高三生物一輪復(fù)習(xí)課件 【備課精講精研】 細(xì)胞的能量貨幣ATP

3-2

ATP

1.ATP的結(jié)構(gòu)ATP不等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，是一種與能量有關(guān)的物質(zhì)(1)ATP是___________的英文名稱縮寫(xiě)，是一種高能磷酸化合物，其結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)為A—P～P～P，其中A代表___________，P代表___________，～代表___________。(2)ATP與RNA的關(guān)系：ATP去掉_____________后的剩余部分是組成RNA的基本單位之一。(3)ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵容易斷裂和重建。三磷酸腺苷腺苷磷酸基團(tuán)高能磷酸鍵兩個(gè)磷酸基團(tuán)1.ATP的結(jié)構(gòu)教材隱性知識(shí)：源于必修1P86“相關(guān)信息”：ATP與DNA、RNA、核苷酸的聯(lián)系腺苷腺苷腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤ATP與核苷酸的關(guān)系細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體葉綠體光能化學(xué)能特殊化學(xué)鍵反應(yīng)式

ATP?ADP+Pi+能量

能量+Pi+ADP?ATP酶ATP水解酶ATP合成酶場(chǎng)所活細(xì)胞內(nèi)多種場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量來(lái)源高能磷酸鍵呼吸作用、光合作用能量去向用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于ATP中2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化光能、化學(xué)能→ATP中的化學(xué)能→多種形式的能量能量根本來(lái)源直接能量來(lái)源3、ATP的利用酶活性吸能磷酸化空間結(jié)構(gòu)放能P89提醒①細(xì)胞中ATP含量很少，ATP與ADP轉(zhuǎn)化非常迅速及時(shí)。無(wú)論是飽食還是饑餓，ATP與ADP含量都保持動(dòng)態(tài)平衡。②吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系，需要ATP水解提供能量；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存于ATP中。③ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性④ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中物質(zhì)可逆，能量不可逆，催化的酶不相同，反應(yīng)場(chǎng)所不同，因此，不是可逆反應(yīng)。能源與能源物質(zhì)

4.ATP產(chǎn)生量與O2供給量的關(guān)系分析小積累細(xì)胞內(nèi)ATP合成與水解的生理過(guò)程及場(chǎng)所小積累不同生物ATP的形成途徑和場(chǎng)所小積累不同生物ATP的形成途徑和場(chǎng)所

例．下列有關(guān)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是()A．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對(duì)能量的需求B．圖中有兩次ATP的水解，后者能量可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)C．圖中兩次合成ATP，前者能量來(lái)源于光能且在人體細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生

D．由光能轉(zhuǎn)化形成的ATP與有機(jī)物氧化分解產(chǎn)生的ATP都可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)答案：D解析：本題綜合考查ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP的利用。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中，保證了機(jī)體對(duì)能量的需求，A正確；圖中第一次ATP水解釋放的能量用于光合作用暗反應(yīng)合成有機(jī)物質(zhì)，第二次ATP水解釋放的能量可用于肌肉收縮、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)雀黜?xiàng)生命活動(dòng)，B正確；據(jù)圖可知，第一次合成ATP所需的能量來(lái)自光能，人體細(xì)胞無(wú)法利用光能合成ATP，C正確；由光能轉(zhuǎn)化形成的ATP只能用于光合作用的暗反應(yīng)，有機(jī)物氧化分解產(chǎn)生的ATP可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，D錯(cuò)誤。例．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些蚜蟲(chóng)能合成類胡蘿卜素，其體內(nèi)的類胡蘿卜素不僅能吸收光能傳遞給負(fù)責(zé)能量生產(chǎn)的組織細(xì)胞，而且還決定蚜蟲(chóng)的體色。陽(yáng)光下蚜蟲(chóng)的ATP生成量將會(huì)增加，黑暗時(shí)蚜蟲(chóng)的ATP含量會(huì)下降。下列有關(guān)敘述正確的是()A．正常情況下蚜蟲(chóng)在黑暗中合成ATP時(shí)會(huì)伴隨著O2的消耗B．蚜蟲(chóng)合成ATP時(shí)所需能量?jī)H僅來(lái)自呼吸作用

C．蚜蟲(chóng)做同一強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)，陽(yáng)光下和黑暗中的ATP消耗量不一樣

D．蚜蟲(chóng)ATP含量在陽(yáng)光下比黑暗時(shí)多，說(shuō)明其體內(nèi)的ATP含量不穩(wěn)定答案：A解析：本題考查ATP的合成與利用。黑暗時(shí)蚜蟲(chóng)合成ATP所需的能量來(lái)自呼吸作用，其進(jìn)行有氧呼吸時(shí)會(huì)伴隨著O2的消耗，A正確；由于蚜蟲(chóng)體內(nèi)含有類胡蘿卜素，能吸收光能，故合成ATP時(shí)所需的能量可來(lái)自光能和呼吸作用，B錯(cuò)誤；蚜蟲(chóng)做同一強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，消耗的ATP只來(lái)自呼吸作用，陽(yáng)光下和黑暗中消耗的ATP量一樣，C錯(cuò)誤；蚜蟲(chóng)ATP含量在陽(yáng)光下比黑暗時(shí)多，但消耗量也增加，仍處于動(dòng)態(tài)平衡，故蚜蟲(chóng)體內(nèi)的ATP含量處于穩(wěn)定狀態(tài)，D錯(cuò)誤。例．如圖從左到右表示ATP合成和分解的過(guò)程，下列敘述不正確的是()

A．ATP生成ADP的過(guò)程中斷裂了遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵B．能量1在動(dòng)物體內(nèi)可以來(lái)自細(xì)胞呼吸，在植物體內(nèi)可以來(lái)自光合作用和細(xì)胞呼吸C．能量2可以用于各種生命活動(dòng)，例如紅細(xì)胞吸收葡萄糖分子的過(guò)程D．原核細(xì)胞中也可以發(fā)生ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程答案：C解析：本題考查ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。ATP中遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷裂并釋放出能量，ATP就轉(zhuǎn)化成了ADP，A正確；能量1為用于合成ATP的能量，在動(dòng)物體內(nèi)可以來(lái)自細(xì)胞呼吸，在植物體內(nèi)可以來(lái)自光合作用和細(xì)胞呼吸，B正確；能量2為ATP水解釋放出的能量，可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，但哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞吸收葡萄糖不消耗能量，C錯(cuò)誤；原核細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)也需要ATP供能，也能發(fā)生ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，D正確。例.ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)4種高能磷酸化合物,它們的結(jié)構(gòu)只有堿基不同。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.ATP的合成常伴隨著細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)B.1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質(zhì)C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構(gòu)成的D.UTP斷裂兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵后可作為基因轉(zhuǎn)錄的原料答案：C

細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)常伴隨著ATP的水解,放能反應(yīng)總是與ATP的合成相關(guān)聯(lián),A項(xiàng)正確。ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)4種高能磷酸化合物,它們的結(jié)構(gòu)只有堿基不同,1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質(zhì)——磷酸、核糖和堿基,B項(xiàng)正確。CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖構(gòu)成的,C項(xiàng)錯(cuò)誤。UTP斷裂兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵后是尿嘧啶核糖核苷酸,是組成RNA的基本單位之一,可作為基因轉(zhuǎn)錄的原料,D項(xiàng)正確。例.下圖是生物界中的能量“貨幣”ATP的“循環(huán)”示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(

)

A.圖中的“M”指的是腺苷,“N”指的是核糖B.食物為ATP“充電”指的是細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物C.圖中不同來(lái)源的ATP均可用于胞吞和胞吐D.ATP的“充電”需要酶的催化,而“放能”不需要答案：B

題圖中的“M”指的是腺嘌呤,A項(xiàng)錯(cuò)誤。生物會(huì)吸收食物中的有機(jī)物,有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能,需通過(guò)細(xì)胞呼吸來(lái)完成,B項(xiàng)正確。如果ATP來(lái)自光反應(yīng),則這部分ATP只能用于暗反應(yīng),不能用于胞吞和胞吐,C項(xiàng)錯(cuò)誤。ATP的合成和分解均需要酶的催化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

例.下圖是ATP的結(jié)構(gòu)示意圖，其中①、②、③表示化學(xué)鍵。下列敘述正確的是（）A.ATP使肌肉中的能量增加，改變形狀，這是放能反應(yīng)B.根尖細(xì)胞形成③所需的能量來(lái)源于光能也可來(lái)源于化學(xué)能C.細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)所需能量都是由③斷裂后直接提供D.②和③都斷裂后所形成的產(chǎn)物中有RNA的基本組成單位【答案】D【解析】肌肉收縮過(guò)程中需消耗能量，ATP使肌肉中的能量增加，改變形狀，是吸能反應(yīng)，A錯(cuò)誤；根尖細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，所以形成③（合成ATP）所需的能量只能來(lái)自于呼吸作用，即有機(jī)物中的化學(xué)能，B錯(cuò)誤；細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)所需能量主要是由③斷裂后直接提供，但人體中還有其他物質(zhì)可以為生命活動(dòng)提供能量，C錯(cuò)誤；②和③都斷裂后所形成的產(chǎn)物是腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位，D正確。例.如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說(shuō)法正確的是()A.圖1中的A代表的是腺苷，b、c為特殊化學(xué)鍵B.圖1中a是DNA合成的原料之一C.ATP中的能量可以來(lái)源于光能，也可以轉(zhuǎn)化為光能D.細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般和ATP的合成有關(guān)，放能反應(yīng)和ATP的水解有關(guān)答案：C解析：A、圖1中的A代表的是腺嘌吟，b、c為特殊化學(xué)鍵，A錯(cuò)誤；B、圖1中的a代表腺嘌吟核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，B錯(cuò)誤；C、ATP中的能量可用于各種生命活動(dòng)，可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋⒒瘜W(xué)能等，形成ATP的能量可來(lái)自于呼吸作用釋放的能量或植物的光合作用，C正確；D、細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般和ATP的水解有關(guān)，放能反應(yīng)和ATP的合成有關(guān)，D錯(cuò)誤。故選：C。例.下列關(guān)于不同細(xì)胞內(nèi)的ATP的變化以及去向情況描述中,正確的是()A.人體小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收甘油分子時(shí),ATP消耗量增加B.哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有線粒體,不能產(chǎn)生ATPC.植物細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的ATP,可為多項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量D.酵母菌中RNA的組成單位可以來(lái)源于ATP的水解產(chǎn)物答案：D解析：A、人體小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收甘油分子是自由擴(kuò)散，不需要消耗ATP，A錯(cuò)誤；B、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有線粒體，但是可以通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP，B錯(cuò)誤；C、植物細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的ATP，可為多項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量，C錯(cuò)誤；D、酵母菌中RNA的組成單位---腺嘌呤核糖核苷酸可以來(lái)源于ATP水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)的產(chǎn)物，D正確。

故選：D。例.天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)飛船成功對(duì)接，宇航員在軌完成“太空養(yǎng)蠶”。如圖表示太空蠶——“秋豐白玉”體內(nèi)發(fā)生的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)，請(qǐng)判斷下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()

A.ATP分子中的A由脫氧核糖和腺嘌呤組成B.ATP中的能量可以來(lái)源于光能、化學(xué)能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能C.細(xì)胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP合成的反應(yīng)相聯(lián)系D.乳酸菌細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生圖中ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制答案：B解析：ATP分子中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤組成，A項(xiàng)錯(cuò)誤。ATP中的能量可以來(lái)源于光能、化學(xué)能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能，B項(xiàng)正確。細(xì)胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系；放能反應(yīng)一般與ATP合成的反應(yīng)相聯(lián)系，C項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性，原核細(xì)胞內(nèi)也會(huì)發(fā)生，D項(xiàng)錯(cuò)誤。例.ATP作為細(xì)胞的“能量”貨幣，是由其分子結(jié)構(gòu)決定的。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個(gè)相連的磷酸基團(tuán)構(gòu)成，這三個(gè)磷酸基團(tuán)從與分子中腺苷基團(tuán)連接處算起，依次分別稱為α、β、γ磷酸基團(tuán)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.γ磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，因此ATP分子中只有γ磷酸基團(tuán)能夠水解B.離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，動(dòng)物一氧化碳中毒會(huì)降低離子泵跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔆.人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP的合成速度大于分解速度D.神經(jīng)元興奮時(shí)，Na+內(nèi)流和釋放神經(jīng)遞質(zhì)均需ATP水解供能答案：B解析：A、γ磷酸基團(tuán)是遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團(tuán)，具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，但ATP分子中不只有磷酸基團(tuán)能夠水解，腺嘌呤和核糖之間也可以水解，A錯(cuò)誤；B、離子通過(guò)離子泵的跨膜運(yùn)輸需要載體和消耗能量，屬于主動(dòng)運(yùn)輸，人體一氧化碳中毒減少能量的供應(yīng)，進(jìn)而會(huì)降低離子泵的跨膜運(yùn)輸離子的速率，B正確；C、人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP的合成速度和分解速度都加快，處于動(dòng)態(tài)平衡，C錯(cuò)誤；D、神經(jīng)元興奮，動(dòng)作電位產(chǎn)生時(shí)Na+的內(nèi)流，是通過(guò)離子通道運(yùn)輸?shù)谋粍?dòng)運(yùn)輸過(guò)程，不需要細(xì)胞呼吸提供能量，不需要ATP水解，神經(jīng)遞質(zhì)釋放方式是胞吐，需要消耗能量，需ATP水解，D錯(cuò)誤。例.ATP、GIP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)四種高能磷酸化合物，它們的結(jié)構(gòu)只是堿基不同。如圖是ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖，A、B表示物質(zhì)，表示磷酸基團(tuán)（Pi）的位置。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.葉肉細(xì)胞中蔗糖的合成過(guò)程一定消耗ATPB.1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質(zhì)C.物質(zhì)A和B分別是腺嘌呤和核糖，A和B組成腺苷D.ATP水解釋放的能量可用于生物的各項(xiàng)生命活動(dòng)，包括ATP的合成答案：D解析：本題主要考查ATP的結(jié)構(gòu)及其能量的來(lái)源與去路。葉肉細(xì)胞中，一分子葡萄糖和一分子果糖合成一分子蔗糖，