴（磷酸基团） (腺嘌哈)（核糖 高能磷酸键 腺苷 再简化 A-P-P-P 例IATP的结构简式可表示为A一P~P~P。下列图示能 正确表示ATP的是()。 66 第三章 细胞的代溺么 后温馨提示 A. 腺嘌呤 核糖 磷酸 磷酸 碛酸 (1)对照ATP的结构式， B. 腺嘌昤 脱氧 磷酸 磷酸 磷酸 重点观察各部分的组成和连 核糖 接方式是否正确。 C. 腺嘌吟 磷酸 磷酸 磷酸 (2)在ATP中，A代表腺 苷：在IDNA或RNA含有的 0. 胨嘌呤 磷酸 磷酸 碱基中，A代表腺嘌吟。 (3)ATP是一种物质，不 解析A一P~P一P中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P 是能量，但物质中储存着能量。 代表磷酸基团，一代表高能磷酸键。 答案A 重难点2细胞内ATP与ADP保持动态平衡 1.ATP的分布 圆易混易错 在活细胞中，ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞 AIP与ADP之间的相互转化 不是可逆反应 溶胶等结构中，但含量很低。 化学中对可逆反应的定 2.ATP的水解与供能 义：在同一条件（相同条件，能 量来源、反应场所等)下，既能 ®-①-心 水胖 向正反应方向进行，同时又能 向递反应方向进行的反应，叫 ATP在细胞中易水解。1个ATP分子含有2个高能磷酸 作可逆反应。 键，在酶的作用下，远离腺苷的那个高能磷酸键水解，形成腺苷二 (1)酶：催化ATP的分解 磷酸(ADP),释放出1个磷酸，同时释放能量。ATP水解时释放 的酶属于水解酶：催化ATP 的合成的酶属于合成酶」 出的能量可以被细胞利用，如肌肉收缩、神经细胞活动以及细胞 (2)能量来源：ATP水解 中许多其他消耗能量的活动。 释放的能量是储存在高能磷 3.ATP-ADP循环 酸键内的化学能：而合成 ATP的能量主要来自呼吸作 用释放的化学能和光合作用吸 合成 水解 收的太阳能。能量来源不同。 W M 能显来自 能显用于 (3)反应场所：ATP的合 放能反应 ADP+© 吸能反应 成场所是细胞溶胶、线粒体和 通过ATP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸 叶绿体；而ATP的分解场所 众多。ATP分解与合成的场 能反应，此过程被称为ATP-ADP循环。细胞中ATP-ADP循环 所不尽相同。 速度很快，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。 同温馨提示 例②如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列叙 (1)吸能反应是利用ATP 述中错误的是()。 水解提供的能量。 67 重滩台手圆高中生物学必修1分子与细胞？C(浙江专用) ATP (2)放能反应释放的能量 能量① ②@能量 储存在ATP中。 ADP+Pi (3)能量通过ATP分子 在吸能反应和放能反应之间 A.在一个活细胞中，时刻进行着过程①和② 流通 B.过程①和②可以发生在同一个细胞器内 (4)ATP水解释放能量 C.过程①中需要的能量不是过程②释放的 反应式 D.维持人体体温的热能主要来自过程②中的能量 新裂 A n-p.p AP水常面AP~+一能三 解析]ATP为直接能源物质，在一个活细胞中，时刻进行着 ATP与ADP的转化，A正确：ATP的合成与水解可以发生在同 (5)ATP合成储存能量 一个细胞器内，如叶绿体，B正确；过程①为ATP的合成过程，需 反应式 储存 要的能量来自呼吸作用或光合作用，C正确：雏持人体体温的热 A-P-中一1所+推里 能主要来自呼吸作用释放的能量，D错误。 [答案D 02关健能)提升。 关键点1AIP与核苷酸的关系 合智力 1.构成RNA与ATP的基本单位 ATP分解图示 丁0 丁0 基 00 葫29° 丁o 腺严吟 1甲 乙醇3* ATP 丙 磷酸 OH OI 核 (1)甲为ADP,乙为AMP,丙为A(腺 核糖 苷)，丁为磷酸。 构成RNA的基本单 腺甘一磷酸或腺 位 核糖核苷酸 嘌岭核糖核苷酸 (2)ADP脱去一个磷酸后生成的乙为腺 (1)腺嘌呤十核糖十磷酸=AMP。 噪呤核糖核苷酸，不含高能磷酸键，是RNA (2)AMP是合成RNA的四种基本单位 的基本组成单位之一。 之一。 (3)丁为磷酸，是磷脂的构成成分。 (3)ATP失去两个磷酸形成AMP。 例①在下列四种化合物的化学组成中， (4)AMP称为腺瞟岭核苷酸，或腺苷一磷 “○”中所对应的含义相同的是( )。 酸，或腺嘌呤核糖核苷酸。 2.ATP与核苷酸的关系 (A-P-P-P 核粧 ATP ① ② ④ P-PP A.①和② B.②和③ 腺嘌吟核糖 D.①和④ 腺A) C.③和④ 腺嘌龄核糖核苷酸 解析“○”中所对应的含义：①中表示腺 68 第三章 细胞的代谢么 噪吟核糖核苷酸，②中表示腺嘌呤，③中表示腺 ④肝糖原，C,H,O 嘌吟脱氧核苷酸，④中表示腺嘌吟核糖核苷酸。 A.①→②→③→④B.④→②→③+① 答泰D C.④→③→②→①D.①→②→①→③ 注意所有“A”中都含有腺嘌呤。 解析肌肉收缩所需能量的直接来源是 关键点2细胞内的供能物质 ATP水解释放的能量，肝糖原中的能量转变为 项目 物质 原因 肌肉收缩所需能量时，首先肝糖原分解为葡萄 ATP水解时释放的能量直接用于各项 糖，葡萄糖氧化分解释放的能量再转移到ATP 直接 生命活动，而其他形式的能源物质中 中，然后由ATP水解释放能量供肌肉收缩 能源 ATP 所贮存的能量必须转移到ATP中，才 利用。 能用于各项生命活动 答率D 生命活动所利用的能量大约70%是由 主要 关键点3ATP-ADP循环 糖类 糖类提供的，所以说糖类是生命活动 能源 的主要能源物质 1.吸能反应和放能反应的比较 在生物体内长期贮存能量的物质是油 比较项目 吸能反应 放能反应 储能 脂。油脂贮存能量的效率最高，油脂 油脂 产物分子中的势 物质 所储存的能量是同等质量的蛋白质和 反应物分子中的势能 原因 能>反应物分子 糖类的两倍多 >产物分子中的势能 中的势能 地球上所有生物进行生命活动所需的 吸能反应需要的放能反应释放的能量可 最终 能量几乎全部来源于光合作用所固定 能量来源 太阳能 能量一般来源于 用于吸能反应或转变成 能源 的太阳能，所以生物体生命活动的最 或去向 放能反应 热能、光能、电能等 终能源是太阳能 实例 光合作用 糖的氧化 服思版 在生物体内能量的转换和传递中，ATP 联系 ①放能反应产生能量喜吸能反应 是一种关键的物质。ATP是生物体内能量 ②ATP是吸能反应和放能反应之间的纽带 转换的“中转站”，它有利于能量的运输和协 2.合成有机物的反应、分解有机物的反应 调供给 与吸能反应、放能反应的关系 (1)物质转换路径 合成有机物的反应是吸能反应：分解有机 肝糖原→葡萄糖·二氧化碳； 物的反应是放能反应。如光合作用合成有机 ADP→ATP→ADP。 物要吸收光能：细胞呼吸分解有机物则释放 (2)能量转移路径 能量。 葡蓟糖→ATP。 3.细胞内ATP与ADP的相互转化 例2(2024·浙江湖州中学练习)由肝糖 生物体内ADP与ATP可以相互转化，但 原转变成肌肉收缩所需能量的过程是( 反应是不可逆的 ①ADP+Pi+能量醇ATP 组胞溶胶、线粒体、叶绿体 生物体需能部位 ②CH,0,+60,+6H,0鹛6C0,+ 呼吸作用 ATP. 细抱分裂 Pi 光合作用 主动转运 12HO+能量 华2 肌肉收缩 其他 牛物发电、发光 ③ATP膳，ADP+P十能量 ADP 一合成大分子有 机物 69 国避手册高中生物学必修1分子与细胞父（浙江专用） (1)ATP的合成需要满足的条件：①原料 例③下列说法中不正确的是( (ADP和Pi):②能量：③ATP合成酶 A.吸能反应是指产物分子中的势能比反 (2)ADP、ATP、Pi三种物质可反复循环利 应物分子中的势能高，在反应时需要吸收能量 用，故上述过程中的物质是可逆的，但能量是 的化学反应 不可逆的，所以整个反应是不可逆的。 B.放能反应是指产物分子中的势能比反 启错 应物分子中的势能低，在反应时放出能量的化 能量转化的特点及意义 学反应 (1)特点 C.光合作用是放能反应，细胞呼吸是吸能 ①能量可以从一种形式转化为另一种 形式。 反应 ②能量既不会被消灭，也不能被创造。 D.吸能反应和放能反应之间的组带是腺 ③生物体内或细胞中发生的只是各种 苷三磷酸 能量形式的相互转化。 解析光合作用的反应物(CO2和HO)含 (2)意义 能量较少，产物（糖类）含能量较多，是绿色植 ①使蛋白质等生物大分子有序性更高。 物细胞中最重要的吸能反应，而细胞呼吸的反 环境中简单分子 及一些无机离子制溢 复杂的有机分子 应物（糖类）含能量较多，产物(CO,和HO)含 无序状态 有序排列 能量较少，是所有细胞中最重要的放能反应。 ②细胞中有序状态的维持需要能量。 答案C 03常老老向聚盘。 考向点1细胞内ATP和ADP保持动态平衡 题源探索教材P65:图3-2，ATP的水解反 例①(2022·浙江1月选考)下列关于腺 应。教材P65:图3-3，ATP-ADP循环 苷三磷酸分子的叙述，正确的是( 解析一分子腺苷三磷酸(ATP)由1个核 A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷 糖、1个腺嘌吟和3个磷酸基团组成，A错误； 酸基团组成 ATP分子中与磷酸基团相连接的化学键有 B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称 1个普通磷酸键和2个高能磷酸键，B错误； 为高能磷酸键 ATP的水解需要ATP水解酶，其合成需要 C.在水解酶的作用下不断地合成和水解 ATP合成酶，C错误。 D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 [答案】D 70