1、第二課時細胞的能量通貨ATP知識詮釋思維發散1.ATP分子的結構2. 一、ATP的結構和功能1.ATP與RNA的關系ATP去掉兩個磷酸基團后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是組成RNA的基本單位之一,如下圖:2.A-PPP中的 “-”為普通磷酸鍵,其水解釋放的能量很少。A-PPP中的“”為高能磷酸鍵,其水解釋放的能量很高,高達30.54 kJ/mol。3.ATP是一種有機物,其分子式為C10H16O13N5P3。ATP能夠通過細胞膜跨膜運輸,ATP片劑可以口服,而ATP注射液可以肌肉注射或靜脈滴注。動物細胞內除了ATP為高能磷酸化合物之外,還含有另一種高能磷酸化合物磷酸肌酸。4.生物體內的能源物

2、質(1)能源物質糖類、脂肪、蛋白質。(2)主要能源物質糖類。(3)主要儲能物質脂肪。(4)直接能源物質ATP(不是唯一)。(5)根本能源或最終能源光能。(6)植物細胞內的儲能物質淀粉、脂肪。(7)動物細胞內的儲能物質糖原、脂肪。 規律精講精析1.ATP是生物界共用的主要直接能源物質,但不是唯一直接能源物質,如蛋白質合成中還可利用UTP。2.幾種不同物質中的“A”代表的含義 典例1 下列對ATP的描述正確的是( )A.ATP是主要的儲能物質B.1 mol ATP水解為ADP時釋放的能量為2870 kJC.線粒體是藍藻細胞產生ATP的主要場所D.ATP分子由1個腺苷和3個磷酸基團組成【思路剖析】A

3、TP是直接能源物質,故A項錯誤;1 mol ATP水解為ADP時釋放的能量為30.54 kJ,故B項錯誤;藍藻是原核生物,細胞中無線粒體,故C項錯誤。【答案】D 典例2 下圖是ATP的分子結構式,圖中哪個鍵的水解能釋放大量的能量( )A.1B.2C.3D.4【思路剖析】圖中右側的腺嘌呤和核糖構成的是腺苷,ATP水解時,容易斷裂的是遠離腺苷的高能磷酸鍵(1),從而釋放出大量的能量。【答案】A二、ATP與ADP的相互轉化1.ATP 的形成途徑是生物界的共性。2.ATP與ADP之間的相互轉化(1)細胞中ATP的含量很少,但ATP與ADP相互轉化的速度很快。細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制,

4、 ATP合成ATP水解反應式ADP+Pi+能量ATP ATP ADP+Pi+能量場所線粒體、葉綠體、細胞質基質細胞內所有需要能量的進行生命活動的結構(2)ATP與ADP之間的相互轉化不是可逆反應條件由ATP合成酶催化由ATP水解酶催化能量來源合成ATP的能量主要來自光能(光合作用)和化學能 (細胞呼吸)ATP水解釋放的能量是儲存在遠離A的高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存在ATP中用于各項生命活動從條件上看:ATP分解是一種水解反應,所需的酶是水解酶;ATP合成是一種合成反應,所需的酶為合成酶,酶具有專一性,故反應條件不同,不能說該反應可逆。從能量上看:ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵中的化

5、學能,而合成ATP的能量主要有化學能和太陽能,故能量來源不同。從場所上看:ATP合成的場所是細胞質基質、線粒體、葉綠體,ATP分解在細胞的各個部位,故場所不同。綜上所述,上述反應從物質方面看可逆,從酶、場所、能量上看不可逆。故ATP與ADP之間的相互轉化不是可逆反應。A.ATP中的“A”與構成DNA、RNA中的堿基“A”表示不同物質B.ATP中的能量可以來源于光能、化學能,也可以轉化為光能和化學能C.在有氧與缺氧的條件下,酵母菌細胞質基質都能形成ATPD.人體內成熟的紅細胞中沒有線粒體,不能產生ATP典例3 (2012年聊城一模)ATP是細胞中能量的通用“貨幣”。下列有關ATP的敘述不正確的是

6、?【思路剖析】ATP中的“A”表示腺苷,DNA、RNA中的堿基“A”表示腺嘌呤,故A項正確。ATP中的能量可以來源于光能(光合作用把光能轉變為ATP中活躍的化學能)、化學能(細胞呼吸把有機物中的化學能轉變為ATP中的化學能),也可以轉化為光能(螢火蟲發光)和化學能(根吸收K+的主動運輸等),故B項正確。酵母菌為兼性厭氧菌,有氧條件下在細胞質基質中進行有氧呼吸第一階段,產生少量ATP;無氧條件下,在細胞質基質中進行無氧呼吸全過程,產生少量ATP,C項正確。人體成熟的紅細胞是特化的細胞,沒有線粒體等細胞器,但是能進行無氧呼吸產生ATP。【答案】DA.高溫和低溫均能破壞酶 1 和酶 2 的結構,使其

7、失去活性B.酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速率C.植物細胞和動物細胞發生這個反應的生理過程都一樣D.人在饑餓時,細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡 典例4 (2013年東莞統考)下列關于反應式“ATP ADP+Pi+能量”的敘述,正確的是( )【思路剖析】酶1和酶2的化學本質都是蛋白質,在高溫下結構被破壞,失去活性,而低溫只是抑制酶的活性;酶的催化原理是通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速率;植物細胞可以通過光合作用產生ATP和消耗ATP,也可以通過呼吸作用產生ATP,而動物細胞不能進行光合作用,主要進行呼吸作用產生ATP,ATP可用于肌肉收縮等生理過程;饑餓時,肝糖原水

8、解為葡萄糖再氧化分解釋放能量產生ATP,細胞中 ATP與ADP的含量仍是維持在一定的動態平衡中。【答案】B2.(2013年安徽名校聯考)人體細胞進行正常的生命活動,每天需要水解200300 mol ATP,但人體細胞中ATP的總量只有約0.1 mol。下列有關ATP的敘述錯誤的是( )A.ATP和ADP的相互轉化保證了機體對能量的需求B.ATP由3個磷酸基團和1個腺嘌呤構成C.有氧呼吸的第三階段為人體細胞活動提供的ATP最多D.人體細胞內形成ATP的場所是細胞質基質和線粒體【思路剖析】ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵容易斷裂也容易形成,即ATP與ADP二者可以相互轉化,這可以保障生物體對能量的需求

9、;ATP即三磷酸腺苷,由3個磷酸基團和1個腺苷組成;有氧呼吸第三階段,前兩個階段生成的大量H和O2反應生成大量ATP;人體細胞產生ATP的過程有有氧呼吸和無氧呼吸,有氧呼吸在細胞質基質和線粒體中完成,無氧呼吸在細胞質基質中完成。【答案】B基礎角度思路一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分)1.(基礎再現)以下關于ATP和酶的說法正確的是( )A.人體成熟的紅細胞既能產生酶又能產生ATPB.ATP含有核糖,酶一定不含核糖C.ATP是活細胞各種生命活動的直接供能物質,但不是細胞唯一的直接能源物質D.酶與ATP均具有高效性與專一性 【思路剖析】人體成熟的紅細胞通過無氧呼吸產生ATP,但由于其

10、沒有細胞核和細胞器,所以不能合成酶,故A項錯誤。有少數酶的化學本質是RNA,含有核糖,故B項錯誤。ATP是生命活動的直接能源物質,細胞內的其他核苷的三磷酸化合物(如UTP),也作為生命活動的直接能源物質,C項正確。ATP是能源物質,無高效性和專一性,故D項錯誤。【答案】C2.(基礎再現)下列過程都不會使ADP含量增加的是( )A.K+進入腎小管上皮細胞,C3化合物還原成葡萄糖B.小腸上皮細胞吸收葡萄糖,水的光解 C.甘油和酒精進入細胞,氨基酸進入小腸絨毛上皮細胞D.暗反應中CO2的固定,線粒體中的H與O2結合管上皮細胞和C3化合物還原成葡萄糖都需消耗ATP;B項中小腸上皮細胞吸收葡萄糖需消耗A

11、TP;C項中氨基酸進入小腸絨毛上皮細胞需消耗ATP。【答案】D【思路剖析】本題進行信息轉換,所問的問題實質為“下列過程都不消耗ATP的是”。A項中K+進入腎小3.(基礎再現)ATP是細胞的能量“通貨”,有關說法正確的是( )A.細胞需要儲備大量的ATP B.ATP與ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性C.ATP的合成總是伴隨有機物的氧化分解 D.黑暗條件下,只有線粒體可以產生ATP細胞內不能儲存大量的ATP;在光合作用過程中,利用光能合成ATP,不需有機物的氧化分解;黑暗條件下,細胞質基質和線粒體都會產生ATP;細胞都通過ATP與ADP的相互轉化為生命活動提供能量,屬于生物界的共性,故B

12、項正確。【答案】B【思路剖析】細胞內時刻進行著ATP的合成與水解,4.(基礎再現)下列關于葉肉細胞在光照條件下產生ATP的描述,正確的是( )A.無氧條件下,光合作用是細胞ATP的唯一來源B.有氧條件下,細胞質基質和線粒體、葉綠體都能產生ATPC.線粒體中產生的ATP可運輸到葉綠體中供給暗反應D.細胞質中消耗的ATP來源于線粒體和葉綠體合作用外也能通過無氧呼吸產生少量ATP;在有氧、有光照條件下,葉肉細胞可通過光合作用、有氧呼吸和無氧呼吸產生ATP,場所為葉綠體、細胞質基質和線粒體;葉綠體的暗反應階段消耗的ATP是其光反應過程提供的,故葉綠體光反應階段產生的ATP不會到細胞質中發揮作用,葉綠體

13、暗反應階段消耗的ATP也不會由線粒體提供。【答案】B【思路剖析】在無氧、有光照條件下,葉肉細胞除光5.(視角拓展)下面關于ATP的敘述,錯誤的是( )A.細胞質和細胞核中都有ATP的分布B.ATP合成所需的能量由磷酸提供C.ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸D.正常細胞中ATP與ADP的比值在一定范圍內變化不是由磷酸提供;ATP連續水解掉兩個磷酸基團,可生成1個腺嘌呤核糖核苷酸和2個磷酸;正常細胞中,ATP的含量很少,但ATP與ADP相互轉化的速度很快,細胞中ATP與ADP的含量保持動態平衡。【答案】B【思路剖析】細胞質和細胞核都進行新陳代謝,細胞質中如蛋白質的合成,細胞核中如DNA復制等,

14、都需消耗ATP;ATP合成所需的能量可來自光能或化學能,而6.(視角拓展)下列生理過程不需消耗ATP的是( )【思路剖析】圖A所示的運輸過程為自由擴散和協助擴散,均不需要消耗能量。而神經纖維上興奮的產生和傳遞、轉錄和翻譯過程中物質的合成、細胞分裂等過程均需消耗ATP提供的能量。【答案】A7.(視角拓展)下列有關酶與ATP的敘述,正確的是( )A.某酶的氧化分解需要ATP B.酶的催化效率總是高于無機催化劑C.溫度會影響ATP與ADP相互轉化的速率 D.ATP的合成與分解需要的酶相同量,產生ATP,A項錯誤;酶的催化作用需要適宜的條件,在條件不適宜時酶的活性會降低甚至喪失,此時的催化效率會低于無

15、機催化劑,B項錯誤;ATP與ADP之間的轉化需要酶的催化,所以溫度會影響二者的轉化,C項正確;酶具有專一性,ATP的合成與分解是兩個不同的反應,所需的酶不同,D項錯誤。【答案】C【思路剖析】本題考查酶與ATP相關知識。酶是一類具有生物催化作用的有機物,其氧化分解會釋放能8.(視角拓展)下列有關ATP的敘述中,正確的是( )A.ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物,每個ATP分子含有三個高能磷酸鍵B.因為生物體的生命活動每時每刻都離不開ATP,所以在生物體內有大量的ATP存在C.對于所有生物來說,ADP合成ATP的能量都來自于呼吸作用和光合作用D.對于正常生活的細胞來說,ATP與ADP的相互轉化是時刻不停地發生且處于動態平衡之中的【思路