2024_2025学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用第2节细胞的能量“货币”ATP学案新人教版必修11.docVIP

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第2节细胞的能量“货币”ATP

一、ATP是一种高能磷酸化合物

1.中文名称:腺苷三磷酸。

2.作用:ATP是驱动细胞生命活动的干脆能源物质。

3.结构简式:A-P～P～P

(1)腺苷=腺嘌呤+核糖,腺苷+磷酸基团=腺嘌呤核糖核苷酸(腺苷酸)。

(2)ATP水解时,最末端的磷酸基团最简单脱离,另外两个也可以脱离。

二、ATP和ADP可以相互转化

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的来源的生理过程:

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全部生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性。

ATP与ADP之间的转化不是可逆反应,物质可逆能量不行逆。

三、ATP的利用

1.ATP的利用:

大脑思索、主动运输、耗能反应等。

2.ATP是细胞内流通的能量“货币”:

(1)化学反应中的能量变更与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。

ATP水说明放的能量用于细胞和生物体的绝大多数生命活动,但ATP不是唯一的干脆供能物质。

某同学学习了ATP的结构和功能的学问后,归纳总结了下列说法:

①ATP中含有C、H、O、N、P元素。

②一个ATP分子中含有三个磷酸基团和三个特殊的化学键。

③ATP是驱动生命活动的干脆能源物质,因此生物体内的含量很大。

④人体细胞合成ATP的能量来源于细胞呼吸作用产生的能量。

你的推断:正确的结论有①④。

一个成年人在猛烈运动时1分钟消耗ATP为0.5kg,静止状态时一天消耗ATP约40kg。某同学认为人体内ATP含量肯定会很高,你认为他的说法正确吗?

提示:不正确,人体内ATP含量不高,ATP和ADP不停地发生相互转化,ATP水解时,很快伴随着ATP的合成,二者处于动态平衡。

——P89[概念检测]

探讨发觉ATP是一种高能磷酸化合物,含有较高的转移势能,因此可以为生命活动干脆供应能量。

(1)一分子ATP彻底水解,会产生哪些成分?

提示:磷酸、腺嘌呤、核糖。

(2)联系所学学问推想绿色植物细胞中合成ATP的结构有哪些细胞器。

提示:线粒体、叶绿体。

学习任务一:ATP的结构与功能

(科学思维——归纳与概括)

1.ATP的结构:

(1)元素组成:C、H、O、N、P

(2)结构组成:一个腺苷,两个特殊化学键,三个磷酸基团。

探讨:从结构与功能观角度分析:ATP分子的结构是怎样保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应?

提示:ATP中末端磷酸基团简单水解和形成。

2.ATP的利用:

生理过程

能量转化

物质合成

化学能→化学能

肌肉收缩

化学能→机械能

主动运输

化学能→机械能

生物发光

化学能→光能

探讨:ATP水说明放的能量用于各项生命活动,那么能否用于合成ATP?

提示:不行以,合成ATP的能量来源于光能和呼吸作用释放的能量。

【易错陷阱】

ATP与能量的关系的两个误区

(1)误认为ATP是唯一的干脆供能物质。ATP为生物体生命活动干脆供应能量,但不是唯一的干脆能源物质,如UTP参加糖原的合成和糖醛酸代谢,GTP参加糖异生和蛋白质合成,CTP参加磷脂的合成。

(2)ATP≠能量,ATP是一种高能磷酸化合物,储存大量能量。

【学问拓展】

生物体内的高能磷酸化合物

1.高能磷酸化合物:指水解时释放的能量在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物。

2.种类:机体内有很多磷酸化合物,如ATP,1,3—二磷酸甘油酸,氨甲酰磷酸,磷酸烯醇式丙酮酸,磷酸肌酸,磷酸精氨酸等。它们的特殊化学键断裂时,可释放出大量的自由能,这类化合物称为高能磷酸化合物。ATP是这类化合物的典型代表。

3.磷酸肌酸:主要存在于动物和人体细胞中,特殊是骨骼肌细胞中,当由于能量大量消耗而使细胞中ATP含量过分削减时,磷酸肌酸就释放出所储存的能量,供ADP合成为ATP,这是动物体内ATP形成的一个途径。当肌细胞中的ATP浓度过高时,肌细胞中的ATP可将其中的特殊化学键转移给肌酸,生成磷酸肌酸。

(2024·山东合格考)如图为ATP的结构示意图,其中甲、乙和丙表示构成ATP的小分子物质,a、b表示某种化学键。下列叙述错误的是 ()

A.甲表示磷酸基团

B.乙表示脱氧核糖

C.丙表示腺嘌呤

D.a、b表示特殊的化学键

【思维流程】

【解析】选B。图示为ATP的结构,甲为磷酸基团,乙为核糖,丙为腺嘌呤,a、b为特殊的化学键,易断裂释