5.2细胞的能量货币”ATP“（原卷版）.docx

1、5.2 细胞的能量货币“ATP”学习目标课程标准学习目标1. 生命观念一一结构与功能观：说明ATP在细胞生命活动中的作用与其结构特点的关系。物质与能量观：阐明ATP是生命活动的直接供能物质，是生命系统中物质和能量的直观体现。进化与适应观：说明ATP作为能量通货是生物界新陈代谢的特点之一，体现了生物界的统一性。2. 科学思维一一归纳与概括：结合ATP的结构特点，了解吸能反应和放能反应与ATP的水解和合成之间的关系。模型与建模：结合ATP和ADP的相互转化模型，认识ATP在细胞中作为能量“通货”的原因。1.根据ATP分子简式说出ATP的化学组成和特点。2.根据ATP和ADP的相互转化，解释ATP在

2、细胞生命活动中的作用。02教材详解温馨提示：请先预习通读课本（一）基础知识梳理识必备1生物生命活动的能量最终来源是 ，主要能源物质是 ， 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 2ATP是 的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成 ，其中A代表 ，由一分子的 和一分子 组成，P代表 ，代表一种特殊的化学键，AP可代表 。(注：ATP初步水解得 (APP)和 ；继续水解得 (AP)和 ；彻底水解得 、 和 。水解的程度与酶的种类相关) 3对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，产生ATP的生理过程是 ，场所是 和 ；对于绿色植物来说，产生ATP的生理作用是 ，场所是 。 4ATP在细胞中含量 ，转化

3、，含量处于动态平衡。 5细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。 反应一般与 的反应相联系，由ATP 提供能量；放能反应一般与 相联系，释放的能量储存在ATP中。（二）课前聚焦抓重点1、为什么说ATP是细胞的能量“货币”？2、ATP与ADP是怎样相互转化的？有什么意义？3、细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量？03知识精讲知识点01 ATP是一种高能磷酸化合物1.元素组成：C,H,O,N,P2.中文名称：腺苷三磷酸3.结构简式：APPP “”代表普通化学键 “”代表一种特殊的化学键AAP P P腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团腺苷(A)腺苷三磷酸(ATP)4.结构特点不稳定：由于两个

4、相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得“”这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸集团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化5.功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。6.其他高能磷酸化合物：ACP, AGP, AUP, 磷酸肌酸知识点02 ATP和ADP可以相互转化1.转化过程：ATP的合成与分解（虽然物质相同，但酶不同，能量来源不同，所以两个反应不可逆）项目ATP的合成ATP的水解反应式ADPPi能量ATPATPADPPi能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合

5、作用)、化学能(细胞呼吸)储存在特殊化学键中的能量能量去路储存在特殊化学键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位2.相互转化特点(1)ATP在细胞内的含量很少。(2)ATP和ADP相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的。(3)ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性。知识点03 ATP的利用1.吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。 放能反应一般与 ATP的合成 相联系，释放的能量储存在ATP中。2.主动运输、胞吞、胞吐、生物发电、生物发光、肌细胞收缩、物质合成、大脑思考所需能量的直接来源都是 ATP 。3.主动运输（1

6、）参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。（2）在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。（3）载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参加各种化学反应。04考点突破考法01 ATP是一种高能磷酸化合物 知识点：1ATP与核苷酸的关系(1)元素组成：ATP是由C、

7、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。(2)AMP是RNA的基本组成单位之一。2各类能源物质的区别(1)ATP驱动细胞生命活动的直接能源物质。(2)太阳能生物体进行各项生命活动的最终能源。(3)糖类生物体进行各项生命活动的主要能源物质。(4)脂肪生物体内良好的储能物质。(5)糖原只存在于动物细胞中的储能物质。(6)淀粉只存在于植物细胞中的储能物质。(7)糖类、脂肪、蛋白质生物体内的三大能源物质，供能先后顺序一般是糖类、脂肪、蛋白质。易错提醒(1)ATP能量。ATP中远离腺苷的特殊的化学键断裂时能够释放出多达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不

8、能将两者等同。(2)每个ATP分子中只含有2个特殊的化学键()，其中只有远离腺苷的特殊的化学键易断裂或合成。【题型示例1】下列关于ATP的叙述，正确的是()AATP中的五碳糖与DNA、RNA中的五碳糖相同BATP分子中，其相邻的两个磷酸基团之间的化学键为特殊的化学键CATP分子水解去掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤脱氧核苷酸DATP分子由一分子腺嘌呤和三分子磷酸基团组成 考法02 ATP和ADP可以相互转化 知识点：1ATP和ADP转化过程分析(1)图示(2)分析光合作用和呼吸作用等放能反应与ATP的合成相联系，将能量储存在ATP中。主动运输等吸能反应与ATP的水解相联系，所以ATP是直接能源物质。

9、ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。2与ATP产生量有关的曲线辨析(1)甲图表示ATP产生量与O2供给量的关系A点表示无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。(2)乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中ATP来自无氧呼吸，与O2无关。易错提醒(1)常见的消耗能量的生理过程：主动运输、胞吞和胞吐、蛋白质合成、细胞分裂等。(2

10、)常见的不消耗能量的生理过程：自由扩散、协助扩散、气体交换、渗透作用、蒸腾作用等。【题型示例2】 下图中能正确表示动物细胞内ATP生成量与O2供给量之间的关系的是() 考法03 ATP的利用知识点：1.细胞中 绝大多数 需要能量 的生命活动都是由ATP直接提供能量的。2.ATP供能机制ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。3.ATP是细胞内流通的能量“货币”吸能反应：是需要吸收能量的，如蛋白质合成等。与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量(1)细胞内的放能反应：是释放能量的，如葡萄糖的氧化分解等。与ATP

11、的合成相联系，释放的能量储存在ATP中化学反应 (2)ATP是细胞内流通的能量“货币”能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。【题型示例3】天宫二号与神舟十一号飞船成功对接，宇航员在轨完成“太空养蚕”。下图表示太空蚕“秋丰白玉”体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法正确的是()AATP中的“A”由脱氧核糖和腺嘌呤组成BATP中的能量可以来源于化学能，也可以转化为化学能C细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系D乳酸菌细胞中不存在图中ATP与ADP间相互转化的能量供应机制 05归纳总结1ATP的结构简式是APPP，其中A代表腺苷，P代

12、表磷酸基团，代表一种特殊的化学键。2一个ATP分子中有一个腺苷，三个磷酸基团，其中含有两个特殊的化学键。3ATP与ADP相互转化的反应式是ATPADPPi能量。4细胞内ATP与ADP的相互转化是生物界的共性。5动物、人、真菌和大多数细菌等合成ATP时所需能量的主要来源是细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。6绿色植物合成ATP时所需能量的主要来源是光能和呼吸作用释放的能量0601强化提升1、下列生理过程中，一定需要消耗ATP的有()细胞吸收葡萄糖肌肉收缩蛋白质的分泌萤火虫发光大脑思考叶肉细胞中蔗糖的合成植物细胞的渗透吸水、失水过程A BC D2、下图是ATP合成与分解示意图，下列叙述错误的

13、是()A“”表示特殊的化学键B能量2可直接被细胞利用C能量1可由有机物氧化分解提供D能量2来自的断裂3 ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构简式为APPP。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，下图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是()AATP中离“A”最远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的一种基本单位B参与Ca2主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶C在运输Ca2的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移D由图可知，细胞中Ca2的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输，而ATP水解总

14、是跟放能反应有关4 ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内系列反应的进行(机理如下图所示)。下列说法不正确的是()AATP推动细胞做功，存在吸能反应与放能反应过程B磷酸化的蛋白质做功释放的能量基本上以热能形式散失CATP水解与磷酸化的蛋白质做功均属于吸能反应D肌肉在收缩过程中，肌肉中的能量先增加后减少5 ATP是细胞内的能量“货币”。下列关于ATP的说法，正确的是()AATP合成所需的能量由磷酸提供B细胞质和细胞核中都有ATP的分布CATP和蛋白质的元素组成是相同的DATP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6 在下列四种化合物的化学组成中

15、，与“A”所对应的名称相符合的是()A腺嘌呤核糖核苷酸B腺嘌呤C腺嘌呤脱氧核糖核苷酸D腺苷7ATP是细胞代谢过程中的重要化合物，细胞内还有与ATP结构类似的GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是()A放能反应常伴随ATP等的合成B人体的吸能反应都伴随着体内储存的ATP的水解CATP和UTP等分子特殊的化学键全部断裂后的产物可能是某些酶的基本组成单位D与ATP相同，GTP、CTP、UTP分子中均含有2个特殊的化学键8 萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光

16、。下列相关叙述正确的是()A萤火虫的发光强度与ATP的含量呈负相关B荧光素酶通过调节氧化荧光素的形成而使其发光C萤火虫体内ATP的形成所需的能量来自光能和呼吸作用D萤火虫持续发光的过程中，体内ATP的含量仍会保持相对稳定9下图是细胞内ATP与ADP相互转化的示意图。请据图回答下列问题：(1)ATP的中文名称是_。图中的物质M、N分别是_、_。(2)物质甲和乙都是_。人、动植物细胞和细菌细胞中，由ADP转化为ATP所需的能量都可来自_(生理过程)。(3)细胞内进行过程均需要酶的催化。这两个过程所需要的酶_(填“相同”或“不同”)。原因是_。10在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质

17、，其分子结构式如下。回答下列问题：(1)从ATP的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是_。(2)人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上，某同学参加100 m 短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示，试回答：由A到B的变化过程中，说明ATP被水解，释放的能量用于_。由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明_。(3)某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。必须待离体肌肉自身的_消耗之后，才能进行实验。在程序上，采取自身前后对照的方法，

18、先滴加_(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)，观察_与否以后，再滴加_(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。如果将中顺序颠倒一下，实验结果是否可靠？ _。原因是_。11 腺苷酸激酶(AK)是生物体内普遍存在的一种单体酶，广泛存在于微生物、植物和动物体内，在维持细胞能量平衡中起重要作用。AK存在于线粒体内、外膜间隙，可耐100 高温而不失活，AK催化的反应为MgATP2AMP2MgADPADP3。下列叙述错误的是()AAK能专一性地将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上形成ADPBAK经胰蛋白酶处理会失活，它能直接为ADP的合成提供能量CAK的热稳定性与其分子的特定空间结构有密不可分的关系DA

19、MP转化为ADP没有破坏ATP与ADP相互转化的能量供应机制12科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫体内的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫体内的ATP含量会下降。下列有关叙述正确的是()A蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自细胞呼吸B类胡萝卜素的含量不仅会影响蚜虫的体色，还会影响蚜虫个体的生存机会C蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样D蚜虫体内ATP含量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定13荧光素可在荧光素酶和ATP的参与下激活发出荧光，利用“荧光素荧光素酶生物发光法

20、”可以检测熟制食品中细菌含量。下图是研究人员应用该方法在不同处理条件下检测食品中细菌含量时的实验结果。下列相关叙述错误的是()A在荧光素荧光素酶生物发光反应中化学能转换为光能B利用上述方法检测时，发光反应所需ATP来自细菌的细胞质基质C常温条件下，检测时加入Mg2可节省荧光素酶的用量D若提高Hg2的浓度，可使反应速度加快，发光强度增加14“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句。萤火虫发光的相关化学变化如下图所示，下列有关叙述不正确的是()A催化荧光素氧化反应的酶与催化ATP水解的酶不是同一种酶B萤火虫腹部后端(发光器官)细胞内

21、含有大量的ATP，以保证其正常发光C萤火虫发光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化D荧光素发荧光的化学反应是吸能反应，该过程伴随着ATP的水解15科学家用含不同浓度NaF的水溶液喂养小白鼠，一段时间后，培养并测量小白鼠红细胞代谢产热量及细胞内的ATP浓度，分别获得产热量曲线和细胞内的ATP浓度数据如下。下列分析错误的是()NaF浓度/(104gmL1)ATP浓度/(104 molL1)A组02.97B组502.73C组1501.40A该实验的因变量是细胞产热量和细胞内的ATP浓度B高浓度的NaF组产热量峰值和ATP浓度均低于对照组CNaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用D该实验采用了空白对照

22、和相互对照16研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如下图所示。请分析并回答下列问题：(1)结合图示分析，下列相关说法正确的是_。A该细胞产生ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质BATP是直接能源物质，在细胞中含量很多C图中的AMP是构成RNA的基本单位之一D作为信号分子的ATP不能分解释放能量(2)为了研究物质X对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的物质X将细胞处理24 h，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如下表所示。实验组编号ABCDEF物质X的浓度/(gmL1)02481632细胞内ATP的浓度/(nmolmL1)8070502051细胞死亡的百分率/%1310257095该实验的因变量是_。实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系？_。若用混有浓度为8 gmL1的物质X的饮料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是_。