資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高一生物（2019人教版）必修1同步教案
5.2 細胞的能量“貨幣”ATP
學習目標 素養目標
1．說出ATP的結構。 2．闡述ATP與ADP之間的相互轉化。 3．舉例說明ATP在細胞代謝中的作用。 1．生命觀念——認知ATP在細胞生命活動中的作用與其結構特點的關系。 2．科學思維——結合ATP和ADP的相互轉化模型，認識ATP在細胞中作為能量“貨幣”的原因。
分點突破(一)　ATP是一種高能磷酸化合物
基礎·
1．中文名稱：腺苷三磷酸。
2．結構簡式：A－P～P～P。
符號含義
3．特點
(1)高能量
ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物，含有2個特殊的化學鍵，儲存大量能量。
(2)能量易釋放
ATP的化學性質不穩定，這是由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥，即末端磷酸基團具有較高的轉移勢能。在有關酶的催化作用下，末端磷酸基團脫落，釋放出大量能量。
4．功能：是驅動細胞生命活動的直接能源物質。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．據圖分析ATP的結構和特點：
(1)說出ATP的元素組成。
提示：C、H、O、N、P。
(2)圖示a處應為“—H”還是“—OH”？為什么？
提示：圖示a處應為“—OH”，因為該五碳糖為“核糖”。
(3)若1分子ATP完全水解，可得到的物質有哪些？
提示：1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸。
2．ATP中的“A”與堿基中的“A”是同一種物質嗎？為什么？
提示：不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤＋核糖)；在堿基中，“A”代表腺嘌呤。
二、在“系統思維”中提能
1．ATP與核苷酸的關系
2．ATP結構與功能的關系
(1)ATP的結構特點保證了細胞內有一個相對穩定的能量供應鏈。ATP中遠離腺苷的特殊的化學鍵容易水解和形成，可保證細胞內ATP含量的相對穩定和能量的持續供應。
(2)ATP為細胞內流通的能量“貨幣”，糖類、脂肪等能源物質中的能量需要轉移到ATP分子中才能為生命活動供能；同時，ATP分子中的能量又可以轉化為多種不同形式的能量。
應用·
1．下列關于ATP的敘述，正確的是(　　)
A．ATP中的“A”表示腺嘌呤，“T”表示磷酸基團
B．腺苷三磷酸的結構可簡寫為A～P—P
C．ATP是細胞內的直接能源物質
D．ATP和酶一樣具有催化作用
解析：C　ATP中的“A”表示腺苷，“T”表示3，“P”表示磷酸基團，A錯誤；腺苷三磷酸的結構可簡寫為A—P～P～P，B錯誤；ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質，C正確；ATP不具有催化作用，D錯誤。
特別提醒
(1)ATP≠能量，ATP是一種物質，不是能量，能量儲存在ATP中。
(2)ATP脫去一個磷酸基團成為ADP，再脫去一個磷酸基團就成為RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，簡稱AMP。
(3)ATP的結構特點可總結為“一個腺苷、兩個特殊化學鍵、三個磷酸基團”。
2．如圖為ATP分子的結構圖，a、b、c表示相應的結構，①②表示化學鍵。下列敘述正確的是(　　)
A．a表示腺嘌呤，b表示腺苷
B．化學鍵①與化學鍵②斷開時所釋放的能量不同
C．化學鍵②的形成所需的能量都來自化學能
D．化學鍵②中能量的釋放往往與吸能反應相關聯
解析：D　a表示腺苷，b表示腺嘌呤核糖核苷酸，A錯誤；化學鍵①和化學鍵②都為特殊的化學鍵，斷開時所釋放的能量相同，B錯誤；化學鍵②的形成過程是ATP合成的過程，所需的能量來自光能或者化學能，C錯誤；化學鍵②中能量的釋放過程是ATP水解的過程，往往與吸能反應相關聯，D正確。
3．在ATP、DNA、RNA、核苷酸的結構中都有“A”，如圖所示，圓圈中的“A”依次表示(　　)
A．腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤、腺苷
B．腺嘌呤、腺嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤
C．腺苷、腺嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤
D．腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤脫氧核苷酸、腺嘌呤
解析：C　由題圖可知：①中圓圈中的A為腺苷，由腺嘌呤和核糖結合而成；②中圓圈中的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；③中圓圈中的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；④中圓圈中的A為腺嘌呤。
分點突破(二)　ATP與ADP可以相互轉化
基礎·
1．過程
(1)釋放能量：ATPADP＋Pi＋能量。
(2)儲存能量：ADP＋Pi＋能量ATP。
2．能量的來源及去路
3．原因及特點
(1)原因：ATP分子中遠離A的那個特殊的化學鍵很容易水解。
(2)特點：時刻不停地發生并且處于動態平衡之中。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．ATP在細胞內的含量是很少的，如成年人細胞內ADP和ATP的總量僅為2～10 mg，而一個正常成年人在靜止狀態下24 h，有40 kg的ATP發生轉化。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在細胞內的相互轉化是十分迅速的，且物質可以重復利用，因此，能滿足生命活動對能量的需要。
2．如圖為細胞中ATP與ADP相互轉化示意圖，探究回答下列問題：
(1)催化①②過程的酶的功能及合成場所均不相同嗎？為什么？
提示：①②過程分別表示ATP的合成及水解，因此催化①②過程的酶的功能不同，但合成場所相同(均為核糖體)。
(2)ATP水解所需的酶和能量來源分別是什么？
提示：水解酶。遠離A的特殊化學鍵。
(3)ATP與ADP的相互轉化過程中物質和能量是否可以循環利用為什么？
提示：物質可以循環利用，如ADP、Pi和H2O是可以循環利用的；能量不可以循環利用，ATP水解轉化成ADP時釋放的能量供各種生命活動利用，不能再重復利用。
二、在“系統思維”中提能
1．ATP與ADP相互轉化的原因
2．ATP與ADP間的相互轉化過程不可逆
反應式 ATPADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP ATP
類型 水解反應 合成反應
場所 活細胞內多種場所 細胞質基質、線粒體、葉綠體
能量轉化 放能——與吸能反應相聯系 儲能——與放能反應相聯系
能量來源 特殊的化學鍵 有機物和光能
能量去向 用于各項生命活動 儲存于ATP中
綜上所述，ATP和ADP相互轉化的過程應理解為“物質是可逆的，能量是不可逆的”或解釋為“物質是可以循環利用的，能量是不能循環的”。
3．ATP與ADP的相互轉化具有普遍性
ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，在所有生物的細胞內都是一樣的，這體現了生物界的統一性。
應用·
1．(2021·江蘇揚州高一期末)ATP與ADP的相互轉化在活細胞中永無休止。下列關于細胞內ATP的敘述，正確的是(　　)
A．ATP的化學性質很穩定
B．ATP中的“A”代表腺嘌呤
C．ATP在細胞中含量很少
D．ATP的結構簡式可表示為A～P～P～P
解析：C　ATP的化學性質不穩定，易水解和合成，A錯誤；ATP中的“A”代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，B錯誤；ATP在細胞中含量很少，但轉化迅速，C正確；ATP的結構簡式可表示為A－P～P～P，D錯誤。
2．(2022·浙江溫州高一月考)如圖①②代表物質M、N相互轉化的過程，則(　　)
A．螢火蟲體內的能量c可來源于光能
B．吸能反應一般和M的合成相聯系
C．能量d用于過程①時大部分以熱能形式散失
D．M、N的相互轉化是生物界共有的能量供應機制
解析：D　能量c為合成ATP的能量，螢火蟲體內的能量c只能來源于呼吸作用釋放的化學能，A錯誤；吸能反應一般和M(ATP)的水解相聯系，B錯誤；能量d用于各種生命活動，不用于過程①，C錯誤；ATP和ADP的相互轉化是生物界共有的能量供應機制，D正確。
3．生物體內能量代謝中ATP的合成和利用過程如圖所示。以下說法錯誤的是(　　)
A．動植物體內都有呼吸作用為ATP的合成提供能量
B．①過程和②過程的酶和場所不相同
C．c表示吸收的能量，d表示釋放的能量，兩者形式相同
D．ATP在活細胞中含量很少，但轉化速度很快
解析：C　動植物體內都能進行呼吸作用，從而為ATP的合成提供能量，A正確。①過程是ATP的合成，②過程是ATP的水解，所需的酶和場所不同，B正確。ATP合成過程中吸收的能量形式主要有光能、有機物中的化學能；ATP水解過程中釋放的能量用于生物體的各項生命活動，能量的形式有很多，如電能、光能、機械能等，C錯誤。ATP是高能磷酸化合物，化學性質不穩定，在活細胞中含量很少，但轉化速度很快，D正確。
特別提醒
(1)ATP在體內的含量很少，但ATP與ADP在細胞內的轉化十分迅速，使細胞內ATP含量保持相對穩定。
(2)ATP并非細胞生命活動唯一的直接供能物質，只是絕大多數生命活動的直接能源物質，除此之外，還存在其他的直接供能物質。
(3)ATP的合成場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體。
分點突破(三)　ATP的利用
基礎·
1．ATP水解釋放的能量用于各項生命活動
(1)實例
(2)ATP為主動運輸供能的過程分析
①Ca2＋主動運輸的載體蛋白也是催化ATP水解的，膜內側的Ca2＋與其載體結合時激活該酶，將ATP水解。
②ATP水解時，脫離下來的磷酸基團與載體蛋白結合即載體蛋白的磷酸化。
③載體蛋白磷酸化導致其空間結構發生變化。
2．ATP是細胞內流通的能量“貨幣”
(1)吸能反應一般與ATP水解相聯系；放能反應一般與ATP合成相聯系，示意圖如下
(2)能量通過ATP在吸能反應和放能反應之間流通。
深化·
一、在“思考探究”中解惑
1．就細胞中的吸能反應和放能反應各舉出一個實例，并說明這些實例分別與ATP和ADP的相互轉化有什么關系。
提示：吸能反應，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應需要消耗能量，是吸能反應，這一反應所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放的能量來提供的。放能反應，如丙酮酸的氧化分解能夠釋放能量，是放能反應，這一反應所釋放的能量除以熱能形式散失外，還用于ADP轉化為ATP的反應，儲存在ATP中。
2．同樣是能源物質，ATP與葡萄糖具有不同的特點。請你概括出ATP具有哪些特點。
提示：在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有兩個特點：一是ATP分子中含有的化學能比較少，一分子ATP轉化為ADP時釋放的化學能大約只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活躍的化學能，而葡萄糖分子中所含的是穩定的化學能。葡萄糖分子中穩定的化學能只有轉化為ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞利用。
二、在“系統思維”中提能
1．細胞中絕大多數需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的
ATP中的化學能各種形式的能量各項生命活動
化學能→電能 用于大腦思考和神經傳導
化學能→化學能 用于細胞內各種吸能反應(如物質合成)，用于主動運輸
化學能→機械能 用于肌肉收縮
化學能→電能、光能 用于生物發電、發光
化學能→熱能 維持體溫
2．生物體內的能源物質總結
(1)能源物質：糖類、脂肪、蛋白質、ATP。
(2)主要能源物質：糖類。
(3)儲能物質：脂肪、淀粉(植物細胞)、糖原(動物細胞)。
(4)主要儲能物質：脂肪。
(5)直接能源物質：ATP。
(6)最終能量來源：太陽能。
應用·
1．如圖為ATP與ADP相互轉化的關系式，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．②過程一般與放能反應相聯系
B．人體細胞中①過程一般與細胞呼吸相聯系
C．②過程能直接為蛋白質合成提供能量
D．圖示的能量供應機制體現了生物界的統一性
解析：A　②過程是ATP轉化成ADP的過程(ATP水解)，一般與吸能反應相聯系，A錯誤；①過程是ADP轉化成ATP的過程(ATP合成)，該過程所需要的能量對人而言，一般來自細胞進行呼吸作用時有機物分解所釋放的能量，B正確；蛋白質合成需要能量，②過程(ATP水解)可以直接為蛋白質合成提供能量，C正確；圖示的ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，體現了生物界的統一性，D正確。
2．(2021·江蘇鹽城高一期末)下列能使細胞中ADP含量增加的是(　　)
A．萎蔫的青菜放在清水中變得堅挺
B．葡萄糖進入哺乳動物紅細胞
C．氨基酸被小腸上皮細胞逆濃度梯度吸收
D．性激素進入靶細胞
解析：C　萎蔫的青菜放入清水中，水分子通過自由擴散進入細胞，不消耗能量，A錯誤；葡萄糖進入哺乳動物紅細胞屬于協助擴散，不消耗能量，B錯誤；氨基酸被小腸上皮細胞逆濃度梯度吸收屬于主動運輸，需消耗ATP，ADP增加，C正確；性激素進入靶細胞屬于自由擴散，D錯誤。
3．ATP是生物體內重要的能源物質。在高等動物體內發生的反應如圖所示，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．AMP可以作為合成ADP及RNA的原料
B．甲過程中釋放的能量可以用于螢火蟲發光或肌肉收縮
C．丁過程中合成ATP所需的能量可以來自光合作用和呼吸作用
D．催化乙過程和丙過程的酶肯定不是同一種酶
解析：C　由題圖可知，AMP可以形成ADP，而AMP是腺嘌呤核糖核苷酸，也是RNA的基本組成單位之一，所以AMP可作為合成ADP及RNA的原料，A正確；甲過程中，ATP水解釋放的能量可用于各項生命活動，如肌肉收縮、螢火蟲發光等，B正確；在高等動物體內，合成ATP所需的能量只能來自呼吸作用，C錯誤；因為酶具有專一性，所以催化乙過程和丙過程的酶肯定不是同一種酶，D正確。
易錯提醒
合成ATP的能量來源可以是呼吸作用和光合作用，而對動物、人、真菌和大多數細菌來說，合成ATP的能量來源是呼吸作用中有機物氧化分解釋放的能量。
4．某人腦溢血后導致右側肢體偏癱，為盡快改善患者的新陳代謝，恢復其右手書寫能力，在治療時可用下列哪種方法輔助治療(　　)
A．靜脈滴注葡萄糖溶液
B．口服鈣片
C．服用多種維生素液
D．肌肉注射ATP制劑
解析：D　ATP是人體生命活動的直接能源物質。在實際生活中，常作為一種藥品，有提供能量和改善患者新陳代謝狀況的作用，常用于輔助治療肌肉萎縮、心肌炎等疾病。
網絡構建(一圖串盡主干知識)
[課時跟蹤檢測]
[基礎鞏固練]
知識點一　ATP的結構
1．ATP分子在細胞內能夠釋放能量和儲存能量，從結構上看，其原因是(　　)
①腺苷很容易吸收能量和釋放能量　②三個磷酸基團很容易從ATP上脫離和結合　③遠離腺苷的磷酸基團很容易從ATP上脫離，使ATP轉變成ADP　④ADP可以迅速地與磷酸結合，吸收能量形成特殊的化學鍵，使ADP轉變成ATP
A．①③ B．③④
C．②④ D．①④
解析：B　從ATP的結構簡式A—P～P～P可知，分子中含有兩個特殊的化學鍵。腺苷不能吸收能量和釋放能量，①錯誤；第三個磷酸基團很容易從ATP上脫離和結合，②錯誤；在酶的作用下，遠離腺苷A的磷酸基團很容易從ATP上脫離，使ATP轉變成ADP，③正確；ADP可以迅速地與磷酸基團結合，吸收能量形成第二個特殊的化學鍵，使ADP轉變成ATP，④正確。
2．如果測得ATP分子中一個特殊的化學鍵的化學能是8p，那么，一個ATP分子中的磷酸鍵所含的化學能應該是(　　)
A．8p B．16p
C．大于16p小于24p D．24p
解析：C　ATP中含有1個普通化學鍵和2個特殊的化學鍵，所以一個ATP分子中磷酸鍵所含的化學能多于2個特殊的化學鍵的化學能(16p)，少于3個特殊的化學鍵的化學能(24p)。
3．(2021·河北滄州高一期中)如圖表示生命活動的直接能源物質ATP的結構式，其中能作為RNA的基本單位的是(　　)
A．① B．②
C．③ D．④
解析：B　圖中①②③④分別表示腺苷、AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)、ADP和ATP，其中②(腺嘌呤核糖核苷酸)是組成RNA的基本單位之一。
4．(2021·江蘇宿遷高一期末)下列關于ATP的描述正確的是(　　)
A．ATP分子的組成元素是C、H、O、P
B．①代表特殊的化學鍵，可用“～”表示
C．②代表ATP中的“A”，表示腺嘌呤
D．ATP水解轉移的基團是—OPO
解析：B　ATP分子的組成元素是C、H、O、N、P，A錯誤；①代表磷酸鍵，為特殊的化學鍵，可用“～”表示，B正確；②代表ATP中的“A”，表示腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，C錯誤；ATP水解轉移的是一個磷酰基(—PO 32-)，而不是磷酸基(—OPO32-)，D錯誤。
知識點二　ATP與ADP的相互轉化
5．如圖為細胞中ATP與ADP相互轉化示意圖，有關敘述錯誤的是(　　)
A．在一個活細胞中，時刻進行著過程①和②
B．過程①和②也可以發生在同一個細胞器內
C．過程①中需要的能量不是過程②釋放的
D．維持人體體溫的熱能主要來自過程②中的能量
解析：D　活細胞中生命活動時刻需要消耗ATP提供的能量，需要時刻合成ATP；ATP合成和水解可以發生在同一細胞器中，如葉綠體等；ATP合成所需的能量來自光合作用吸收和細胞呼吸釋放的能量，而不是來自ATP水解釋放的能量；維持人體體溫的熱能來自體內有機物氧化分解釋放的化學能。
6．下列有關酶和ATP的敘述，錯誤的是(　　)
A．絕大多數酶合成的場所是核糖體
B．葡萄糖進入小腸上皮細胞時會使細胞內ADP的含量增加
C．ATP的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要ATP供能
D．哺乳動物成熟的紅細胞產生ATP不消耗氧氣
解析：C　絕大多數酶的化學本質是蛋白質，少數酶的化學本質是RNA，因此絕大多數酶合成的場所是核糖體，少數酶的合成場所是細胞核，A正確；葡萄糖進入小腸上皮細胞的方式是主動運輸，需要消耗能量，因此會使細胞內ADP的含量增加，B正確；ATP在合成時一定需要酶的催化，但酶發揮催化作用時不一定需要ATP供能，C錯誤；哺乳動物成熟的紅細胞無線粒體，只能通過無氧呼吸產生ATP，D正確。
7．ATP是細胞的能量“貨幣”，是生命活動的直接能源物質，如圖為ATP結構和ATP與ADP相互轉化的關系式。下列說法錯誤的是(　　)
A．圖1中的A代表腺苷，b、c為特殊的化學鍵
B．圖2中反應向右進行時，圖1中的c鍵斷裂并釋放能量
C．ATP與ADP快速轉化依賴于酶的催化作用具有高效性
D．酶1和酶2催化作用的機理是降低反應的活化能
解析：A　題圖1中的A代表腺嘌呤，b、c為特殊的化學鍵，A錯誤；題圖2中反應向右進行時，題圖1中的c鍵斷裂并釋放能量，B正確；ATP與ADP快速轉化依賴于酶的催化作用具有高效性，C正確；酶催化作用的機理是降低化學反應的活化能，D正確。
8．下列有關“a.ATP―→ADP＋Pi＋能量”“b.ADP＋Pi＋能量―→ATP”的敘述，正確的是(　　)
①a、b反應過程分別表示能量的釋放利用和儲存過程
②生物細胞內的b過程所需要的能量來自呼吸作用
③a和b在活細胞中永無休止地循環進行，保證了生命活動的順利進行
④a反應中的“能量”一般不能用于推動b反應的進行
⑤a、b反應過程從物質角度看是可逆的，但從能量角度看是不可逆的
A．①②③④ B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②④⑤
解析：C　a過程是ATP水解，b過程是ATP合成，分別表示能量的釋放利用和儲存過程，①正確；動物細胞中b過程所需要的能量來自呼吸作用，植物細胞中b過程所需要的能量來自呼吸作用和光合作用，②錯誤；a和b在活細胞中永無休止地循環進行，保證了生命活動的順利進行，③正確；a反應中的“能量”一般不能用于推動b反應的進行，④正確；a、b反應過程從物質角度看是可逆的，但從能量角度看是不可逆的，⑤正確。
知識點三　ATP的功能
9．(2021·江蘇南京高一檢測)蛋白質的磷酸化與去磷酸化被比喻為一種分子開關，分子開關的機理如圖所示，形成有活性的蛋白質是一個磷酸化的過程，即“開”的過程，形成無活性的蛋白是一個去磷酸化的過程，即“關”的過程。下列有關分子開關的說法錯誤的是(　　)
A．細胞呼吸產生的ATP可以用于分子開關中蛋白質的磷酸化過程
B．分子開關可能是通過改變蛋白質的空間結構來實現“開”和“關”的
C．蛋白質去磷酸化過程是一個放能反應的過程，釋放的能量有一部分可用于合成ATP
D．蛋白質磷酸化過程是一個吸能反應，與ATP的水解相聯系
解析：C　通過圖示可知，細胞呼吸產生的ATP可以用于分子開關中蛋白質的磷酸化過程，形成有活性的蛋白，A正確；ATP將蛋白質磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白質，同時蛋白質的空間結構發生改變，當磷酸化的蛋白質上的磷酸基團脫落時會發生形狀改變，因此分子開關可能是通過改變蛋白質的空間結構來實現“開”和“關”的，B正確；蛋白質去磷酸化過程釋放的能量不能用于合成ATP，C錯誤；通過圖示可知，蛋白質磷酸化過程需要消耗ATP，是一個吸能反應，與ATP的水解相聯系，D正確。
[素養提升練]
10．(多選)如圖為ATP分子結構式。下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖中五碳糖為核糖
B．1個ATP分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成
C．該分子中2個特殊的化學鍵容易斷裂
D．ATP中的能量可來自光能和化學能，也可轉化為光能和化學能
解析：AD　圖中五碳糖為核糖，A錯誤；1個ATP分子由1個腺苷(腺嘌呤和核糖組成)和3個磷酸基團組成，B錯誤；該分子中只有1個特殊的化學鍵容易斷裂，C錯誤；ATP中的能量可來自光能和化學能，也可轉化為光能和化學能，D正確。
11．(多選)(2021·江蘇蘇州高一期末)如圖1為ATP的結構簡圖，圖2為ATP與ADP相互轉化的關系式，下列說法錯誤的有(　　)
A．ATP中的五碳糖為核糖，b、c為特殊的化學鍵
B．圖1的“A”與ATP中的“A”為同一種物質
C．ATP與ADP相互轉化屬于可逆反應
D．圖2中ADP轉化為ATP的能量來自光合作用、細胞呼吸
解析：BC　由圖分析，ATP中的五碳糖為核糖，b、c為特殊的化學鍵，A正確；圖1中字母A代表的是腺嘌呤，ATP分子中的A是腺苷，B錯誤；ATP與ADP相互轉化不屬于可逆反應，因為此過程物質可逆，而能量不可逆，且所需要的酶不同，C錯誤；圖2中ADP轉化為ATP的能量可來自光合作用吸收的光能或細胞呼吸作用釋放的有機物中的化學能，D正確。
12．(多選)(2022·山東濟南高一月考)酶是細胞代謝不可缺少的催化劑，ATP是生命活動的直接能源物質。如圖是ATP逐級水解的過程圖，其中③是腺苷，⑤是能量。下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖中①含有一個特殊的化學鍵
B．圖中②是組成RNA的基本單位之一
C．酶催化反應的實質是降低化學反應的活化能
D．酶a～c催化的反應中(底物的量相同)，Ⅲ過程釋放⑤最多
解析：ABC　分析圖示可知：①為ATP水解得到的ADP，只含有一個特殊的化學鍵，A正確；②為ATP水解兩次得到的腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)，是RNA的基本組成單位之一，B正確；酶和其他催化劑的作用一樣，都是降低化學反應的活化能，酶降低活化能的作用更顯著，C正確；Ⅰ和Ⅱ過程斷裂的都是特殊的化學鍵，釋放能量多，Ⅲ過程斷裂的是一般化學鍵，故釋放能量最少的過程是Ⅲ，D錯誤。
13．1997年，諾貝爾化學獎的一半授予了美國的保羅·波耶爾和英國的約翰·沃克，以表彰他們在研究ATP如何利用能量進行自身再生方面取得的成就。回答下列問題：
(1)ATP的中文名稱是________，其中A代表________，A中含有的單糖是________，P代表________。
(2)ATP的元素組成是________，若用15N標記ATP，將會在________(填化學結構)中出現15N。
(3)在生物體內，ATP水解成ADP時，釋放的能量直接用于各種________反應；ADP合成為ATP所需的能量來自各種________反應，所以ATP是細胞內的________。
解析：(1)ATP的名稱是腺苷三磷酸，其中A表示腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，P表示磷酸基團。(2)ATP的組成元素是C、H、O、N、P，ATP中的N存在于腺苷的腺嘌呤中，所以若用15N標記ATP，將會在腺嘌呤中出現15N。(3)ATP水解釋放大量能量，釋放的能量直接用于各種吸能反應；ATP合成時需要吸收能量，由各種放能反應提供，所以ATP是細胞內的能量“貨幣”。
答案：(1)腺苷三磷酸　腺苷　核糖　磷酸基團　(2)C、H、O、N、P　腺嘌呤　(3)吸能　放能　 能量“貨幣”
14．ATP是細胞內絕大多數生命活動的直接能源物質，回答下列問題：
(1)ATP的合成一般與________(填“吸能”或“放能”)反應相關聯，生物體對ATP的需求較大，但細胞內ATP的含量較少，細胞能滿足生物體對ATP的需求的主要原因是________
__________________________________________________________________。
(2)綠色植物葉肉細胞內合成ATP的途徑有__________________。
(3)利用“熒光素—熒光素酶生物發光法”對市場中臘肉含細菌多少進行檢測，步驟如下：
第一步：將臘肉進行一定的處理后放入發光儀(測定發光強度的儀器)反應室內，加入適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進行反應；
第二步：記錄發光強度并計算ATP含量；
第三步：測算出細菌數量。
①熒光素接受________提供的能量后就被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發出熒光。
②根據發光強度可以計算出ATP的含量，原因是發光強度與ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。
③根據ATP含量可大致測算出細菌數量的依據是每個細菌細胞中ATP含量____________
____________________________________________________________。
解析：(1)ATP的合成需消耗能量，故一般與放能反應相關聯。生物體對ATP的需求較大，細胞內ATP的含量較少，但ATP與ADP的轉化速率較快，所以可以滿足生物體對ATP的需求。(2)綠色植物葉肉細胞內合成ATP的途徑有光合作用和細胞呼吸。(3)①熒光素接受ATP提供的能量后就被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發出熒光。②熒光素在熒光素酶和ATP等物質的參與下可進行反應發出熒光，發光強度與ATP的含量成正比，所以根據發光強度可以計算出ATP的含量。③每個細菌細胞中ATP含量大致相同且相對穩定，故可根據ATP含量大致測算出細菌數量。
答案：(1)放能　ATP與ADP的轉化速率較快　(2)細胞呼吸、光合作用　(3)①ATP　②正比　③大致相同且相對穩定
15．請回答下列有關ATP的問題：
(1)人的骨骼肌細胞中，ATP含量僅夠劇烈運動時3 s以內的能量供給。運動員參加短跑比賽過程中，肌細胞中ATP的相對含量隨時間的變化如圖所示。圖中a→b的變化過程，說明ATP被水解，釋放的能量用于______________________；b→c過程中，ATP含量增加說明______________加強，釋放更多________，供ADP形成ATP，以補充細胞中的ATP含量；從整個曲線來看，肌細胞中ATP的含量不會降為零，說明________________________________
________________________________________________。
(2)純凈的ATP呈白色粉末狀，能夠溶于水，作為一種藥物常用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病。ATP片劑可以口服，注射液可供肌肉注射或靜脈滴注。據此，可知在人體消化道中____________(填“存在”或“不存在”)ATP水解酶；ATP的藥用效果是____________________；生物體內合成ATP的生理過程有____________、___________。
解析：(1)由題圖可知，0～3 s內ATP含量下降是由于短跑過程中肌肉收縮等生命活動過程消耗ATP，而b→c過程中，ATP含量增加是由于細胞呼吸產生的能量一部分形成ATP。生物體內ATP的含量很少，但能通過和ADP的相互轉化維持含量的動態平衡，所以肌細胞中ATP的含量不會降為零。(2)由題干信息“ATP片劑可以口服”可知，人體消化道內沒有使ATP水解的酶。由題干ATP可以治療的相關疾病判斷，ATP的藥效是直接為生命活動提供能量。生物體內合成ATP的生理過程包括光合作用、呼吸作用。
答案：(1)肌肉收縮等生命活動　呼吸作用　能量　ATP的生成和水解是同時進行的　(2)不存在　直接為生命活動提供能量　光合作用　呼吸作用

展開更多......

收起↑