3.1 ATP是细胞内的“能量通货”-【精彩三年】2024-2025学年高中生物必修1课程探究与巩固PPT课件（浙科版2019）

第一节　ATP是细胞内的“能量通货” 第三章　细胞的代谢 课程目标 知能目标 素养目标 1.掌握ATP的全称、结构简式以及ATP的组成 2．列举ATP的功能 3．说出ATP与ADP的相互转化在新陈代谢中的作用 4．说出ATP的能量来源 5．理解细胞中的能量转化、放能反应和吸能反应 1.生命观念——运用结构与功能观，明确ATP的结构与功能相适应 2．科学思维——运用归纳与概括、模型与建模，表述ATP的结构；运用归纳与概括，描述ATP与ADP的转化关系及转化的应用 目录 CONTENTS 教材整体初识 构建与探源 01 02 ___________________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— ____________________________________ —学科素养 对学科素养融会贯通— 命题整体感知 尝试与研析 01 _______________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— 教材整体初识 构建与探源 教材整体初识 构建与探源 知识点一　ATP是细胞生命活动的直接能源 1．萤火虫的发光与肌肉收缩 (1)萤火虫发光 ①引起萤火虫发光的物质：_______________________。 ②发光过程中能量的转变形式：由________能转变为______能。 (2)肌肉收缩 给失去收缩功能的离体肌肉滴加葡萄糖溶液，肌肉不发生收缩；滴加ATP溶液，肌肉发生了明显的收缩，说明________能被肌肉直接利用。 腺苷三磷酸(ATP) 化学 光 ATP 教材整体初识 构建与探源 2．ATP的结构与功能 腺苷三磷酸 直接能源 教材整体初识 构建与探源 小思考：若ATP完全水解，会得到哪些成分？ 【答案】腺嘌呤、核糖、磷酸。 教材整体初识 构建与探源 知识点二　细胞内ATP与ADP保持动态平衡 1．ATP——ADP循环 通过ATP的合成与水解，使_______________所释放的能量用于 _____________，此过程被称为ATP——ADP循环。图示如下： 放能反应 吸能反应 放能反应 吸能反应 教材整体初识 构建与探源 2．ATP的功能 ATP在细胞中易于________________，ATP是细胞中普遍使用的 ______________，所含的能量不多，像小额钞票一样，便于流通使用，所以又有细胞中的“_______________”之称。 小思考：ATP中的化学元素组成与之前所学的哪种化合物的元素组成相同？ 【答案】核酸。 水解和再生 能量载体 能量通货 教材整体初识 构建与探源 探本思辨 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)ATP与ADP之间的转化是可逆的。(　　) (2)一个ATP分子中含一个核糖、一个腺苷、三个高能磷酸键、三个磷酸基团。(　　) (3)ATP是生物体内的直接供能物质，所以在生物体内含量丰富。(　　) (4)ATP中远离“A”的那个高能磷酸键容易断裂和重新生成。(　　) × × × √ 教材整体初识 构建与探源 (5)人体在饥饿状态下，细胞中ATP和ADP的含量仍处于动态平衡状态。(　　) √ 教材整体初识 构建与探源 2．情境分析 根据资料回答下列相关问题。 资料一　成人体内ATP的总量是2～10 mg，但一个成人在静卧状态下24 h内所消耗的ATP约为40 kg，在剧烈运动时ATP的消耗可达0.5 kg/min。 资料二　在安静状态时，肌肉内ATP所释放的能量只能维持肌肉收缩1～2 s。 资料三　每个细胞每秒钟可合成约1 000万个ATP，同时有等量的ATP被水解。 教材整体初识 构建与探源 (1)ATP在细胞内的含量多吗？ 【答案】ATP在细胞内的含量很低。 (2)生物体是如何满足剧烈运动时所需要的大量ATP的？ 【答案】通过ATP和ADP之间迅速地转化。 (3)细胞中的ATP含量是否会随着ATP的水解而下降？为什么？ 【答案】不会。因为ATP和ADP之间的转化非常迅速。 02 —学科素养 对学科素养融会贯通— 命题整体感知 尝试与研析 _____________________________ 类型一 ATP误区辨析 误区 辨析 误以为ATP是主要能源物质 ATP是直接能源物质，主要能源物质是糖类 误以为ATP去掉两个磷酸基团后是构成DNA的基本单位 ATP中的五碳糖是核糖，所以ATP去掉两个磷酸基团后是构成RNA的基本单位 误以为ATP分子中含有大量能量 ATP分子中有高能磷酸键，但其储存的能量远远比一分子葡萄糖要少 误以为ATP在细胞中的含量很高 ATP在细胞内的含量很低，但ATP与ADP相互转化速度很快，所以ATP的含量处在动态平衡之中，这对于保证生命活动的进行是非常重要的 误以为ATP是唯一的直接能源物质 ATP不是唯一的直接能源物质，此外还有GTP等 误以为ATP仅是真核生物的直接能源物质 各种生物(真核生物和原核生物)常用的直接能源物质一般都是ATP 类型一 ATP误区辨析 误以为ATP中的能量仅来自化学能 ATP中的能量可来自光能或化学能 误以为ATP与ADP相互转化可逆 ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，但从酶的种类、进行的场所、能量方面来看是不可逆的 误以为ATP与能量概念等同 ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量 误认为ATP转化为ADP不消耗水 ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水 误以为运动时ATP合成速率远小于ATP水解速率 运动时机体仍保持稳态，所以ATP合成速率和ATP水解速率基本相等，但ATP水解速率比安静时快 类型一 ATP误区辨析 典例 ATP是细胞中的能量通货。下列有关叙述错误的是(　　) A．一个ATP分子由一个腺苷与3个磷酸基团组成 B．细胞中ATP含量不多，但是易于再生 C．ATP的合成属于放能反应 D．细胞呼吸释放的能量可以用于ATP的合成 C 类型一 ATP误区辨析 【解析】ATP分子由一个腺苷和3个磷酸基团组成，A正确；细胞中ATP含量不多，但是可以通过ATP与ADP的相互转化快速水解和再生，B正确；ATP的合成属于吸能反应，C错误；细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分可以用于ATP的合成，D正确。 类型一 ATP误区辨析 变化与巩固 2024·黄岩中学高一ATP是细胞中的“能量通货”。下列叙述正确的是(　　) A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B．ATP——ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解 C 类型一 ATP误区辨析 【解析】ATP中的能量也可来自光合作用吸收的太阳能，A错误；ATP——ADP循环使细胞只需少量的ATP便可维持细胞生命活动对能量的需求，B错误；ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团，C正确；ATP分子中的2个高能磷酸键都易断裂水解，D错误。 类型二 ATP的结构拓展分析 1．ATP的结构 (1)名称：腺苷三磷酸。 (2)结构简式：A—P～P～P。 (3)结构图示及描述 类型二 ATP的结构拓展分析 (4)结构特点：远离腺苷的高能磷酸键很容易水解和重新合成，ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。 (5)ATP的功能：作为生命活动的直接能源物质，为生命活动中的耗能反应持续提供能量。 类型二 ATP的结构拓展分析 2．不同物质中“A”的辨别 物质结构 物质名称 A的含义   ATP 腺苷(腺嘌呤＋核糖)   核苷酸 腺嘌呤   DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸   RNA 腺嘌呤核糖核苷酸 共同点：所有“A”都含有腺嘌呤 类型二 ATP的结构拓展分析 典例 下图为ATP的分子结构式。下列相关叙述错误的是(　　) A. 图中的五碳糖为核糖 B．图中虚线框中的基团是腺苷 C．该分子中有2个高能磷酸键 D．该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸 B 类型二 ATP的结构拓展分析 【解析】ATP中的“A”代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成，因此图中的五碳糖为核糖，A正确；图中虚线框中的基团是腺嘌呤，B错误；ATP分子中有2个高能磷酸键，C正确；ATP分子水解掉两个磷酸基团后，剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸，D正确。 类型二 ATP的结构拓展分析 变化与巩固 1．2024·缙云中学高一下图表示 ATP 的结构。下列相关叙述正确的是(　　) A. b键断裂后形成ADP和Pi B．图中的 3表示腺苷 C．ATP 是生命活动的直接能源物质 D．图中的2代表腺苷 C 类型二 ATP的结构拓展分析 【解析】a键断裂后形成ADP和Pi，A错误；图中的3表示腺嘌呤，B错误；ATP作为直接能源物质进行供能，C正确；图中的2代表核糖，D错误。 类型二 ATP的结构拓展分析 2．在下列四种化合物的化学组成中，圆圈中所对应的含义最接近的是(　　) A.①和②　　B．①和④ C．③和④ D．②和④ 【解析】①④中圆圈都表示腺嘌呤核糖核苷酸，②中A表示腺嘌呤，③中A表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。 B 类型三 ATP与ADP循环 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量→ATP ATP→ADP＋Pi＋能量 酶 ATP合成酶 ATP水解酶 反应 场所 细胞溶胶、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 能量 来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在高能磷酸键中的能量 能量 去路 储存于形成的高能磷酸键中 用于吸能反应或大多数生命活动 类型三 ATP与ADP循环 典例 2024·湖州中学高一下图表示萤火虫体内ATP——ADP循环示意图。下列关于该过程的叙述，正确的是(　　) A. 图中的M指的是腺苷，N指的是核糖 B．ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要 C．食物为ATP充电的过程伴随着放能反应 D. ATP中的能量可以转变为光能，光能也可以转变为ATP中的能量 C 类型三 ATP与ADP循环 【解析】图中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖，A错误；ATP的“充电”需要酶的催化，ATP的“放能”也需要酶的催化，B错误；食物为ATP“充电”的过程伴随着放能反应，ATP的“放能”伴随着吸能反应，C正确；ATP中的能量可以转变为光能，但对于萤火虫而言，不能进行光合作用，故不存在光能转变为ATP中的能量，D错误。 类型三 ATP与ADP循环 变化与巩固 1．下列有关细胞中ATP——ADP循环的叙述，正确的是(　　) A．ATP与ADP相互转化的速率恒定不变 B．ATP与ADP相互转化的条件相同 C．ADP转化为ATP为吸能反应 D．ATP转化为ADP的场所只有叶绿体 C 类型三 ATP与ADP循环 【解析】细胞中ATP——ADP循环处于动态平衡中，当细胞内的代谢速率发生改变时，ATP与ADP相互转化的速率会发生变化，A项错误；ATP转化为ADP的过程释放能量，ADP转化为ATP的过程吸收能量，二者所需的酶不同，B项错误，C项正确；ATP转化为ADP的场所除叶绿体外，还包括其他需要ATP供能的场所，D项错误。 类型三 ATP与ADP循环 2．下图表示的是ATP和ADP之间的转化图，据图判断正确的是(　　) A.A为ADP，B为ATP B．能量1和能量2的来源相同 C．酶1和酶2是同一种酶 D．X1和X2是同一种物质 D 类型三 ATP与ADP循环 【解析】由题图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP，A错误；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解所释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能，B错误；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶，C错误；X1和X2是同一种物质Pi，D正确。 类型三 ATP与ADP循环 课堂检测 1．ATP中含有的糖是(　　) A．核糖 B．脱氧核糖 C．葡萄糖 D．果糖 【解析】ATP中的A表示腺苷，含有1分子的腺嘌呤和一分子的核糖。 A 类型三 ATP与ADP循环 2．科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴加葡萄糖溶液，刺激肌肉不收缩；向同一块肌肉上滴加ATP溶液，刺激肌肉，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明(　　) A．葡萄糖是能源物质 B．ATP不是能源物质 C．葡萄糖是直接能源物质 D．ATP是直接能源物质 D 类型三 ATP与ADP循环 【解析】根据题意“向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴加葡萄糖溶液，刺激肌肉不收缩”，说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一块肌肉上滴加ATP溶液，刺激肌肉，肌肉很快就发生明显的收缩”，说明ATP是直接能源物质。 类型三 ATP与ADP循环 3．下列关于ATP的叙述，错误的是(　　) A．细胞内普遍使用的能量载体是ATP B．ATP 水解产生的能量可用于吸能反应 C．机体内会储存大量的ATP D．ATP水解为ADP 时，释放一个磷酸基团并释放能量 C 类型三 ATP与ADP循环 【解析】细胞内普遍使用的能量载体是ATP，A正确；ATP水解产生的能量可为吸能反应提供能量，B正确；机体内含有少量的ATP，不能大量储存，C错误；ATP水解为ADP时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，释放一个磷酸基团并释放大量能量，D正确。 类型三 ATP与ADP循环 4．肌细胞中磷酸肌酸(C～P)与ATP的转化如下图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A. ATP是细胞中的“能量通货” B．运动时，C～P中的Pi转移给ADP C．运动时，肌肉细胞内C～P/C的比值上升 D．运动时，肌肉细胞内ATP与ADP不断相互转化 C 类型三 ATP与ADP循环 【解析】ATP是一种高能磷酸化合物，是细胞中的“能量通货”，A正确；ADP和Pi在酶1的作用下能够合成ATP，从题图中可以看出，运动时，C～P中的Pi转移给ADP生成ATP和C，B正确；运动时，C～P水解为ATP合成提供Pi，因此C～P含量降低，C含量升高，即肌肉细胞内C～P/C的比值下降，C错误；正常生活的细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，所以运动时，肌肉细胞内ATP与ADP不断相互转化，D正确。 类型三 ATP与ADP循环 5．下图表示人体细胞中ATP和ADP相互转化的过程。下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①中ADP需加上3个Pi B．过程②中ATP可以连续脱下2个Pi，释放大量能量 C．过程①和②需要不同的酶参与 D．ATP与ADP相互转化的反应中物质和能量均可逆 C 类型三 ATP与ADP循环 【解析】过程①中ADP需加上1个Pi，A错误；过程②中ATP形成ADP时，脱去1个Pi，释放大量的能量，B错误；过程①和②使用的酶分别是合成酶和水解酶，两者不是同一种酶，C正确；ATP与ADP相互转化的反应中物质是可逆的，能量是不可逆的，D错误。 温馨提示：请完成高效作业14 感谢聆听，再见！ $$