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资料简介 第三章 第一节 ATP是细胞内的“能量通货”.docx 展开
这是一套《第三章 第一节 ATP是细胞内的“能量通货”（课件 学案 练习，共3份）浙科版（2019）必修1 分子与细胞》资源，包含第三章 第一节 ATP是细胞内的“能量通货”.pptx、第三章 作业13 ATP是细胞内的“能量通货”.docx、第三章 第一节 ATP是细胞内的“能量通货”.docx欢迎下载使用,下面是关于《第三章 第一节 ATP是细胞内的“能量通货”.docx》的文档简介内容:第一节 ATP是细胞内的“能量通货”
[学习目标] 1.简述ATP的化学组成和特点。2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。3.解释ATP在能量代谢中的作用，明确ATP在细胞中作为“能量通货”的原因。
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
1．ATP的功能：是生命活动的__________能源。
2．ATP的结构
(1)ATP是由__________个核糖、__________个腺嘌呤和__________个磷酸基团组成的。核糖是一种__________，腺嘌呤是一种__________。核糖与腺嘌呤结合成的基团称为__________。
(2)腺苷与__________磷酸基团组成腺苷三磷酸。
(3)高能磷酸键：连接2个磷酸基团之间的__________稳定性__________，水解时可以释放出__________的能量，被称为__________，以“__________”表示。
判断正误
(1)ATP中的“A”由腺嘌呤、核糖和磷酸组成( )
(2)ATP中含有三个磷酸基团和三个高能磷酸键( )
(3)ATP供能时，高能磷酸键都易断裂水解 ( )
任务一：分析ATP的功能和结构
1．分析ATP的功能
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管中，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟后荧光消失。
分别向四支试管中加入蒸馏水、油脂、葡萄糖和ATP溶液，置于暗处观察试管发光情况。
(1)实验结果：__________。
(2)实验结论：__________。
2．根据ATP结构式回答下列问题：
(1)组成ATP的化学元素是什么？
(2)图中结构①②③分别是什么？腺苷是由图中哪些结构组成的(写出序号)
(3)写出ATP的结构简式，腺苷用“A”表示，磷酸基团用“P”表示，普通磷酸键用“－”表示，高能磷酸键用“～”表示。
(4)ATP分子去掉末端2个磷酸基团后是什么物质？该物质与RNA的关系是什么？
1．一般情况下，生物体的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质及最终能源依次是( )
A．太阳能、糖类、脂肪、蛋白质
B．ATP、糖类、脂肪、太阳能
C．糖类、ATP、脂肪、太阳能
D．糖类、ATP、淀粉、太阳能
2．ATP的结构如图所示，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是( )
A．①为磷酸基团 B．②为脱氧核糖
C．③为腺苷 D．④比⑤更不稳定
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
1．ATP的分布及含量
(1)分布：在活细胞中，ATP广泛分布在__________、__________、__________、__________等结构中。
(2)含量：__________。
2．ATP的水解和合成反应
(1)水解反应：在酶的作用下，__________键水解，形成__________，释放出__________，同时释放能量。ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用，如__________、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。
(2)合成反应：在另一种酶的作用下，__________和__________结合重新形成ATP，在这个过程中吸收的能量以__________的形式储存起来。
3．ATP—ADP循环
(1)概念：通过ATP的合成和水解，使__________所释放的能量用于__________，此过程被称为ATP—ADP循环。
(2)特点：①ATP—ADP循环速度__________，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
②ATP所含能量__________，便于流通使用，是细胞中的“能量通货”。
判断正误
(1)细胞内储存有大量ATP，为生命活动提供能量( )
(2)剧烈运动时，骨骼肌细胞内ATP的水解速率显著大于其合成速率( )
(3)ATP的水解和合成反应是可逆反应( )
(4)ATP—ADP循环转化迅速( )
任务二：分析细胞内ATP与ADP的相互转化
1．ATP 是一种不稳定的高能化合物，远离腺苷的那个高能磷酸键，在有关酶的催化下很容易水解断裂，释放能量 (30.54 kJ/mol)，用于多种生命活动。远离腺苷的那个高能磷酸键，在另一种酶的催化下同样很容易吸收能量，重新形成。请写出ATP水解、ATP合成的反应式。
2．根据以下资料分析合成ATP所需的能量来源。
资料1 医生通常给术后不能进食的病人注射葡萄糖补充能量。
资料2 植物在光照条件下，叶绿体能合成ATP并制造糖类；在无光条件下，叶绿体不能合成ATP，也不能制造糖类。
3．根据以下资料分析ATP为生命活动提供能量的特点？
资料3 人体内ATP的总量大约只有0.5 kg，1个成年人在安静状态下24 h内消耗的ATP约有40 kg；在剧烈运动时，ATP的消耗可达0.5 kg/min；ATP形成后不到1 min 的时间就要发生转化；氰化钾能阻止人体合成 ATP，人中毒后在3～6 min 内就会死亡。
资料4 用32P 标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。
4．ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。
反应 ATPADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量ATP
反应类型 水解反应 合成反应
酶的类型
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞溶胶等
能量来源
能量去向
结论：__________。
5．请完善能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通的模型图。
3．(2023·浙江舟山中学高一期中)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。下列相关叙述正确的是( )
A．细胞中的生命活动都需要ATP直接提供能量
B．细胞内ATP的合成与水解过程中能量来源相同
C．细胞内ATP的合成需要酶，酶的合成也需要ATP
D．海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量会显著减少
4.(2024·温州高一期中)如图为 ATP－ADP 循环图解，其中①和②表示过程。下列叙述正确的是( )
A．ATP在细胞中的含量很高
B．①中能量可来源于光能，②中能量可转化为光能
C．生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D．在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①的速率和运动状态下相近
答案精析
一、梳理教材新知
1．直接
2．(1)1 1 3 五碳糖 含氮碱基 腺苷 (2)3个 (3)磷酸键 较差 大量 高能磷酸键 ～
判断正误
(1)× (2)× (3)×
提示 (1)ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤、核糖组成。(2)1个ATP所具有的高能磷酸键数目为2个，以“～”表示。(3)ATP供能时，远离腺苷的高能磷酸键易断裂水解。
探究核心知识
1．(1)A、B、C不发荧光，D发荧光 (2)葡萄糖、油脂不能直接被生命活动利用，而ATP是生命活动的直接能源
2．(1)C、H、O、N、P。
(2)结构①②③分别是腺嘌呤、核糖、磷酸基团。腺苷由①②组成。
(3)A － P ～ P ～ P。
(4)腺嘌呤核糖核苷酸。该物质是组成RNA的基本单位之一。
落实思维方法
1．C
2．A [ATP中含有的五碳糖为核糖，②为核糖，B错误；腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，③为腺嘌呤，C错误；ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键最不稳定，即⑤比④更不稳定，D错误。]
二、梳理教材新知
1．(1)细胞核 线粒体 叶绿体 细胞溶胶 (2)很低
2．(1)远离腺苷的那个高能磷酸 腺苷二磷酸(ADP) 1个磷酸 肌肉收缩 (2)ADP 1个磷酸 高能磷酸键
3．(1)放能反应 吸能反应 (2)①很快 ②不多
判断正误
(1)× (2)× (3)× (4)√
提示 (1)细胞中ATP的含量很低。(2)生物体内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平，剧烈运动时，代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率。(3)ATP的水解和合成反应不是可逆反应，物质可逆，能量不可逆，两反应所需的酶也不同。
探究核心知识
1．ATPADP＋Pi＋能量；ADP＋Pi＋能量ATP。
2．合成ATP所需的能量来自葡萄糖等有机物中的化学能(通过细胞呼吸合成ATP)、光能(通过光合作用合成ATP)。
3．细胞中的 ATP 含量少且相对稳定， ATP－ADP 循环速度快，从而使细胞内的 ATP含量保持动态平衡。
4．水解酶 合成酶 高能磷酸键水解释放的能量 有机物中的化学能、光能 用于各项生命活动 储存于高能磷酸键中 物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应
5．放能 吸能
落实思维方法
3．C [细胞中需能的化学反应需要ATP提供能量，A错误；细胞内ATP的合成过程中能量的来源有细胞呼吸和光合作用，而ATP水解过程中能量的来源是ATP中高能磷酸键水解释放出的能量，能量来源不同，B错误；细胞内ATP的合成需要ATP合成酶，酶的合成过程也需要ATP提供能量，C正确；生物体内ATP的含量处于动态平衡中，所以海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量不会显著减少，D错误。]
4．B [ATP在细胞中含量很低，A错误；①表示ATP的合成过程，合成ATP所需的能量可以来自光能和化学能，②表示ATP的水解过程，ATP水解释放的能量可以转化为光能和化学能，B正确；②表示ATP的水解过程，该过程往往伴随着吸能反应，但并不是所有的吸能反应所需的能量均来自ATP的水解，C错误；在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①(ATP合成)的速率小于运动状态下人体肌肉细胞中ATP合成的速率，D错误。]
[学习目标] 1.简述ATP的化学组成和特点。2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。3.解释ATP在能量代谢中的作用，明确ATP在细胞中作为“能量通货”的原因。
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
1．ATP的功能：是生命活动的__________能源。
2．ATP的结构
(1)ATP是由__________个核糖、__________个腺嘌呤和__________个磷酸基团组成的。核糖是一种__________，腺嘌呤是一种__________。核糖与腺嘌呤结合成的基团称为__________。
(2)腺苷与__________磷酸基团组成腺苷三磷酸。
(3)高能磷酸键：连接2个磷酸基团之间的__________稳定性__________，水解时可以释放出__________的能量，被称为__________，以“__________”表示。
判断正误
(1)ATP中的“A”由腺嘌呤、核糖和磷酸组成( )
(2)ATP中含有三个磷酸基团和三个高能磷酸键( )
(3)ATP供能时，高能磷酸键都易断裂水解 ( )
任务一：分析ATP的功能和结构
1．分析ATP的功能
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管中，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟后荧光消失。
分别向四支试管中加入蒸馏水、油脂、葡萄糖和ATP溶液，置于暗处观察试管发光情况。
(1)实验结果：__________。
(2)实验结论：__________。
2．根据ATP结构式回答下列问题：
(1)组成ATP的化学元素是什么？
(2)图中结构①②③分别是什么？腺苷是由图中哪些结构组成的(写出序号)
(3)写出ATP的结构简式，腺苷用“A”表示，磷酸基团用“P”表示，普通磷酸键用“－”表示，高能磷酸键用“～”表示。
(4)ATP分子去掉末端2个磷酸基团后是什么物质？该物质与RNA的关系是什么？
1．一般情况下，生物体的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质及最终能源依次是( )
A．太阳能、糖类、脂肪、蛋白质
B．ATP、糖类、脂肪、太阳能
C．糖类、ATP、脂肪、太阳能
D．糖类、ATP、淀粉、太阳能
2．ATP的结构如图所示，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是( )
A．①为磷酸基团 B．②为脱氧核糖
C．③为腺苷 D．④比⑤更不稳定
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
1．ATP的分布及含量
(1)分布：在活细胞中，ATP广泛分布在__________、__________、__________、__________等结构中。
(2)含量：__________。
2．ATP的水解和合成反应
(1)水解反应：在酶的作用下，__________键水解，形成__________，释放出__________，同时释放能量。ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用，如__________、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。
(2)合成反应：在另一种酶的作用下，__________和__________结合重新形成ATP，在这个过程中吸收的能量以__________的形式储存起来。
3．ATP—ADP循环
(1)概念：通过ATP的合成和水解，使__________所释放的能量用于__________，此过程被称为ATP—ADP循环。
(2)特点：①ATP—ADP循环速度__________，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
②ATP所含能量__________，便于流通使用，是细胞中的“能量通货”。
判断正误
(1)细胞内储存有大量ATP，为生命活动提供能量( )
(2)剧烈运动时，骨骼肌细胞内ATP的水解速率显著大于其合成速率( )
(3)ATP的水解和合成反应是可逆反应( )
(4)ATP—ADP循环转化迅速( )
任务二：分析细胞内ATP与ADP的相互转化
1．ATP 是一种不稳定的高能化合物，远离腺苷的那个高能磷酸键，在有关酶的催化下很容易水解断裂，释放能量 (30.54 kJ/mol)，用于多种生命活动。远离腺苷的那个高能磷酸键，在另一种酶的催化下同样很容易吸收能量，重新形成。请写出ATP水解、ATP合成的反应式。
2．根据以下资料分析合成ATP所需的能量来源。
资料1 医生通常给术后不能进食的病人注射葡萄糖补充能量。
资料2 植物在光照条件下，叶绿体能合成ATP并制造糖类；在无光条件下，叶绿体不能合成ATP，也不能制造糖类。
3．根据以下资料分析ATP为生命活动提供能量的特点？
资料3 人体内ATP的总量大约只有0.5 kg，1个成年人在安静状态下24 h内消耗的ATP约有40 kg；在剧烈运动时，ATP的消耗可达0.5 kg/min；ATP形成后不到1 min 的时间就要发生转化；氰化钾能阻止人体合成 ATP，人中毒后在3～6 min 内就会死亡。
资料4 用32P 标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。
4．ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。
反应 ATPADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量ATP
反应类型 水解反应 合成反应
酶的类型
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞溶胶等
能量来源
能量去向
结论：__________。
5．请完善能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通的模型图。
3．(2023·浙江舟山中学高一期中)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。下列相关叙述正确的是( )
A．细胞中的生命活动都需要ATP直接提供能量
B．细胞内ATP的合成与水解过程中能量来源相同
C．细胞内ATP的合成需要酶，酶的合成也需要ATP
D．海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量会显著减少
4.(2024·温州高一期中)如图为 ATP－ADP 循环图解，其中①和②表示过程。下列叙述正确的是( )
A．ATP在细胞中的含量很高
B．①中能量可来源于光能，②中能量可转化为光能
C．生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D．在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①的速率和运动状态下相近
答案精析
一、梳理教材新知
1．直接
2．(1)1 1 3 五碳糖 含氮碱基 腺苷 (2)3个 (3)磷酸键 较差 大量 高能磷酸键 ～
判断正误
(1)× (2)× (3)×
提示 (1)ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤、核糖组成。(2)1个ATP所具有的高能磷酸键数目为2个，以“～”表示。(3)ATP供能时，远离腺苷的高能磷酸键易断裂水解。
探究核心知识
1．(1)A、B、C不发荧光，D发荧光 (2)葡萄糖、油脂不能直接被生命活动利用，而ATP是生命活动的直接能源
2．(1)C、H、O、N、P。
(2)结构①②③分别是腺嘌呤、核糖、磷酸基团。腺苷由①②组成。
(3)A － P ～ P ～ P。
(4)腺嘌呤核糖核苷酸。该物质是组成RNA的基本单位之一。
落实思维方法
1．C
2．A [ATP中含有的五碳糖为核糖，②为核糖，B错误；腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，③为腺嘌呤，C错误；ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键最不稳定，即⑤比④更不稳定，D错误。]
二、梳理教材新知
1．(1)细胞核 线粒体 叶绿体 细胞溶胶 (2)很低
2．(1)远离腺苷的那个高能磷酸 腺苷二磷酸(ADP) 1个磷酸 肌肉收缩 (2)ADP 1个磷酸 高能磷酸键
3．(1)放能反应 吸能反应 (2)①很快 ②不多
判断正误
(1)× (2)× (3)× (4)√
提示 (1)细胞中ATP的含量很低。(2)生物体内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平，剧烈运动时，代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率。(3)ATP的水解和合成反应不是可逆反应，物质可逆，能量不可逆，两反应所需的酶也不同。
探究核心知识
1．ATPADP＋Pi＋能量；ADP＋Pi＋能量ATP。
2．合成ATP所需的能量来自葡萄糖等有机物中的化学能(通过细胞呼吸合成ATP)、光能(通过光合作用合成ATP)。
3．细胞中的 ATP 含量少且相对稳定， ATP－ADP 循环速度快，从而使细胞内的 ATP含量保持动态平衡。
4．水解酶 合成酶 高能磷酸键水解释放的能量 有机物中的化学能、光能 用于各项生命活动 储存于高能磷酸键中 物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应
5．放能 吸能
落实思维方法
3．C [细胞中需能的化学反应需要ATP提供能量，A错误；细胞内ATP的合成过程中能量的来源有细胞呼吸和光合作用，而ATP水解过程中能量的来源是ATP中高能磷酸键水解释放出的能量，能量来源不同，B错误；细胞内ATP的合成需要ATP合成酶，酶的合成过程也需要ATP提供能量，C正确；生物体内ATP的含量处于动态平衡中，所以海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量不会显著减少，D错误。]
4．B [ATP在细胞中含量很低，A错误；①表示ATP的合成过程，合成ATP所需的能量可以来自光能和化学能，②表示ATP的水解过程，ATP水解释放的能量可以转化为光能和化学能，B正确；②表示ATP的水解过程，该过程往往伴随着吸能反应，但并不是所有的吸能反应所需的能量均来自ATP的水解，C错误；在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①(ATP合成)的速率小于运动状态下人体肌肉细胞中ATP合成的速率，D错误。]
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