生物人教版必修一学案：第5章+第2节+细胞的能量“通货”-ATP+Word版含答案

第2节细胞的能量“通货”——ATP[学习目标]1.简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的结构简式。2.简述ATP与ADP之间的相互转化。3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。知识点一ATP的结构与功能知识梳理1.ATP的名称与简式2．结构特点(1)高能量：ATP是细胞内的一种eq\o(□,\s\up3(01))高能磷酸化合物，含有eq\o(□,\s\up3(02))两个高能磷酸键。高能磷酸键水解时释放的能量多达eq\o(□,\s\up3(03))30.54_kJ/mol。(2)不稳定：ATP的化学性质不稳定。在有关酶的催化作用下，eq\o(□,\s\up3(04))远离腺苷的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。(3)ATP在细胞内含量eq\o(□,\s\up3(05))少，但eq\o(□,\s\up3(06))转化迅速。3．功能：eq\o(□,\s\up3(01))直接给细胞生命活动提供能量。归纳总结1.ATP和RNA在组成成分上有怎样的联系？提示：ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。2．ATP彻底水解会得到哪些成分？提示：ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸。典题分析题型一ATP结构分析[例1]关于ATP的化学组成的说法中，正确的是()A．ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、PB．ATP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解题分析组成ATP和核酸的化学元素均为C、H、O、N、P，A正确；1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成ATP，其中含有两个高能磷酸键，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，B、C、D错误。[答案]A[例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题分析a表示由核糖和腺嘌呤组成的腺苷，要比ATP少了三个磷酸，A错误；b表示的是RNA的基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸，而ATP中“A”的含义是腺苷，B错误；c是ATP失去一个磷酸的产物——ADP，而非RNA的基本单位，C错误；d表示的是ATP，是生物体的直接供能物质，D正确。[答案]D题后归纳1.生物体中与能量有关的物质(1)直接能源物质——ATP。(2)主要的能源物质——糖类。(3)主要的储能物质——脂肪。(4)植物储能物质——淀粉、脂肪。(5)动物储能物质——糖原、脂肪。(6)最终能量来源——太阳能。2．相关化合物中“A”的辨析知识点二ATP和ADP的相互转化以及ATP的利用知识梳理1.ATP和ADP的相互转化2．相互转化特点(1)ATP和ADP相互转化时刻不停地发生且处于eq\o(□,\s\up3(01))动态平衡之中。(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制是eq\o(□,\s\up3(02))生物界的共性。3．ATP的利用(1)实例①细胞的eq\o(□,\s\up3(01))主动运输。②肌细胞收缩。③生物发电、发光。④大脑思考。⑤细胞内各种eq\o(□,\s\up3(02))吸能反应。(2)ATP是细胞内流通的能量“通货”①吸能反应一般与eq\o(□,\s\up3(03))ATP的水解相联系。②放能反应一般与eq\o(□,\s\up3(04))ATP的合成相联系。③能量通过ATP分子在eq\o(□,\s\up3(05))吸能和放能反应间流通。1.ATP、ADP之间的相互转化过程是可逆的吗？提示：不是可逆的。ATP转化成ADP和ADP转化为ATP时所需要的酶是不同的，所需能量也不同，所以不可逆。2．ATP在细胞内的含量是很少的，每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1g，而一个正常成年人在静止状态下24h，将有40kg的ATP发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？提示：ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。典题分析题型二ATP、ADP之间的转化[例3]ATP是动物体内重要的能源物质，有关如图的叙述，正确的是()A．AMP可作为合成核糖核酸的原料B．参与甲过程的反应物有ATP和酶，甲过程中释放的能量可以用于肌肉收缩C．丁过程中合成ATP所需能量可以是光能、化学能、热能D．催化乙过程和丙过程的酶是同一种酶解题分析AMP是ATP脱掉两个磷酸基团的产物，由一分子磷酸、一分子核糖和一分子腺嘌呤组成，可以作为合成核糖核酸的原料，A正确；甲过程代表ATP水解，则反应物有ATP和水，甲过程释放的能量能用于各种生命活动，包括肌肉的收缩，B错误；题干界定为“动物体”，丁过程是ATP的合成，需要的能量是呼吸作用提供的化学能，C错误；乙过程是分解反应，丙过程是合成反应，催化两个过程的酶肯定不是同一种酶，D错误。[答案]A题后归纳1ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。2ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。3ATP并不是细胞内唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。4ATP与ADP转化总处于“动态平衡”中，如剧烈运动时ATP分解量增加，此时其合成量也增加。题型三ATP的利用[例4]下列过程中，需要消耗ATP的是()A．水分子进入根毛细胞B．肺泡内氧气进入血液C．肠道内的甘油进入小肠绒毛上皮细胞D．胰腺细胞分泌胰蛋白酶解题分析水分子、氧气、甘油进出细胞的方式都是自由扩散，不需要消耗能量，胰腺细胞分泌胰蛋白酶属于细胞合成并分泌蛋白质的过程，该过程需要消耗能量。[答案]D课堂小结一、知识结构二、重要术语1．ATP(三磷酸腺苷)2.ADP3.高能磷酸键三、重要概念1．ATP是生命活动的直接能源物质，它是一种高能化合物。能量的释放和储存通过ATP中远离腺苷的高能磷酸键的水解和重新生成来实现。2．ADP与Pi生成ATP所需的能量来源于光合作用和细胞呼吸。当堂检测——查漏补缺巩固提升1．有人把ATP比作细胞的能量“通货”，说明ATP是细胞生命活动的()A．直接能源B．储备能源C．间接能源D．主要能源[答案]A[解析]ATP是细胞生命活动的直接能源。2．关于ATP分子的叙述正确的是()A．ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素B．A中含有1个脱氧核糖和1个腺嘌呤C．T表示三，因而ATP中含有三个高能磷酸键D．由1个腺苷和2个磷酸基团组成[答案]A[解析]ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素，A正确；A由1分子核糖和1分子腺嘌呤结合而成，B错误；T表示三，指的是三个磷酸基团，ATP中含有两个高能磷酸键，C错误；ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成，D错误。3．下列有关ATP结构简图的叙述，正确的是()A．图中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B．a是组成DNA的基本单位之一C．ATP是生物体内的储能物质D．“ATP”中的“A”与RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质[答案]D[解析]图中A代表的是腺嘌呤，A错误；a是组成RNA的基本单位之一，B错误；ATP是生命活动的直接能源物质，不是储能物质，C错误；“ATP”中的“A”代表腺苷，RNA中的碱基“A”代表腺嘌呤，D正确。4．如图是ATP和ADP相互转化的过程，下列叙述不正确的是()A．图中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量B．反应式中，物质可逆，能量不可逆C．ATP与RNA具有不同的五碳糖D．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能[答案]C[解析]ATP与RNA中含有的五碳糖均为核糖，C错误。5．下图是ATP的分子结构，请据图回答：(1)ATP的分子简式为________________，组成ATP的化学元素为________________。(2)图中虚线部分的名称是________________。(3)写出ATP与ADP相互转变的反应式：________________。该反应进行的场所是________________。(4)在绿色植物和动物体内，ATP合成所需能量的来源分别是