ATP原稿.doc

聊一东校高三（2005级）生物第一轮复习教学案之21 模块一（必修一 分子与细胞） 编制：张长万 审核： 张长万 20-1-20班级： 姓名： 第五章第2节细胞的能量“通货”ATP（总第21学案）【重要考点】1ATP的结构简式。写法；高能磷酸键的特点及个数；磷酸基团的个数2ATP与ADP的相互转化。反应式写法；能量的来源及去向；意义。【基础回顾】1ATP的全称： ，结构简式： ，其中 A代表： （由 和 结合而成） P代表： 代表： 代表： （ATP分子中 就储存在此化学键中）2 ATP水解的本质：实际上是指ATP分子中 的水解。 水解时释放的能量多达3054kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种 。3 ATP的化学性质 ，在有关酶的催化下，ATP分子中 的那个 容易水解，于是远离A的那个 就脱离下来，形成游离的 ，同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成 （ 的英文名称缩写）在相关酶的催化下， 可以接受 ，同时与一个 结合，重新形成ATP。ATP和ADP相互转化也用以下图示表示： 。在ATP和ADP的相互转化中 是不可逆的， 是可逆的。4对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的这种相互转化，是 地发生并且处于 之中的。这种相互转化的能量供应机制是生物界的 。5对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP所需要的能量均来自细胞进行 时有机物分解所释放的能量。对于绿色植物来说，除了依赖 所释放的能量外，在 内进行 时，ADP转化成ATP还利用了 。6细胞内的吸能反应一般与ATP 的反应相联系，由 提供能量；放能反应一般与ATP的 相联系，释放的能量储存在 中。能量通过 在 反应和 反应之间 ，因此，ATP被形象的比喻成细胞内 。【重点问题探究】 1。ATP与ADP的转化 ATP动态平 衡呼吸作用水解酶合成酶（线粒体） 吸 Pi（细胞质基质） 能 吸收分泌（渗透能）（叶绿体） 放 肌肉收缩（机械能）光合作用 Pi 能 神经传导、生物电（电能） ADP (每个活细胞) 合成代谢（化学能） 体温（热能） 萤火虫（光能） 糖类主要能源物质 热能 散失太阳光能 脂肪主要储能物质 氧化（直接能源） 蛋白质能源物质之一 分解 化学能 ATP 水解酶、放 ATP ADP + Pi + 能量 合成酶、吸2关于能源物质：1) 直接能源物质：主要是 。2) 能源物质 、 、 ，其中， 是主要能源物质， 是主要的储能物质，蛋白质在极度饥饿、严重疾病时可分解供能。3) 储能物质：能储存的能源物质，主要是 ，此外，糖元、淀粉也是储能物质。4) 根本能量来源 。【典例分析】 例1对“ATPADPPi能量”的叙述中，正确的一项是（ ）。A反应向左进行和向右进行时所需要的酶都是一样的B反应向右进行时释放能量，向左进行时贮存能量C整个反应是一个动态平衡的过程D植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程一样解析：生物体进行的从“ATPADPPi”的过程和从“ATPPiATP”的过程是两个截然不同的生理过程，它们发生的场所、所需要的酶是不同的，所以A错。也正是两个过程发生的场所、所需要的酶不同，所以就不存在动态平衡问题，故C项不对。植物细胞可以通过光合作用产生ATP和消耗ATP，也可通过呼吸作用产生ATP，而动物细胞不能通过光合作用产生ATP，主要通过呼吸作用产生，所以D项也不对。答案：B例2对人体细胞内关于ATP的描述，正确的是（ ）AATP主要在线粒体生成 B.它含有三个高能磷酸键C是生物的主要能源物质 D.细胞内储有大量的ATP，以供生理活动需要解析：人体细胞内的ATP，主要是通过细胞呼吸方式在线粒体中生成，含有2个高能键，且ATP水解时释放的能量直接用于生物体的各项生命活动，是生物体的直接能源物质，但人体内的ATP储存较少。答案：A【巩固练习】【巩固教材稳扎稳打】1荧火虫尾巴会发光，这是因为其尾部细胞里含有荧光素等物质，这些物质能利用下列哪项而发光 A光能 B热能 C有机物质 DATP2ATP分子中具有高能磷酸键，“高能磷酸键”中高能指的是 （ ）A键能高 B活化能高 C水解时释放的自由能高 DABC全是3高等植物体内产生ATP分子的生理过程有 （ ） A呼吸作用、渗透作用 B呼吸作用、蒸腾作用C光合作用、主动运输 D光合作用、呼吸作用4活细胞内进行生命活动所需要的能量直接来自 （ ）AATP的水解 B葡萄糖的水解 C淀粉的水解 D脂肪的水解【重难突破重拳出击】5两分子ATP中，含有的高能磷酸键数和磷酸基数分别是A6和6 B4和6C6和4D4和46关于ATP ADP+Pi+能量的反应式叙述中，不正确的是 （ ）A上述过程存在能量的释放和贮存B生物体内ADP转变成ATP所需的能量均来自呼吸作用C这一反应无休止地在活细胞中进行D这一过程保证了生命活动的顺利进行7ATP分子在细胞内能够释放能量和贮存能量，从结构上看，其原因是 （ ）A腺苷很容易吸收能量和释放能量B第二个磷酸根很容易从ATP上脱离和结合C第三个磷酸根很容易从ATP上脱离，使ATP转变为ADPDADP可以迅速与磷酸根结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATP8合成ATP需要的条件是 （ ）AADP和能量 B酶和能量 CPi、酶和能量 DADP、Pi、酶和能量91分子葡萄糖所含能量是1分子ATP水解成ADP所释放能量的大约 （ ）A19倍 B40倍 C94倍 D40%10下列能使ADP含量增加的是 （ ）A萎蔫的菜叶放在清水中 B葡萄糖+果糖 蔗糖C水分从叶片气孔中散发 D甘油吸收进入小肠绒毛内毛细淋巴管中11ATP与葡萄糖相比有明显不同的特点是 （ ）储存化学能多储存化学能少稳定的化学能活跃的化学能A B C D12图5-2ATP分子中，水解时释放能量最多的键是 AABBCCDD【巩固提高登峰揽月】13用小刀将数十只萤火虫发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入2只小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中有淡黄色萤光出现，约过15min萤光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一只玻璃瓶，另将葡萄糖溶液加入另一只玻璃瓶中，可观察到加入ATP溶液的玻璃瓶中有萤光出现，而加入葡萄糖溶液和玻璃瓶中没有萤光出现。以上现象说明了：(1) ；(2) ； (3) 。14ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为 、磷酸基团。ATP的结构式是：分析： ATP的结构式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合，形成ATP。ATP分子中的磷酸基团水解时，能释放305 kJ/mol的能量，而6-磷酸葡萄糖水解时释放的能量只有138 kJ/mol。需要指出的是，ATP分子既可以水解一个磷酸基团（磷酸基团），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团（磷酸基团和磷酸基团），而形成一磷酸腺苷（AMP）和焦磷酸（PPi）。后一种水解方式在某些生物合成中具有特殊意义。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP。据ADP和ATP判断，UDP代表_，TTP代表_。UDP和TTP这两个分子中除了磷酸基团多少不同外，还有_和_的不同。DNA分子中有UMP还是TMP_。 【课外拓展超越自我】15阅读下列短文并回答问题：（1）关于ATP系统的动态平衡。ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在着，并不断与ADP相互转化而形成ATP系统。ATP在细胞内的含量是很少的。但是，ATP与ADP在细胞内的相互转化却是十分迅速的。一般地说，ATP在细胞内形成后不到1 min的时间就要发生转化。这样累计下来，生物体内ATP转化的总量是很大的。例如，一个成年人在静止的状态下，24 h内竟有40 kg的ATP发生转化；在紧张活动的情况下，ATP的消耗可达0.5 kg/min。总之，在活细胞中，ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗与再生的速度是相对平衡的，ATP的含量因而维持在一个相对稳定的、动态平衡的水平。问题一：细胞内ATP系统处在动态平衡之中，这对于构成细胞内稳定的供能环境具有何种重要的意义？ 。（2）其他高能磷酸化合物。在动物和人体细胞（特别是肌细胞）内，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物还有磷酸肌酸（可用CP代表）。磷酸肌酸的结构式是：当动物和人体细胞由于能量大量消耗而使细胞内的ATP含量过分减少时，在有关酶的催化作用下，磷酸肌酸中的磷酸基团连同能量一起转移给ADP，从而生成ATP和肌酸（可用C代表）；当ATP含量比较多时，在有关酶的催化作用下，ATP可以将磷酸基团连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变成磷酸肌酸。对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲的作用，从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定，ATP系统的动态平衡得以维持。问题二:磷酸肌酸和ATP在人和动物体内的功能有什么主要不同? 。（3）ATP的利用。ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种。渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能来自ATP。机械能：细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等，都是由ATP提供能量来完成的。电能：大脑的思考神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。电能是由ATP提供的能量转化而成的。化学能：细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。光能：目前关于生物发光的生理机制还没有完全弄清楚，但是已经知道，生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。热能：有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物的体温的提升和维持。问题三：ATP在活细胞中担任什么角色？ 附第学案【巩固练习】参考答案【巩固教材稳扎稳打】1C 2B 3B 4B【重难突破重拳出击】5B 6B 7C 8A 9D 10A 11C 【巩固提高登峰揽月】12（1）1号试管变成蓝色、2号试管变成蓝色、3号试管不变蓝、4号试管变蓝、5号试管变蓝、6号试管无变化。 （2）专一性；温度；酸碱度。13 （1