1、第第1 1节节 生命活动需要酶和能源物质生命活动需要酶和能源物质第第2 2课时课时 ATPATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质是驱动细胞生命活动的直接能源物质银烛秋光冷画屏银烛秋光冷画屏轻罗小扇扑流萤轻罗小扇扑流萤天阶夜色凉如水天阶夜色凉如水卧看牵牛织女星卧看牵牛织女星 杜牧七夕杜牧七夕 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,取两取两等份分别装入两支试管等份分别装入两支试管,各加入少量水使之混合各加入少量水使之混合,置于暗处置于暗处,可可见试管内有淡黄色荧光出现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
2、失，然后AB葡萄糖葡萄糖溶液溶液2mL2mLATPATP注射注射液液2mL2mLAB无荧光无荧光出现出现有荧光有荧光出现出现15min暗处从A、B试管的实验现象中你得出的结论是?ATPATP供能，葡萄糖不供能。供能，葡萄糖不供能。根据实验现象，进行提问，体现了科学探究的核心素养。解释解释ATPATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质是驱动细胞生命活动的直接能源物质1.1.结构与功能观：认同结构与功能观：认同ATPATP的结构与功能相适应。的结构与功能相适应。（生命观念）（生命观念）2.2.分析与综合：分析与综合：ATPATP与与ADPADP之间的相互转化；理解之间的相互转化；理解ATPATP是驱
3、动细胞生命是驱动细胞生命活动的直接能源物质。活动的直接能源物质。（科学思维）（科学思维）体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，汲取新知识的营养，让我们一起让我们一起 吧！吧！进进走走课课堂堂一、一、ATP的分子结构及特点的分子结构及特点1 1中文全称：中文全称：_。2 2组成：组成：1 1分子分子b_,1b_,1分子分子c_,3c_,3分子分子a_a_3 3结构简式：结构简式：_4 4符号含义符号含义A A：腺嘌呤核苷：腺嘌呤核苷_T_T：_P_P：_：_腺苷三磷酸腺苷三磷酸 核糖核糖 腺嘌呤腺嘌呤 磷酸磷酸 APPP 核糖腺嘌呤核糖腺嘌呤 三三 磷酸基团磷酸基团 磷酐键磷
4、酐键 提示：提示：ATP是一种不稳定的化合物是一种不稳定的化合物，在细胞内的含量很少。在细胞内的含量很少。ATP和和ADP在细胞内能迅速发生相互转化在细胞内能迅速发生相互转化，ATP水解直接为生命活动提供能量水解直接为生命活动提供能量，产生产生ADP和和Pi，ADP和和Pi接受细胞代谢接受细胞代谢(主要是细胞呼吸主要是细胞呼吸)或光合作用产生或光合作用产生的能量迅速合成的能量迅速合成ATP。无论在安静状态还是在剧烈运动、饥饿状态。无论在安静状态还是在剧烈运动、饥饿状态，ATP和和ADP的相互转化都在时刻不停地发生且处于动态平衡之中。的相互转化都在时刻不停地发生且处于动态平衡之中。怎样理解怎样理
5、解ATP是细胞内是细胞内“取之不尽取之不尽”的直接能源物质？的直接能源物质？对ATP是直接能源物质提出问题，体现了科学探究的核心素养。1ATP的分子组成的分子组成(如图如图)(1)(1)元素组成：元素组成：ATPATP是由是由C C、H H、O O、N N、P P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。同的。(2)AMP(2)AMP是是RNARNA的基本组成单位。的基本组成单位。(3)ATP(3)ATP的结构组成可以用的结构组成可以用“1 1、2 2、3”3”来总结，来总结，“1”1”表示表示1 1个腺苷，个腺苷，“2”2”表示两表示两个磷酐键，个磷酐
6、键，“3”3”表示表示3 3个磷酸基团。个磷酸基团。【归纳提升归纳提升】对ATP的组成进行归纳总结，体现了科学思维的核心素养。2ATP的结构与功能的相互关系的结构与功能的相互关系(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中末端磷酐键易断裂和形成中末端磷酐键易断裂和形成，可保证可保证ATP数量的相对稳定和能量的数量的相对稳定和能量的持续供应。持续供应。(2)ATP在供能中处于核心地位在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中中才能为生命活动供能。
7、在生命活动中，ATP中的能量可转化为不中的能量可转化为不同形式的能量。同形式的能量。对ATP的结构和功能之间的关系进行归纳总结，体现了科学思维的核心素养。生物体内常见的能源物质生物体内常见的能源物质1.1.能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATPATP2.2.主要能源物质：糖类主要能源物质：糖类3.3.储能物质：脂肪、淀粉、糖原储能物质：脂肪、淀粉、糖原4.4.良好的储能物质：脂肪良好的储能物质：脂肪5.5.直接能源物质：直接能源物质：ATPATP6.6.最终能量来源：太阳能最终能量来源：太阳能7.7.供能先后顺序：糖类、脂肪、蛋白质供能先后顺序：糖类、脂肪、蛋白质对
8、能源物质进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。对对ATP认识的误区认识的误区(1)ATP的普通磷酸键和磷酐键中都储存着能量的普通磷酸键和磷酐键中都储存着能量，只不过大量的只不过大量的能量储存于磷酐键中。能量储存于磷酐键中。(2)ATP是一种物质是一种物质，不是能量不是能量，ATP中储存有大量的能量中储存有大量的能量，因因此不可将此不可将ATP与能量等同。与能量等同。【易错提醒易错提醒】对ATP的易错点进行归纳总结，体现了科学思维的核心素养。【例例1】(多选多选)如图表示如图表示ATP的结构的结构，下列相关说法错误的是下列相关说法错误的是()Ab键断裂后形成键断裂后形成ADP和和PiB图中的
9、图中的3表示表示ATP中的字母中的字母AC由由1、2、3各一分子形成的物质是组成各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位的基本单位Da键断裂释放的能量可以直接用于生命活动键断裂释放的能量可以直接用于生命活动a a键断裂后形成键断裂后形成ADPADP和和PiPi，A A错误；错误；ATPATP中的字母中的字母A A表示腺苷，而题图中的表示腺苷，而题图中的3 3表示腺嘌呤，表示腺嘌呤，B B错误；由错误；由1 1、2 2、3 3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成，它是组成RNARNA的基本单位，的基本单位，C C错误；错误；ATPATP是生命活动所需能量的直
10、接来是生命活动所需能量的直接来源，源，a a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动，键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动，D D正确。正确。ABCABC1ATP的水解的水解由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酐键使得磷酐键容易断裂。容易断裂。ATP分子末端的分子末端的_断裂后断裂后，ATP转化为转化为_(腺苷二磷腺苷二磷酸酸)和和游离的游离的_(HPO)。在这个过程中。在这个过程中，ATP是通过是通过_而不是简单而不是简单的水解提供能量的的水解提供能量的，ATP转移的基团是一个转移的基团是一个_(PO)，而不是而不是_(OP
11、O)。二、二、ATP和和ADP的相互转化和利用的相互转化和利用磷酐键磷酐键 ADP Pi 基团转移基团转移 磷酰基磷酰基 磷酸基磷酸基 2ATP在细胞内的含量：在细胞内的含量：_。3相互转化相互转化ATP在转化为在转化为_并并_时时，在在_的催化作用下的催化作用下，_可以可以_，同时与一个游离的同时与一个游离的_结合结合，转化为转化为ATP。4 4意义意义(1)(1)为细胞提供所需的为细胞提供所需的ATPATP。(2)(2)使使ATPATP仍然维持相对恒定的水平。仍然维持相对恒定的水平。(3)(3)既能及时且持续地为既能及时且持续地为_，又能避免，又能避免_。很低很低 ADP和和Pi 释放能量
12、释放能量 有关酶有关酶 ADP 接受能量接受能量 Pi 生命活动提供能量生命活动提供能量 能量的浪费能量的浪费 5ATP是驱动细胞中各种生命活动的是驱动细胞中各种生命活动的_(1)ATP是细胞内绝大多数生命活动能够是细胞内绝大多数生命活动能够_的能源物质的能源物质，可以直可以直接为生物体的大多数接为生物体的大多数_提供能量。在生物体的能量代谢中提供能量。在生物体的能量代谢中，能量的能量的_、_、_、_都和都和ATP密切相关。密切相关。(2)细胞内许多储能物质氧化分解细胞内许多储能物质氧化分解_，虽然不能虽然不能_，但可以用于但可以用于_的反应并储存在的反应并储存在_中中，再通过再通过_的反应满
13、足生物体生命活动对的反应满足生物体生命活动对_。通用能量货币通用能量货币 直接利用直接利用 需能反应需能反应 利用利用 转化转化 储存储存 释放释放 释放的能量释放的能量 直接用于生命活动直接用于生命活动 ADP转化为转化为ATP ATP ATP转化为转化为ADP 能量的需求能量的需求 ADPADP转化成转化成ATPATP的过程中，所需的能量从哪里来？的过程中，所需的能量从哪里来？ATPATP水水解释放的能量用于哪儿？解释放的能量用于哪儿？通过观察和分析ATP和ADP的相互转化，提出问题，体现了科学探究的核心素养。2.ADP2.ADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源时所需能量的主要
14、来源动物和人等动物和人等绿色植物绿色植物能量能量呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP+Pi+ADP+Pi+ATP ATP 酶酶动物、人等动物、人等:通过呼吸作用分解有机物释放的能量通过呼吸作用分解有机物释放的能量绿色植物绿色植物:呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用ATPATP水解释放的能量能转化成热能、光能等，水解释放的能量能转化成热能、光能等，ATPATP储存储存的能量能来自热能和光能吗？的能量能来自热能和光能吗？提示：提示：不能。不能。ATPATP储存的能量可以由光能转化而来储存的能量可以由光能转化而来，但不能由热能转化而来。，但不能由热能转化而来。通过观察和分析ATP
15、和ADP的相互转化，提出问题，体现了科学探究的核心素养。【归纳提升归纳提升】1ATP和和ADP的相互转化过程的相互转化过程(1)关系式：关系式：(2)过程过程(3)意义：意义：ATP水解释放的能量供细胞生命活动利用。水解释放的能量供细胞生命活动利用。对ATP和ADP的相互转化进行归纳总结，体现了科学思维的核心素养。2ATP和和ADP的相互转化不可逆的相互转化不可逆项目项目ATP的合成的合成ATP的水解的水解反应式反应式ADPPi能量能量ATPATPADPPi能量能量所需酶所需酶ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶能量来源能量来源光合作用、细胞呼吸等生物化学光合作用、细胞呼吸等生物化学反应中产生
16、的能量反应中产生的能量末端磷酐键断裂末端磷酐键断裂，通过基团通过基团(PO)转移提供能量转移提供能量能量去路能量去路形成末端的磷酐键形成末端的磷酐键用于生长、发育、运动和生殖等许用于生长、发育、运动和生殖等许多生命活动多生命活动反应场所反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位生物体的需能部位相应生理活动相应生理活动主要是光合作用、细胞呼吸主要是光合作用、细胞呼吸肌肉收缩、细胞分裂、兴奋传导等肌肉收缩、细胞分裂、兴奋传导等ATP和和ADP相互转化时，反应所需要的酶、能相互转化时，反应所需要的酶、能量的来源和去路、反应的场所不同，因此两者量的来源和去路、反应的场
17、所不同，因此两者的相互转化是不可逆的，从两者相互转化的反的相互转化是不可逆的，从两者相互转化的反应式来看，物质是可逆的，但能量不可逆应式来看，物质是可逆的，但能量不可逆。3易混淆的易混淆的2个与个与ATP产生量有关的曲线辨析产生量有关的曲线辨析(1)(1)甲图表示甲图表示ATPATP产生量与产生量与O O2 2供给量的关系供给量的关系A A点表示无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量点表示无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATPATP。ABAB段表示随段表示随O O2 2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸
18、分解有机物释放的能量增多，放的能量增多，ATPATP的产生量随之增加。的产生量随之增加。BCBC段表示段表示O O2 2供给量超过一定范围后，供给量超过一定范围后，ATPATP的产生量不再增加，此时的限制因的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、素可能是酶、ADPADP、磷酸等。、磷酸等。(2)(2)乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中ATPATP来自无氧呼吸，与来自无氧呼吸，与O O2 2无关。无关。对对ATPATP的易混曲线进行的易混曲线进行归纳总结，体现了科学归纳总结，体现了科学思维的核心素养。思维的核心素养。【例例2】下列对下列对“”的叙述中，正确的是的叙
19、述中，正确的是()A过程和过程所需的酶都是一样的过程和过程所需的酶都是一样的B过程的能量供各项生命活动利用，过程的能量来自糖类等有机物过程的能量供各项生命活动利用，过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解的氧化分解C过程和过程时刻发生，处于动态平衡之中过程和过程时刻发生，处于动态平衡之中DATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能C C过程为水解酶催化的水解反应，释放的能量可供各项生命活动利用，过程为合成酶催过程为水解酶催化的水解反应，释放的能量可供各项生命活动利用，过程为合成酶催化的合成反应，能量来源于细胞呼吸中糖类等有机物的氧化分
20、解，在绿色植物中还可来源化的合成反应，能量来源于细胞呼吸中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能，故于光合作用吸收并转化的光能，故A A、B B项错误；生物体内项错误；生物体内ATPATP的水解与合成时刻发生，处于的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中，动态平衡之中，C C项正确；项正确；ATPATP中活跃的化学能可来源于光能，但不能来源于热能；中活跃的化学能可来源于光能，但不能来源于热能；ATPATP中活中活跃的化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量，跃的化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能量，D D项错误。项错误。ATPA
21、TP全称全称结构简式结构简式形成途径形成途径与与ADPADP相互转化相互转化利用利用光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量酶酶I I酶酶腺苷三磷酸腺苷三磷酸A-PA-PP PP P各种形式的能量各种形式的能量作用作用直接能源物质直接能源物质1 1下列关于下列关于ATPATP分子的叙述，错误的是分子的叙述，错误的是()A AATPATP中含有一个核糖和一个含氮碱基中含有一个核糖和一个含氮碱基B BATPATP脱去所有磷酐键后就是脱去所有磷酐键后就是ADPADPC CATPATP中的两个磷酐键储存有大量能量中的两个磷酐键储存有大量能量D DATPATP
22、断裂了所有磷酐键后可作为合成核糖核酸的基本原料断裂了所有磷酐键后可作为合成核糖核酸的基本原料B BATPATP由一分子腺苷和由一分子腺苷和3 3分子磷酸基团组成，一分子腺苷包括一分子核糖分子磷酸基团组成，一分子腺苷包括一分子核糖和一分子腺嘌呤。当和一分子腺嘌呤。当ATPATP脱去所有磷酐键后就是脱去所有磷酐键后就是AMPAMP，AMPAMP为腺嘌呤核为腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成核糖核酸的基本原料。糖核苷酸，可作为合成核糖核酸的基本原料。2.2.有关反应式有关反应式ATP ADPATP ADPPiPi能量的叙述，错误的是能量的叙述，错误的是()A A肺泡内的气体交换不伴随过程的进行肺泡内的气体
23、交换不伴随过程的进行B B该反应中物质是可逆的，能量是不可逆的该反应中物质是可逆的，能量是不可逆的C C反应在活细胞中循环进行保证了生命活动的顺利进行反应在活细胞中循环进行保证了生命活动的顺利进行D D细胞中所有细胞中所有ATPATP均来自细胞呼吸均来自细胞呼吸D D肺泡的气体交换是指肺泡的气体交换是指O2和和CO2进出细胞，是通过自由扩散实现的，而自由扩散不消耗能量，进出细胞，是通过自由扩散实现的，而自由扩散不消耗能量，A正确；在正确；在ATP和和ADP的相互转化过程中，物质是可逆的，但能量来源不同，是不可逆的，的相互转化过程中，物质是可逆的，但能量来源不同，是不可逆的，B正确；生命活动需要
24、能量，能量通过正确；生命活动需要能量，能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通，才保证分子在放能反应和吸能反应之间流通，才保证生命活动的顺利进行，生命活动的顺利进行，C正确；对于动物细胞，细胞中的正确；对于动物细胞，细胞中的ATP均来自细胞呼吸。但对于绿色均来自细胞呼吸。但对于绿色植物细胞，植物细胞，ATP的形成除来自细胞呼吸，还来自光合作用，的形成除来自细胞呼吸，还来自光合作用，D错误。错误。3 3当其他条件均可满足时，当其他条件均可满足时，2020个腺苷和个腺苷和6060个磷酸最多可以组成个磷酸最多可以组成的的ATPATP个数和个数和ATPATP分子中所含的磷酐键个数分别是分子中所含
25、的磷酐键个数分别是()A A2020个和个和3030个个B B2020个和个和4040个个C C4040个和个和4040个个D D4040个和个和6060个个B B一个一个ATPATP分子中含有分子中含有1 1个腺苷、个腺苷、3 3个磷酸基团、个磷酸基团、2 2个磷酐个磷酐键。键。2020个腺苷，对应个腺苷，对应6060个磷酸基团，即只能形成个磷酸基团，即只能形成2020个个ATPATP分子，共含有分子，共含有4040个磷酐键。个磷酐键。4.4.生活在水深生活在水深200m200m海洋中的电鳗能通过发出高达海洋中的电鳗能通过发出高达5000V5000V的生物电，击昏的生物电，击昏敌害、保护自己
26、、获取食物。电鳗发生生物电的能量直接来自（）敌害、保护自己、获取食物。电鳗发生生物电的能量直接来自（）A A脂肪的分解脂肪的分解 B BATPATP的分解的分解C C蛋白质的分解蛋白质的分解 D D葡萄糖的分解葡萄糖的分解ATP的中文名称叫腺苷三磷酸，是新陈代谢所需的中文名称叫腺苷三磷酸，是新陈代谢所需能量的直接来源，水解时远离能量的直接来源，水解时远离A的磷酸键断裂释的磷酸键断裂释放能量，可转化成电鳗的生物电。放能量，可转化成电鳗的生物电。B B5.5.分析分析ATPATP与与ADPADP的相互转化示意图，回答问题的相互转化示意图，回答问题(1)(1)图中图中PiPi代表磷酸，代表磷酸，B B代表代表，C C代表代表(2)E(2)E1 1不是物质，在人和动物体内，不是物质，在人和动物体内，E E1 1来来自自_ _作用，作用，绿色植物体内则来自绿色植物体内则来自 作用和作用和 作用。作用。(3)A(3)A1 1和和A A2 2相同吗？相同吗？_。根据你的分析，它们的作用是。根据你的分析，它们的作用是。ATPATPADPADP呼吸呼吸呼吸呼吸光合光合催化催化ATPATP的形成和水解的形成和水解不同不同A1和和A2分别是分别是ATP合合成酶和成酶和ATP分解酶，分解酶，催化的反应不同。催化的反应不同。
