2027届高考生物人教版一轮复习课件 第五章第一、二节 酶和ATP

该高中生物学高考复习课件聚焦“酶与ATP”核心模块，依据高考评价体系梳理了酶的本质与作用、特性及实验验证、影响酶促反应速率的因素、ATP的结构功能及转化等高考高频考点，通过对比分析近五年真题明确“酶特性实验设计”“ATP与能量关系”等占比超60%的重点考查内容，归纳了选择题、实验题等典型题型的答题框架。 课件亮点在于“实验探究+易错突破+素养培育”的备考模式，如以“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验为例，详解单一变量控制与对照类型分析，培养科学思维和探究实践能力。特设“酶活性影响曲线分析”“ATP与ADP转化动态平衡”等专题突破，结合易错点警示（如“低温使酶变性失活”等错误认知），助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准开展专题复习，提升备考效率。

第 08 讲 酶与ATP 高 三 生 物 一 轮 复 习 1 (1)概念：细胞中每时每刻都进行着 ，统称为细胞代谢。 (2)细胞代谢的中心（主要场所）： ； 细胞代谢的控制中心： 。 (3)代谢类型： 许多化学反应 细胞质基质 细胞核 细胞代谢 ①同化作用（合成代谢）： ②异化作用（分解代谢）： (4)特点：细胞代谢离不开 。 酶 需氧型、厌氧型和兼性厌氧型 自养型和异养型——能否利用无机物制造有机物 体外化学反应的条件 ： （1）高温（2）高压（3）强酸（4）强碱（5）催化剂 细胞内也会发生一系列的化学反应，这些化学反应发生的环境条件是什么？ （1）常温 （2）常压 （3）pH接近中性 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行 根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况。在细胞较为温和的环境中，各种生化反应如何高效有序的进行呢？ 葡萄糖在体外分解可以通过强酸、燃烧 2 关于酶本质的探索 p79 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 李比希 毕希纳 萨姆纳 其他科学家 切赫和奥特曼 发酵与死细胞中的物质有关 发酵与活细胞有关 死细胞中的物质和活细胞都能引起发酵：酿酶 脲酶是蛋白质 胃蛋白酶等许多酶也是蛋白质 少数酶是RNA 切赫 奥特曼 3 酶的作用和本质 1 实验验证酶的本质 1.鉴定酶的本质是否是RNA 4 2.鉴定酶的本质是否是蛋白质 待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应 已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应 待测酶液 实验组 稀释的鸡蛋清 对照组 实验组呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质 （1）实验组 （2）对照组 五、实验验证酶的本质 酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。少数酶是RNA。 化学本质 绝大多数_______ 少数是_____ 合成原料 合成场所 来源 作用部位 生理功能 作用原理 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 主要是细胞核 活细胞 细胞内外、生物体外 催化作用（无调节功能，激素具有调节功能） 降低化学反应的活化能 (哺乳动物成熟的红细胞除外) 酶的本质和作用 1.概念： 6 拓展：正确理解有关酶的本质和作用 项目 错误说法 正确理解 产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 化学本质 蛋白质 作用场所 只在细胞内起催化作用 温度 影响 低温和高温均使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 有的可来源于食物等 酶只在生物体内合成 酶只起催化作用 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA) 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 一、降低化学反应活化能的酶 知识点1  酶的本质 酶的本质和作用 考点一 知识点1 酶的本质 知识夯基 考向研析 4.酶和激素的比较“一同三不同” 项目 酶 激素 来源及作用场所 化学本质 生物功能 共性 （提醒：激素发挥作用后被灭活，酶反应前后不变） 活细胞产生；细胞内或细胞外发挥作用 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 催化作用 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；一般细胞外发挥作用 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 调节作用 酶催化作用的实质： 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 9 加 热 H2O2 常态 H2O2 活跃态 提醒：加热为反应分子提供能量从而提高反应速率。 常态 活跃状态 终态 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应 的活跃状态所需要的能量 活化能 酶的本质和作用 考点一 知识点2　酶的作用机理 知识夯基 考向研析 Fe2+和过氧化氢酶的作用？ 1.酶的作用机理 10 酶催化作用的实质： 无酶催化时，反应所需活化能 有酶催化时，反应所需活化能 酶降低的活化能 活化能：分子从常态转变为 的活跃状态所需要的能量。 容易发生化学反应 加热： 酶： 更显著地降低化学反应的活化能（作用机理） 为反应物分子提供能量(活化能），使其达到活跃状态 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 11 思考：依据酶作用原理，针对下图与无机催化剂相比说出酶的作用效果？ 与无机催化剂相比: 不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间。 在t时加酶后反应曲线应由Ⅰ变为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的哪一条？ Ⅲ 酶只改变化学反应速率，反应前后本身不被消耗； 酶能降低活化能，使反应速率加快； 酶可以缩短达到平衡的时间，但不改变化学反应方向和平衡点。 一、降低化学反应活化能的酶 知识点2  酶的作用机理 一轮复习，夯实基础！ 酶具有高效性 与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能， 从而使反应更有效地进行。 a b c 时间 产物浓度 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 ① a、b相比说明酶具有高效性 ② a、c相比说明酶具有催化作用 意义： 酶的高效性保证了细胞代谢能在温和的条件下快速地进行。 一、降低化学反应活化能的酶 知识点  酶的特性及其实验探究 组别 对照组 实验组 1号 2号 3号 4号 过氧 化氢 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% H2O2剂量 2mL 2mL 2mL 2mL 反应条件 常温 90℃ FeCl32滴 肝脏研磨液2滴 结果 产生气泡 卫生香燃烧情况 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 ①②对照，说明______________________________； ①④对照，说明酶具有__________，可加快化学反应速率； ③④对照，说明酶具有________，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 加热能促进过氧化氢的分解 催化作用 高效性 比较过氧化氢在不同条件下的分解 2H2O2 2H2O + O2 探究酶的高效性 2 酶具有专一性 ①脲酶——只能催化尿素分解。 ②过氧化氢酶——只能催化过氧化氢分解。 ③二肽酶——可以催化所有的二肽分解 ①内容： ②意义： 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 一类 肽酶：多肽→氨基酸 蛋白酶：蛋白质→多肽 一种 H2O2酶：H2O2 脲酶：尿素 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 无机催化剂催化的化学反应的范围比较广。 比如酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉的水解。 不能 酶能像无机催化剂一样，催化多种化学反应吗？ 酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。 15 原因 （1）锁钥学说 酶有一定的空间结构，酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系，它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。 二、酶具有专一性 16 （2）诱导契合学说 酶活性部位不是刚性不变的，其形状可在结合底物时有所改变，即底物与酶活性部位结合，会诱导酶发生构象变化，使酶的活性中心变得与底物的结构互补，两者相互契合，从而发挥催化功能。 原因 二、酶具有专一性 17 知识点二、酶的专一性及验证专一性实验 考点二 酶的特性及相关实验 【拓展延伸】验证酶专一性实验的其他方案 方案二： 淀粉 + 蔗糖酶 蔗糖 + 蔗糖酶 方案四： 蔗糖 + 淀粉酶 蔗糖 + 蔗糖酶 方案一： 淀粉 + 淀粉酶 蔗糖 + 淀粉酶 方案三： 淀粉 + 淀粉酶 淀粉 + 蔗糖酶 思路1： 底物不同，酶相同 思路2： 底物相同，酶不同 用斐林试剂检测 用斐林试剂检测 用斐林试剂检测 用碘液或者斐林试剂检测 知识点二、酶的专一性及验证专一性实验 1 实验步骤 考点二 酶的特性及相关实验 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶液 － 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 2 mL 2 mL 实验现象 沸水浴煮沸1 min 有砖红色沉淀 新配制的斐林试剂 没有砖红色沉淀 淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高 不能。 因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色。 1.能否用碘液对实验结果进行检测？ 2.已知淀粉酶能够催化淀粉水解，设置1号试管有无必要？ 有必要。 可排除淀粉酶的活性、浓度等无关变量的影响。 习题巩固 20 知识点 教材中具有“专一性”的物质总结（常考点） 1.酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 2.载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。 3.激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。 4.抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 5.神经递质：由突触前膜释放，作用于突触后膜，产生抑制或兴奋 6.tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 考点二 酶的特性及相关实验 酶的特性 2 三、酶的作用条件较温和 1.温度对酶活性的影响 温度 酶活性 最适温度 a b c 0 随着温度降低， 酶活性下降， 酶的空间结构稳定， 若温度升高 可恢复。 随着温度升高， 酶活性下降， 空间结构遭到破坏， 温度降低时 不可恢复。 低温保存 高温变性 温度不同，酶活性可能相同，如a、c。 22 三、酶的作用条件较温和 2. pH对酶活性的影响 随着pH降低， 酶活性下降， 若pH升高 不可恢复。 随着pH升高，酶活性下降，pH降低时 不可恢复。 强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性) pH 酶活性 最适pH a b c 0 23 探究影响酶活性的条件 一、探究温度对酶活性的影响 1.实验原理 淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。 无蓝色出现 碘液 淀粉酶 碘液 淀粉 蓝色 麦芽糖 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 24 2.实验设计思路 过氧化氢受热易分解，会对实验结果造成干扰 斐林试剂需水浴加热，干扰自变量 先保温再混合 必须在达到预设的温度条件后，再让反应物与酶接触，避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。 一、探究温度对酶活性的影响 操作 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 6号试管 0℃ 0℃ 50℃ 50℃ 100℃ 100℃ 加淀粉 2mL — 2mL — 2mL — 加淀粉酶 — 2mL — 2mL — 2mL 保温 在各自温度下保温5min 混合 将2号加入1号中 将4号加入3号中 将6号加入5号中 保温 在各自温度下保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 变蓝 不变蓝 变蓝 酶的催化作用需要适宜的温度， 温度过低或过高都会影响酶的活性。 缩小温度梯度，重复进行上述实验，进一步探究淀粉酶的最适温度 结论 26 探究影响酶活性的条件 二、探究pH对酶活性的影响 1.实验原理 过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。 2.实验设计思路 先调pH再混合 27 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液 四 三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 实验现象 产生少量气泡 产生少量气泡 酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。 产生大量气泡 结论 二、探究pH对酶活性的影响 1.探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂， 因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。 2.探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应， 因为强酸本就会催化淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。 二、探究pH对酶活性的影响 酶促反应： 酶促反应速率： 由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。 单位时间内反应物的消耗量 或 单位时间内产物的生成量 影响酶促反应速率的因素： 底物 产物 酶 1.底物浓度 2.酶浓度 酶活性 3.温度 4.pH 5.抑制剂 6.激活剂 … 一、降低化学反应活化能的酶 知识点4  影响酶促反应速率的因素 酶与底物接触面积 酶活性 一、降低化学反应活化能的酶 知识点  影响酶促反应速率的因素 温度和pH 温度的变化不会影响酶的最适pH pH的变化不会影响酶的最适温度 在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增 强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减 弱。 过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活 性，酶分子结构未 被破坏。 增强 减弱 活性 未被破坏 底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 底物浓度 酶浓 度和酶活性 成正相关 影响酶促反应速率的因素 注意：底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触概率来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性 除温度、PH和底物浓度等外，还有哪些因素影响酶促反应的速率？ 32 (5)影响主动运输的因素： 运输速率 O2浓度 运输速率 物质的浓度 Q点由 供能 P点前受 限制 P点后受 限制 P点前受 限制 P点后受 限制 Q P P 、载体蛋白的数量 O2供应(或能量供应) 无氧呼吸 氧气浓度 载体蛋白数量 物质浓度 载体蛋白数量 Q:温度是否影响物质跨膜运输？ 会，温度不仅影响呼吸作用，从而影响能量的供给，还会影响膜的流动性 33 ☞协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因 是受 的限制。 ❀浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越 ，运输速率越 ； 大 大 转运蛋白的数量 ☞主动运输中，物质浓度达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因 是受 的限制。 载体蛋白数量和能量 O 运输速率 浓度差 自由扩散 O 运输速率 浓度差 协助扩散 Q点 O 运输速率 物质浓度 主动运输 Q点 三、物质进出细胞的方式 知识点4  影响物质跨膜运输效率的因素 浓度差对物质跨膜运输的影响 34 大部分激活剂是无机盐离子: K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。 影响酶促反应速率的调节剂 ①激活剂： 提高酶活性的物质，称为酶的激活剂。 选择性必修3 P77 影响酶促反应速率的因素 如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 不表现有催化活性的酶原在一定条件下，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。 不表现有催化活性的酶原在一定条件下，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 35 探究影响酶活性的条件 三、抑制剂 1.非竞争性抑制剂 由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。 酶 底物 底物 酶 抑制剂 36 三、抑制剂 2.竞争性抑制剂 抑制剂与底物竞争酶 酶 抑制剂 底物 底物 抑制剂 酶 抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。 由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此，增大底物浓度，就是使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。 37 1.酶促反应速率的影响曲线分析 (1)底物浓度对酶促反应的影响 底物浓度 反 应 速 度 酶量一定 增加一定量的酶的抑制剂 竞争性 非竞争性 38 【补充】同向协同运输 01 [资料4]钠驱动的葡萄糖载体蛋白可利用钠钾泵产生的Na+浓度梯度来推动葡萄糖进入小肠上皮细胞，为细胞提供所需的营养物质，同时维持细胞内外物质浓度的平衡。 【思考】 ①葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的运输方式是： 。 ②葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的运输方式是： 。 主动运输 协助扩散 【补充】反向协同运输 01 [资料5]维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+－H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na+水平。 【思考】使用ATP抑制剂处理细胞，Na+的排出量会明显减少的原因： . . . 。 ①导致ATP合成量减少，H+的排出量减少，膜内外H+浓度梯度（浓度差）降低， 因：使用ATP抑制剂处理细胞， 果：Na+的排出量会明显减少。 ②而Na+的运输能量来自H+的电化学梯度（顺浓度梯度运输产生的势能）， 1、变量是什么？包括哪几种类型？如何区别？ 变量： 自变量： 因变量： 与研究目标无关，但却影响研究结果的变量。 需控制无关变量相同且适宜 实验过程中可以变化的因素 研究者主动操纵的的变量，通常为横坐标 x 随着自变量的变化而变化的量，通常为纵坐标 y 无关变量： 对照实验： 实验专题：控制变量和设计对照实验 课本p78 对照实验的目的是排除 的干扰，从而确定 与 的关系。 除作为自变量的因素外，无关变量都保持一致，并将结果进行比较的实验。对照实验一般要设置对照组和实验组 无关变量 自变量 因变量 41 自变量的处理方法 实验专题：控制变量和设计对照实验 课本p78 大本p63 例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。 例如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。 ②“换”： ①“加”或“减”： 判断：所有生物实验都是对照实验( ) 如观察类实验(观察叶绿体和胞质环流等) × 42 2、实验设计的原则 实验专题：控制变量和设计对照实验 课本p78 (1)单一变量原则： 如生物材料(大小、生理状况、年龄、性别等)相同、 实验器具(型号、洁净程度等)相同、 实验试剂(用量、浓度、使用方法等)相同和 条件(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)相同。 (2)对照原则： (3)平行重复原则： 即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。 应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便减小实验误差。 在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 43 3、对照的类型 类型 设置对照实验 自身对照 实验组和对照组都在 同一个实验对象上进行 条件对照 给实验对象施以某种处理，这种处理是作为对照意义 相互对照 不单独设置对照组，而是几个实验组相互对照 实验专题：控制变量和设计对照实验 课本p78 大本p63 空白对照 对照组不做任何处理 植物细胞质壁分离和复原实验 在验证激素作用的实验中，甲组饲喂甲状腺激素，乙组饲喂甲状腺激素抑制剂，丙组不饲喂药剂 探究温度对酶活性的影响 验证甲状腺激素的作用，对照组动物不做任何处理，让其自然生长 44 4、实验步骤的书写 第一步：取材分组编号 常用语言：①取两支试管,分别编号为甲、乙,各加入等量的某溶液 ②选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组,分别编号为A、B、C…; ③选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组,分别编号为1、2、3… 第二步：设置自变量(或对照处理) 即用实验变量处理(确保单一变量原则)进行对照处理 常用语言：在A组中加入“适量的”……在B组中加入“等量的”…… 第三步：相同且适宜条件培养（或反应）等待实验变量发挥作用 常用语言：将两套装置放在“相同且适宜的环境中培养一段时间”(或相应方法处理，如振荡、加热等) 第四步：因变量的观察，必须找出具体的观察和记录对象 第五步：实验结果与结论 ①对于验证性实验，由于实验结果预期唯一，所以，结论也只有一个，那就是肯定实验目的。 ②对于探究性实验，对应它的多个结果，写出多个结论即可 （表达形式为：如果┄┄┄，则┄┄┄。） 实验专题：控制变量和设计对照实验 课本p78 45 两种辅酶：NAD+ 和 NADP+ 辅酶是酶的辅助因子，是小分子有机物。 NAD+ (辅酶Ⅰ)和NADP+(辅酶Ⅱ)是传递H+和电子的载体。 含有C、H、O、N、P五种元素。 ②光反应中，由水光解产生的H+和电子与NADP+结合形成NADPH，再由NADPH将电子传给酶，通过酶最终传给C3，将C3还原为糖类。 ①细胞呼吸中，由糖类氧化分解成CO2的过程中，脱下的H+和电子与NAD+结合形成NADH，再由NADH将电子传递给酶，通过酶最终传递给氧气，形成H2O。 细胞的能量“货币”ATP 考点一 ATP是一种高能磷酸化合物 【核心要点1】ATP的组成结构 【核心要点2】ATP和ADP的结构 【核心要点3】ATP的供能原理 考点二 ATP的转化和利用 【核心要点1】ATP和ADP的相互转化 【核心要点2】ATP的利用 【重要性】 ATP是能量的转运载体， 不生产能量， 是能量的搬运工。 能源物质 生物体主要的能源物质 细胞生命活动主要能源物质 生物体内良好的储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 最终能源来源 直接能源物质 ATP 葡萄糖 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 注意：ATP≠能量，ATP是直接能源物质！ 细胞中的能源物质 糖类 判断：ATP是细胞可以直接利用的能量。（ ） × 细胞内供能的顺序：糖类→脂肪→蛋白质 48 发光器粉末加入试管暗处理15分钟 加试剂 黑暗条件下观察 (3)实验过程： (1)实验材料： 萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，脂肪，ATP制剂等 (2)实验原理： 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 荧光素酶 （发出荧光） 实验变量： 自变量： 添加的物质 因变量： 是否发光 无关变量： 温度等 【拓展延伸】探究生命活动的直接能源物质是ATP 加入2mL 葡萄糖溶液 加入2mL 脂肪溶液 加入2mL ATP溶液 加入2mL 蒸馏水 无荧光 有荧光 无荧光 无荧光 结论：ATP是驱动萤火虫发光的直接能源物质。 二、细胞的能量“货币”ATP 知识点1  ATP的结构与功能 ATP是一种高能磷酸化合物 1 二、ATP的结构和功能 1.功能 2.中文名称 3.ATP的结构简式 驱动细胞生命活动的直接能源物质。 腺苷三磷酸 A－P～P～P 4.ATP的组成元素 C、H、O、N、P ~代表特殊的化学键。 两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。 每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 50 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ 腺苷三磷酸 （ATP） A- P~P~P 腺嘌呤核糖核苷酸 (AMP） 腺苷二磷酸 （ADP） 腺苷（A) ☞AMP是RNA组成单位之一 ATP并不是细胞内唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物体内有很多种，如存在于细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 ATP的含量很少需要量却很多，生物体是如何解决这一矛盾？ ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP转化速率很快，从而保证细胞内能量的供应。 二、ATP的结构和功能 51 1.在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义。 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 腺苷（核糖+腺嘌呤） 腺苷（核糖+腺嘌呤） 习题巩固 52 ATP与ADP可以相互转化 2 ATP 消耗量大 ATP 含量很少 矛盾 研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。 1 成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。 2 每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP ,且同时有等量 ATP 被水解 3 ATP与ADP相互转化，时刻不停且处于动态平衡 ATP与ADP的相互转化 ATP在细胞内是否大量存在？ 细胞是怎样解决ATP含量少而消耗量大的矛盾？ 54 ATP与ADP可以相互转化 2 ADP ATP ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 光合作用 呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体 反应场所 用于各项生命活动， 如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等 反应场所 生物体的需能部位 对细胞的正常生活来说， ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 55 多角度理解ATP的合成与水解 呼吸作用 光合作用 光能 光合作用 叶绿体 ATP、NADPH 活跃的化学能 酶 ADP +Pi 有机物（CH2O） 中稳定的化学能 有机物 呼吸作用 细胞质基质、线粒体 能量 酶 ADP +Pi 能量 （用于各项生命活动） 热能（散失） 化学能 ADP +Pi ATP 酶 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 总结细胞内产生与消耗ATP的生理过程 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段； 消耗ATP： 叶绿体 产生ATP： 消耗ATP： 线粒体 产生ATP： 消耗ATP： 核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等 消耗ATP： 细胞呼吸第一阶段； 一些需能反应 光反应； 暗反应和自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 有氧呼吸第二、三阶段； 蛋白质的合成 DNA复制、转录等 注意:不是所有的生理活动都要消耗ATP, 被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。都不消耗ATP 主动运输、胞吞、胞吐 ATP的转化和利用【P60】 02 细胞内的吸能反应和放能反应： 细胞内的化学 反应 （释放能量） （吸收能量） 相联系 相联系 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。 因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币” 吸能反应 放能反应 ATP的水解 ATP的合成 （所吸收的能量由ATP水解提供） （所释放的能量储存在ATP中） ATP水解 ATP合成 反应式 ATP→ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP→ATP 酶的类型 场所 能量来源 能量去向 酶 酶 ATP水解酶 ATP合成酶 细胞质基质、线粒体、叶绿体 存在于细胞的各个部位 特殊的化学能 用于各项生命活动 储存在ATP中 有机物中的化学能或光能 这不是可逆反应，而是一个循环式反应。 物质可循环，但能量不可循环。 所有细胞的能量供应机制，体现生物界的统一性。 ATP与ADP可以相互转化 2 ATP水解释放的能量如何用于上述活动的呢？——以主动运输为例 开火车 60 二、细胞的能量“货币”ATP 知识点3  ATP的利用 与载体蛋白结合激活其酶活性 Pi携转移势能与载体结合 载体蛋白 空间结构改变 Ca2+ ATP水解 Ca2＋释放到膜外 载体蛋白磷酸化 运输 作为ATP水解酶 1.ATP的供能机制： （以Ca2+主动运输为例） ATP的转化和利用【P60】 02 【名师解读】磷酸化和去磷酸化 (1)ATP和ADP的转化： 在相应的位置上，加上磷酸基团称为 ，将磷酸基团去除称为 。 腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在 内，称光合磷酸化； 腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在 内，称氧化磷酸化。 这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向 的转移（即： ）。 磷酸化 去磷酸化 叶绿体 线粒体 ATP ATP的合成 ATP的转化和利用【P60】 02 【名师解读】磷酸化和去磷酸化 (2)蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化 ①蛋白质分子加上磷酸基团，称 ； 注：该过程，往往伴随着ATP ，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。 ②已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称 。 注：该过程，在蛋白磷酸酶的作用下完成。 注：磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化。 蛋白质分子的磷酸化 蛋白质分子的去磷酸化 水解 拓展： ATP的其它作用 ②非典型性_________：ATP 释放方式：____________ ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 ①作为_______合成的原料 神经递质 胞吐 RNA ③_______：接受信号分子后， 影响ATP水解生成cAMP 传递信息 甲图表示可进行有氧呼吸细胞中，ATP产生量与O2供给量的关系。 ①A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物， 产生少量ATP。 ②AB段表示随着O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。 ③BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 ATP产生量与O2供给量的关系分析 二、细胞的能量“货币”ATP 知识点3  ATP的利用 65 ATP产生量 O O2供给量 乙 2.乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中 ATP来自无氧呼吸，与O2无关。 × (1)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成( ) (2)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP( ) (3)人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低( ) (4)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能 合成ATP ( ) (5)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( ) (6)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( ) × × × √ × 二、ATP产生量与O2供给量的关系分析 THANKS Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) $