专题5-2 细胞的能量“通货”-ATP讲-2017-2018学年高一

必修L第5章第2节细胞的能量“通货护——ATP（讲）一、ATP结构简式【知识点讲解】ATP,中文名称：三磷酸腺苷，结构式：A-P〜P〜P2•结构式A-P〜P〜P各部分代表结构名称：A：腺苷（1分子腺嘌吟和1分子核糖组成）P：磷酸基团（不是磷酸）“-”:普通共价键“〜”高能磷酸键：远离相关的第2个高能磷酸键容易断裂，释放能量达30.54KJ/molT：三个（Tri）ATP结构特点可以用“一、二、三”概括：一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。3.元素组成：CHONP【典型例题】如图1为ATP的分子结构图，图2为ATP与ADP相互转化过程图.下列有关叙述正确的是（）JII图JII图图1中的A为腺嘌吟，B为腺苷图1中的化学键①在图2中很容易形成或断裂图2中过程II所需的能量都来自于细胞内有机物的氧化分解图2中过程I和过程II的能量肯定不同【答案】D【解析】图1中的A为腺昔，B为腺嗟吟核糖核昔酸，A错误；图1中的化学键②在图2中很容易形成或断裂，E错i吴；图2中过程II所需的能量可以■来自于细胞内有机物的氧化分解，也可以■来自于光反应，C错误；过程I的能量用于生物体的各项生命活动，过程II的能量用于合成ATP,D正确。【变式训练】下列有关ATP结构与功能的叙述中，不正确的是（）ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为DNA的基本组成单位中的一种B．ATP与ADP的转化过程不是可逆反应ATP称为高能化合物，是因为第三个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量催化ATP与ADP相互转化的酶不同【答案】A【解析】ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为RNA的基本组成单位中的一种〔腺嗥吟核糖樓苜酸人瓦错。AIP与ADP的转化过程中因为需要的条件和能量都不可逆，所以它们不是可逆反应，E对。ATP称为高能化合物，是因为第三个磷酸基很容易从上脱高释放能量，供应与细胞的生命活动，G对。催化ADP合成ATP的酶是ATP合成酶,催化ATP水解为ADP的酶是ATP水解酶，所以它们相互轻化的酶不同,D对。二、ATP与ADP的相互转化【知识点讲解】ATP的水解：A-P〜P〜P—A-P〜P+Pi+能量在水解酶作用下，远离腺苷的第2个高能磷酸键容易断裂，生成二磷酸腺苷A-P〜P（ADP）和磷酸（Pi），释放的能量直接用于各项生命活动。ATP的合成：A-P〜P+Pi+能量一A-P〜P〜P在合成酶作用下，ADP接受能量，与一个游离Pi结合，生成ATP。对于人、动物、真菌和大多数细菌，ADP生成ATP所需要的能量来源于呼吸作用，而绿色植物除了呼吸作用，还可以通过光合作用生成ATP。ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性细胞的ATP含量很少，通过与ADP的迅速转化来满足生命活动能量的需要，ATP与ADP的含量处于一种动态平衡。Pi呼吸作用n（一切生物）［来源光合作用其他JrPi呼吸作用n（一切生物）［来源光合作用其他Jr主动运输MJL细胞收缩生物发光、发电大脑思考细胞内各种吸能J反应ATP能量/酶2人能量利用vADP【典型例题】有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用a、B和Y表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-P~P~P或dA-P~P~P）。aPYaPY（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的（填“a”“P”或“Y”）位上。（2）若用带用32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“a”“P”或“Y”）位上。A.Y位，a位B.a位，Y位C.Y位，Y位D.a位，a位【答案】（1）Y（2）A【解析】（1）AJP分子中远离A的高能磷酸键容易断裂和重新生成，故某种酶可以■催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADPo那么该酶作用的磷酸基团应在盘EP的丫位上。0）合成DNA的原料应该是4种脱氧核苔酸，每个脱氧核苔酸都是一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成，其中磷酸和脱氧樓糠之间的化学键是普通磷酸键，用带有理P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上（合成过程中，dATP要脱掉两个高能磷酸键），则带有32P的磷酸基团应在dATP的a位上。故选Ao【变式训练】（2015海南卷.3）ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是（）A.酒精发酵过程中有ATP生成B.ATP可为物质跨膜运输提供能量C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量D.ATP由腺嘌吟、脱氧核糖和磷酸组成【答案】D【解析】酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成，A正确；ATP可为主动运输提供能量，B正确；ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，为生命活动供能，C正确；ATP由腺嘌吟、核糖和磷酸组成，D错误。三、ATP的利用：直接能源物质【知识点讲解】1.生命活动需要的能量来源太阳光能:光合作用有机物中稳定的化学能fl呼吸作用ATP申活跃的化学能JATP水解各项生命活动需要的能量ATP是能量“通货”ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库oATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。吸能反应与放能反应需要吸收能量的化学反应为吸能反应，与ATP水解联系，由ATP水解供能。释放能量的化学反应为放能反应，与ATP合成联系，释放的能量储存在ATPo【典型例题】如图表示在酶1和酶2催化作用下ATP与ADP相互转化的关系式.下列生理过程中,会使酶2发挥较大作用的是()酶1ATP=ADPIPiI能量酶戈叶绿体基质中三碳化合物的还原线粒体内膜上水的合成神经细胞从组织液中吸收K+胰岛B细胞合成和分泌胰岛素【答案】B

【解析】叶绿体基质中三碳化合物的还原消耗ATP,酶1发挥较大作用，A错误；线粒体内膜上水的合成属于有氧呼吸的第三阶段，生成ATP，酶2发挥较大作用，B正确；神经细胞从组织液中吸收K堤主动运输，消耗ATP，酶1发挥较大作用，C错误；胰岛B细胞合成和分泌胰岛素，消耗ATP，酶1发挥较大作用，D错误。【变式训练】（2014江苏卷）14.下列生命活动中不需要ATP提供能量的是（）A.叶肉细胞合成的糖运输到果实B.吞噬细胞吞噬病原体的过程C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D.细胞中由氨基酸合成新的肽链【答案】