2027届高三生物一轮复习 课件5.2 细胞的能量“货币”ATP

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的能量‘货币’ATP”核心考点，依据高考评价体系梳理了ATP的结构与功能、与ADP的相互转化及利用等高频考查内容，通过归纳元素组成、结构简式等基础考点，分析“ATP功能辨析”“转化可逆性判断”等常考题型，对接新课标物质与能量观，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“考点细化+真题验证+易错警示”，如结合2024甘肃卷“细胞膜ATP酶磷酸化构象变化”真题，解析结构与功能观的应用，培养科学思维。通过能源物质对比表、转化特点归纳突破易混点，设置判断模块强化应试技巧，助力学生高效得分，为教师提供精准复习指导。

第2节 细胞的能量“货币”ATP 第5章 细胞的能量供应和利用 一、ATP的结构和功能 【填一填】阅读教材P86，说明ATP的元素、名称、结构简式等。 1.ATP的元素组成是_________,中文名称_________，结构简式______， 其中“A”代表_________（由_________和_________组成），“P”代表_________，“-”代表_________,“~”代表_________。 2.画出ATP的结构式。 ~ ~ 腺嘌呤 核糖 P P P 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键 腺苷（A） AMP（腺苷一磷酸） ADP （腺苷二磷酸） ATP （腺苷三磷酸） 腺嘌呤 核糖 P P P ~ ~ ①AMP又叫 ____ ，是 组成单位之一 。 ②ATP中含有____个特殊的化学键，____个磷酸基团。 ③ATP彻底水解的产物是什么？ 2 腺嘌呤核糖核苷酸 RNA 3 腺嘌呤、核糖、磷酸 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 【思考】结合ATP的结构特点，回答问题： （1）ATP结构不稳定的原因？ （2）为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ATP水解吸收能量还是释放能量？ 由于两个相邻磷酸都带负电相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，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 △ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP特殊的化学键中 一、ATP的结构和功能 3.ATP的功能： ATP是细胞内的直接能源物质。 卖菜 买咖啡 货币 有机物中的化学能 耗能的生命过程 细胞中流通的能量“货币” ATP中的化学能 （不能被直接利用） 【小结】能源物质 能源物质 生物体重要的能源物质 细胞生命活动常利用的能源物质 细胞内良好的储能物质 动物细胞特有的储能物质 植物细胞特有的储能物质 最终能源来源 直接能源物质 流入生态系统的总能量 ATP 葡萄糖 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 糖类 生产者固定的太阳能（+人工输入） 二、ATP与ADP的相互转化 1.写出ATP与ADP转化的反应式 2.图示 ATP ATP合成酶 ATP水解酶 ADP +Pi +能量 能量 Pi 能量 Pi 水解酶 合成酶 ATP ADP 8 能量 Pi 能量 Pi 水解酶 合成酶 ATP ADP 【思考】 ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗？ 不是可逆反应。物质可逆，能量不可逆，催化的酶不同。 ATP合成酶 光合作用、呼吸作用 呼吸作用 ATP中特殊化学键 叶绿体、细胞质基质、线粒体 均在细胞质 ATP合成 ①酶： ②能量来源 绿色植物： 动物、真菌等： ③能量去向： ④场所 真核生物： 原核生物： 能量 Pi 能量 Pi 水解酶 合成酶 ATP ADP 【思考】 ATP与ADP的相互转化是可逆反应吗？ 不是可逆反应。物质可逆，能量不可逆，催化的酶不同。 ATP水解 ①酶： ②能量来源： ③能量去向： ④场所： ATP水解酶 远离A的特殊化学键 各项生命活动 生物体的需能部位 △不是所有生理活动都耗能，如被动运输、二氧化碳的固定。 △ATP不是细胞内唯一的直接能源物质，还有UTP/CTP/GTP等 ②ATP含量 ，但ATP与ADP的相互转化速度 。 ①对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的转化是 地发生且处于 的。 少 快 时刻不停 动态平衡 ③细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，体现了生物界的___________. 统一性 3.转化特点 【思考】阅读教材P87，总结ATP与ADP转化的特点。 【阅读】阅读P88图5-6,分析:在ATP转化成ADP的过程中，释放的能量可用于哪些生命活动呢? 生物发光 物质合成 主动运输 生物放电 三、ATP的利用 肌肉收缩 细胞中绝大多数需能的生命活动都是由ATP水解直接提供能量。 ATP 渗透能 用于主动运输 电能 电鳐 用于生物放电 机械能 用于肌细胞收缩，大脑思考等 化学能 葡萄糖+果糖 蔗糖 酶 用于细胞内各种吸能反应 热能 维持恒温动物的体温 光能 生物发光 A-P～P ～P（ATP） 水解酶 （ADP）A-P～P + Pi + 能量 13 ①载体蛋白作用？ ②ATP水解酶的活性如何被激活？什么是载体蛋白磷酸化？ ③蛋白质磷酸化后什么发生了改变？肽键是否发生断裂？ 【实例分析】ATP为主动运输功能机制 【阅读】读图5-7 “ATP为主动运输供能示意图”，思考问题。 15 ① ② ③ 1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP的末端磷酸基团脱离（去磷酸化）下来与载体蛋白 结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 3. 载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使 Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 16 ① ② ③ ATP水解释放磷酸基团 蛋白质等分子磷酸化 分子空间结构改变，活性也被改变 参与各种化学反应 17 【拓展延伸】 调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化 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 蛋白激酶：就像用一节新电池（ATP） 给一个设备（蛋白质）装上，使其进入“开启”状态（磷酸化）。 · 蛋白磷酸酶：就像是把这节用旧了的电池（磷酸基团） 从设备上取下来并扔掉（水解成Pi），使设备回归“关闭”状态（去磷酸化）。 这个“取下电池”的过程本身并不会制造出一节新电池。要获得新电池（ATP），细胞必须通过“发电厂”（如线粒体）进行“充电”（即细胞呼吸）。 18 四、ATP是细胞内流通的能量“货币” 【思考】阅读P89，解释ATP是细胞内流通的能量“货币”。 吸能反应 放能反应 Pi 能量 能量 Pi 水解 合成 细胞呼吸 光合作用 (光反应) 主动运输 胞吞胞吐 物质合成 …… 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 ATP ADP 四、ATP是细胞内流通的能量“货币” 【思考】在植物、动物、真菌和细菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性？（拓展3） 侧面说明生物界的统一性，反映种类繁多的生物有着共同起源。 大蓝P3 【归纳总结】NTP、dNTP、ddNTP α β γ 改变碱基 α β γ 改变五碳糖 ddNTP 的碱基可代替dNTP与模板链上的碱基互补配对，但该位点之后不能延伸子链,可用于基因测序. NTP dNTP ddNTP 在PCR中为DNA复制提供原料和能量。 合成RNA的原料。 【拓展】作为信号分子的ATP 胰岛B细胞能精确感知血糖变化并分泌胰岛素，其部分机理如图所示：血糖升高→葡萄糖进入细胞→ATP增多→关闭K+通道→膜电位改变→打开Ca2+通道→Ca2+内流→促进胰岛素释放。 该过程中，ATP不仅提供能量，还是信号分子。 22 线粒体中有机物的分解释放的能量，主要用于合成ATP ×，大部分以热能形式散失，少部分用于合成ATP ATP转化为ADP时会消耗水 ✔ ，ATP转化为ADP是水解过程，加水分解 ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能。 ✔，转化为光能（萤火虫发光）和化学能（蛋白质合成） 有光的条件下，叶绿体才能合成ATP ✔ ，叶绿体ATP的合成在光反应阶段 光合作用和呼吸作用都可以产生ATP ✔ ，但注意光合作用产生的ATP仅用于暗反应 【判断】 ATP是大多数生命活动的直接能量 ×，ATP是一种能源物质，不可以等同为能量 [2024甘肃卷]细胞膜上的ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变 ✔ ， ATP酶磷酸化会引起载体蛋白空间结构改变 ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质 ×， 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 人长时间剧烈运动，骨骼肌中每摩尔葡萄糖生成的ATP与安静时相等 ×，剧烈运动存在无氧呼吸，生成的ATP比安静少 【判断】 Lavf57.62.100 $