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1、,一、ATP的结构及利用,1.ATP的结构 ATP是腺苷三磷酸的英文缩写，它是普遍存在于各种活细胞中的一种高能磷酸化合物。,(1)ATP的结构简式：APPP 结构简式中A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表一种特殊的化学键，称为高能磷酸键。 (2)高能磷酸键 ATP分子中大量的化学能就贮存在高能磷酸键中； 两个相邻磷酸基团之间的高能磷酸键比较不稳定； ATP分子的水解本质上就是ATP分子中高能磷酸键的水解，即高能磷酸键断裂后释放出大量的能量。,2.ATP的水解反应 ATP的水解：,细胞利用这种能量的方法是将ATP水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应，它用于细胞中的各种生命活动。,有关ATP分
2、子结构的两点注意 ATP分子中连接核糖和第一个磷酸基团之间的“”代表的是普通磷酸键。 书写ATP的结构简式时避免两种错误：“A-P-PP”、“APPP”。,【典例1】如图表示ATP水解产生ADP的过程。请回答下面的问题：,(1)图中A表示_，P代表_，如果ATP脱去两个磷酸基团，可作为_基本结构单位。 (2)图中为_,其中蕴藏着_。 (3)图中为_过程，其作用是_ _。,【思路点拨】解答本题的关键是ATP中磷酸基团之间 的化学键贮藏大量能量。 【标准解答】本题考查ATP的结构与功能。 (1)ATP分子结构简式为A-PPP，A代表的是腺苷，P代表 的是磷酸基团，ATP分子脱去两个磷酸基团后是RN
3、A的基本结 构单位。 (2)表示高能磷酸键，蕴藏着大量的化学能，可以被各项 生命活动利用。 (3)ATP水解后生成ADP、 和能量，为生命活动提供能量。,答案:(1)腺苷 磷酸基团 RNA (2)高能磷酸键 大量的化学能 (3)高能磷酸键水解释放能量 为各项生命活动提供能量,【规律方法】判断高能磷酸键的方法 (1)从水解释放的能量看：高能磷酸键水解时释放的能量较多，如1 mol ATP水解时，释放的能量可达30.54kJ。 (2)从位置上看：在ATP分子中，高能磷酸键是磷酸和磷酸脱水形成的，因此它位于磷酸基团之间，所以三个磷酸基团只能形成两个高能磷酸键。,【变式训练】以下是对生物体ATP的有关
4、叙述，其中正确的一项是( ) A.ATP水解形成ADP，其释放的能量用于各项生命活动 B.ATP与ADP是同一种物质的两种形态 C.ATP分子中的普通磷酸键不含有能量 D.ATP中的A代表的是腺嘌呤,【解析】选A。本题考查ATP结构及ATP的水解。生命活动需要消耗ATP水解时所产生的能量，A项对；ATP与ADP是两种物质，B项错；ATP分子中的普通磷酸键也含有能量，只是相对于高能磷酸键来说较少而已，C项错；ATP中的A代表的是腺苷，D项错。,二、ATP与ADP的循环,ATPADP循环图解 分析: (1)ATP与ADP之间的相互转化处于动态平衡。 (2)ATP的水解与合成是两个不同的过程，水解反
5、应释放能量，合成反应贮存能量。,(3)图中能量来自细胞内的放能反应，能量可用于吸能反应和其他生命活动，二者不等同。 (4)可用下述关系式表示ATP与ADP的关系： (5)ATP与ADP转化中物质是可逆的，能量是不可逆的。,不能因为ATP是细胞中直接供能物质而认为细胞中的ATP含量就很高。 不能因为存在ATP-ADP的循环图解就认为ATP-ADP的循环是可逆的。,【典例2】如图为ATP与ADP相互转化示意图。有关此示意图的说法错误的是,A.图中存在能量的储存与释放 B.这一过程保证了生命活动的顺利进行 C.据图可知此过程物质是可逆的 D.据图可知此过程能量是可逆的,【思路点拨】解答本题的关键是明
6、确转化示意图中的两部分能量是不同的。 【标准解答】选D。图中包括ATP的合成和水解两部分，其中ATP的合成所需的能量来自细胞内的放能反应，ATP的水解释放的能量则用于吸能反应。ATP与ADP相互转化保证了生命活动的正常进行。ATP与ADP相互转化中物质是可逆的，能量是不可逆的。,【互动探究】(1)图中能量主要来源有哪些？图中能量主要去路有哪些？ 提示：光合作用、呼吸作用。用于吸能反应和其他生命活动。 (2)图中酶和酶是一种吗？ 提示：不是，酶是合成酶，酶是水解酶。,【误区警示】本题易在C、D两项之间发生错选，ATP与ADP相互转化问题一定要关注能量的不可逆性，即能量的来源不同： (1)ATP水
7、解时释放的能量来自储存在高能磷酸键中的化学能； (2)合成ATP所需的能量则主要来自有机物的氧化分解所释放的化学能，对于植物来说也可来自太阳能。,细胞中能源物质的总结 1.生物体的主要能源物质：糖类 2.生物体的贮能物质：油脂 3.生物体的能源物质：糖类、油脂和蛋白质 4.动物细胞内的贮能物质：糖元、油脂 5.植物细胞内的贮能物质：淀粉 6.生命活动的直接能源物质：ATP 7.最终的能量来源：光能,【典例】下列关于生物体能源物质的说法错误的是 A.ATP既能储存能量，又可作为生命活动的直接能源物质 B.植物细胞中的贮能物质是淀粉和纤维素 C.糖类、油脂和蛋白质是生物体内的能源物质 D.细胞内A
8、TP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,【思路点拨】解答本题的关键是区分能源物质，贮能物质和直接供能物质之间的关系。 【标准解答】选B。ATP作为生命活动的直接能源物质，其能量主要贮存在高能磷酸键中。纤维素是植物细胞结构组成成分，不作为细胞的贮能物质。糖类、油脂和蛋白质是生物体内的能源物质，在生命活动过程中可以氧化分解供能。,【变式训练】生物体进行各项生命活动所需的直接能源物质、主要能源物质和最终能量来源依次是( ) A太阳能、糖类、ATP B.ATP、糖类、油脂 C.ATP、油脂、太阳能 D.ATP、糖类、太阳能,【解析】选D。生物体进行各项生命活动所需的直接能源物质是ATP。糖类
9、是生物体进行各项生命活动的主要能源物质。太阳能是生物体进行各项生命活动的最终能量来源。油脂是生物体贮存能量的重要物质。,【误区警示】不能认为能源物质等同于直接供能物质，即使是能源物质在氧化分解的时候也有一定的顺序，如人体内首先分解供能的物质是糖类，其次是油脂，蛋白质一般情况下不分解供能。,【典例1】ATP是细胞中的能量通货，下列关于ATP的叙述中不正确的是 A.人在饥饿时，ATP可水解为1个腺苷和3个磷酸 B.ATP中的“A”与ATP彻底水解后生成的“A”表示不同物质 C.ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能 D.细胞质和细胞核中都有ATP的分布,【常见错误】错选B项。 【
10、错因分析】错选的原因主要是： 对ATP的结构掌握不牢固。ATP中的“A”表示腺苷，但ATP彻底水解后的产物是磷酸、腺嘌呤和核糖，因此彻底水解后的“A”是腺嘌呤。,【正确解答】选A。ATP只有2个高能磷酸键，一般可水解产生1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸，不会产生3个磷酸；光合作用和细胞呼吸都产生ATP，ATP中的能量也能转化为光能和化学能。细胞质和细胞核都进行新陈代谢，因此都有ATP的分布。,【典例2】下列关于ATP的叙述，正确的是 A.ATP脱去2分子磷酸后，剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一 B.人长时间剧烈运动时骨骼肌细胞中生成ATP的量比安静时少 C.细胞连续分裂时，伴随着ATP与A
11、DP的相互转化 D.长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡 【常见错误】错选B或D项。,【错因分析】错选的原因主要是：,【正确解答】选C。细胞进行分裂，伴随着有关生理活动的进行(如DNA复制、蛋白质的合成等)，需要ATP提供能量，ATP提供能量的方式是第二个高能磷酸键的断裂，形成ADP,释放能量；而ADP又与磷酸在有能量供应的条件下，形成ATP，从而实现ATP与ADP的相互转化，因此C项正确。,1.下列关于细胞中的吸能反应与放能反应的说法，不符合事实的是( ) A.吸能反应所需的能量一般来自于放能反应 B.ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带 C.糖的氧化是细胞中最重要
12、的吸能反应 D.光合作用是绿色植物细胞中最重要的吸能反应 【解析】选C。ATP是细胞中吸能反应与放能反应的纽带。糖的氧化是细胞中最重要的放能反应，光合作用是植物细胞中最重要的吸能反应，这个吸能反应所需的能量来自于太阳光。,2.体育健儿在赛场激烈角逐，消耗细胞中大量的ATP，ATP靠ATPADP循环维持，有关ATP 的叙述正确的是( ) A.活细胞中ATP与ADP之间的相互转化时刻发生并处于动态平衡中 B.ATP中存在一个不稳定的高能磷酸键 C.ATP-ADP循环说明二者的转化是可逆的 D.组成ATP的元素包括C、H、O、N,【解析】选A。细胞中的ATP含量较少，在活细胞中依靠ATP与ADP之间
13、的相互转化而维持ATP与ADP数量上的动态平衡。ATP分子中存在2个高能磷酸键。ATP-ADP循环在能量上是不可逆的。组成ATP的元素包括C、H、O、N、P五种元素。,3.如图是生命活动的直接能源物质ATP的结构式，其中能作为RNA的基本单位的是( ) A. B. C. D. 【解析】选B。图中分别表示腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、ADP和ATP，其中腺嘌呤核糖核苷酸是组成RNA的基本单位之一。,4.ATP是生命活动直接利用的能源物质，其原因是( ) 腺苷很容易吸收和释放能量 第二个磷酸基团很容易从ATP上脱离，也很容易结合成ATP 远离“A”的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转化成ADP A
14、DP可以迅速与磷酸结合，使ADP转化成ATP A. B. C. D.,【解析】选C。ATP与ADP的转化迅速，能够满足各项生命活动的需要。其转化迅速的原因与ATP的第二个高能磷酸键密切相关，其迅速的脱离和重新形成对ATP的转化非常重要。,5.1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸过程中产生ATP分子数为( ) A.2n/5m B.2m/5n C.n/5m D.m/5n 【解析】选B。1个葡萄糖分子在有氧呼吸过程中产生ATP分子数为m40%n=2m/5n。,6.下列反应式表示ATP、ADP在不同酶作用下的相互
15、转化，请根据要求回答问题： (1)当反应式由左向右进行时_能量，能量用于_。 (2)当反应式由右向左进行时_能量，此过程中的能量因生物种类不同而有所不同，其中动物来自_，植物来自_和_。 (3)当搬动一个重物时，肌肉细胞中的ATP反应向_进行。,【解析】反应式由左向右是ATP的水解，此时释放能量，用于各项生命活动。而反应式由右向左则是ATP的合成，此时贮存能量，此过程的能量来自于细胞呼吸，若是植物还可以来自光合作用。搬动重物时，肌肉细胞中的ATP反应向右进行。 答案：(1)释放 各项生命活动 (2)贮存 细胞呼吸 光合作用 细胞呼吸 (3)右,一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分) 1.ATP中的A、T、P依次代表( ) A.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基团 B.腺苷、三个、磷酸基团 C.胸腺嘧啶、三个、磷酸基团 D腺苷、三个、腺嘌呤 【解析】选B。ATP的中文名称为腺苷三磷酸，其结构简式为A-PPP，其中A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基团。,2.对“ ”，描述不正确的是 ( ) A.该反应在活细胞中持续进行 B.该反应通常与吸能反应、放能反应相结合 C.该过程保证生命活动顺利进行 D.物质和能量是可逆的,【解析】选D。ATPADP循环是吸能反应与放能反应联系的纽带，由于ATP是“能量通货”，ATPA
