1、第一节ATP是细胞内的“能量通货”考试内容核心素养1.ATP是细胞生命活动的直接能源1.生命观念运用结构和功能观，明确ATP的结构与功能的关系2科学思维运用归纳与概括、模型与建模，表述ATP的结构；运用归纳与概括，描述ATP与ADP的转化关系及转化的应用2.细胞内ATP与ADP保持动态平衡知识点(一)ATP是细胞生命活动的直接能源1萤火虫的发光与肌肉收缩(1)萤火虫发光引起萤火虫发光的物质为：腺苷三磷酸。发光过程中能量的转变形式：由化学能转变为光能。(2)肌肉收缩离体失去收缩功能的肌肉滴加葡萄糖溶液不发生收缩，滴加ATP溶液，肌肉出现收缩状态，说明ATP能被肌肉直接利用。2ATP的结构与功能(
2、1)ATP的分子结构特点中文名称：腺苷三磷酸；化学组成：1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团。核糖和腺嘌呤结合成腺苷。高能磷酸键：连接在2个磷酸基团之间，以 表示，稳定性较差，水解时可以释放出大量的能量，一个ATP含有2个高能磷酸键。(2)ATP的功能高能磷酸键水解会释放大量能量，供生命活动所需，ATP是生命活动的直接能源。1判断题(1)ATP中含有脱氧核糖()(2)ATP中的“A”代表腺嘌呤()(3)ATP中含有C、H、O、N、P元素()(4)ATP含有三个高能磷酸键()(5)ATP是生物体生命活动的直接能源物质()(6)远离腺苷的高能磷酸键不易断裂()(7)生物体内的ATP含量很多，从而保证
3、了生命活动所需能量的持续供应()2同学们在认真听课、思考问题时所需的能量直接来自于()A葡萄糖B乳糖C脱氧核糖DATP解析：选DATP为直接能源物质，生命活动所需的能量直接来自于ATP，D正确。3下列组成元素不同于其他三类物质的是()A磷脂B淀粉CRNADATP解析：选B淀粉的组成元素为C、H、O，A、C、D选项所示物质组成元素均为C、H、O、N、P。4如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是()Ab键断裂后形成ADP和PiB图中的3表示ATP中的字母AC由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位Da键断裂释放的能量可以直接用于生命活动解析：选Db键断裂后形成AMP和Pi，A错误；
4、图中的3表示腺嘌呤，ATP中的字母A表示腺苷，B错误；由1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位，C错误；ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动，D正确。1下图是ATP的组成，据图分析：(1)ATP的组成元素有哪些？含有几个磷酸基团？几个高能磷酸键？提示：ATP的组成元素为C、H、O、N、P。含有3个磷酸基团。2个高能磷酸键。(2)ATP中的“A”、“T”和组成DNA中的“A”、“T”含义相同吗？提示：不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含义是3。DNA中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。(3)ATP彻底水解会得到哪些成分？提示：
5、ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸。(4)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是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。2将萤火虫尾部的发光器割下，其中含有荧光素，取等量分别放入甲、乙两试管中，加少量水混合，看到淡黄色荧光，过一段时间后，荧光消失。之后在甲试管中放入2 mL某溶液，乙试管中放入2 mL葡萄糖溶液，结果甲试管发光了。(1)甲试管中放入的某溶液是什么物质？如何确定的？提示：ATP溶液。ATP是生命活动的直接供能物质。(2)设定乙试管的目的是什么？提示：设定乙试管的目的是作对照，由此证明ATP是生命活动的直接能源物质。1ATP的结
6、构(1)名称：腺苷三磷酸。(2)结构简式：APPP。(3)结构图示及描述(4)结构特点：远离腺苷的高能磷酸键很容易水解和重新合成，ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。(5)ATP的功能：作为生命活动的直接能源物质，为生命活动中的耗能反应持续提供能量。2不同物质中“A”的辨别物质结构物质名称A的含义ATP腺苷(腺嘌呤核糖)核苷酸腺嘌呤DNA腺嘌呤脱氧核苷酸RNA腺嘌呤核糖核苷酸共同点：所有“A”都含有腺嘌呤1.右图是ATP的结构示意图，其中、表示化学键。下列叙述错误的是()A、和均为磷酸键，其中所含的能量最少B形成所需的能量可来源于光能，也可来源于化学能C细胞内的吸能反应所需能量都是由断
7、裂后直接提供D和都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位解析：选C均为磷酸键，其中为普通磷酸键，所含的能量最少，为高能磷酸键，所含能量相对较多，A正确；形成所需的能量可来自细胞呼吸等放能反应所释放的化学能，也可来自光能，B正确；断裂释放的能量用于细胞中的吸能反应，但部分吸能反应所需的能量还可来自其他的能量载体，C错误；均断裂后，形成的化合物为腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本单位之一，D正确。2人体细胞进行正常的生命活动，每天需要水解200300 mol ATP，但人体细胞中ATP的总量只有约0.1 mol。下列有关ATP的叙述错误的是()AATP是由一个腺苷与三个磷酸基团组成的BATP水解
8、成ADP释放的能量来自于远离腺苷的高能磷酸键CATP释放能量往往与某些放能反应相关联DATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求解析：选CATP的结构简式为APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，ATP是由一个腺苷与三个磷酸基团组成的，A正确；ATP水解成ADP释放的能量来自于远离腺苷的高能磷酸键，B正确；ATP释放能量往往与某些吸能反应相关联，C错误；生物体内ATP的含量很少，但ATP和ADP相互转化的速度很快，可以保证机体对能量的需求，D正确。3在下列四种化合物的化学组成中，大圆圈中所对应的含义最接近的是()A和B和C和D和解析：选B中大圆圈都表示腺嘌呤核糖核苷酸，中A表示腺嘌呤，中
9、A表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。知识点(二)细胞内ATP与ADP保持动态平衡1ATP的含量：很低。2ATP在细胞中的主要分布场所：细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等。3ATP在细胞中易于水解(1)过程：在酶的作用下，远离腺苷的高能磷酸键水解，形成ADP，释放1个磷酸和能量。(2)作用：为肌肉收缩、神经细胞活动及细胞中的其他耗能活动提供能量。4ATP在细胞中易于再生(1)过程：在酶的作用下，1个ADP和1个磷酸重新形成ATP，同时吸收能量。(2)作用：吸收的能量以高能磷酸键的形式储存起来，为其他耗能反应供能。5ATPADP循环通过ATP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应。6意义：循环速
10、度很快，使细胞内ATP含量能够维持在相对稳定的水平。1判断题(1)ATP的化学性质很稳定，不易水解()(2)ATP的合成一般与放能反应相联系()(3)ATP中的能量可来自光能和化学能()(4)ATP与ADP之间相互转化过程中的能量来源是相同的()(5)ATP作为细胞内的“能量通货”是生物界的共性()(6)ATP与ADP之间相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，且是生物界的共性()(7)ATP与ADP相互转化的速率与细胞代谢强度无关()(8)ATP分子中任意一个高能磷酸键断裂都会形成ADP()2ADP转变为ATP需要()A磷酸、酶和腺苷B磷酸、能量C能量、酶D磷酸、能量和酶解析：选D据分析
11、可知，ADP转变为ATP时，需要ATP合成酶的催化，还需要磷酸为原料，不需要腺苷，因为ADP中含有腺苷，另外还需要细胞呼吸或光合作用提供的能量，故需要磷酸、酶和能量。3.如图表示的是ATP和ADP之间的转化过程，可以确定()AA为ADP，B为ATPB能量1和能量2来源相同C酶1与酶2分别用于合成和水解DX1和X2是同一种物质解析：选DA为ATP，B为ADP，酶1为水解酶，用于ATP水解产生ADP，酶2则为合成酶，A、C错误；能量1来自高能磷酸键的断裂，能量2为光能或化学能，B错误；X1和X2都是磷酸，D正确。4对“ATPADPPi能量”的叙述，正确的是()A过程和过程所需的酶都是一样的B过程的
12、能量供各项生命活动利用，过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解C过程和过程时刻发生，处于动态平衡之中DATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能解析：选C过程为水解酶催化的水解反应，过程为合成酶催化的合成反应；过程释放的能量可供各项生命活动利用，过程的能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能；生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中；ATP中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能，ATP中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能。1经测定，正常成年人静止状态下24 h将有40 kg ATP发生转化
13、，而细胞内ADP、ATP的总量仅为210 mmol/L，为满足能量需要，生物体内如何解决这一矛盾？提示：ATP在细胞内含量很少，但需要量很大，生物体内解决这一矛盾的合理途径是通过ATP与ADP迅速转化。2ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。下图表示ATP和ADP的相互转化过程，请结合该图分析：(1)ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下，ATP分子中_的那个高能磷酸键容易断裂，远离A的那个磷酸基团就脱离下来，形成游离的磷酸，同时，储存在这个高能磷酸键中的_释放出来，ATP就转化成_。提示：远离A能量ADP(2)在有关酶的催化作用下，ADP可以接受_，同时与一个游离的_结合，
14、重新形成ATP(APPP)。提示：能量磷酸(3)ATP水解释放的能量是储存在_内的化学能，释放出来后供_利用；合成ATP的能量主要来源于呼吸作用分解的_中的化学能和光合作用吸收的_。提示：高能磷酸键各项生命活动有机物光能(4)催化ATP水解的酶与催化ATP合成的酶_(填“是”或“不是”)同一种酶；ATP和ADP的相互转化过程_(填“是”或“不是”)可逆反应。提示：不是不是(5)下列过程需要ATP水解提供能量的是_。主动运输生物发光、发电肌肉收缩淀粉合成大脑思考根细胞吸收水分提示：1ATP的水解与合成比较项目ATP的合成ATP的水解反应式酶ATP合成酶ATP水解酶反应类型吸能反应放能反应场所细胞
15、溶胶、线粒体、叶绿体需能部位能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)ATP中高能磷酸键内的化学能能量去路用于ATP的合成用于吸能反应或各项生命活动2ATP与吸能反应、放能反应的关系(1)细胞中吸能反应所需的能量来源主要是放能反应所释放的能量，但是光合作用所需的能量来自太阳能。(2)放能反应都存在能量的释放，但是释放的能量不一定储存到ATP中，如二肽的分解过程中有能量释放，但不会储存到ATP中，而是以热能的形式散失。(3)ATP的合成本身属于吸能反应，但是所需的能量来自放能反应，如细胞呼吸。(4)ATP的水解本身属于放能反应，但释放的能量用于其他吸能反应，如肌肉收缩、物质运输等一些耗能生理过
16、程。1下列过程不属于吸能反应的是()A肌肉做功后恢复原状的过程B氨基酸合成蛋白质C葡萄糖合成淀粉DADP和磷酸合成ATP解析：选A肌肉做功后恢复原状的过程不需要消耗能量，不属于吸能反应，A正确；氨基酸合成蛋白质需要消耗能量，属于吸能反应，B错误；葡萄糖合成淀粉需要消耗能量，属于吸能反应，C错误；ADP和磷酸合成ATP需要能量，属于吸能反应，D错误。2下列关于细胞内能量的有关说法，错误的是()A在细胞内，通常一个吸能反应要伴随着一个放能反应B细胞中的放能反应一般与ATP的水解相联系CATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构里，但含量很低D在活细胞中，ATP与ADP的相互转化是永无休
17、止的解析：选B在细胞内，通常一个吸能反应要伴随着一个放能反应，A正确；细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系，B错误；ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构里，但含量很低，C正确；在活细胞中，ATP与ADP的相互转化是永无休止的，D正确。3将萤火虫腹部末端的发光器切下，干燥后研成粉末。将粉末装入试管，滴加蒸馏水，使之混合，则有淡黄色荧光出现，2 min后，荧光消失了。接着若在试管中滴加葡萄糖溶液，荧光不能恢复，如果滴加ATP溶液，荧光将恢复。下列相关叙述中，错误的是()A滴入蒸馏水发出荧光，是由于试管内有荧光物质和ATPB荧光消失是由于该实验中ATPADP循环无法进行C滴加蒸
18、馏水，荧光出现2 min后才消失，说明细胞内含有大量的ATPD该实验说明，生命活动所需的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖解析：选C滴入蒸馏水发出荧光，是由于试管内有荧光物质和ATP，A正确；荧光消失是由于原有的ATP被消耗尽，B正确；滴加蒸馏水，荧光出现2 min后才消失，说明细胞内含有少量的ATP，C错误；据试验可知，滴加ATP发光，滴加葡萄糖不发光，故说明生命活动所需的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖，D正确。1ATP是细胞中的“能量通货”。下列叙述不支持此观点的是()AATP中所含能量不多BATP的水解和合成迅速CATP是细胞可直接利用的能源物质DATP中磷酸基团之间的连接十分稳定解析：
19、选DATP是细胞中普遍使用的能量载体，其所含能量不多，A不符合题意；ATP在细胞内含量很少，但ATP与ADP的转化速率是很迅速的，B不符合题意；ATP是细胞的“能量通货”，是细胞可直接利用的能源物质，C不符合题意；ATP中远离A的高能磷酸键易水解，D符合题意。2ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是()腺苷很容易吸收能量和释放能量第三个(远离腺苷的那个)高能磷酸键很容易断裂和再结合第三个磷酸基团(远离腺苷的那个)很容易从ATP上脱离，使ATP转化为ADP，同时释放能量ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)，使ADP转变成
20、ATPABCD解析：选CATP含有一个腺苷、三个磷酸基团、一个普通化学键、两个高能磷酸键，ATP水解时第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)断裂，储存在高能磷酸键中的能量释放出来，ATP转化为ADP。在有关酶的催化下，ADP与Pi结合，吸收能量，又可形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)，ADP又转化为ATP。3如果测得ATP分子中一个特殊的化学键的化学能是8p，那么，一个ATP分子中的磷酸键所含的化学能应该是()A8pB16pC大于16p小于24pD24p解析：选CATP中含有1个普通化学键和2个特殊的化学键，所以一个ATP分子中磷酸键所含的化学能多于2个特殊的化学键的化学能(16p)，少于3个
21、特殊的化学键的化学能(24p)。4下图为某人体细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图(M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物)，下列叙述错误的是()AQ1可以来源于光能，Q2也能转化为光能，M1和M2不是同一种酶B物质乙中不含高能磷酸键，是组成RNA的基本单位C吸能反应一般伴随着甲的形成，能量由Q2提供D1个ATP分子中含有一个腺苷和3个磷酸基团解析：选A该图为某人体细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图，故Q1不能表示光能，只能表示有机物中的化学能，Q2表示高能磷酸键中的能量，Q2在人体内也不能转化为光能，由于酶具有专一性，M1和M2不是同一种酶，A错误；物质乙为AMP，由腺苷和磷酸
22、基团组成，是组成RNA的基本单位之一，B正确；吸能反应伴随着ATP的水解反应，即伴随着甲的形成，能量由Q2提供，C正确；每个ATP分子中含有两个高能磷酸键、三个磷酸基团和一个腺苷，D正确。5利用“荧光素荧光素酶生物发光法”可以对市场上的腊肉中细菌的含量进行检测：将腊肉样品研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计(测定发光强度的仪器)反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；记录发光强度并计算ATP含量；测算出细菌数量。分析并回答下列问题：(1)ATP的中文名称是_，细胞中的吸能反应一般与ATP的_反应相关联。植物根尖细胞中合成ATP的主要方式为_。(2)荧光素接受_提供的
23、能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，该过程中涉及的能量转换是_能_能。根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成_(填“正比”或“反比”)。根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中ATP含量_。解析：(1)ATP的中文名称是腺苷三磷酸，细胞中的吸能反应一般与ATP的水解反应相关联。植物根尖细胞中不能进行光合作用，故合成ATP的主要方式是细胞呼吸。(2)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形成氧化荧光素并且发出荧光，该过程中涉及的能量转换是化学能光能。发光强度与ATP含量成正比，因此根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，因此可根据ATP含量，进而测算出细菌的数量。答案：(1)腺苷三磷酸水解细胞呼吸(2)ATP化学光正比大致相同且相对稳定