高中生物必修152 细胞的能量通货学案Word文件下载.docx

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3．ATP的功能

是细胞生命活动的直接能源物质。

归纳总结　

（1）ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。

（2）ATP的结构特点可总结为“一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团”。

（3）ATP脱去一个磷酸基团成为ADP，再脱去一个磷酸基团就成为RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。

例1　（2017·

辽宁期末）下列有关ATP的叙述，错误的是（　　）

A．ATP的元素组成是C、H、O、N、P

B．ATP断裂了所有高能磷酸键后可作为合成RNA的基本单位之一

C．ATP中的“A”是指腺嘌呤

D．ATP的高能磷酸键中储存着大量的能量

[答案]　C

[解析]　ATP的中文名称是三磷酸腺苷，结构式可简写为A—P～P～P，A代表腺苷，～代表高能磷酸键，高能磷酸键中储存着大量的能量；

ATP断裂了所有高能磷酸键后是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。

例2　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（　　）

①腺苷很容易吸收和释放能量　②第三个高能磷酸键极容易断裂和形成　③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离，第二个高能磷酸键断裂，使ATP转化为ADP　④ADP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ATP

A．①③B．②④

C．③④D．①④

[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，接受能量，与一个磷酸结合，从而转化成ATP，此时接受的那部分能量则储存在远离腺苷（A）的那个高能磷酸键中，该键在一定条件下很容易断裂或重新形成，从而保证了细胞能量的持续供应。

二、ATP和ADP的相互转化及ATP的利用

1．ATP与ADP的相互转化

反应式

ATP酶

ADP＋Pi＋能量

ADP＋Pi＋能量酶

ATP

场所

生物体的需能部位

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

细胞呼吸、光合作用

特点

时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中

总反应式：

特别提醒　ATP和ADP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，因此二者的转化不是可逆的，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”。

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”

①化学反应中的能量变化与ATP的关系

②能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。

特别提醒　

（1）ATP是生物体进行生命活动的直接能源物质，储存在ATP中的化学能可以转化为光能、电能、机械能、化学能等。

（2）常见的消耗能量的生理过程：

主动运输、蛋白质合成、胞吞、胞吐、细胞分裂等。

（3）常见的不消耗能量的生理过程：

自由扩散、协助扩散、气体交换、渗透作用、蒸腾作用等。

例3　关于“ATP

ADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的是（　　）

A．ATP与ADP是同一种物质的两种形态

B．①过程和②过程发生的场所是一样的

C．细胞内ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应

D．ADP、ATP的相互转化，使细胞内的ATP含量处于动态平衡之中

[答案]　D

[解析]　ATP、ADP是两种不同的物质；

①过程发生在细胞内需能部位，而②过程发生在线粒体、叶绿体、细胞质基质等部位。

ATP含量很少但在细胞内转化迅速。

例4　ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。

下列有关ATP的叙述，错误的是（　　）

A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用

B．物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP

C．细胞中由氨基酸合成新的肽链需要ATP提供能量

D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于细胞呼吸

[答案]　B

[解析]　细胞核无法进行细胞呼吸，其需要的ATP主要由线粒体提供，A项正确；

协助扩散需要载体蛋白的参与，但不消耗能量，B项错误；

蛋白质的合成需要ATP提供能量，C项正确；

植物根细胞吸收矿质元素离子的方式是主动运输，其消耗的能量来自细胞呼吸产生的ATP，D项正确。

1．下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×

”。

（1）ATP含有3个高能磷酸键，但是只有一个高能磷酸键会发生断裂（　　）

（2）ATP中的A不代表腺嘌呤，当再脱去两个磷酸基团后，形成的物质为RNA的基本单位之一（　　）

（3）人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡（　　）

（4）ATP在细胞内含量并不高，活细胞都能产生ATP，也都会消耗ATP（　　）

（5）酶的合成需要ATP供能，此ATP来自于光合作用和细胞呼吸（　　）

（6）ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应（　　）

[答案]　

（1）×

（2）√　（3）×

　（4）√　（5）×

　（6）√

2．下图表示与ATP相关的部分结构示意图，下列分析中正确的是（　　）

A.a表示ADP，与ATP相比少了一个磷酸基团

B．b表示腺嘌呤核苷，是ATP中“A”代表的含义

C．c表示腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位

D．d表示ATP，是生物体的直接供能物质

[解析]　a是由核糖和腺嘌呤组成的腺苷，要比ATP少了三个磷酸基团，A项错误；

b表示的是RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，而ATP中“A”的含义是腺苷，B项错误；

c表示ATP失去一个磷酸基团的产物——ADP，而非RNA的基本单位，C项错误；

d表示ATP，是生物体的直接供能物质，D项正确。

3．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既有合成又有水解

[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既有水解也有合成；

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。

4．动物体细胞内ATP水解所释放的能量不可能用于（　　）

A．物质的吸收B．物质的合成

C．有机物的氧化分解D．肌肉收缩

[解析]　有机物的氧化分解释放能量。

5．如图所示ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图完成下列问题：

（1）1分子ATP中含有________个高能磷酸键。

（2）图中的a、b分别代表________、________。

（3）c指________________________________________________________________________。

（4）在动物肌细胞中，进行②反应时，能量来自______________________________________。

（5）①②反应进行时所需要的酶一样吗？

为什么？

______________________________________________________________________________。

（6）进行①反应时能量用于________，进行②反应时能量用于____________，由此可见能量是________________，物质是________________。

[答案]　

（1）2　

（2）细胞呼吸　光合作用　（3）生命活动

（4）储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能

（5）不一样，因为①和②是两个不同的反应，而酶具有专一性　（6）合成ATP　各项生命活动　不可逆的　可逆的

[解析]　

（1）ATP的结构简式为A—P～P～P，故1分子ATP中含有2个高能磷酸键。

（2）合成ATP时，绿色植物需要的能量来自于光合作用和细胞呼吸，动物和人需要的能量则来自于进行细胞呼吸时有机物的氧化分解。

（3）ATP水解释放的能量用于细胞的各项生命活动。

（4）②反应为ATP的水解反应，释放的能量来自于储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能。

（5）由于酶具有专一性，不同的反应，所需酶的种类也不同。

（6）①反应为ATP的合成反应，其能量储存在ATP中。

②反应为ATP的水解反应，释放的能量用于生物体的各项生命活动。

在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，但能量是不可逆的。