1、第一节ATP是细胞内的“能量通货”课程目标知识目标核心素养1.掌握ATP的全称、结构简式以及ATP的组成。2列举ATP的功能。3说出ATP与ADP的相互转化在新陈代谢中的作用。4说出ATP的能量来源。5理解细胞中的能量转化、放能反应和吸能反应在学习过程中渗透核心素养中的生命观，能用物质和能量观理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质；能用稳态与平衡观解释ATP和ADP的转化是十分迅速的，为光合作用和细胞呼吸的学习打下基础 知识点一ATP是细胞生命活动的直接能源ATP的结构(1)ATP的结构简式：_APPP_。(2)如图所示，1个ATP是由_1个腺嘌呤_，_1个核糖_和_3个磷酸基团_组成的。
2、和结合的基团称为_腺苷_。(3)图中是_高能磷酸键_，其中在酶的催化作用下，远离A的高能磷酸键易形成和断裂。断裂后，形成_腺苷二磷酸(或ADP)_，释放 1个_磷酸基团_，并释放能量。 知识点二ATP与ADP相互转化的过程和意义1ATPADP循环通过ATP的合成与水解使_放能反应_所释放的能量用于_吸能反应_，此过程被称为ATPADP循环。图示如下：2ATP的功能ATP在细胞中易于_水解和再生_，ATP是细胞中普遍使用的_能量载体_，所含的能量不多，像小额钞票一样，便于流通使用，所以又有细胞中的“_能量通货_”之称。小思考：ATP中的化学元素组成与之前所学的哪种化合物的元素组成相同？【答案】核
3、酸。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)ATP与ADP之间的转化是可逆的。()(2)一个ATP分子中含一个核糖、一个腺苷、三个高能磷酸键、三个磷酸基团。()(3)ATP是生物体内的直接供能物质，所以在生物体内含量丰富。()(4)ATP中远离A的那个高能磷酸键容易断裂和重新生成。()(5)人体在饥饿状态下，细胞中ATP和ADP的含量仍处于动态平衡状态。()2案例分析：在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，根据所学知识回答下列问题。(1)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
4、变化如上图所示，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_肌肉收缩等生命活动_。由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明_ATP的生成和水解是同时进行的_。(2)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_ATP_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，先滴加_葡萄糖溶液_(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)，观察_肌肉收缩_与否以后，再滴加_ATP溶液_。(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)如果将上述顺序颠倒一下，实验结果是否可靠
5、？解释原因：_结果不可靠。如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象_。【解析】(1)运动会上，由A到B过程中ATP的含量下降，说明在该变化过程中，ATP被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。由于ATP的生成和水解是同时进行的，所以由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零。(2)由于细胞中有少量的ATP存在，所以步骤的目的是消耗尽肌肉细胞中的能量。实验中先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉是否收缩，之后再滴加ATP溶液，观察肌肉是否收缩，实验中采用了自身前后对照的方法，实验的自变量是能源物质的种类不同，实验目的是验证ATP是否为直接供能物
6、质。实验中滴加葡萄糖溶液和ATP溶液的顺序不可以颠倒，如果外源ATP尚未耗尽，将出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也能被肌肉直接利用的假象。1能源物质糖类、油脂、蛋白质。2主要能源物质糖类。3主要储能物质油脂、糖原、淀粉。4直接能源物质ATP。5根本能量来源光能。6ATP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；ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸；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。7ATP是直接能源物质的验证用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上A、B，各加入2 mL水
7、和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如图：(1)加入葡萄糖的试管A不发出黄色荧光，说明葡萄糖不是直接供能物质。(2)加入ATP溶液的试管B能持续发光，说明ATP是直接供能物质。如图表示与ATP相关的部分结构示意图，下列分析中正确的是(D)A.a表示ADP，与ATP相比少了一个磷酸Bb表示腺嘌呤核苷，是ATP中“A”代表的含义Cc表示腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一Dd表示ATP，是生物体的直接供能物质【解析】a表示腺嘌呤核苷，与ATP相比少了三个磷酸，A错误；b表示腺嘌呤核糖核苷酸(腺苷一磷酸
8、)，即AMP，比ATP中“A”多一个磷酸基团，B错误；b表示腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一，C错误；d表示ATP，是生物体的直接供能物质，D正确。1某同学设计实验验证肌肉收缩的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖，用离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜的蛙骨骼肌作为实验材料，采用自身对照的方法设计实验，下列相关叙述不正确的是(C)A实验原理ATP中远离A的高能磷酸键易断裂，释放能量肌肉收缩需要消耗能量B材料使用实验前，对骨骼肌进行连续刺激，直至肌肉不收缩C实验处理先给肌肉滴加ATP溶液，然后再滴加等量葡萄糖溶液D实验现象每次滴加溶液后给予肌肉适宜刺激，观察肌肉是否收缩【解析】ATP中远离
9、腺苷的高能磷酸键易断裂，释放的能量为生命活动供能，肌肉收缩为吸能反应，需要消耗能量，A正确；实验前，为防止骨骼肌自身储存的ATP对实验的干扰，需要给予骨骼肌适宜强度的刺激，消耗自身的ATP，B正确；若实验先滴加ATP，给予刺激后，肌肉收缩，但是若肌肉细胞内有ATP的剩余，滴加葡萄糖溶液后，给予刺激肌肉也收缩，干扰实验现象，因此实验中应先滴加葡萄糖溶液，后滴加ATP溶液，C错误；该实验的实验现象是每次滴加溶液后给予肌肉刺激，观察肌肉是否收缩，D正确。 2如图为ATP结构示意图。研究人员将用32P标记的磷酸注入活细胞，迅速分离细胞内的ATP，发现其末端的磷酸基团被32P标记，其余磷酸基较长时间后才
10、被标记。该实验可以推测(A)A.化学键2易断裂B化学键1无法断裂CADP中的能量无法利用DATP合成需要能量【解析】根据题干信息“ATP末端的磷酸基团被32P标记，其余磷酸基较长时间后才被标记”，说明化学键2容易生成和断裂，A正确；由于其余磷酸基较长时间后才被标记，说明化学键1也可以断裂，但比化学键2难断裂，B错误；ADP也含有高能磷酸键，并且化学键1可以断裂，说明其中的能量可以被细胞利用，C错误；从题干中无法看出ATP的合成需要消耗能量，D错误。31分子ADP包括(C)A1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团B1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团C1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团D1个脱氧核
11、糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团【解析】ADP包括1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团，C正确。项目ATP的合成ATP的水解反应式ADPPi能量ATPATPADPPi能量酶ATP合成酶ATP水解酶反应场所细胞溶胶、线粒体、叶绿体生物体的需能部位能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于吸能反应或大多数生命活动【提醒】1在正常的活细胞中，ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡中，ATP在细胞内存在的特点：量少、普遍存在、易再生、转化迅速。2ATP与ADP的相互转化不是完全可逆的过程：ADP、Pi、ATP三种物质可反复循环利用
12、，故ATPADP循环中物质是可逆的，能量不可逆。ATP与ADP的转化过程如下图所示，下列相关叙述正确的是(B)A.M和N分别代表腺苷和脱氧核糖B过程释放的能量可用于吸能反应C过程吸收的能量只能来源于放能反应D人在饥饿时与过程不能达到动态平衡【解析】M代表腺嘌呤，N代表核糖，A错误；吸能反应与ATP水解相关联，B正确；过程吸收的能量可以来源于某些放能反应，也可来源于光能，C错误；人在饥饿时与过程仍能达到动态平衡，D错误。1下列有关细胞中ATPADP循环的叙述，正确的是(C)AATP与ADP相互转化的速率恒定不变BATP与ADP相互转化的条件相同CADP转化为ATP为吸能反应DATP转化为ADP的
13、场所只有叶绿体【解析】细胞中ATPADP循环处于动态平衡中，当细胞内代谢速率发生改变时，ATP与ADP相互转化的速率会发生变化，A项错误；ATP转化为ADP的过程释放能量，ADP转化为ATP的过程吸收能量，二者所需的酶不同，B项错误，C项正确；ATP转化为ADP的场所除叶绿体外，还包括其他需要ATP供能的场所，D项错误。2如图表示的是ATP和ADP之间的转化图，可以确定(D)A.A为ADP，B为ATPB能量1和能量2来源相同C酶1和酶2是同一种酶DX1和X2是同一种物质【解析】由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP，A错误；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动
14、物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能，B错误；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶，C错误；X1和X2是同一种物质Pi，D正确。1ATP中含有的糖是(A)A核糖 B脱氧核糖C葡萄糖 D果糖【解析】ATP中的A表示腺苷，含有1分子的腺嘌呤和一分子的核糖。2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，刺激肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就发生明显的收缩。这说明(D)A葡萄糖是能源物质BATP不是能源物质C葡萄糖是直接能源物质DATP是直接能源物质【解析】根据题意“向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，
15、刺激肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就发生明显的收缩”说明ATP是直接能源物质。3下列关于ATP的叙述，错误的是(C)A细胞内普遍使用的能量载体是ATPBATP 水解产生的能量可用于吸能反应C机体内会储存大量ATPDATP水解为ADP 时，释放一个磷酸基团并释放能量【解析】细胞内普遍使用的能量载体是ATP，A正确；ATP水解产生的能量可为吸能反应提供能量，B正确；机体内含有少量的ATP，不能大量储存，C错误；ATP水解为ADP时，断裂远离腺苷的高能磷酸键，释放一个磷酸基团并释放大量能量，D正确。4在某细胞培养液中加入被32P标记的磷酸分子，短时
16、间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分 ATP 的末端32P已带上放射性标记，该现象不能够说明(C)AATP中远离A的Pi容易脱落B被P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既有合成又有水解【解析】实验发现ATP的含量变化不大，但是部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，说明ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱落，A正确；放射性标记来自培养液中加入32P标记的磷酸分子，说明32P标记的ATP是重新合成的，B正确；本实验不能证明ATP是直接的能源物质，C错误；32P标记的ATP是重新合成的，说明有ATP的合成，且ATP的总量变化不大，说明同时存在ATP的水解，D正确。5下图表示人体细胞中ATP和ADP相互转化的过程，相关叙述正确的是(C)A.过程中ADP需加上3个PiB过程中ATP可以连续脱下2个Pi，释放大量能量C过程和需要不同的酶参与DATP与ADP相互转化的反应中物质和能量均可逆【解析】过程中ADP需加上1个Pi，A错误；过程中ATP形成ADP，脱去1个Pi，释放大量的能量，B错误；过程和使用的酶分别是水解酶和合成酶，两者不是同一种酶，C正确；ATP与ADP的相互转化反应中物质是可逆的，能量是不可逆的，D错误。温馨提示：请完成高效作业12)
