高考生物第一轮复习课件必修1第5章 细胞的能量“通货”—ATP.ppt

第十三第十三课时课时细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP银银烛烛秋秋光光冷冷画画屏屏，轻轻罗罗小小扇扇扑扑流流萤萤。天天街街夜夜色色凉凉如如冰冰，卧卧看看牵牵牛牛织织女女星星。秋秋 夕夕-杜杜牧牧考点一考点一ATP的的结结构、功能及其相互构、功能及其相互转转化化【基【基础础知知识识整合】整合】1结结构：构：ATP的的结结构构简简式是式是 ，一个，一个ATP分分子中含有一个子中含有一个 键键，两个，两个 键键，三，三个个 。APPP普通磷酸普通磷酸高能磷酸高能磷酸磷酸基磷酸基团团ATP 三磷酸腺苷三磷酸腺苷全称全称ATP腺苷腺苷三个三个磷酸基团磷酸基团（高能磷酸化合物）（高能磷酸化合物）ATP是一类是一类高能磷酸化合物高能磷酸化合物APPP 代表腺苷代表腺苷代表磷酸基团代表磷酸基团代表一种特殊的化学键，代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键叫做高能磷酸键通常我们把水解时放出的能量在通常我们把水解时放出的能量在20.92千焦千焦每摩尔以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合每摩尔以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合物。物。ATPATP的结构简式的结构简式APPP 代表腺苷代表腺苷代表磷酸基团代表磷酸基团 代表一种特殊的化学键，代表一种特殊的化学键，叫高能磷酸键叫高能磷酸键1：ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。2：1molATP中包含几中包含几mol高能磷酸键？高能磷酸键？3：ATP分子的水解本质上就是分子的水解本质上就是ATP分子中高能磷酸键分子中高能磷酸键的水解，也就是高能磷酸键的断裂。在断裂的同时，储的水解，也就是高能磷酸键的断裂。在断裂的同时，储存在键中的大量能量释放出来。存在键中的大量能量释放出来。（2 mol）2 2功能：直接给细胞的功能：直接给细胞的 提提供能量。供能量。生命活动生命活动用小刀将数十只萤火虫的发光器割下用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入取两等份分别装入两支试管两支试管,各加入少量水使之混合各加入少量水使之混合,置置于暗处于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现可见试管内有淡黄色荧光出现,约过约过1515分钟荧光消失，然后分钟荧光消失，然后AB葡萄糖溶葡萄糖溶液液2ml2mlATPATP注射注射液液2ml2mlAB实验探究实验探究AB葡萄糖溶葡萄糖溶液液2ml2mlATPATP注射注射液液2ml2ml从从A A、B B试管的实验现象中你得出的结论是试管的实验现象中你得出的结论是?ABA A试管中葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，试管中葡萄糖不能为萤火虫的发光器直接供能，B B试管中试管中ATPATP能直接供能。能直接供能。3 3ATPATP水解：在有关酶的催化作水解：在有关酶的催化作用下，用下，ATPATP分子中分子中 的高能磷的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。酸键很容易水解，并释放能量。远离远离A A4ATP形成：在有关形成：在有关酶酶的催化作用下，的催化作用下，ADP可以接受可以接受能量，同能量，同时时与与 结结合，重新形成合，重新形成ATP。5ATP形成的能量来源：形成的能量来源：(1)对对于于动动物、人、真菌和物、人、真菌和大多数大多数细细菌来菌来说说，均来自于，均来自于 ，对对于于绿绿色色植物来植物来说说，则则来自于来自于 。(2)细细胞胞内内 相互相互转转化的能量供化的能量供应应机制，是生物界机制，是生物界的共性。的共性。一个游离的一个游离的Pi细细胞呼吸胞呼吸细细胞呼吸和光合作用胞呼吸和光合作用ATP与与ADP ATP的形成途径的形成途径 【知识拓展】【知识拓展】1ATP的形成途径的形成途径 ATP在细胞内的含量是很少的。但是，在细胞内的含量是很少的。但是，ATP在细胞在细胞内的转化是十分迅速的。它在细胞内的含量总是处在内的转化是十分迅速的。它在细胞内的含量总是处在动动态平衡态平衡之中，这对于构成生物体内部稳定的供能环境，之中，这对于构成生物体内部稳定的供能环境，具有重要的意义。具有重要的意义。ATP ADP酶酶能量PiPi能量ATPATP合成合成合成合成ATPATP水解水解水解水解 ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化 2ATP与与ADP的相互的相互转转化化ATP的合成的合成ATP的水解的水解反反应应式式ADPPi能量能量 ATPATP ADPPi能量能量所需所需酶酶ATP合成合成酶酶ATP水解水解酶酶能量来源能量来源光能光能(光合作用光合作用)，化学能，化学能(细细胞胞呼吸呼吸)储储存在高能磷酸存在高能磷酸键键中的能中的能量量能量去路能量去路储储存于形成的高能磷酸存于形成的高能磷酸键键中中用于各用于各项项生命活生命活动动反反应场应场所所细细胞胞质质基基质质、线线粒体、叶粒体、叶绿绿体体生物体的需能部位生物体的需能部位由上表可看出，由上表可看出，ATP和和ADP的相互的相互转转化化过过程中，反程中，反应类应类型、型、反反应应所需所需酶酶以及能量的来源、去路和反以及能量的来源、去路和反应场应场所都不完全相所都不完全相同，因此同，因此ATP和和ADP的相互的相互转转化不是可逆反化不是可逆反应应。但物。但物质质是是可循可循环环利用的。利用的。【典例精析】【典例精析】【例【例1 1】下列有关】下列有关ATPATP的叙述，正确的是的叙述，正确的是()()A A线线粒体是粒体是蓝蓝藻藻细细胞胞产产生生ATPATP的主要的主要场场所所B B叶叶绿绿体中消耗体中消耗ATPATP的的场场所是所是类类囊体薄膜囊体薄膜C CATPATP分子由分子由1 1个腺个腺嘌嘌呤和呤和3 3个磷酸基个磷酸基团组团组成成D D细细胞胞连续连续分裂分裂时时，伴随着，伴随着ATPATP与与ADPADP的相互的相互转转化化DATP机械能渗透能热能电能光能化学能ATPATP的利用：的利用：电能考点二考点二ATP的利用的利用【基【基础础知知识识整合】整合】1ATP可用于可用于 、生物、生物发电发电和和发发光、光、大、大脑脑思考等。思考等。2细细胞内的吸能反胞内的吸能反应应一般与一般与 相相联联系，放能反系，放能反应应一般与一般与 相相联联系。能量通系。能量通过过 在吸能反在吸能反应应和放能反和放能反应应之之间间循循环环流通。正流通。正是由于是由于细细胞内具有胞内具有ATP这这种能量种能量“通通货货”，细细胞才能及胞才能及时时而持而持续续地地满满足足 对对能量的需求。能量的需求。细细胞的主胞的主动动运运输输 肌肌细细胞收胞收缩缩 细细胞内各种吸能反胞内各种吸能反应应 ATP的水解反的水解反应应 ATP 的合成的合成 ATP分子分子 各各项项生命活生命活动动【知识拓展】【知识拓展】与能量有关的知与能量有关的知识归纳识归纳(1)主要能源物主要能源物质质糖糖类类 (2)能源物能源物质质糖糖类类、脂肪、蛋白、脂肪、蛋白质质(3)主要主要储储能物能物质质脂肪脂肪 (4)直接能源物直接能源物质质ATP(5)最最终终(或根本或根本)能源能源光能光能应应用指南：用指南：联联系高等植物不同部位的系高等植物不同部位的细细胞基本胞基本结结构，分析其构，分析其产产生生ATP过过程的差异。程的差异。(1)含有叶含有叶绿绿体的体的细细胞可通胞可通过过光合作用、光合作用、细细胞呼吸胞呼吸产产生生ATP。但是，在无光的条件下，只能通但是，在无光的条件下，只能通过细过细胞呼吸胞呼吸产产生生ATP。(2)不含叶不含叶绿绿体的体的细细胞通胞通过细过细胞呼吸胞呼吸产产生生ATP。在氧气充足。在氧气充足时时通通过过有氧呼吸；在氧气相有氧呼吸；在氧气相对对不足不足时时，有氧呼吸和无氧呼吸同，有氧呼吸和无氧呼吸同时时进进行；在无氧行；在无氧时时，暂时暂时通通过过无氧呼吸无氧呼吸产产生生ATP，长时间长时间无氧呼无氧呼吸，将吸，将产产生大量的酒精或乳酸，使生大量的酒精或乳酸，使细细胞中毒死亡。胞中毒死亡。【典例精析】【典例精析】【例【例2 2】下列有关】下列有关ATPATP的叙述，正确的是的叙述，正确的是()()人人长时间剧长时间剧烈运烈运动时动时，骨骼肌，骨骼肌细细胞中每摩胞中每摩尔尔葡萄糖葡萄糖生成生成ATPATP的量与安静的量与安静时时相等相等若若细细胞内胞内NaNa浓浓度偏高，度偏高，为维为维持持NaNa浓浓度的度的稳稳定，定，细细胞消耗胞消耗ATPATP的量增加的量增加人在寒冷人在寒冷时时，肾肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，上腺素和甲状腺激素分泌增多，细细胞胞产产生生ATPATP的量增加的量增加人在人在饥饿时饥饿时，细细胞中胞中ATPATP与与ADPADP的含量的含量难难以达到以达到动态动态平衡平衡A A B BC C D DB补充知识点补充知识点动物和人体细胞中还有一种高能化合物。动物和人体细胞中还有一种高能化合物。当当 ATP大量消耗而过分减少时，磷酸肌酸大量消耗而过分减少时，磷酸肌酸就可以释放出大量的能量就可以释放出大量的能量,使使ADP合成合成ATP。磷酸肌酸（磷酸肌酸（C P)化学能 ATP C P ATP 供能讨论：讨论：生物体内的能源及能源物质生物体内的能源及能源物质1、生物体内贮存能量的有机物有：、生物体内贮存能量的有机物有：糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质2、细胞中重要的能源物质：、细胞中重要的能源物质：葡萄糖葡萄糖3、植物细胞中重要的储存能量的物质：、植物细胞中重要的储存能量的物质：淀粉淀粉4、动物细胞中重要的储存能量的物质：、动物细胞中重要的储存能量的物质：糖元糖元5、生物体内储存能量的物质：、生物体内储存能量的物质：脂肪脂肪6、生物体进行各项生命活动的主要能源物质：、生物体进行各项生命活动的主要能源物质：7、生物体进行各项生命活动的直接能量物质：、生物体进行各项生命活动的直接能量物质：糖类糖类ATP8、生物体进行各项生命活动的最终能源：、生物体进行各项生命活动的最终能源：光能光能作业作业课时练习课时练习十十四四课时练习十四课时练习十四 一、选择题一、选择题(每小题只有一个正确选项每小题只有一个正确选项)1新新陈陈代代谢谢的的进进行不行不仅仅需要需要酶酶，而且需要能量。下列关，而且需要能量。下列关于于ATP的描述正确的是的描述正确的是 ()A一个一个ATP分子中含有三个高能磷酸分子中含有三个高能磷酸键键 B动动物体内主要的物体内主要的储储能物能物质质是是ATPCATP是生命活是生命活动动的直接能源物的直接能源物质质 D线线粒体是合成粒体是合成ATP的惟一的惟一场场所所【解析】【解析】一个一个ATP分子中含有两个高能磷酸键，分子中含有两个高能磷酸键，A错误；动错误；动物体内主要的储能物质是脂肪，物体内主要的储能物质是脂肪，B错误；细胞质基质、叶绿错误；细胞质基质、叶绿体中也可以合成体中也可以合成ATP，D错误。错误。C2下列下列对对ATP的叙述中，的叙述中，错误错误的是的是()AATP可以水解可以水解为为一个核苷酸分子和两个磷酸分子一个核苷酸分子和两个磷酸分子B它的分子中含有两个高能磷酸它的分子中含有两个高能磷酸键键C细细胞胞质质中有中有ATP的分布，的分布，细细胞核中无胞核中无ATP的分布的分布D正常正常细细胞中的胞中的ATP与与ADP的比的比值值在一定范在一定范围围内内变变化，并化，并处处于于动态动态平衡之中平衡之中C3有关反有关反应应式式ADPPi能量能量 ATP的叙述，其中的叙述，其中错误错误的是的是()A该该反反应应表明了物表明了物质质是可逆的，能量是不可逆的是可逆的，能量是不可逆的B反反应应过过程中所需的程中所需的酶酶和色素，可分布在叶和色素，可分布在叶绿绿体的体的基粒和基基粒和基质质中中C肺泡内的气体交肺泡内的气体交换时换时，没有，没有发发生反生反应应D有氧呼吸有氧呼吸时时，反，反应应过过程主要程主要发发生在生在H与氧与氧结结合合成水成水时时【解析】【解析】反应反应过程中所需的酶和色素，分布在叶绿体囊过程中所需的酶和色素，分布在叶绿体囊状结构的薄膜上，状结构的薄膜上，B错误。错误。B4下列关于下列关于ATP的叙述中，正确的是的叙述中，正确的是()A在在线线粒体中形成粒体中形成ATP时时一定伴随着氧气的消耗一定伴随着氧气的消耗BATP分子由分子由1个腺个腺嘌嘌呤和呤和3个磷酸基个磷酸基团组团组成成C在叶肉在叶肉细细胞内生成胞内生成ATP需要光能需要光能DATP水解水解2次生成的次生成的产产物之一是腺物之一是腺嘌嘌呤核糖核苷酸呤核糖核苷酸D5下列有关下列有关ATP的叙述，其中不正确的是的叙述，其中不正确的是()A.人体内成熟的人体内成熟的红细红细胞中没有胞中没有线线粒体，但也能粒体，但也能产产生生ATPB.ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转转化化为为光能和化学能光能和化学能C.在有氧与缺氧的条件下，在有氧与缺氧的条件下，细细胞溶液中都能形成胞溶液中都能形成ATPD.ATP中的中的“A”表示腺苷，由腺表示腺苷，由腺嘌嘌呤和脱氧核糖呤和脱氧核糖组组成成【解析】【解析】ATP中的中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，故故D不正确。不正确。D6下列下列过过程中能使程中能使ADP含量增加的是含量增加的是 ()A钾钾离子被根离子被根细细胞吸收胞吸收 B线线粒体中粒体中H和氧的和氧的结结合合C萎蔫的菜叶放入清水中萎蔫的菜叶放入清水中 D光反光反应阶应阶段中能量的段中能量的转转化化A7.下列生理下列生理过过程中，不消耗程中，不消耗ATP的一的一组组是是 ()A蛋白蛋白质质的合成和加工的合成和加工 B染色体的复制和运染色体的复制和运动动CCO2还还原和胰原和胰岛岛素分泌素分泌 D质质壁分离和复原壁分离和复原D二、选择题二、选择题8下下图为图为生物体的新生物体的新陈陈代代谢谢与与ATP关系的示意关系的示意图图，请请回答：回答：(1)海洋中的海洋中的电鳗电鳗有放有放电现电现象，其象，其电电能是由能是由图图中的中的 过过程程释释放的能量放的能量转变转变而来的。而来的。(2)某人感冒某人感冒发烧发烧，其体温上升所需要的能量是由，其体温上升所需要的能量是由图图中中 过过程程释释放出来的。放出来的。(3)用用图图中的数字依次表示光能中的数字依次表示光能转变为转变为骨骼肌收骨骼肌收缩缩所需所需能量的能量的过过程：程：。(4)医医药药商店出售的商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静注射液可治心肌炎。若人体静脉滴注脉滴注这这种种药药物，物，ATP到达心肌到达心肌细细胞内最少要通胞内最少要通过过几几层层细细胞膜胞膜()A1层层 B2层层C3层层 D4层层(5)经测经测定，正常成年人静止状定，正常成年人静止状态态下下24 h内将有内将有40 kg ATP发发生生转转化，而化，而细细胞内胞内ADP、ATP的的总总量量仅为仅为210 mmol/L，为满为满足能量需要，生物体内解决足能量需要，生物体内解决这这一矛盾的合一矛盾的合理途径是理途径是 。ATP与与ADP之之间进间进行相互行相互转转化化C9根据反根据反应应式式ATP ADPPi能量，回答下列能量，回答下列问问题题：(1)ATP作作为为生物体生命活生物体生命活动动的直接能源物的直接能源物质质，其分子，其分子结结构构简简式式为为 ，在，在ATPADP的的过过程中，由程中，由于于 断裂而断裂而释释放出大量的能量。放出大量的能量。(2)在光合作用的光反在光合作用的光反应应中反中反应应方向向方向向 ，能量来，能量来自自 ；在光合作用的暗反；在光合作用的暗反应应中反中反应应方向向方向向 ，能量，能量用于用于 。APPP远远离离A的那个高能磷酸的那个高能磷酸键键左左阳光阳光右右还还原原C3(3)在在绿绿色植物体内，色植物体内，发发生生ADPATP的生理的生理过过程是在程是在细细胞胞内的内的 、和和 中中进进行的。行的。(4)在呼吸作用中，反在呼吸作用中，反应应方向向方向向 ，能量来自，能量来自 。(5)根吸收无机根吸收无机盐盐离子的离子的过过程，反程，反应应方向向方向向 ，能量用，能量用于于 。细细胞胞质质基基质质线线粒体粒体叶叶绿绿体体左左右右主主动动运运输输等有机物等有机物葡萄糖葡萄糖