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(共22张PPT)
第1讲 细胞的能量“货币”——ATP
课标要求：
解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
第三单元 细胞的能量供应和利用　
本节聚焦：
10分钟，牢记以下内容
1.ATP的结构简式 元素组成 ATP的作用？P86
2.ATP和ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？P87
3.细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？P88
4.为什么说ATP是细胞的能量“货币” P88
ATP是生命活动的直接能源物质。
ATP的结构
1
1.atp的中文名称：
2.atp的结构简式：
A－P～P～P
腺苷三磷酸
ATP是一种高能磷酸化合物。
A代表：
P代表：
～代表：
组成元素：
由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，容易 ， 磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的 。
C、H、O、N、P
1molATP水解释放出的能量高达30.54kJ。
腺苷
磷酸基团
特殊的化学键
核糖
腺嘌呤
断裂
末端
转移势能
3个磷酸基团
ATP的结构
1
说明：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。
腺苷三磷酸（ATP）
腺苷一磷酸 (AMP）
腺苷二磷酸 （ADP）
腺苷（A)
核糖
P
P
P
~
~
腺嘌呤
化合物 结构简式 “A”含义 共同点
ATP
核苷酸 DNA RNA 【典例】不同化合物中“A”的辨析
腺苷
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
【2016全国I卷29题】
有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 。（填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的 （填“α”“β”或“γ”）位上。
γ
α
【2021·全国甲，T30】用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素 32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα～Pβ～Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链)，对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是______________________________________________
______________________________________________________________________。
合成DNA时，dATP先水解成腺嘌呤脱氧核苷酸，
β位和γ位的磷酸基团脱离形成游离的磷酸，只有α位的磷酸基团参与形成DNA　
ATP与ADP的相互转化
2
ATP
ATP合成酶
ATP水解酶
ADP +Pi
+能量
ATP和ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。
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 。
ATP和ADP的含量 且 ，但转化速率 ，从而保证细胞内能量的需求。
很少
相对稳定
很快
统一性
ATP
ATP合成酶
ADP + Pi
+ 能量
ATP生成的途径/过程：
植物：
动物、真菌和大多数细菌：
光合作用、呼吸作用
光能（光合作用）、化学能（呼吸作用时有机物分解释放）
化学能（呼吸作用时有机物分解释放）
ATP
ATP水解酶
ADP + Pi
+ 能量
用于各项生命活动
主动运输
发光、发电
肌肉收缩
大脑思考
物质合成等
1.源于必修1 P87“图5－4”：
①ATP与ADP的相互转化 (填“是”或“不是”)一个可逆反应。分析原因：__________________。
②人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：__________________________________。
不是
ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。
2.源于必修1 P89“拓展应用”：
在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：_______________________________________。
生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源
从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的
生物放电
主动运输
生物发光
大脑思考
（渗透能）
（电能）
（光能）
ATP的利用
肌细胞收缩
葡萄糖+果糖→蔗糖
细胞内各种吸能反应
（机械能）
（化学能）
酶
参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被
了。
在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的 。 脱离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 。
载体蛋白磷酸化导致其 发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。
ATP为主动运输供能示意图
激活
末端磷酸基团
磷酸化
空间结构
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
提醒：
ATP与ADP的相互转化不是可逆反应
ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不相同，因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应，但物质可重复利用。
ATP转化为ADP需要消耗水
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、淀粉、糖原等的水解都需要消耗水。
ATP ≠能量
ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。
误认为“细胞中含有大量ATP”
ATP在细胞内不能大量储存，但是ATP与ADP的转化速率很快，以满足生命活动的需要。
3
ATP的合成、水解与吸能反应和放能反应的关系
吸能反应
放能反应
蛋白质的合成
葡萄糖的氧化分解释放能量
ATP
储存
水解放能
ATP的合成一般与 相联系
ATP的水解一般与 相联系
能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应中流通，所以把ATP比喻为细胞的能量“货币”。
放能反应
吸能反应
有关能源物质的总结
生命活动的直接能源物质
主要能源物质
良好的储能物质
动物细胞的储能物质
植物细胞的储能物质
能量的最终来源
糖类、脂肪、蛋白质等有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能→用于各项生命活动
ATP是直接的能源物质，是细胞内流通的能量“货币”。
ATP
糖类
脂肪
脂肪和糖原
脂肪和淀粉
太阳能
【高考题重组】ATP是细胞的能量“通货”，正确的是 (　 )
A．细胞需要储备大量的ATP
B．ATP与ADP的相互转化是生物界生物能量利用的共性
C．ATP的合成总是伴随着有机物的氧化分解
D．黑暗条件下，只有线粒体内膜可以产生ATP
E. 人体的一切生命活动都需要ATP
F. 细胞中的生命活动所需要的的能量都是由ATP直接提供的
G. 剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸，乳酸中仍含有
　 大量的ATP未被释放出来
B
易错辨析
1.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP(　　)
2.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(　　)
3.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(　　)
4.人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP(　　)
5.ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少(　　)
6.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”(　　)
7.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(　　)
×
×
×
√
×
×
√
真题再现
(2021·湖南，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( )
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了
　蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，
　不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
B
“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句。萤火虫发光的相关化学变化如下图所示，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．催化氧化反应的酶与催化ATP水解的酶不是同一种酶
B．萤火虫腹部后端(发光器官)细胞内含有大量的ATP，以保证其正常发光
C．萤火虫发光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化
D．荧光素发荧光的化学反应是吸能反应，该过程伴随着ATP的水解
B
对位练习
下图表示ATP与ADP的相互转化过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖
B．食物为ATP充电指的是呼吸作用分解来自食物中的有机物产能
C．运动时肌肉细胞中ATP的充电速率远高于其放能速率
D．ATP的“充电”和“放能”所需要的酶不同
C
变式：剧烈运动的时候细胞内ATP的含量很多
ATP、ADP在细胞内含量少，但是转化迅速。从而实现细胞大量能量的需求。
对位练习

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