資源簡介

《細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用》
“ATP”章節(jié)重點(diǎn)歸納&典例示范
【基礎(chǔ)歸納】
【ATP的組成及結(jié)構(gòu)】
ATP 的組成
元素組成：由C、H、O、N、P 5 種元素組成，與核酸的元素組成相同。
ATP 的結(jié)構(gòu)（如圖所示）
結(jié)構(gòu)簡式
A—P ～ P ～ P
【特別提醒】
（1）ATP 脫去一個磷酸基團(tuán)后成為ADP，再脫去一個磷酸基團(tuán)就成為RNA 的基本組成單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，簡稱AMP（也叫一磷酸腺苷）。
（2）ATP ≠能量，ATP 是一種物質(zhì)，不是能量。在ATP 的化學(xué)鍵中儲存著能量。
ATP 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
不穩(wěn)定：在有關(guān)酶的催化作用下，末端磷酸基團(tuán)會離開ATP與其他分子結(jié)合，從而釋放能量，供生命活動需要，也容易形成而儲存能量。
高能量： ATP 是一種不穩(wěn)定的高能磷酸化合物。
ATP 與DNA、RNA、核苷酸的聯(lián)系
ATP 與 DNA、RNA、核苷酸的結(jié)構(gòu)中都含有“A”，但 在不同物質(zhì)中“A”表示的含義不同，如圖所示。
ATP 中的A 為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。
DNA 分子中的A 為腺嘌呤脫氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成。
RNA 分子中的A 為腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成。
核苷酸中的A 為腺嘌呤。
典例示范
在如下圖所示四種化合物的化學(xué)組成中， “○”中所對應(yīng)的含義最接近的是 （　）
A. ①和②　B. ②和③　C. ③和④　D. ①和④
【答案】D
下圖表示 ATP 的結(jié)構(gòu)簡圖。據(jù)圖分析錯誤的是 （ ）
圖中 A 代表的是腺嘌呤　
B. 圖中 b、c 代表的是一種特殊的化學(xué)鍵
C. 水解時 c 鍵更容易斷裂　　
D. 圖中 a 內(nèi)的五碳糖是脫氧核糖
【答案】D
ATP 是細(xì)胞的能量“通貨”。下列有關(guān) ATP的敘述，正確的是 （　　）
ATP 含有 C、 H、O、 N、P 元素
B. ATP 中的 A 代表腺嘌呤
C. ATP 中含有三個特殊的化學(xué)鍵
D. ATP 中的 T 代表胸腺嘧啶
【答案】A
ATP 是直接為細(xì)胞生命活動提供能量的有機(jī)物。關(guān)于ATP 的敘述，錯誤的是（　　）
A. 酒精發(fā)酵過程中有ATP 生成
B. ATP 可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量
C. ATP 中高能磷酸鍵（特殊的化學(xué)鍵）水解可釋放能量
D. ATP 由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成
【答案】D
在有關(guān)DNA 分子的研究中，常用32P 來標(biāo)記DNA 分子。用α、β 和γ 表示ATP 或dATP（d 表示脫氧）上三個磷酸基團(tuán)所處的位置（A—Pα ～ Pβ ～ Pγ 或dA—Pα ～ Pβ ～ Pγ）。回答下列問題：
（1）某種酶可以催化ATP 的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA 末端上，同時產(chǎn)生ADP。如果要用該酶把32P 標(biāo)記到DNA 末端上，那么帶有32P 的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP 的
　　　　（填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用帶有32P 的dATP 作為DNA 生物合成的原料，將32P 標(biāo)記到新合成的DNA 分子上，則帶有32P 的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP 的 　　　 　（填“α”“β”或“γ”）位上。
【答案】（1）γ　（2）α
【ATP的利用】
ATP 水解釋放能量的用途
電能：神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)，產(chǎn)生生物電。
滲透能：細(xì)胞的主動運(yùn)輸需要的能量。
化學(xué)能：生物體內(nèi)物質(zhì)的合成需要的能量，如蛋白質(zhì)的合成。
光能：螢火蟲發(fā)光需要的能量。
熱能：有機(jī)物氧化分解釋放的能量，一部分變成熱能。
怎樣理解 ATP 是細(xì)胞的能量“通貨”？
能量通過ATP 分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間利用和形成。因此，可以形象地把ATP 比喻成細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”。
怎樣理解 ATP是細(xì)胞內(nèi)“取之不盡”的直接 能源物質(zhì)？
ATP 是一種不穩(wěn)定的化合物，在細(xì)胞內(nèi)的含量很少。ATP 和ADP 在細(xì)胞內(nèi)能迅速轉(zhuǎn)化，ATP 水解直接為生命活動提供能量，產(chǎn)生ADP 和Pi，ADP 和Pi 接受細(xì)胞代謝（主要是呼吸作用）產(chǎn)生的能量迅速合成ATP。
典例示范
下列生命活動中不需要 ATP 提供能量的是（　　）
A. 葉肉細(xì)胞合成的糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)
B. 吞噬細(xì)胞吞噬病原體的過程
C. 淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖
D. 細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈
【答案】C
下列有關(guān) ATP 的敘述，正確的是 （　）
A. ATP 轉(zhuǎn)化成 ADP 的過程會產(chǎn)生水
B. 細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般與 ATP 的水解相聯(lián)系
C. 1 分子 ATP 徹底水解后得到 3 分子磷酸、1 分子腺苷
D. 細(xì)胞中所有需要能量的生命活動都由 ATP 直接供能
【答案】B
下列關(guān)于 ATP 的敘述，正確的是 （　）
A. ATP 脫去 2 分子磷酸的剩余部分是構(gòu)成DNA 分子的基本單位之一
B. 植物只能通過光合作用合成 ATP
C. 大腦在思考問題時，伴隨著 ATP 與ADP 的相互轉(zhuǎn)化
D. 長期不進(jìn)食的病人，細(xì)胞中 ATP 與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡
【答案】C
1. 細(xì)胞內(nèi)ATP 的含量總是處于動態(tài)的平衡中，這對生物的意義是（　　）
A. 構(gòu)成了生物體內(nèi)穩(wěn)定的供能環(huán)境
B. 保證了生物體內(nèi)的能量供應(yīng)
C. 使生物體內(nèi)的能量不至于流失
D. 保證了生物體總是處于生長狀態(tài)
【答案】B
在人的骨骼肌細(xì)胞中，ATP 的含量僅夠劇烈運(yùn)動時3 s 以內(nèi)的能量供給。某運(yùn)動員參加短跑比賽過程中，ATP 的相對含量隨時間的變化如圖 所示，請據(jù)圖回答下列問題。
（1）B → C 過程中，ATP 含量增加，說明 　 加強(qiáng)，釋放出更多的能量，供ADP 合成ATP 使用，以補(bǔ)充細(xì)胞中的ATP。
（2）從整條曲線來看，肌細(xì)胞中ATP 的含量不會降為零，說明 　　　　　　。
【答案】（1）呼吸作用　（2）ATP 的合成和分解是同時進(jìn)行的
【ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化】
ATP 水解釋放能量
ATP 合成儲存能量
過程
ATP 與 ADP 的相互轉(zhuǎn)化
反應(yīng)式： ATP ADP+Pi+ 能量。
相互轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)
1. ATP 和ADP 的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生且處于動態(tài)平衡之中。
2. 細(xì)胞內(nèi)ATP 和ADP 相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性。
【特別提示】 　
ATP 在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，但ATP 與ADP 在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化十分迅速，使細(xì)胞內(nèi)ATP 的含量保持相對穩(wěn)定。
典例示范
下圖中甲是生命活動的直接能源物質(zhì)，下列敘述正確的是（ ）
A. 在人體細(xì)胞進(jìn)行主動運(yùn)輸?shù)倪^程中，乙的含量會明顯增加
B. 丁由腺嘌呤和脫氧核糖組成，而戊可用于甲的合成
C. 丙是 RNA 基本組成單位之一
D. 黑暗條件下，植物細(xì)胞中不可以發(fā)生乙→甲過程
【答案】 C
下圖中 1 為 ATP 的結(jié)構(gòu)簡圖，2 為 ATP 與ADP 相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。以下說法錯誤的是 （　）
圖 1 中的 A 與 ATP 分子中的 A 為同一種物質(zhì)
B. 圖 2 中反應(yīng)向右進(jìn)行時，圖 1 中的 c 斷裂并釋放能量
C. 酶 1 和酶 2 的作用機(jī)理都是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能
D. ATP 與 ADP 的快速相互轉(zhuǎn)化依賴于酶的高效性
【答案】 A
下圖是ATP 與ADP 之間的轉(zhuǎn)化圖，由此可確定（　　）
A. A 為ADP，B 為ATP
B. 能量1 和能量2 來源相同
C. 酶1 和酶2 是同一種酶
D. X1 和X2 是同一種物質(zhì)
【答案】 D
下列有關(guān)“ATPADP+Pi + 能量”的敘述，正確的是（　　）
A. 反應(yīng)向左進(jìn)行和向右進(jìn)行時所需的酶是一樣的
B. 反應(yīng)向右進(jìn)行時釋放能量，向左進(jìn)行時儲存能量
C. 整個反應(yīng)是一個動態(tài)平衡的過程
D. 植物細(xì)胞和動物細(xì)胞中發(fā)生這種反應(yīng)的生理過程都一樣
【答案】B
【知識拓展】
【ATP與ADP轉(zhuǎn)化過程不可逆】
項(xiàng)目 ATP 的合成 ATP 的水解
產(chǎn)生場所 僅具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生 活細(xì)胞（不考慮哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等）都能產(chǎn)生
反應(yīng)式 ADP+Pi+ 能量ATP ATPADP+Pi+ 能量
所需酶 ATP 合成酶 ATP 水解酶
能量來源 光能（光合作用）、化學(xué)能（呼吸作用） 高能磷酸鍵中的能量
能量去路 形成高能磷酸鍵 用于各項(xiàng)生命活動
反應(yīng)場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 生物體的需能部位
結(jié)論 ATP 和ADP 相互轉(zhuǎn)化時，反應(yīng)所需要的酶、能量的來源和去路、反應(yīng)的場所不同，因此兩者的轉(zhuǎn)化不是可逆的，從兩者相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式來看，物質(zhì)是可逆的， 但能量是不可逆的
【思維誤區(qū)】
誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP
生命活動需要消耗大量能量，但細(xì)胞中ATP 含量很少。由于ADP、Pi 等可重復(fù)利用，只要提供能量（光能或化學(xué)能），生物體就可以不斷合成ATP，滿足生物體生命活動的需要。
【特別提示】
判斷一個化學(xué)反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)，不僅要看反應(yīng)物和產(chǎn)物是否相同，還要看反應(yīng)的條件、場所是否相同。
典例示范
下圖表示生物體內(nèi)發(fā)生的兩個化學(xué)反應(yīng)，請判斷下列相關(guān)說法中正確的是（　　）
A. ATP 分子水解時，圖中所示的化學(xué)鍵③④最易斷裂
B. 圖中酶1 和酶2 的化學(xué)本質(zhì)相同，但是兩者的種類不同
C. 細(xì)胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP 的合成相聯(lián)系
D. ATP 與ADP 間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制只發(fā)生在真核細(xì)胞內(nèi)
【答案】B
【各類能源物質(zhì)及關(guān)系】
能源物質(zhì)類型
各類能源物質(zhì)之間的關(guān)系（如圖）

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