第1部分第5章第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”-ATP

第5章第2節(jié)理解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練考向一考向二知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練4．細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是生物界的共性。5．動(dòng)物、人、真菌等合成ATP的途徑是呼吸作用。6．綠色植物合成ATP的途徑是光合作用和呼吸作用。7．ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。[自讀教材·夯基礎(chǔ)]三磷酸腺苷腺苷磷酸基團(tuán)高能磷酸鍵

2．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[判斷正誤]

(1)ATP是高能磷酸化合物，只含有一個(gè)高能磷酸鍵。 (×)

(2)ATP的結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，在有關(guān)酶作用下，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵容易水解，釋放出大量能量。(√)3．功能直接給細(xì)胞的生命活動(dòng)

。提供能量1．結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)簡式，分析30個(gè)腺苷和60個(gè)磷酸最多能組成多少個(gè)ATP?提示：20個(gè)。

2．一分子ATP徹底水解后會(huì)得到一分子腺嘌呤、一分子核糖和3分子磷酸。據(jù)此分析ATP與腺嘌呤核糖核苷酸有何關(guān)系？提示：ATP去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分即為腺嘌呤核糖核苷酸。[跟隨名師·解疑難]1．ATP的元素組成與結(jié)構(gòu)2．ATP與核苷酸的關(guān)系

3．ATP的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系

(1)ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證了細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)相對穩(wěn)定的能量供應(yīng)庫。ATP中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵容易水解和形成，可保證ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定和能量的持續(xù)供應(yīng)。

(2)ATP在供能中處于核心地位，許多能源物質(zhì)中的能量需轉(zhuǎn)移到ATP中才能為生命活動(dòng)供能。在生命活動(dòng)中，ATP中的能量可轉(zhuǎn)化為不同形式的能量。

[特別提醒]

①DNA和RNA的組成中的A表示腺嘌呤這種堿基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖與腺嘌呤的組合體。

②ATP結(jié)構(gòu)簡式中的“－”是普通的化學(xué)鍵，所含能量較少，“～”表示的是高能磷酸鍵，水解時(shí)釋放的能量較多。[自讀教材·夯基礎(chǔ)]光合作用呼吸作用呼吸作用3．ATP的利用[填空]①細(xì)胞的

；②生物發(fā)電、發(fā)光；③肌肉收縮；④大腦思考；⑤細(xì)胞內(nèi)的各種

。主動(dòng)運(yùn)輸吸能反應(yīng)1．ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的，如成年人細(xì)胞內(nèi)ADP和ATP的總量僅為2～10mg，而一個(gè)正常成年人在靜止?fàn)顟B(tài)下24h將有40kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化。為滿足能量需要，分析生物體是如何解決這一矛盾的？提示：ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化是十分迅速的，且物質(zhì)可以重復(fù)利用，因此，能滿足生命活動(dòng)對能量的需要。2．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過程是否是可逆反應(yīng)？(從反應(yīng)條件、能量來源和去向、反應(yīng)進(jìn)行的場所分析)提示：不是。ATP合成的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體及葉綠體，能量來源是化學(xué)能或光能；ATP水解的場所是各種需能部位，能量來源于高能磷酸鍵。[跟隨名師·解疑難](2)圖示2：(3)ATP在生物體內(nèi)含量很低，但是ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量總是處于動(dòng)態(tài)平衡中。2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化分析反應(yīng)式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP類型水解反應(yīng)合成反應(yīng)條件水解酶合成酶場所活細(xì)胞內(nèi)多種場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量轉(zhuǎn)化放能吸能能量來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中據(jù)此可知：ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化并不是簡單的可逆反應(yīng)。[特別提醒]生物體內(nèi)ATP“取之不盡，用之不竭”的原因在于ATP與ADP的迅速轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過程中，物質(zhì)是重復(fù)利用的，而不是生物體內(nèi)ATP含量很高。[例1]

ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式可表示為A－P～P～PB．組成ATP的化學(xué)元素是C、H、O、N、PC．圖中虛線部分的名稱是腺苷D．圖中①處的化學(xué)鍵斷裂，ATP轉(zhuǎn)化為ADP[思路點(diǎn)撥][精講精析]選項(xiàng)分析A項(xiàng)正確ATP的結(jié)構(gòu)簡式表示為A－P～P～PB項(xiàng)正確由圖可知，ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素C項(xiàng)正確腺苷是由腺嘌呤和核糖連接而成的，圖中虛線部分為腺苷D項(xiàng)錯(cuò)誤ATP水解時(shí)，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵易斷裂，即②處的化學(xué)鍵斷裂[答案]

D

A．①過程和②過程所需的酶都是一樣的

B．①過程的能量供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用，②過程的能量來自糖類等有機(jī)物的氧化分解

C．①過程和②過程時(shí)刻發(fā)生，處于動(dòng)態(tài)平衡之中

D．ATP中的能量可來源于光能、熱能，也可以轉(zhuǎn)化為光能、熱能[思路點(diǎn)撥]

[精講精析]

①過程為水解酶催化的水解反應(yīng)，②過程為合成酶催化的合成反應(yīng)；①過程釋放的能量可供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用，②過程的能量來源于呼吸作用中糖類等有機(jī)物的氧化分解，在綠色植物中還可來源于光合作用吸收并轉(zhuǎn)化的光能；生物體內(nèi)ATP的水解與合成時(shí)刻發(fā)生，處于動(dòng)態(tài)平衡之中；ATP中的活躍化學(xué)能可來源于光能，但不能來源于熱能；ATP中的活躍化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?、熱能、機(jī)械能、電能等多種形式的能。

[答案]

C下列過程中能使細(xì)胞內(nèi)ADP的含量增加的是(

)A．H2O進(jìn)入根毛細(xì)胞B．肺泡中的O2進(jìn)入血液C．腸道中甘油進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞D．胰島細(xì)胞分泌胰島素解析：ATP水解供能，會(huì)使ADP含量增加，選項(xiàng)A、B、C都不消耗ATP。胰島細(xì)胞分泌胰島素消耗能量。答案：D1．驗(yàn)證ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。2．探究螢火蟲的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系。

典例剖析在自然界中生物的發(fā)光現(xiàn)象普遍存在，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究螢火蟲的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)材料：螢火蟲的熒光器曬干后研成的粉末、ATP粉末、蒸餾水、大小相同的小燒杯若干、大小相同的試管若干、標(biāo)簽紙若干及實(shí)驗(yàn)所需其他材料。

(1)實(shí)驗(yàn)步驟：

①配制不同濃度的ATP溶液，置于小燒杯中，貼上標(biāo)簽；

②將__________________________分成若干等份，分別放入試管中，貼上標(biāo)簽；

③在每支試管中加入_____________________；

④觀察發(fā)光現(xiàn)象并記錄。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)測及結(jié)論：現(xiàn)象預(yù)測結(jié)論①發(fā)光現(xiàn)象隨ATP濃度升高而增強(qiáng)①熒光強(qiáng)度與ATP濃度____________②發(fā)光現(xiàn)象隨ATP濃度升高而__________②熒光強(qiáng)度與ATP濃度____________③__________________③熒光強(qiáng)度與ATP濃度無關(guān)

[解析]

為了探究螢火蟲的發(fā)光強(qiáng)度與ATP濃度的關(guān)系，首先應(yīng)配制一系列不同濃度的ATP溶液，隨后將等量的熒光器曬干后研制的粉末放入上述溶液中，觀察不同濃度ATP溶液中粉末的發(fā)光情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有3種可能：①隨ATP濃度增大，發(fā)光現(xiàn)象增強(qiáng)，可說明熒光強(qiáng)度與ATP濃度成正比。

(3)實(shí)驗(yàn)討論：

①最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是哪一個(gè)？____________。

②螢火蟲發(fā)光是____________________能轉(zhuǎn)變成____________________________________能的過程。

②隨ATP濃度增大，發(fā)光現(xiàn)象減弱，可說明熒光強(qiáng)度與ATP濃度成反比。

③隨ATP濃度增大，發(fā)光現(xiàn)象無變化，可說明熒光強(qiáng)度與ATP的濃度無關(guān)。實(shí)驗(yàn)最可能