細胞的能量“貨幣”ATP基礎知識-高一上學期生物人教版必修1

必修一第五章第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP一、基礎填空：（一）ATP是一種高能磷酸化合物1.ATP是

的英文名稱縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成

，其中A代表

，由

結(jié)合而成。P代表

，～代表

。（P86“教材”、“相關(guān)信息”）2.由于兩個相鄰的磷酸基團都帶

而相互排斥等原因，使得這種化學鍵

，

有一種

的趨勢，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。當ATP在

的作用下水解時，脫離下來的

挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化?？梢夾TP水解的過程就是釋放能量的過程，1molATP水解釋放的能量高達30．54KJ，所以說ATP是一種

。（二）ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化1.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：ATP水解后轉(zhuǎn)化為比ATP

的化合物——ADP(

的英文名稱縮寫)，脫離下來的磷酸基團如果

，就成為游離的

(以Pi表示)，此過程即下圖中的序號

表示的過程。在有關(guān)

的作用下，ADP可以接受

，同時與

結(jié)合，重新形成ATP，此過程即下圖中的序號

表示的過程。2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化所需要的能量來源：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化所需要的能量，對于綠色植物來說，既可以來自

，也可以來自

所釋放的能量；對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，均來自細胞進行

時

所釋放的能量。（三）ATP的利用1.細胞中

需要能量的生命活動都是由

直接提供能量的。如：細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的，如物質(zhì)的主動運輸、

（寫出教材中的4個實例）都需要消耗能量。2.ATP為主動運輸供能：下圖1-3表示ATP為主動運輸供能過程，圖中參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能

的酶。圖1表示當膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應位點結(jié)合時，其酶

就被激活了；圖2表示在載體蛋白這種

的作用下，ATP分子的

脫離下來與

結(jié)合，這一過程伴隨著

的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的

；圖3表示載體蛋白磷酸化導致其

發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向

，將Ca2+釋放到膜外。3.ATP水解釋放的

使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，這在細胞中是常見的。這些分子被磷酸化后，

發(fā)生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學反應。（四）ATP是細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”1.細胞內(nèi)的化學反應可以分成

兩大類。前者是需要吸收能量的，如蛋白質(zhì)的合成等；后者是釋放能量的，如葡萄糖的氧化分解等。2.許多吸能反應與

相聯(lián)系，由

提供能量；許多放能反應與

相聯(lián)系，釋放的能量儲存在

中，用來為

直接供能。也就是說，能量通過

分子在

之間流通。因此，可以形象地把ATP比喻成細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”。二、長句填空：1.螢火蟲發(fā)光的生物學意義主要是

。（P86“問題探討”討論1）2.螢火蟲發(fā)光，其原因是螢火蟲腹部后端的發(fā)光細胞內(nèi)特有的發(fā)光物質(zhì)—熒光素和

，熒光素接受

提供的能量后就被激活。在

的催化作用下，熒光素與

發(fā)生化學反應，形成

并且發(fā)出熒光。此過程中

（有、沒有）能量轉(zhuǎn)化，即螢火蟲腹部細胞內(nèi)

。（P89“教材”、P86“問題探討”討論2、3）3.ATP是驅(qū)動

的

物質(zhì)。（P86“教材”）4.對細胞的正常生活來說，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化有何特點：

。(P87“教材”)5.人體內(nèi)ATP的含量很少，但在劇烈運動時，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP，以供運動之需，但人體內(nèi)ATP總含量并沒有太大變化，請分析原因：

。（P87“教材”改編）6.

的能量供應機制，在所有生物的細胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的

。(P87“教材”)7.催化ATP水解的酶與催化ATP生成的酶

(填“是”或“不是”)同一種酶；高等植物葉肉細胞內(nèi)ATP在

等部位生成。（P87“圖5-4、5-5”改編）8.植物細胞可以通過

形成ATP，而動物細胞只能通過

形成ATP。(P87“圖5-5”改編)9.細胞中合成ATP的場所有：

；分解ATP的場所有：生物體內(nèi)需能部位，如

等（至少寫出三個）。（P87“圖5-7”改編）10.細胞內(nèi)

合成蔗糖的反應需要消耗能量,是

反應,這一反應所需要的能量是由

時釋放能量來提供的；丙酮酸的氧化分解能夠

,是放能反應，這一反應所釋放的能量除以

形式散失外,還用于

的反應,儲存在ATP中。由此可見，細胞內(nèi)的吸能反應、放能反應與ATP的關(guān)系是：

。也就是說，能量通過ATP分子在

之間流通。(P89“教材”、“拓展應用”T1)11.離子泵是一種具有．ATP水解酶活性的載體蛋白，它在跨膜運輸物質(zhì)時離不開ATP的水解。可見離子通過離子泵的跨膜運輸屬于

，若動物一氧化碳中毒，則會

（提高、降低）離子泵跨膜運輸離子的速率，加入蛋白質(zhì)變性劑會

（提高、降低）離子泵跨膜運輸離子的速率。（P89“概念檢測T4”改編）12.在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下特點：一是

，一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的化學能大約只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是

化學能，而葡萄糖分子中所含的是

化學能。葡萄糖分子中

只有轉(zhuǎn)化為ATP分子中

，才能被細胞利用。（P90“拓展應用”T2）13.植物、動物、細菌和真菌等生物的細胞內(nèi)都具有能量“貨幣”ATP,這可以從一個側(cè)?面說明生物界具有

,也反映種類繁多的生物有著

。（P90“拓展應用”T3）三、思維判斷：1.ATP中去掉2個磷酸基團即是構(gòu)成RNA的基本單位：腺嘌呤核糖核苷酸。（）（P86“相關(guān)信息”）2.ATP中的“A”和RNA分子中堿基A對應的單體相同（）（P86“相關(guān)信息”）3.ATP的組成元素和核酸的組成元素相同（）（P86“相關(guān)信息”）4.1個ATP分子中是由1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成的。()P86“教材”）5.因為ATP分子中的化學鍵為高能磷酸鍵，所以ATP是高能磷酸化合物。（）（P86“教材”）6.ATP的化學性質(zhì)穩(wěn)定，但在有關(guān)酶的催化作用下可水解形成ADP和Pi（）（P86“教材”）7.ATP水解為細胞生命活動提供能量，實際上是ATP中高能磷酸鍵的水解。（）（P87“教材”）8.生物體內(nèi)合成ATP所需的能量來自有機物分解所釋放的能量或光能（）（P87“教材”）9.O2供給量和細胞呼吸強度為0時，細胞中不能產(chǎn)生ATP（）（P87“圖5-5”改編）10.無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。()（P87“圖5-5”改編）11.葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應，需要消耗能量。（）（P88“圖5-6”改編）12.ATP是細胞中絕大多數(shù)生命活動所需的能量（）（P88“教材”）13.細胞內(nèi)能量可以在吸能反應和放能反應之間流通（）（P89“教材”）14.吸能反應一般與ATP的水解反應相聯(lián)系；放能反應一般與ATP的合成相聯(lián)系。（）（P89“教材”）15.細胞質(zhì)和細胞核中都有ATP的分布。（）（P89“概念檢測T3A”）16.正常細胞中ATP與ADP的比值相對穩(wěn)定。（）（P89“概念檢測T3D”）17.水稻細胞內(nèi)ATP只能由細胞呼吸產(chǎn)生，其釋放的磷酸基團能與某些蛋白質(zhì)結(jié)合。()（P108“選擇題1”改編）18.線粒體內(nèi)膜、葉綠體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)能合成ATP。()（P108“選擇題5”改編）19.生長素的極性運輸需要ATP水解提供能量（）[2019·天津卷，T2B]20.葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶（）[2018·全國卷Ⅰ，T1A]21.成熟個體中的細胞增殖過程不需要消耗能量（）[2018·全國卷Ⅲ，T2A]22.淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成（）[2017·海南卷，T5A]23.ATP能在神經(jīng)元線粒體的內(nèi)膜上產(chǎn)生，神經(jīng)細胞興奮后恢復為靜息狀態(tài)消耗ATP（）[2016·全國卷Ⅰ，T4A、D]24.含有2個高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本組成單位之一（）[2016·海南卷，T11A]25.DNA與ATP中所含元素的種類相同（）[2015·全國卷Ⅰ，T1A]26.活細胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進行（）[2014·四川卷，T1D]27.機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP（）[2014·大綱卷，T2B]必修一第五章第2節(jié)細胞的能量“貨幣”ATP答案一、基礎填空答案：（一）ATP是一種高能磷酸化合物1.腺苷三磷酸

A—P～P～P

腺苷

腺嘌呤和核糖

磷酸基團

高能磷酸鍵2.負電荷

不穩(wěn)定

末端磷酸基團

離開ATP而與其他分子結(jié)合

酶

末端磷酸基團

釋放能量

高能磷酸化合物（二）ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化1.穩(wěn)定

腺苷二磷酸

未轉(zhuǎn)移給其他分子

磷酸

①

酶

能量

Pi

②2.光能

呼吸作用

呼吸作用

有機物分解（三）ATP的利用1.絕大多數(shù)

ATP

大腦思考、電鰩發(fā)電、物質(zhì)的合成和肌肉收縮2.催化ATP水解

活性

酶

末端磷酸基團

載體蛋白

能量

磷酸化

空間結(jié)構(gòu)

膜外側(cè)3.磷酸基團

空間結(jié)構(gòu)（四）ATP是細胞內(nèi)流通的能量“貨幣”1.吸能反應和放能反應2.ATP水解的反應

ATP水解

ATP的合成

ATP

吸能反應

ATP

吸能反應和放能反應二、長句填空答案：1.相互傳遞信號,以便繁衍后代2.熒光素酶

ATP

熒光素酶

氧

氧化熒光素

有

一些有機物中儲存的化學能轉(zhuǎn)變成光能3.細胞生命活動

直接能源4.是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中的5.ATP與ADP時刻不停地發(fā)生快速相互轉(zhuǎn)化，并且處于動態(tài)平衡之中6.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化

統(tǒng)一性7.不是

葉綠體類囊體薄膜、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體8.光合作用和呼吸作用

呼吸作用9.細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體

細胞膜、葉綠體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞核10.葡萄糖和果糖

吸能

ATP水解為ADP

釋放能量

熱