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1、第2节细胞的能量“通货”ATP学习导航1.分析ATP的分子结构，了解ATP的结构特点。2.结合ATP和ADP的相互转化示意图，概述二者之间的关系。3.结合教材图示，举例说明ATP的利用。重难点击ATP和ADP的相互转化及其意义。方式一“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首情景交融的诗作秋夕。可是大家想过没有：(1)萤火虫为什么要发光呢？(吸引异性来交尾)(2)萤火虫的发光需要能量吗？(需要)(3)我们知道，糖类、脂肪和蛋白质都储存着能量，这些物质能为萤火虫发光直接提供能量吗？(不能)研究表明能为萤火虫发光直接提供能量的是ATP，这节课我们
2、就来了解ATP。方式二纯净的ATP是一种白色粉末，能溶于水，ATP片剂可以口服，注射液可静脉注射或肌肉注射，主要用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。这节课我们就来了解ATP的有关知识。一、ATP的结构与功能1.中文名称：三磷酸腺苷。2.结构简式：APPP。其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团，“”代表高能磷酸键。方法技巧ATP的结构特点可用“一、二、三”来记忆，即一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基团。3.特点(1)高能量：ATP水解释放的能量多达30.54kJ/mol，是细胞内的一种高能磷酸化合物。(2)不稳定：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很容易水解，释放能量。(3)A
3、TP在细胞内含量很少，但转化是十分迅速的。4.功能：是细胞生命活动的直接能源物质。下图是ATP的组成，据图分析：1.ATP的组成元素有哪些？含有几个磷酸基团？几个高能磷酸键？答案ATP的组成元素为C、H、O、N、P。含有3个磷酸基团。2个高能磷酸键。2.ATP中的“A”、“T”和组成DNA中的“A”、“T”含义相同吗？答案不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含义是3。DNA中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。3.ATP彻底水解会得到哪些成分？答案ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸。4.ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？答案ATP去掉两个磷酸基团后形成的
4、结构是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。1.关于ATP的化学组成的说法中，正确的是()A.ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、PB.ATP中的A表示腺嘌呤C.含有三个高能磷酸键D.含有腺嘌呤和脱氧核糖答案A解析组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P。1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成ATP，其中含有两个高能磷酸键，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。2.下图表示ATP的结构，其中表示高能磷酸键的是()A.B.C.D.答案A解析高能磷酸键位于磷酸基团之间，图中位置表示高能磷酸键。二、ATP和ADP的相互转化以及ATP的利用1.ATP与ADP的相互转化反应式ATPADPPi能量
5、ADPPi能量ATP场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体物质变化水解反应合成反应能量变化释放能量吸收能量能量来源高能磷酸键呼吸作用、光合作用特点时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中2.ATP的利用(1)利用ATP的实例(2)ATP是细胞内流通的能量“通货”化学反应中的能量变化与ATP的关系能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。在活细胞中，右图中的循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP循环中的有关问题：1.在绿色植物的叶肉细胞内，与相应的生理活动有哪些？答案光合作用和细胞呼吸。2.A1和A2分别起什么作用？二者相同吗？答案二者不相同。A1催化AT
6、P的合成，是合成酶；A2催化ATP的水解，是水解酶。3.动物细胞中，能量E1的来源是什么？答案来自于呼吸作用中糖类等有机物氧化分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。4.中能量E2的去向有哪些？答案转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。知识整合合成ATP的能量来源于光合作用和细胞呼吸，ATP水解释放出的能量用于各种生命活动，因此该转化过程中，物质是重复利用的，能量不可逆；又由于两个过程的酶不同，场所不完全相同，所以ATP与ADP在细胞内的转化过程不是可逆反应。3.下列有关“ATPADPPi能量”的叙述中，正确的是()A.反应向左进行和向右进行时所需的酶是一样的B.反应向右进
7、行时释放能量，向左进行时储存能量C.两个过程是可逆反应D.植物细胞和动物细胞中发生这种反应的生理过程都一样答案B解析分析时应从以下两方面入手：(1)生物体进行的“ATPADPPi能量”的过程和“ADPPi能量ATP”的过程是两个截然不同的生理过程，它们发生的场所、所需的酶是不同的，也正是因为两个过程是在不同的场所、不同酶的作用下完成的，所以两个过程不是可逆反应，故A、C两项错误。(2)植物细胞可以通过光合作用产生ATP和消耗ATP，也可以通过细胞呼吸产生ATP，而动物细胞不能进行光合作用，故D项错误。4.科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉不收缩；向同一条肌肉上
8、滴ATP溶液，刺激肌肉很快就发生明显的收缩。这说明()A.葡萄糖是能源物质B.ATP不是能源物质C.葡萄糖是直接能源物质D.ATP是直接能源物质答案D解析根据题意“向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就发生明显的收缩”说明ATP是直接能源物质。知识归纳生物体中与能量有关的物质(1)直接能源物质ATP。(2)主要的能源物质糖类。(3)主要的储能物质脂肪。(4)植物特有的储能物质淀粉。(5)动物特有的储能物质糖原。(6)最终能量来源太阳能。1.ATP中含有的化学元素与下面哪种物质含有的化学元素种类相同()
9、A.纤维素B.核酸C.脂肪D.蛋白质答案B解析ATP与核酸均由C、H、O、N、P五种元素组成。2.ATP形成ADP时最先断裂的是()A.腺苷与磷酸的结合键B.两个高能磷酸键C.靠近腺苷的那个高能磷酸键D.远离腺苷的那个高能磷酸键答案D解析ATP分解为ADP的过程中，最先断裂的是远离腺苷的那个高能磷酸键。3.下列生理过程中不需要消耗ATP的是()A.在核糖体上合成血红蛋白B.在肺泡表面进行气体交换C.小肠吸收氨基酸D.神经冲动的传导答案B解析在肺泡表面进行气体交换时，气体进出细胞的方式是自由扩散，不需要消耗能量。4.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量
10、变化不大，但部分ATP的末端“P”已带上放射性标记，该现象不能说明()A.ATP中远离“A”的“P”容易脱离B.部分32P标记的ATP是重新合成的C.ATP是细胞内的直接能源物质D.该过程中ATP既有合成又有分解答案C解析短时间内ATP的末端“P”被标记，说明远离“A”的“P”容易脱离与重新合成；ATP含量变化不大，但有新的ATP生成，所以ATP既有消耗也有合成；题干中的实验未涉及ATP的利用，所以不能说明ATP是直接能源物质。5.如图是三磷酸腺苷的分子结构，请回答下列问题：(1)ATP的结构简式为_，图中虚线部分的名称是_。(2)一分子ATP可以看作是由_个磷酸分子、_个核糖分子和_个腺嘌呤
11、缩合而成的。(3)ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的_水解，水解时释放的能量是生物体进行_、_和_等生命活动所需能量的直接来源。答案(1)APPP腺苷(2)311(3)高能磷酸键肌细胞收缩大脑思考细胞的主动运输课时作业学考达标1.下列关于ATP的叙述中，正确的是()A.ATP包括一分子的腺嘌呤和三个磷酸基团B.ATP和葡萄糖都是生命活动的直接能源C.因为生命不能缺少能量，所以ATP可以在细胞内大量储存D.某些疾病可以利用ATP作为药物进行辅助治疗答案D解析ATP可以作为药物辅助治疗某些疾病，如心肌炎。2.如果测得1个高能磷酸键的化学能是8P，那么ATP中的磷酸键能是()A.8PB.8P
12、16PC.16P24PD.24P答案C解析1个ATP中有2个高能磷酸键和1个普通磷酸键，所以其键能应在16P与24P之间。3.下列有关ATP的叙述中，正确的是()A.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B.ATP分子由一分子腺嘌呤和三分子磷酸基团组成C.剧烈运动后，体内ATP的含量不会明显下降D.小麦根尖分生区细胞通过光合作用和呼吸作用产生ATP答案C解析蓝藻细胞中无线粒体；ATP分子由一分子腺苷和三分子磷酸基团组成；小麦根尖细胞不能进行光合作用。4.下列哪种能源缺乏时，会立即影响细胞内的代谢活动()A.日光B.ATPC.葡萄糖D.蛋白质答案B解析立即影响细胞代谢，说明是细胞直接需要的物质，A
13、TP是细胞内的直接能源物质，缺少时会立即影响细胞代谢。5.下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是()A.水分子进入根毛细胞B.肺泡中的氧气进入血液C.肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞D.胰腺细胞分泌胰岛素答案D解析细胞内ADP的含量增加，说明细胞内正在进行ATP的水解反应，释放能量供生命活动所需。水分子、氧气和甘油出入细胞的方式都属于自由扩散，不需要消耗能量，胰腺细胞分泌胰岛素属于细胞合成并分泌蛋白质的过程，整个过程需要消耗能量。6.下列有关能量“通货”ATP的说法中，正确的是()A.ATP失去两个磷酸基团后，可参与DNA分子的合成B.生物体内的生化反应均需ATP作能源驱动C.动物体内同化作
14、用消耗的ATP少于异化作用生成的ATPD.冬眠的动物在冬季来临之前需要储存一定量的ATP，用以抵抗低温对身体的伤害答案C解析ATP失去两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸，可参与RNA的合成；生物体内有些放能的生化反应不需要ATP；动物同化作用所消耗的能量是靠细胞呼吸提供的，即同化作用所消耗的ATP仅仅是细胞呼吸所合成的ATP中的一部分；ATP不能在体内大量储存，而是通过加速与ADP的转化来满足能量需要的。高考提能7.ATP分子在细胞内能释放能量、储存能量，从结构上看(以腺苷为基点)，其原因是()腺苷很容易吸收和释放能量第三个高能磷酸键极容易断裂和形成第三个磷酸很容易从ATP上脱离，第二个高能磷酸键断裂，使ATP转化为ADPADP可以迅速与磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转化为ATPA.B.C.D.答案C解析从ATP的分子结构简式可知，ATP分子中含有2个高能磷酸键。当在酶作用下水解时，远离腺苷A的那个高能磷酸键(第二个高能磷酸键)断裂，形成ADP和Pi(磷酸)，并将储存的能量释放出来；当细胞内ATP含量过少时，ADP在另一种酶的作用下，接受能
