2026届高三生物一轮复习课件第14讲细胞的能量“货币”ATP

学案14 细胞的能量“货币” ATP 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 课标要求 考情分析 1.ATP与ADP的相互转化 2024·全国甲·T2　2023·天津·T1　2022·江苏·T8 2021·北京·T1　2021·海南·T14 2.ATP的利用 2024·河北·T14　2023·福建·T14　2021·湖南·T5 知识构建 ATP是一种高能磷酸化合物 < 考点一 > 知识点一、ATP的结构 O- C O C C H H OH OH C C O P O P O P O- O O- O O- O N C N C C C N C N N H H H H H H H H 腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团 腺苷(A) ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 1.ATP的中文名称： 腺苷三磷酸（ATP) 2.ATP的组成元素： C、H、O、N、P 3.ATP的结构简式： A-P～P～P 4.A、T、P、～的含义： A表示：腺苷 T表示：三 P表示：磷酸基团 ～表示：特殊的化学键 教材P ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储存能量的物质。 知识点一、ATP的结构 O- C O C C H H OH OH C C O P O P O P O- O O- O O- O N C N C C C N C N N H H H H H H H H 腺嘌呤 核糖 腺苷(A) ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 特殊的化学键 （不稳定） 5.ATP为什么不稳定： ～代表特殊的化学键，两个相邻磷酸都带负电相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 6.ATP是高能磷酸化合物的原因 腺苷 腺苷 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 【归纳总结】辨析下列物质结构中“A”的含义 2.(2024·全国甲，2)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～表示特殊的化学键，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的RNA C.β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学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位磷酸基团之间的特殊的 化学键 √ ATP的合成和利用 < 考点二 > 一.ATP和ADP的相互转化 细胞质基质、线粒 体、叶绿体 注意：不是可逆反应，物质可逆，但所需的酶、场所、能量的来源是不同的 光能 化学能 一.ATP和ADP的相互转化 二.放能反应与吸能反应： (1)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。 (2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 糖类、脂肪等有机物 储存有大量的能量， 但不能被直接利用。 ATP储存的能量相对较少，但能被直接利用。 释放 储存 ATP是细胞的能量“货币” ATP的水解 ATP的合成 考点 ATP的结构和功能 基础·精细梳理 目录 知识点二、ATP的功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 卖菜 买咖啡 货币 有机物中的化学能 ATP中的化学能 耗能的生命过程 细胞中流通的能量“货币” 特点？教材P89拓展应用 考点 ATP的结构和功能 目录 (1)源于必修1 P87“图5－4”：人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因： (2)源于必修1 P89“拓展应用”：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，由此说明：___________________________ ___________________________________________。 ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中 生物界具有统一性，也 说明种类繁多的生物有着共同的起源 【教材隐性知识】 目录 【归纳总结】ATP与ADP可以相互转化相关知识 (1)ATP与ADP相互转化不可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。 (2)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol 的能量。 (3)ATP转化为ADP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。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。 (4)ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 (5)细胞中ATP和ADP的相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。 (1)ATP的来源和去向小结 考点 ATP的结构和功能 2、细胞内产生与消耗ATP的生理过程（常考点） 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 细胞质基质 叶绿体 线粒体 核糖体 细胞核 消耗 ATP：主动运输、胞吞、胞吐 产生 ATP：细胞呼吸第一阶段 产生 ATP：光反应 消耗 ATP：暗反应和自身 DNA 复制、转录、翻译等 产生 ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗 ATP：自身 DNA 复制、转录、翻译等 消耗 ATP：蛋白质的合成 消耗 ATP：DNA 复制、转录等 注意:不是所有的生理活动都要消耗ATP, 高中阶段所学的知识中有三种生理活动不消耗ATP: 被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。 无氧呼吸 有氧呼吸 酶 ATP、磷酸 无氧呼吸 O O2供给量 A B C 甲 O O2供给量 乙 3、构建ATP产生量与O2供给量曲线模型 1.萤火虫发光需要ATP提供能量，其发光机制是尾部发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，生成的荧光素化腺苷酸(腺嘌呤核糖核苷酸简称腺苷酸)与氧气在荧光素酶的催化下反应形成发光物质虫荧光酰腺苷酸。 (1)将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP含量不变，但ATP中末端磷酸基团已被32P所标记。该实验的结论为 。 解题能力 形成 ATP和ADP在细胞内快速相互转化，细胞内ATP维持动态平衡 (2)将α、β、γ位置分别被32P标记的ATP(A－Pα～Pβ～Pγ)注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。由此推测发光细胞以这种方式利用ATP的生物学意义是_____________________________________________________ ___________。 ATP水解成腺苷酸，不仅为发光物质的合成提供能量，同时 也提供原料 4.(2021·湖南，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是 A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白 质结构与功能相适应的观点 B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不 影响细胞信号传递 C.作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递 D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 √ 调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化 拓展延伸 类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化 概念 在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程 意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活 $