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(共24张PPT)
2.3 基因工程的应用
第三单元 细胞的能量供应和利用
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。
ATP的结构
ATP的结构
核糖
磷酸基团
腺嘌呤
腺苷（A）
ATP（腺苷三磷酸）
ADP（腺苷二磷酸）
AMP（腺苷一磷酸）
结构简式：
ATP的结构
腺苷
磷酸基团
特殊的化学键
普通的磷酸键
A—P～P～P
＋
H2O
酶
H
＋
OH
＋
30.54 kJ/mol
ATP
水
ADP
磷酸
能量
高能磷酸化合物
ATP的结构
小结：ATP结构
元素组成：
C、H、O、N、P
化学组成：
1分子腺苷和3分子磷酸基团
结构简式：
A—P～P～P 　
结构示意图：
腺苷
RNA(AMP)
ADP
ATP
(一个_____、两个___________、三个__________)
腺苷 　
特殊化学键 　
磷酸基团 　
特殊化学键
ATP的结构
结构 “A”的名称 “A”的分子组成
①
②
③
④ —
比较以下四种结构中“A”的含义
①ATP
②DNA
③RNA
④核苷酸
腺苷
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
腺嘌呤和核糖
1分子腺嘌呤、1分子脱氧核糖和1分子磷酸
1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸
ATP的结构
1.写出图中标出的“A”的含义：
① ；② ；③ ；④ 。
拓展 提升科学思维
腺苷
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
2.向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就能发生收缩。请你解释这种现象的原因？
提示　生物体的能源物质有糖类、脂肪和蛋白质。糖类是主要的能源物质，然而各种能源物质释放的能量在用于生命活动之前都要转移到ATP中，由ATP直接供应生命活动的需要。由此说明葡萄糖虽然是能源物质，但是不能被肌肉直接利用。
拓展 提升科学思维
1.将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是
A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被
32P标记，但是ATP的含量基本
不变
D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团
被取代的速率加快
A
突破 强化关键能力
2.(2023·江苏高邮高三模拟)下列与ATP和酶有关的叙述，正确的是
A.酶与ATP的合成都需要模板
B.酶的合成不需要ATP提供能量
C.ATP与绝大多数酶的组成元素相同
D.能合成酶的细胞一定能产生ATP
D
ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用
ATP与ADP可以互相转化
ATP
ADP
能量
能量
水解
合成
ATP与ADP互相转化示意图
光合作用
呼吸作用
ATP与ADP可以互相转化
ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP（腺苷二磷酸的英文名称缩写），脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就成为游离的磷酸（以Pi表示）。
ATP
ADP
能量
能量
水解
合成
在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP。
ATP 与 ADP 的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。
ATP 与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，这体现了生物界的统一性。
归纳 夯实必备知识
1.ATP与ADP可以相互转化
(1)ATP的水解：需要水解酶的参与。
(2)ATP的合成：需要ATP合成酶的参与。
细胞质基质、线粒体、叶绿体
细胞质基质、线粒体
有机物中的化学能
2.ATP的功能
哪些生命活动需要消耗ATP？
实例1：ATP水解释放能量的去向
以肌肉收缩为例
如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输都需要消耗 ATP。
化学能
机械能
实例2：ATP水解产生的物质去向
以主动运输为例
2.ATP的功能
a.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化_________________。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。
b.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___________，这就是_________________。
c.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 水解的酶
末端磷酸基团
能量的转移
载体蛋白的磷酸化
空间结构
ATP为主动运输提供能量的过程
2.ATP的功能
①机制：ATP 水解释放的__________使蛋白质等分子__________，这些分子被磷酸化后，__________发生变化，_________也被改变，因而可以参与各种化学反应。
磷酸基团
磷酸化
空间结构
活性
②ATP 是细胞内的一种________________，是细胞生命活动所需能量的________。
高能磷酸化合物
直接来源
③ATP 是细胞内流通的能量“货币”：吸能反应一般与 ATP_____的反应相联系，由 ATP 水解提供能量。放能反应一般与 ATP 的______相联系。
水解
合成
2.ATP的功能
转化场所 常见的生理过程
细胞膜
细胞质基质
叶绿体
线粒体
核糖体
细胞核
细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
消耗 ATP：主动运输、胞吞、胞吐
产生 ATP：细胞呼吸第一阶段
产生 ATP：光反应
消耗 ATP：暗反应和自身 DNA 复制、转录、翻译等
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
消耗 ATP：蛋白质的合成
消耗 ATP：DNA 复制、转录等
2.ATP的功能
氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3到6分钟就会死亡。一个正常人体内ATP和ADP总量很少，基本保持一定，约2～6 mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48 kg。
(1)以上资料说明了ATP有什么特点？
拓展 提升科学思维
ATP的特点是在生物体内含量少，转化快，且对体内稳定的供能有重要意义。
(2)氰化钾主要作用于什么细胞器？
线粒体。
(3)ATP与ADP的相互转化是不是可逆反应？请分析原因。
不是。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。
3.如图是生物界中能量“货币”
ATP的循环示意图。下列相关
叙述正确的是
A.图中的M指的是腺苷，N指
的是核糖
B.暗反应中ATP用于固定CO2和还原C3
C.ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要
D.食物为ATP“充电”指的是有机物经过氧化分解，释放能量并生成ATP
D
突破 强化关键能力
4.根据所消耗能量的来源不同，主动运输分为三种类型，如图a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。下列相关说法错误的是
A.图中属于膜外侧的是P侧
B.a类型主动运输可能不
消耗能量
C.b类型所需ATP可以产
生于细胞质基质、线
粒体
D.蓝细菌有可能存在c类
型的主动运输
B

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