2026届高三一轮复习生物：细胞的能量“货币”ATP课件

必修1 第5章 细胞的能量供应和利用 第2节 细胞的能量“货币”ATP ATP是一种高能磷酸化合物 1．中文名称：腺苷三磷酸 2．结构 （1）结构简式： （2）含义： A：腺苷（腺嘌呤+核糖）；P：磷酸基团；—：普通化学键； ～：特殊的化学键（储存大量化学能） ① ② 腺苷三磷酸 1mol ATP水解释放的能量高达30.54KJ ATP是一种高能磷酸化合物 【注意】：“A”在不同情况下代表的含义不同 （3）结构特点：含2个特殊的化学键，远离腺苷的那个特殊的化学键既容易分解释放能量（为各种生命活动提供能量），又容易形成而储存能量。ATP去掉两个磷酸基团后形成的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。 特殊化学键 核苷三磷酸 (NTP) 包括ATP、GTP、UTP、CTP等，脱氧核糖核苷三磷酸 (dNTP，d表示脱氧) 包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。研究发现dNTP可作为DNA合成的原料。下列叙述正确的是 (　　) A.dNTP和NTP的区别体现在五碳糖的种类不同 B.dNTP含有2个特殊的化学键，可为DNA复制提供能量 C.DNA复制时需dATP、dTTP含量越多，则DNA结构越稳定 D.真核细胞分裂时，胞内dNTP都进入细胞核内参与DNA的复制 B A dATP G dGTP C dCTP T dTTP H [2021·全国甲，T30(1)(2)]用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素 32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα～Pβ～Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链)，对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。 (1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是__________________________________ _ 。 合成DNA时，dATP先水解成腺嘌呤脱氧核苷酸，β位和γ位的磷酸基团脱离形成游离的磷酸，只有α位的磷酸基团参与形成DNA　 2 ATP与ADP的相互转化 如：主动运输 蛋白质合成 胞吞胞吐 肌肉收缩 蛋白质磷酸化 大脑思考等 各项耗能的生命活动 物质可逆，能量不可逆 ATP 酶 酶 ADP +Pi ATP水解酶 ATP合成酶 +能量 吸能反应 光合作用的光反应 （绿色植物等） 呼吸作用有机物分解释放的能量 （一切生物） 放能反应 ATP是细胞内流通的能量“货币” ATP与ADP的相互转化 （1）转化： （2）ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应 （物质可逆，能量不可逆；ATP合成和水解所需的酶不同，反应场所不同） ATP是生命活动的直接能源物质，但不是唯一的能源物质。 ATP ≠ 能量，ATP是一种高能磷酸化合物，但不能将ATP与能量等同。 （2021年海南高考真题）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是（ ） A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 B 合成ATP和分解ATP的场所: 合成ATP：细胞质基质、线粒体、叶绿体的类囊体 分解ATP：生物体内需能部位，如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等。 ATP供能的机理（以主动运输为例） ATP水解释放的 使 等分子 。这些分子被 后，发生 变化， 也被改变，因而可以参与各种 。 磷酸基团 蛋白质 空间结构 活性 化学反应 磷酸化 参与钙离子主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。 磷酸化 3 ATP的利用 一个含有32P标记的双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子，因此在得到的n个噬菌体中只有两个带有标记。 （2016全国I卷29题）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。 （1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 （填“α”“β”或“γ”）位上。 （2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“α”“β”或“γ”） 位上。 （3）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是 。 γ α 项目 ATP合成 ATP水解 场所 细胞内需要能量进行生命活动的结构 条件 由ATP合成酶催化 由ATP水解酶催化 水 生成水 消耗水 能量来源 光能（光合作用）和化学能（呼吸作用） 储存在特殊化学键中的能量 能量去路 储存在ATP中 用于各项生命活动 线粒体、叶绿体、细胞质基质 ATP的存在与含量： ATP在生物体细胞内普遍存在，但含量很少，ATP与ADP的转化十分迅速并时刻不停地进行，且处于动态平衡之中。 【相关资料】萤火虫的尾部发光细胞中有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 能量 荧光素酶 ＋ 氧气 荧光素 激活的荧光素 荧光 氧化 荧光素 发出 糖类是细胞中主要的能源物质 脂肪是细胞中良好的储能物质 萤火虫的发光原理 细胞内哪些物质有可能为萤火虫发光提供能量呢？ ATP（主动运输能量供应） 荧光消失 A B C D 暗处 15min 【实验探究】取数十只萤火虫的发光器，干燥后研磨成粉末，等量分成4份，分别装入四支试管，加入少量蒸馏水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15min后荧光消失。继续分四组实验，步骤和结果如下： 有荧光 无荧光 无荧光 无荧光 2ml 蒸馏水 2ml 葡萄糖溶液 2ml 脂肪溶液 2ml ATP溶液 暗处 观察 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 ATP产生速率与O2供给量之间的关系 【例1】下列有关ATP与酶的叙述错误的是 A．ATP中的能量可来源于光能和化学能，也可转化为光能和化学能 B．吸能反应一般与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量 C．酶与双缩脲试剂都能发生紫色反应 D．酶的催化效率高的原因是其能显著降低化学反应的活化能 【例2】下列关于ATP的叙述正确的是 A．ATP中的“A”代表的是腺苷 B．剧烈运动使肌细胞中ADP的含量明显升高 C．ADP转化为ATP需要Pi、酶、腺苷、能量 D．ATP与ADP的相互转化过程只发生在高等生物体内 （ C ） （ A ） 【答案】吸能反应，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量，是吸能反应，这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应，如丙酮酸的氧化分解能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，还用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。 拓展应用 1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。 【答案】在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。 2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。 【答案】植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同起源。 3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性？这你理解生物的进化有什么启示？ 谢谢！ $$