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第2节细胞的能量“货币”ATP学案
班级学号姓名
1.依据ATP的分子简式,说出ATP的化学组和特点。
2.依据ATP与ADP之间的相互转化,解释ATP在细胞生命活动中的作用
目标一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.中文名称:①腺苷三磷酸。
2.结构简式:A—P~P~P,其中A代表②腺苷,P代表③磷酸基团,~代表④一种特殊的化学键。
3.结构特点
(1)不稳定:由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得特殊的化学键不稳定,ATP是一种不稳定的⑤高能磷酸化合物。
(2)高能量:在有关酶的催化作用下,ATP末端的特殊
4.生理功能:驱动细胞生命活动的直接能源物质。
5.判断下列相关表述的正误
(1)ATP是细胞内主要的能源物质(×)
(2)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成(×)
(3)ATP是高能磷酸化合物,含3个特殊化学键,其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能(×)
任务一分析ATP的结构及特点
1.辨析ATP中的A代表腺嘌呤吗?
资料1如图为ATP结构式:
(1)图中①②③的结构分别代表什么?
提示①:腺嘌呤;②:核糖;③:磷酸基团。
(2)腺苷是由图中哪些结构组成的?
提示①②。
2.辨析ATP中的两个特殊化学键都断裂吗?
资料2α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ),现有甲、乙两组ATP溶液,甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团,乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团,然后分别加入等量的ATP水解酶,短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团,结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。
(1)从实验结果可知ATP中哪一个化学键更容易断裂?为什么?
提示β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。因为ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥,使得这种化学键不稳定,末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
(2)写出ATP水解的反应式。
提示ATPeq\o(――→,\s\up7(酶))ADP+Pi(磷酸)+能量。
(3)为什么说ATP是一种高能磷酸化合物(一般将水解时释放20.92kJ/mol及以上能量的化合物叫作高能化合物)?
提示因为1molATP水解释放的能量高达30.54kJ。
(4)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质?
提示腺嘌呤核糖核苷酸。
1.ATP是细胞内重要的高能磷酸化合物,对生命活动正常进行具有非常重要的作用,其结构可用下图表示。下列相关叙述错误的是()
A.ATP与DNA的元素组成完全相同,但彻底水解后的产物有差别
B.图中③与④的相互转化与细胞内的吸能反应和放能反应相联系,保证了细胞内的能量供应
C.萤火虫发光所需的能量来源于图中“~”
D.在细胞的各个部位都同时进行着ATP的水解和合成
2.科学家发现,小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下列有关ATP的叙述,正确的是()
A.图中的A代表腺苷,b、c为特殊的化学键
B.a是构成DNA的基本单位之一
C.ATP是生物体内的储能物质
D.ATP中的“A”与构成RNA中的“A”表示的不是同一种物质
目标二、ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
(一)ATP与ADP之间的相互转化
1.转化过程:
(1)图中字母A、B代表的物质分别是磷酸、ADP。
(2)能量1的来源:
①绿色植物:光合作用和呼吸作用。
②动物、人、真菌和大多数细菌:呼吸作用。
(3)写出ATP合成的反应式:ADP+Pi+能量ATP。
2.转化特点:
(1)ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生,且处于动态平衡之中。
(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性。
(二)ATP的利用
1.ATP的利用:细胞中绝大多数的生命活动都是由ATP直接提供能量的,如大脑思考、主动运输等。
2.ATP是细胞内流通的能量“货币”:
(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系。
①放能反应:一般与ATP的合成相联系。
②吸能反应:一般与ATP的水解相联系。
(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
3.判断下列相关表述的正误
(1)吸能反应伴随着ATP的合成,放能反应伴随着ATP的水解(×)
(2)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(×)
(3)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化(×)
任务二ATP与ADP之间的相互转化
1.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转化为ADP。成人体内ATP总量约2
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