11-12学年高一生物必修1(新人教版)同步课件5.2细胞的能量“通货”——ATP.ppt

第2节 细胞的能量“通货”——ATP1．知识与技能 (1)简述ATP的化学组成和特点 (2)写出ATP的分子简式 (3)解释ATP在能量代谢中的作用 2．过程与方法 (1)通过ATP与ADP相互转化关系的多媒体动画，认识ATP 在细胞中作为能量流通的原因 (2)通过分析，比较在生物体生命活动中，ATP如何生成又 如何消耗，找出能量代谢的规律学习目标3．情感态度与价值观 (1)激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命 的情感教育 (2)通过对课本P90图5－7进行补充和完善，以 调动学生学习积极性，培养主动参与的学习态度， 培养用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的 态度一、ATP的化学组成和特点 1．中文名称：①__________ 2．结构简式：②__________，其中A代表 ③__________，P代表④__________，～代表⑤__________ 3．特点 (1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有 ⑥__________个高能磷酸键，高能磷酸键储存大量能量 (2)ATP的化学性质不稳定在有关酶的催化作用下， ⑦__________的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。

知识清单3．形成ATP的途径 (1)动、植物和微生物进行⑪__________作用时 ⑫__________分解所释放的能量合成ATP (2)绿色植物利用⑬__________，通过光合作用合成ATP 三、ATP的利用 1．ATP是生命活动的直接供能者 (1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都 是由⑭__________直接提供能量 (2)实例：用于⑮__________、生物发电、发光 、⑯__________和大脑思考等生命活动 2．ATP是细胞内流通的能量“通货” (1)吸能反应一般与⑰__________的反应相联系 ； (2)放能反应一般与⑱__________相联系答案： ①三磷酸腺苷 ②A—P～P～P ③腺苷 ④磷酸基团 ⑤高能磷酸键 ⑥两 ⑦远离A⑧ADP ⑨ATP ⑩动态平衡 ⑪呼吸 ⑫有机物 ⑬光能 ⑭ATP ⑮主动运输 ⑯肌细胞收缩 ⑰ATP水解 ⑱ATP的合成难点互动应用指南：ATP与ADP的相互转化是不可逆的 ①反应条件不同：ATP的分解属于水解反应，催 化该反应的酶属于水解酶；而ATP合成是一种合成反 应，催化该反应的酶属于合成酶 ②反应场所不同：ATP的合成场所是细胞质基质 、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所较多。

因此 ATP合成场所与分解场所不完全相同 ③从能量来源看：ATP水解释放的能量是储存在 高能磷酸键中的化学能；而合成ATP的能量主要有光 能和有机物中的化学能5．ATP和ADP相互转化的意义 由于ATP和ADP之间在细胞内的相互转化 十分迅速，从而使细胞内ATP和ADP含量总 是处于动态平衡之中例1 根据生命活动过程中的能量转移关系图 解，回答下列问题：(1)图解中的①是__________过程，②是__________过 程，③是__________过程 (2)④和⑤过程发生在高等动物和人体的__________细 胞中在剧烈运动中，磷酸肌酸以过程__________来维持 ATP的数量，保证生命活动的正常进行 (3)能量⑥的去向是__________ 答案：(1)光反应 暗反应 呼吸作用 (2)骨骼肌 ④ (3)直接用于各种生命活动 解析：解答本题应该先辨认能量转移关系图解图中①为 光反应，②为暗反应，③为呼吸作用，④为磷酸肌酸中的能量 转移给ATP，⑤为ATP中的能量可转移给磷酸肌酸，⑥为ATP的利 用点拨：本题综合性强，能力要求较高，有 些内容的理解需要借助后续知识来进行。

变式训练1 在活细胞中，下图所示的循环过 程永不停止地进行着，请运用所学知识，分析完成 下面ATP与ADP循环中的有关问题：(1)ATP作为生物体生命活动的__________物质 ，其分子结构简式为__________，在②过程中，是 由于__________键的断裂而释放出能量 (2)在绿色植物细胞内，与①相应的生理活动主 要是在细胞内的__________、__________中进行的 (3)A1和A2分别起什么作用？二者相同吗？ (4)①中能量E1的来源有哪些？②中能量E2的去向 有哪些？答案：(1)直接能源 A－P～P～P 远离腺苷的 高能磷酸 (2)线粒体 叶绿体 (3)A1起催化作用，催 化ATP的合成，是合成酶；A2起催化作用，催化ATP 的水解，是水解酶二者不相同 (4)植物细胞中E1 中的能量来自于色素吸收转化的光能和糖类等有机物 分解释放的能量，动物细胞中E1中的能量来自于呼吸 作用中糖类等有机物分解释放的能量以及其他一些高 能磷酸化合物的分解E2中能量的去向是转化为其他 各种形式的能量，用于生物的各项生命活动，主要有 化学能、机械能、电能、渗透能等解析：ATP是生命活动的直接能源物质，ATP在 水解时远离腺苷的那个高能磷酸键断裂。

ATP的水解 和合成分别由水解酶和合成酶催化植物叶肉细胞产 生ATP的部位主要是线粒体、叶绿体在光合作用的 光反应阶段和呼吸作用的过程中ADP转化为ATP，所 需的能量分别来自色素吸收转化的光能和糖类等有机 物分解释放的能量ATP水解后，能量转化为其他各 种形式的能量，用于生物的各项生命活动主要有化 学能、机械能、电能、渗透能等难点2 ATP的利用 1．ATP中能量的利用 细胞中绝大多数需能活动都由ATP直接供能 植物细胞动物细胞 需能的 生命活 动(实 例)细胞分裂植株 生长根对矿 质离子吸收等吸收和分泌 物质合成大脑思考 和生物发电 肌细胞 收缩等2.ATP中能量的转化 ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能 量，用于生物体的各项生命活动这些能量主要有： (1)机械能生物体内的细胞以及细胞内各种结构 的运动所消耗的能量就是机械能例如，肌细胞的收 缩、细胞分裂期间染色体的运动等 (2)电能生物体内神经冲动的传导和某些生物 产生生物电，消耗的就是电能 (3)渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行 的，消耗的能量也是来自ATP4)化学能在生物体的物质代谢中，到处都需要 ATP转化的化学能。

(5)光能目前关于生物发光的生理机制还没有完 全弄清楚，但是已知道，用于发光的能量仍然直接来 源于ATP (6)热能生物体内热能的形成来源于有机物的氧 化分解大部分的热能通过各种途径向外界环境散失 了，只有一小部分用于维持细胞或机体的温度特别提示：关于能源物质的分类：例2 下列生命现象中不伴有ATP消耗的是( ) A．神经冲动的传导 B．含羞草受到刺激小叶合拢 C．葡萄糖在小肠中被吸收 D．根尖生长点细胞有丝分裂 答案：B 解析：考查ATP的利用问题和灵活解题能力：A、C、D三 项是典型消耗ATP的生理过程，可用排除法迅速解答含羞草 复叶下垂，是由复叶基部叶枕中的细胞紧张度的变化引起的 在外界刺激影响下，叶枕下部的细胞透性增大，水分和溶质由 液泡中透出，排入细胞间隙，组织变软，小叶合拢，这一过程 不消耗ATP变式训练2 海洋中的电鳗有放电现象，其电能 是由( ) A．有机物进行氧化分解释放的化学能转化而来 的 B．由热能转化而来 C．ATP水解释放的化学能转变而来 D．由光能转变而来 答案：C 解析：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是 由ATP直接提供的ATP水解释放的化学能，可以用 于电鳗放电，转换成电能。

磷酸肌酸与ATP的关系 高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在 20.92kJ/mol(千焦每摩尔)以上的磷酸化合物 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号，它是各种活 细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，ATP水解时 释放的能量高达30.54kJ/mol除ATP外动物细胞中还 存在磷酸肌酸，也是一种高能磷酸化合物知识拓展当体内的ATP较多时，就使肌酸转化形成磷酸肌酸，当 由于消耗使体内的ATP过量减少时，磷酸肌酸就释放出其能量 使ADP形成ATP，两者的转化关系式为：由此可见，磷酸肌酸中的能量来自ATP，它水解时释放 的能量又用于形成ATPATP被称为细胞能量代谢的“流通货 币”答案：B 解析：在动物细胞内，当ATP的浓度过量时，ATP分解释 放的能量就可以与细胞内肌酸结合形成高能化合物——磷酸肌酸 ，即反应向右进行当细胞内急需ATP或ATP的浓度不足时， 磷酸肌酸又可分解，释放出其中的能量，该能量能使ADP形成 ATP，即反应向左进行点拨：扎实地掌握ADP与ATP相互转化的 条件，以及与磷酸肌酸的关系是解答此题的 关键变式训练 ATP和磷酸肌酸都是生物体内的高能化合物 ，它们水解时释放的能量( ) A．都以热能的形式散失 B．都用于ADP合成ATP C．都用于人体进行各项活动 D．前者用于人体进行各项活动，后者用于ADP合成ATP 答案：D 解析：ATP是生物体的直接能源物质，伴随着它的水解与 合成过程，发生着能量的释放与储存；磷酸肌酸也是高能化合 物和高能磷酸键的储存者，但其中的能量要兑换成“流通货币 ”——ATP才能发挥作用。

1．三磷酸腺苷的分子简式为( ) A．A—P—P—P B．A—P—P～P C．A—P～P～P D．A～P～P～P答案：C随堂练习2．生物体内既能储存能量，又能为生命活动直 接提供能量的物质是( ) A．葡萄糖 B．三磷酸腺苷 C．糖原 D．脂肪 答案：B 解析：题中四种物质都能储存能量，都是能源物 质，而能为生命活动直接提供能量的物质是三磷酸腺 苷3．18个ATP中含有高能磷酸键数和磷酸基团 数分别是( ) A．18、18 B．18、36 C．36、36 D．36、54 答案：D 解析：一个ATP中含有3个磷酸基团，2个高能 磷酸键4．下图表示的是ATP与ADP之间的转化图，可以确定() A．A为ATP，B为ADP B．酶1和酶2是同一种酶 C．X1和X2是同一种物质 D．能量1和能量2的来源相同 答案：C 解析：从图中看出B→A是ATP的水解，B为ATP，A为 ADP，酶1为水解酶，X1为Pi，能量1为高能磷酸键中的化学能 A→B为ATP的形成，酶2为合成酶，X2为Pi，能量2为光反应 中的光能或呼吸作用释放的能量正确选项为C5．关于植物细胞内ATP的叙述中，正确的是( ) A．ATP主要粒体、叶绿体中生成 B．它含有三个高能磷酸键 C．ATP转变为 ADP的反应是可逆的 D．细胞内储存有大量的ATP，以供生理活动需要 答案：A 解析：根据ATP的分子简式A—P～P～P可知，ATP含有两 个高能磷酸键；ATP和ADP之间可以相互转化，但是两个反应 所需要的反应条件、能量、进行的场所并不相同，所以ATP与 ADP之间的相互转化并不是可逆的；生物细胞内并没有储存大 量的ATP，所以在细胞中ATP与ADP转化十分迅速。

6．人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧 烈运动 时3秒以内的能量供给某运动员参加短跑比赛过程 中，其肌细胞内ATP的相对含量随时间的变化如图所 示，请据图回答：(1)a→b的变化过程，说明ATP被水解，释放的 能量用于_____2)b→c过程中，ATP含量增加说明 ____________加强，释放更多____________，供 ADP形成ATP，以补充细胞中ATP含量的不足 (3)从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降 为零，说明__________________________ 答案：(1)肌肉收缩等生命活动 (2)呼吸作用 能量 (3)ATP的生成和分解是同时进行的。