第2节细胞的能量“通货”----ATP

1、第2节 细胞的能量通货ATP1、 学习导航教学目标： 1、简述ATP的化学组成和特点 2、写出ATP的分子简式 3、解释ATP在能量代谢中的作用教学重点： 1、ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用 2、ATP和ADP的相互转化教学难点： 1、ATP和ADP的相互转化二 、课前预习，新知初探 预览主题1 ATP的结构及特点 阅读教材P88 “ATP分子中具有高能磷酸键”部分及P88“相关信息”，完成下列内容：1中文名称： 。2结构简式： ，其中A代表 ，P代表 ，代表 。3特点(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个 ，储存大量能量。(2)ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作

2、用下， 的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。判断 (1)1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。( )(2)ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”表示的是同一种物质。( )(3)AMP可以作为合成ADP及mRNA的原料。( )预览主题2 ATP和ADP的相互转化阅读教材P88P90“ATP和ADP可以相互转化”及“ATP的利用”部分、P89图55和图56、P90图57和“思考与讨论”，完成下列内容：1ADPPi能量 ；ATP Pi能量，时刻不停地发生，并且处于 之中。2动物、人、真菌和大多数细菌形成ATP所需的能量来自于 。绿色植物则来自于 和 。3细胞中绝大多数需要能量的生命活

3、动如主动运输、 收缩、细胞内 反应和大脑思考等生命活动，都是由 直接提供能量的。4吸能反应一般与 的反应相联系，由ATP水解提供能量，如蛋白质的合成。放能反应一般与 相联系，释放的能量储存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解。判断(1)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( )(2)合成ATP所需能量可以是光能、化学能、热能。( )三、要点突破 讲练互动要点1 ATP的结构特点及功能的关系 问题探究1、 ATP有哪几部分组成？30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP？2、ATP的这种结构特点与功能有多少关系？【例1】 下列关于ATP的叙述，错误的是() AATP中含有两个

4、高能磷酸键 B动植物、细菌和真菌的细胞内都是以ATP作为能量“通货”的，说明了生 物界具有统一性 CATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 DATP是生命活动的直接能源物质变式训练1 关于ATP的化学组成的说法中，正确的是() AATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P BATP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【规律总结】 识记ATP分子的四个方面1结构：APPP2数目：1(腺苷)、2(高能磷酸键)、3(磷酸基团)3DNA和RNA的组成中的A表示腺嘌呤这种碱基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖与腺嘌呤的组合体。4ATP结构简式中的“”是普通的化学键，所含能量

5、较少，“”表示的是高能磷酸键，水解时释放的能量较多。要点2 ATP与ADP之间的相互转化 （1）ATP与ADP之间的相互转化的比较 比较项目 ATP合成 ATP水解 反应式 场所 条件 能量来源 能量去路（2) ATP与ADP之间的相互转化意义ATP在细胞内含量很少，由于ATP和ADP之间在细胞内相互转化十分迅速，使细胞内ATP含量总是处于动态平衡之中。【特别提醒】1、 ATP是细胞的能量“通货” 在细胞代谢的过程中,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。其过程可简单地用右图表示。2、 ATP与ADP的相互转化关系不是一种可逆反应，其中“物质可逆，能量不可逆”，另外所需酶和反应场

6、所也不同。2对“ATP,ADPPi能量”的叙述中，正确的一项是()AATP与ADP是同一种物质的两种形态B过程和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DADP、ATP的相互转化，使细胞内的ATP含量处于动态平衡之中 【变式训练2】对“ATP ADPPi能量”的叙述中，正确的一项是()AATP与ADP是同一种物质的两种形态B过程和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DADP、ATP的相互转化，使细胞内的ATP含量处于动态平衡之中【知识小节】【智能演练、轻巧夺冠】1.(2014·海南高考)下列物质中

7、，能够直接给细胞生命活动提供能量的是()A脂肪B钙离子C糖 DATP2在ATP分子中很容易断裂又很容易重新生成的化学键是(如图) ()ABCD3.对于植物体来说，ADPPi能量ATP(酶催化条件下)，其所需的能量来自()A光合作用B细胞呼吸C其他高能化合物(如磷酸肌酸)D光合作用和细胞呼吸4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5ATP是与能量代谢关系最为密切的化合物，请回答下列有关ATP的问题。(1)写出在能量代谢过程中，ATP释放和储存能量的反应式_。(2)在动物细胞内形成ATP所需要的能量主要来自_作用，在动

8、物细胞的_(结构)中能合成ATP。(3)如果ATP分子去掉两个磷酸基团，则成为一磷酸腺苷，它是构成_的基本组成单位之一。(4)用 三种符号分别表示磷酸、核糖与腺嘌呤，试写出这三种分子在ATP中的连接方式 。【冲关训练】（45分钟，满分100分）1下列关于ATP的叙述中，正确的是()AATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物B细胞中的吸能反应常伴随ATP的水解，放能反应常伴随ATP的合成CATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中 D需氧型生物的细胞产生ATP的场所均是线粒体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()A8PB8P16PC16P2

9、4P D24P3新陈代谢的进行不仅需要酶，而且需要能量。下列关于ATP的描述正确的是()AATP分子中含有3个高能磷酸键B动物体内主要的储能物质是ATPCATP是生命活动的直接能源物质DATP的合成与分解都需要同一种酶的催化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中的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，该现象不可能说明()AATP中远离A的P容易脱离B部分32P标记的ATP是重新合成的CATP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 5下列关于ATP的叙述，正确的是()AATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之

10、一B绿色植物只在叶绿体中产生ATPC大脑在思考问题时，伴随着ATP与ADP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6人在剧烈运动时，肌细胞消耗的能量直接来源于()AATP的水解 B葡萄糖的分解C氨基酸的分解 D脂肪的氧化分解7(2013·山东潍坊一模)以下关于酶和ATP相互关系的叙述，正确的是()AATP的合成与分解需要的酶相同B少数酶的元素组成与ATP相同C酶的催化作用需要ATP提供能量D酶的合成过程不消耗ATP8ATP是细胞内的直接能源物质，医药商店出售的ATP注射液可治疗心肌炎。若人体静脉滴注这种药物，ATP到达心肌细胞内至少要通过的细胞膜有()

11、A1层 B2层C3层 D4层9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，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明()A葡萄糖是能源物质BATP是能源物质C葡萄糖是直接能源物质DATP是直接能源物质10ATP分子在细胞内能释放能量与贮存能量，从结构上看其原因是()腺苷很容易吸收能量和释放能量第二个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离，远离A的高能磷酸键断裂，使ATP转化为ADPADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成远离A的高能磷酸键，使ADP转变成ATPA BC D11.在剧烈运动时,人体骨骼肌所需要的能量直

12、接来源于()A.肌糖原B.脂肪C.葡萄糖D.ATP12.如果ATP脱去了三个磷酸基团,该物质就是()A.腺嘌呤核糖核苷酸B.鸟嘌呤核糖核苷酸C.腺苷D.尿嘧啶核糖核苷酸13.下列关于ATP分子的叙述,错误的是()A.一分子ATP中含有一分子核糖、一分子含氮碱基和三分子磷酸基团B.ATP脱去所有高能磷酸键后就是ADPC.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素D.ATP脱去了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的基本单位14.下列有关ATP的叙述,正确的是()A.绿色植物在光下能够合成ATP,在暗处不能合成ATPB. ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能C.原核细胞中没

13、有线粒体,不能合成ATPD. ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的是同一物质 15.一般情况下,生物体内的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质依次是()A.糖类蛋白质脂肪B.ATP糖类脂肪C.糖类ATP脂肪 D.糖类ATP蛋白质 16.ATP之所以作为能量的直接来源是因为()A.ATP在细胞内数量很多B.ATP中的高能磷酸键很稳定C.ATP中的高能磷酸键储存的能量多且不稳定D.ATP是生物体内的唯一可以释放能量的化合物 17.下列对ATP和ADP的相互转化的叙述,正确的是()A.ATP水解和合成时所需要的酶都是一样的B.ATP水解时释放能量,合成ATP时储存能量C.AT

14、P和ADP的相互转化是一个动态平衡的过程D.植物细胞和动物细胞发生ATP和ADP的相互转化的生理过程一样 18.下列各项中,能表示运动员在进行110米栏比赛时,肌细胞中ATP的变化(纵轴表示细胞中的ATP含量,横轴表示时间)的是() 19.光能转化成骨骼肌细胞内ATP中的能量,需经过的主要生理过程依次是()光合作用细胞呼吸消化、吸收主动运输A.B.C.D.20.右图中表示的是ATP与ADP之间的转化图,可以确定()A.A为ATP,B为ADPB.酶1和酶2是同一种酶C.X1和X2是同一种物质D.能量1和能量2的来源相同21分析ATP与ADP相互转化的示意图，回答下列问题：(1)图中Pi代表磷酸，

15、则B为_。C为_。(2)E1不是物质，在人和动物体内，E1来自_。在绿色植物体内则来自_和_。(3)在植物体内的生命活动中，E2主要用于_、_、_和_。(4)A1和A2具有_作用。根据你的分析，它们的作用分别是促进_和_。22人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧烈运动时3 s以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中ATP的相对含量随时间的变化如图所示，请据图回答下面的问题。(1)AB的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量用于_。(2)BC过程中，ATP含量增加，说明_加强，释放出更多的能量，供ADP形成ATP使用，以补充细胞中ATP含量的不足。(3)从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降

16、为零，说明_。23.在活细胞中,下图循环过程永不停止地进行着,请运用所学知识,分析回答下面ATP与ADP循环中的有关问题。(1)ATP作为生物体生命活动的物质,其分子结构简式为,在过程中,是由于的断裂而释放出能量。 (2)在绿色植物的根细胞内,与相应的生理活动主要是在细胞内的中进行的。 (3)A1和A2分别起什么作用?二者相同吗?(4)中能量E1的来源有哪些?中能量E2的去向有哪些?【参考答案】二 、课前预习，新知初探 预览主题1 ATP的结构及特点1. 三磷酸腺苷 2.APPP 腺苷 磷酸基团 高能磷酸键3. （1）高能磷酸键 （2）远离A判断 (1)× （2）

17、× （3）预览主题2 ATP和ADP的相互转化1. ATP ADP 动态平衡 2.呼吸作用 呼吸作用 光合作用 3.肌肉 各种吸能 ATP4. ATP水解 ATP的合成判断 (1)× （2）×三、要点突破 讲练互动要点1 ATP的结构特点及功能的关系问题探究1. 【提示】结构组成可以用“1、2、3”来总结，1个腺苷通过2个高能磷酸键与3个磷酸基团结合而成。30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成20个ATP。2.【提示】ATP(APPP)中含有两个高能磷酸键()，其中远离A的那个高能磷酸键容易水解而断裂，释放出大量能量可被直接用于各项生命活动，即ATP是生命活动的直接

18、能源物质。【例1】【答案】C 【解析】ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成。变式训练1 【答案】A要点2 ATP与ADP之间的相互转化 （1）ATP与ADP之间的相互转化的比较ADPPi能量ATP ATP ADPPi能量线粒体、叶绿体、细胞质基质 细胞内所有需要能量的结构由ATP合成酶催化 由ATP水解酶催化合成ATP的能量主要来自光能(光合作用)和化学能(细胞呼吸) ATP水解释放的能量是储存 在远离A的高能磷酸键中的能量储存在ATP中 用于各项生命活动【例2】【答案】D 【解析】肺泡内的气体交换是指O2和CO2进出细胞,是通过自由扩散实现的,而自由扩散不消耗能量,A正确;在ATP和ADP

19、的相互转化过程中,物质是可逆的,但能量来源不同,是不可逆的,B正确;生命活动需要能量,能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通,才保证了生命活动的顺利进行,C正确;对于动物细胞,细胞中的ATP均来自于细胞呼吸.但对于绿色植物细胞,ATP的形成除来自细胞呼吸外,还来自光合作用,D错误。【变式训练2】 【答案】D【智能演练、轻巧夺冠】1. D 2.B 3.D 4.B 5.(1)ATP酶1,酶2ADPPi能量(2)呼吸线粒体和细胞质基质(3)RNA(4)【冲关训练】1. B 2.C 3.C 4.C 5.C 6.A 7.B 8.C 9.D 10.C 11.D 12.C 13.B14. 答案:B解

20、析:绿色植物在光下能够通过光合作用合成ATP,在暗处通过细胞呼吸合成ATP。ATP中的能量可以来源于光合作用利用的光能和细胞呼吸利用的化学能,也可以转化为光能和化学能。原核细胞中没有线粒体,但也能通过细胞呼吸产生ATP。ATP中的“A”是腺苷,DNA、RNA中的碱基A是腺嘌呤,不是同一物质。15. 答案:C解析:生物体生命活动所需能量的70%是由糖类分解释放的。脂肪中储存的能量较多,生物体内糖类物质减少时,脂肪分解供能。各种能源物质释放的能量在用于生命活动之前都要转移到ATP中,由ATP直接供给生命活动的需要。16.答案:C解析:ATP的磷酸基之间是高能磷酸键。高能磷酸键水解时,释放出的能量是

21、正常化学键的2倍以上;ATP中远离腺苷的高能磷酸键很容易断裂,断裂时储存在这个高能磷酸键中的能量就释放出来,ATP转化为ADP。在另一种酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同时与一个磷酸结合,从而生成ATP。细胞内ATP的数量不多,只是通过与ADP的相互转化而源源不断地为细胞供能。细胞内的能源物质很多,但是直接能源物质是ATP。17. 答案:B解析:生物体进行的“ATPADP+Pi+能量”的过程和“ADP+Pi+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、所需要的酶是不同的,所以A错。因为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,所以C错。植物细胞可以通过光

22、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ATP,所以D错。18. 答案:B解析:进行110米栏比赛时首先要消耗ATP,但随着ATP的再生,其含量又会进一步增加。故答案为B。19. 答案:A解析:光能转化成骨骼肌细胞内ATP中的能量,需要经过的过程为:光能有机物中的化学能;食物(有机物)营养物质进入人体进入骨骼肌细胞能量释放ATP中。20.答案:C 解析:从题图中看出BA是ATP的水解,B为ATP,A为ADP,酶1为水解酶,X1为Pi,能量1为ATP水解释放的能量,可供生命活动利用。AB为ATP的形成,酶2为合成酶,X2为Pi,能量2为光合作用所利用的光能及呼吸作用释放的能量。故正确选项为C。11. (1)ATPADP(2)呼吸作用呼吸作用光合作用(3)细胞分裂植株生长主动运输物质合成(4)催化ATP合成ATP水解 【解析】(1)由图可看出在有B转化成C的过程中释放出游离的磷酸，可判断出B是ATP，C是ADP。(2)由C转化成B即ATP的合