课件53张PPT。第 2 节
细胞的能量“通货”——ATP一、ATP分子中具有高能磷酸键
1.ATP的名称与简式：
(1)中文名称：三磷酸腺苷。
(2)结构简式：__________。
(3)符号含义A：_____
P：_________
～：________________
腺嘌呤A-P～P～P腺苷核糖磷酸基团高能磷酸键2.ATP中的高能磷酸键：
(1)数量：____。
(2)释放的能量：30.54 kJ/mol。
3.功能：ATP是细胞内的一种_________化合物，为细胞生命
活动直接供能。2个高能磷酸二、ATP和ADP可以相互转化
1.过程：
(1)释放能量：ATP ____+Pi+能量。
(2)储存能量：ADP+Pi+能量 ____。ADPATP2.能量的来源及去路：呼吸作用光合作用ADP3.原因及特点：
(1)原因：ATP分子中______________________很容易水解。
(2)特点：时刻不停地发生并且处于_________之中。远离A的那个高能磷酸键动态平衡三、ATP的利用
1.列举利用ATP的实例：主动运输思考吸能2.ATP是细胞内流通的能量“通货”：
(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系。
吸能反应：一般与__________相联系
放能反应：一般与__________相联系
(2)能量通过________在吸能反应和放能反应之间循环流通。ATP的水解ATP的合成ATP分子1.思考辨析下列说法的正误。
(1)ATP的结构简式为A～P—P—P。( )
(2)ATP和葡萄糖一样可以直接为生命活动提供能量。( )
(3)生物体中含有大量的ATP为生命活动提供能量。( )
(4)ATP和ADP的相互转化是与吸能反应和放能反应联系在一起的。( )答案：(1)×。分析：ATP的结构简式为A-P～P～P。
(2)×。分析：ATP是直接供能物质而葡萄糖不是。
(3)×。分析：生物体中ATP是直接供能物质，在生物体内含量很少，与ADP不断地相互转化。
(4)√。2.一分子ATP中含有腺苷、磷酸基团的数目依次是( )
A.1、2 B.1、3 C.2、3 D.2、2
【解析】选B。由ATP的结构简式A—P～P～P可知，一分子ATP含有1个腺苷(A)，2个高能磷酸键(～)，3个磷酸基团(P)。3.下列有关ATP的描述中，错误的是( )
A.有3个高能磷酸键 B.高能磷酸键容易断裂
C.ATP和ADP可以相互转化 D.有2个高能磷酸键
【解析】选A。ATP分子中含有2个高能磷酸键；高能磷酸键容易断裂，特别是远离腺苷的那个高能磷酸键更容易断裂；ATP和ADP之间可以相互转化。4.高等植物体内产生ATP的生理过程有( )
A.呼吸作用、自由扩散 B.呼吸作用、蒸腾作用
C.光合作用、主动运输 D.光合作用、呼吸作用
【解析】选D。高等植物能进行呼吸作用和光合作用，这两个过程都会产生ATP。5.ATP形成ADP时最先断裂的是( )
A.腺苷与磷酸的结合键
B.两个高能磷酸键
C.靠近腺苷的那个高能磷酸键
D.远离腺苷的那个高能磷酸键
【解析】选D。ATP分解为ADP的过程中，最容易断裂的是远离腺苷的那个高能磷酸键。6.运动员在百米冲刺阶段，肌肉细胞内的直接能源物质是
( )
A.蛋白质 B.脂肪
C.腺苷 D.三磷酸腺苷
【解析】选D。ATP是直接能源物质，它可以转化成运动所需要的能量。一、ATP的结构和生理功能
1.ATP的元素组成与结构：
(1)图解：(2)说明：ATP的结构特点可用“一、二、三”来记忆，即一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基团。2.不同物质中“A”代表的含义：3.ATP的结构与功能的相互关系：
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。【点拨】关于ATP结构的两点警示
(1)ATP是一种物质，而不是能量，能量储存在ATP的高能磷酸键中。
(2)ATP中含有三个磷酸基团，而不是三个高能磷酸键。【拓展深化】各种“能源”比较【微思考】
(1)ATP与组成RNA的基本单位存在什么关系？
提示：ATP分子脱去两个磷酸基团后是RNA的基本组成单位腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)1分子ATP会彻底分解为哪些物质？
提示：1分子腺嘌呤，1分子的核糖，3分子的磷酸。1.(ATP分子的结构组成)下列关于ATP的叙述，错误的是( )
A.ATP中含有C、H、O、N、P五种元素
B.动植物、细菌和真菌细胞中ATP的结构都相同，说明了生物界具有统一性
C.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一种物质【解题关键】明确：ATP的组成元素及其中A、T、P三个字母的含义。
【解析】选C。ATP由C、H、O、N、P五种元素组成，它在动植物、细菌和真菌中的结构都相同，由1个腺苷和3个磷酸基团组成，A表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，若去掉两个磷酸基团，则形成腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位；DNA和RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤。2.(ATP功能特点)ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是( )
①腺苷很容易吸收能量和释放能量
②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合
③第三个磷酸基团(远离腺苷的那个)很容易从ATP上脱离，使ATP转化为ADP，同时释放能量
④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)，使ADP转化成ATP
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④【解题关键】解答本题的突破口：
在理解ATP结构的基础上，分析ATP释放能量和储存能量与高能磷酸键的关系。
【解析】选C。ATP含有三个磷酸基团，一个普通化学键、两个高能磷酸键，ATP水解时第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)最易断裂，储存在高能磷酸键中的能量释放出来，ATP转化为ADP。在有关酶的催化下，ADP与Pi结合，吸收能量，又可形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)，ADP又转化为ATP。【延伸探究】
(1)题1中ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，哪些物质也是由这五种元素组成的？举例说明。
提示：核酸和磷脂等。
(2)题2中高能磷酸键与普通化学键从水解放能多少上看有什么不同？
提示：高能磷酸键水解时释放出的化学能是普通化学键释放化学能的2倍以上。【变式训练】
1.有关ATP的叙述，错误的是( )
A.高能磷酸键储存的能量多且很不稳定
B.ATP分子中，其相邻的两个磷酸基团之间的化学键称为高能磷酸键
C.合成ATP所需的能量一定来自呼吸作用
D.A表示腺苷，T表示三个
【解析】选C。远离腺苷的高能磷酸键最容易断裂；ATP中A表示腺苷，T表示三个，其中三个磷酸基团之间含有两个高能磷酸键；绿色植物细胞合成ATP所需能量也可以来自光合作用。2.(2014·冀州高一检测)对人体细胞内ATP的描述，正确的是
( )
A.ATP是一种低能磷酸化合物
B.ATP中含有一个高能磷酸键
C.ATP的化学性质很稳定
D.ATP与ADP可以相互转化
【解析】选D。ATP是含有两个高能磷酸键的高能化合物，它的化学性质不稳定。ATP与ADP之间可以相互转化。二、ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
生物体内ADP与ATP可以相互转化，但反应是不可逆的。如下图：1.ATP的合成需要满足的条件：
(1)原料：ADP和Pi。
(2)能量。
(3)ATP合成酶。
2.ADP、ATP、Pi三种物质可反复循环利用，故上述过程中的物质是可逆的，能量是不可逆的，整个反应是不可逆的。【点拨】
(1)ATP并不是生物体唯一的直接供能物质，只是绝大多数生物的直接供能物质，还存在其他直接供能物质。
(2)生物体的生命活动需要的能量并不是完全由ATP提供的，如植物对水分吸收和运输的能量来自蒸腾拉力。【微思考】
(1)为什么ATP适于做能量流通的“货币”？
提示：因为ATP分子结构相对简单，远离腺苷的高能磷酸键能够不断水解和重新合成，所以能够满足生物体代谢过程中对能量的需要。
(2)ATP水解释放的能量能转化成热能、光能等，ATP储存的能量能来自热能、光能吗？
提示：ATP储存的能量可以由光能转化而来，但不能由热能转化而来。1.(ATP与ADP之间的转化关系)(2014·景德镇高一检测)下列对
ADP+Pi+能量 ATP反应式中“能量”相关的叙述，正确的
是( )
A.向右反应需要的能量可来自细胞内蛋白质的水解
B.向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解
C.向左反应产生的能量可用于氧气的吸收
D.向左反应产生的能量可用于细胞对水的吸收【解题关键】解答本题需要明确：
(1)ATP的水解是与吸能反应联系的；
(2)ATP的合成是与放能反应相联系的。
【解析】选B。蛋白质的水解过程需要吸收能量；葡萄糖参与了细胞呼吸分解过程，产生的能量用于ATP的形成；向左反应释放的能量，可以用于生命的需能反应，但氧气和水的吸收不需要能量。2.(ATP的利用)在水深200 m的深海，光线极少，能见度极低，一般动物极难生存。有一种电鳗有特殊的适应性，能通过自身发出高达5 000 V的生物电，击昏敌害，获取食物，保护自己。电鳗生物电的直接来源是( )
A.葡萄糖氧化分解 B.氨基酸氧化分解
C.脂肪的氧化分解 D.ATP的水解【解题关键】解答本题需明确以下三点：
(1)ATP是生物体的直接供能物质。
(2)脂肪是细胞内良好的储能物质。
(3)脂肪、葡萄糖中的能量需转化成ATP中的能量后才能被直接利用。
【解析】选D。电鳗放电是一种生命活动，其电能也是由生命活动的直接能源物质ATP水解释放的能量转化而来的。葡萄糖、氨基酸、脂肪的氧化分解均能释放能量，但它们分解所释放的能量必须储存在ATP中才能被生物体直接利用。【延伸探究】
(1)题1 C、D项中，用什么方式吸收氧气和水？
提示：自由扩散。
(2)题2 A项中葡萄糖是如何提供能量的？
提示：葡萄糖在氧化分解过程中释放能量，一部分满足生命活动需要，另一部分以热能形式散失。【变式训练】
1.下列关于ATP和ADP相互转化的叙述，正确的是( )
A.ATP和ADP相互转化是一种可逆反应
B.植物细胞只能利用光能将ADP转化为ATP
C.ATP转化成ADP时，所有的高能磷酸键都断裂
D.活细胞中ATP与ADP之间的相互转化时刻发生【解析】选D。ATP与ADP相互转化是不可逆的，因为所需要的酶不同，场所和能量的来源均不同；植物细胞可以利用光能或化学能合成ATP；在ATP转化成ADP的过程中只有远离腺苷的高能磷酸键断裂；由于细胞对ATP的需求量较大，而ATP的含量较低，所以ATP与ADP之间要不停地相互转化。2.在生物体的下列生理活动过程中，没有ADP生成的是( )
A.白细胞吞噬病原体
B.人红细胞对葡萄糖的吸收
C.用脑思考问题
D.番茄根细胞对Mg2+的吸收
【解析】选B。“没有ADP生成”也就是没有消耗ATP(能量)。人红细胞对葡萄糖的吸收方式为协助扩散，不消耗能量。胞吞、思考问题、主动运输都要消耗ATP。【拓展深化】ATP转化成的其他形式的能量
1.机械能：生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运动所消耗的就是机械能。例如，纤毛和鞭毛的摆动、肌肉收缩等。
2.电能：生物体内神经冲动的传导和某些生物能够产生生物电，消耗的就是电能。
3.渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，消耗能量，而这些能量也来自于ATP。
4.化学能：生物体内物质的合成，小分子物质合成大分子物质，必须有直接或间接的能量供应。5.光能：例如，萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
6.热能：生物体内热能的形成来源于有机物的氧化分解。大部分的热能通过各种途径散失到外界环境中，只有一小部分用于维持体温。课题：概念原理分析类题目——ATP与ADP相互转化
【示范案例】下图是细胞内ATP与ADP相互转化的图示，请依图回答：(1)在人体内，图示左侧的能量来源于 ；右侧的能量用于 ，如(举一例)
。
(2)在植物体内，图示左侧的能量来源于 和
两个生理过程。
(3)催化两侧反应的酶 (填“是”或“不是”)同一种酶，理由是 。【审题】模板构建·思路导引
读题┄→结合题目中的图解，明确ADP和ATP相互转化过程需要一定的条件
找词┄→题中出现的核心关键词是“ATP与ADP相互转化”，并给出了转化图解
分析┄→ATP是一种高能磷酸化合物，其中的一个高能磷酸键容易断裂，伴随高能磷酸键的断裂，ATP转化为ADP，同时释放能量，供给生命活动直接利用；而ADP获得有机物氧化分解放出的化学能或光能，可以合成高能磷酸键，转化为ATP 【答题】规范答案·警示失误
(1)细胞呼吸 各项生命活动 肌肉收缩、大脑思考、蛋白质合成等
错答：第一空答为“细胞呼吸和光合作用”
错因：没有抓住题中的关键词“人体内”，而错答光合作用。
(2)光合作用 呼吸作用
(3)不是 酶具有专一性，而两侧反应不同
错答：第一空答为“是”
错因：①忽略了酶的专一性；②对ADP和ATP二者相互转化的理解存在误区，误认为二者是可逆反应，所需的酶相同。【解析】(1)ADP→ATP的过程需要能量，在人体内，能量来自于细胞呼吸；ATP→ADP的过程放出能量，供给生命活动直接利用。
(2)在植物体内，除呼吸作用过程合成ATP外，光合作用过程也可以合成ATP。
(3)ADP和ATP的相互转化不是可逆反应，ADP→ATP的过程为合成反应，而ATP→ADP的过程为分解反应，酶具有专一性，所以催化反应的酶不同。【类题试解】有关反应“ATP ADP+Pi+能量”的叙述中，
错误的是( )
A.在氨基酸合成蛋白质过程中伴随①过程的进行
B.该反应中物质是可逆的，能量是不可逆的
C.①②反应在活细胞中循环流通保证了生命活动的顺利进行
D.细胞中所有ATP均来自细胞呼吸【解析】选D。在氨基酸合成蛋白质过程中，需要消耗能量，该能量由ATP分解提供。在ATP和ADP的相互转化过程中，物质是可逆的，但能量来源不同，是不可逆的。生命活动需要能量，能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通，保证了生命活动的顺利进行。对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，细胞中的ATP均来自细胞呼吸；但对于绿色植物来说，ATP除来自细胞呼吸外，还来自光合作用。课件28张PPT。第2节 细胞的能量“通货”
——ATP 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支试管中,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟后荧光消失。AB这个实验能说明什么问题 ?生物的生命活动ATP能量储存 释放能量可以直接进行？能源物质1．简述ATP的化学组成、结构简式和特点。
（重点）
2．分析ATP与ADP之间的相互转化。
3．解释ATP在能量代谢中的作用。A—P～P～P腺苷一、ATP的结构“一二三”巧记ATP结构：1个腺苷，2个高能磷酸键，3个磷酸基团。A-P～P ～PATP ATP是高能磷酸化合物。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol。 ATP在生物体内的含量较低。对于人来说，体内的ATP只能满足人体进行3秒钟的运动。（1）不能认为ATP中的A表示
腺嘌呤，A表示的是腺苷。
（2）不能认为腺苷是RNA的
基本组成单位之一，由腺苷
和一分子磷酸基团连接形成的腺嘌呤核糖核苷酸才是RNA的基本组成单位之一。【点拨】【例1】下列关于ATP分子的叙述正确的是( )
A.A表示的是腺嘌呤
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P 5种元素
C.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似
D.1 mol ATP水解，能释放出30.54 kJ的能量，这些能量贮存在2个高能磷酸键中B【解题关键】解答本题的关键是：①明确ATP分子结构简式中各字母的含义及ATP的元素组成；②明确高能磷酸键中所贮存的能量值为30.54 kJ/mol。【解析】根据ATP分子的结构简式可知，A表示的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，故A项错误；ATP分子中含有C、H、O、N、P5种元素，故B项正确；T表示的不是胸腺嘧啶而是指三，故C项错误；ATP分子中有2个高能磷酸键，只有远离腺苷的那个易断裂、易形成，故ATP水解时释放出的能量应是贮存在1个高能磷酸键中的能量，D项错误。二、ATP和ADP可以相互转化ATPADP + Pi+能量1.转化过程2.ADP转化成ATP时所需能量的主要来源动物和人等绿色植物能量呼
吸
作
用呼
吸
作
用光
合
作
用ADP +Pi+ATP 酶动物、人等:通过呼吸作用分解有机物释放的能量绿色植物:呼吸作用和光合作用合作探究：ATP与ADP的相互转化可以看成是化学上的可逆反应吗？为什么？请试着从多个方面来说明。【例2】ATP是细胞中的能量通货，下列关于ATP的叙
述中不正确的是( )
A.人在饥饿时，ATP可水解为1个腺苷和3个磷酸基团
B.ATP中的“A”与ATP彻底水解后生成的“A”表示不同物质
C.ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能
D.1个ATP分子脱去2个磷酸基团可用于形成RNA的原料A【解析】ATP只有2个高能磷酸键，一般可水解产生1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团，不会产生3个磷酸基团；光合作用和细胞呼吸都产生ATP，ATP中的能量能转化为光能和化学能；1个ATP分子脱去2个磷酸基团后即腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料。【解题关键】本题主要考查ATP的结构组成及功能，解答本题从以下三个方面突破：①ATP的组成成分；
②ATP的结构简式及各字母代表的含义；
③ATP是吸能反应和放能反应的纽带。 用于大脑思考 用于生物发电发光 用于细胞的主动运输、细胞的生长分裂等用于维持体温恒定三、ATP的利用 用于各种运动，
如肌细胞收缩ATPATP机械能（如肌细胞收缩）渗透能（如主动运输）电能（如电鳗放电）光能（如萤火虫发光）转
化
为葡萄糖+果糖→蔗糖酶化学能（如蛋白质合成）思考：
ATP水解释放的能量能转化成热能、光能等，ATP储存的能量能来自热能和光能吗？
提示：不能。ATP储存的能量可以由光能转化而来，但不能由热能转化而来。四、理解ATP是细胞的能量“通货”（直接能源）1.需(吸)能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。
2.放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。不要因为ATP是直接能源物质就认为细胞中的ATP含量很高。ATP全称：三磷酸腺苷结构简式： A-P～P～P形成途径：与ADP相互转化：利用：各种形式的能量光合作用呼吸作用ATP ADP+Pi+能量酶I酶II1.ATP中大量化学能储存在( )
A．腺苷内 B．磷酸基团内
C．腺苷与磷酸基团连接键内 D．高能磷酸键内 D2.ATP 之所以作为能量的直接来源，是因为（ ）
A.ATP 在细胞内数量很多
B.ATP 中的高能磷酸键很稳定
C.ATP 中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定
D.ATP 是生物体内惟一可以储存能量的化合物 C3.高等植物体内产生ATP的生理过程有（??? ）
A.呼吸作用、渗透作用
B.呼吸作用、蒸腾作用
C.光合作用、呼吸作用
D.光合作用、主动运输C4.对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，
以下提法正确的是（ ）
A.物质是可逆的，能量是不可逆的
B.物质和能量都是可逆的
C.物质和能量都是不可逆的
D.物质是不可逆的，能量是可逆的酶酶A5.ATP和ADP的相互转化可表示为：
请结合所学知识，回答下列问题：
（1）ATP的中文名称是____，结构简式为___，简式中的A代表___，P代表_______，3个ATP含有_______个高能磷酸键。（2）上述反应中的酶Ⅰ和酶Ⅱ__（填“相同”“不同”）。
（3）在植物细胞内，形成ATP的生理过程有___作用和_____作用；在动物细胞内，形成ATP的生理过程为___作用。【解析】（1）ATP是三磷酸腺苷，结构简式为A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸基团，每个ATP中含有2个高能磷酸键，所以3个ATP中含有6个高能磷酸键。
（2）ATP与ADP可以相互转化，但不是可逆反应，因为两者中酶不同。
（3）植物中产生ATP的过程为光合作用和呼吸作用，动物中只有呼吸作用产生ATP。
答案:（1）三磷酸腺苷 A—P～P～P 腺苷 磷酸基团 6 （2）不同 （3）光合 呼吸 呼吸如果你希望成功，那么就要以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。温馨提示：
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课时提升作业(十五)
细胞的能量“通货”——ATP
(20分钟 50分)
一、选择题(共6小题，每小题4分，共24分)
1.下图表示ATP的结构，其中表示高能磷酸键的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【解析】选A。高能磷酸键位于磷酸基团之间，图中①②位置表示高能磷酸键。
2.下列关于ATP中A和P代表含义的说法，正确的是( )
A.A代表腺嘌呤，P代表磷酸
B.A代表腺苷，P代表磷酸基团
C.A代表腺苷，P代表磷酸
D.A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团
【解析】选B。ATP是三磷酸腺苷的简称，其中的A代表腺苷，T代表三，P代表磷酸基团，磷酸分子用Pi表示。
【误区警示】本题易错选C，误认为ATP中的P代表磷酸。
3.(2013·包头高一检测)ATP与ADP相互转化反应式正确的是( )
A.ADP+PiATP
B.ATP+PiADP
C.ADP+Pi+能量ATP
D.ATP+Pi+能量ADP
【解析】选C。ADP合成ATP时，需要Pi、酶和能量；ATP分解需要酶，产物是ADP、Pi，而且ATP和ADP可以相互转化。
4.(2013·汕头高一检测)下列关于ATP的描述正确的是( )
A.细胞中只有ATP可直接提供能量
B.ATP中的高能磷酸键储存的能量多且很稳定
C.细胞中ATP含量很少，但总是处于动态平衡之中
D.动植物、真菌以及大多数细菌中ATP的能量来源是呼吸作用
【解析】选C。细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的，而且ATP在生物体中含量很少，是由于高能磷酸键非常活跃，处于不断地分解与合成的动态平衡之中；绿色植物细胞合成ATP的能量来源是呼吸作用和光合作用。
5.(2013·扬州高一检测)下面关于ATP的叙述，错误的是( )
A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B.ATP合成所需的能量由磷酸提供
C.ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸
D.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
【解析】选B。ATP是细胞内的直接能源物质，细胞膜、细胞质和细胞核中都有ATP的分布。ATP分子是由一个腺嘌呤、一个核糖和三个磷酸基团组成的，所以ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。正常的细胞中，ATP和ADP时刻进行着相互转化，所以ATP与ADP的比值在一定范围内变化。ATP合成时所需要的能量来自呼吸作用中分解有机物所释放的能量和光合作用中光能转化成的电能。
6.关于ATP与ADP相互转化的叙述，正确的是( )
A.物质和能量的变化是可逆的
B.物质和能量的变化均不可逆
C.保证了机体对能量的需求
D.物质变化不可逆，能量变化可逆
【解析】选C。ATP和ADP的相互转化之所以是不可逆的，其原因是酶不同、能量的来源和去向不同、场所不同，而物质是可以重复使用的，所以ATP是能量“通货”。
二、非选择题(共2小题，共26分)
7.(14分)下图表示ATP水解产生ADP的过程。请回答下面的问题：
(1)图中A表示 ，P代表 ，如果ATP脱去2个磷酸基团后可作为 (物质)基本结构单位中的一种。
(2)图中①为 ，其中蕴藏着 。
(3)图中②为 的过程，其作用是 。
【解析】根据ATP的结构简式可知A代表腺苷、P是磷酸基团，①是高能磷酸键，ATP去掉2个磷酸基团后就是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA基本结构单位的一种。高能磷酸键的水解为生命活动提供能量。
答案：(1)腺苷 磷酸基团 RNA
(2)高能磷酸键 大量化学能
(3)高能磷酸键水解释放能量 为生命活动提供能量
【方法规律】ATP分子结构简式的书写
A—P～P～P：“—”代表普通化学键，它紧跟在字母“A”之后，位于第一个“P”之前。“～”代表高能磷酸键，在ATP分子式中夹在三个“P”之间，共有两个。ATP分子中的能量绝大部分都储存在这两个高能磷酸键中。
8.(12分)(2013·舟山高二检测)在运动会比赛中检测运动员肌肉细胞中ATP的相对含量的变化，绘制成下图，请依图回答下列问题：
(1)肌细胞中的ATP主要来自 (生理过程)。
(2)A到B的变化过程，说明 ，释放的能量用于 。
(3)B到C的过程中，由于 等活动加强，释放更多的 供ADP形成ATP，以缓解细胞中ATP含量的不足。
(4)由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明?
。
【解析】(1)肌细胞中的ATP主要来自细胞呼吸。
(2)A→B曲线走势下降，说明ATP被水解利用，其释放的能量用于运动员肌肉收缩等生命活动。
(3)B→C曲线走势上升，说明细胞内的ADP又合成了ATP，其所需的能量主要来源于细胞呼吸。
(4)由整个曲线分析可以看出ATP含量保持相对稳定，说明ATP与ADP是可以相互转化的，并达到一个相对稳定的状态。
答案：(1)细胞呼吸
(2)ATP由于水解含量下降 肌肉收缩等生命活动
(3)细胞呼吸 能量
(4)ATP和ADP是可以相互转化的，并维持动态平衡
(30分钟 50分)
一、选择题(共5小题，每小题4分，共20分)
1.(2013·南昌高一检测)如图表示的是ATP和ADP之间的转化图，可以确定( )
A.a为ADP，b为ATP
B.能量1和能量2来源相同
C.酶1和酶2是同一种酶
D.C1和C2是同一种物质
【解析】选D。由图中能量的方向可以看出，a为ATP，b为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶；C1和C2是同一种物质Pi。
2.用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上甲、乙，各加入2 mL水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如下图：
由此分析得出的正确结论是( )
A.葡萄糖不是直接能源物质
B.葡萄糖氧化分解可产生ATP
C.ATP是直接能源物质
D.A项和C项
【解析】选D。两者对照可以说明ATP是直接能源物质，虽然葡萄糖中含有一定的能量，但是不能被萤火虫发光器研磨粉末利用，所以葡萄糖不是直接能源物质。
3.(2014·银川高一检测)ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是( )
A.在主动运输过程中，乙的含量会减少
B.丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一
C.丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成
D.甲→乙和乙→丙过程中，起催化作用的酶空间结构相同
【解析】选C。在主动运输的过程中，乙的含量会增加；丙中也含有磷酸键，但不是高能磷酸键，丙为腺嘌呤核糖核苷酸；丁由腺嘌呤和核糖组成，戊为磷酸，可用于甲的合成；甲→乙和乙→丙过程中，底物分别是甲和乙，所以底物不同起催化作用的酶空间结构也不相同。
4.(能力挑战题)(2013·保定高一检测)下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法正确的是( )
A.图1中的A代表腺苷，方框中的结构代表腺嘌呤核糖核苷酸
B.图2中反应向右进行时，图1中的b、c键断裂并释放能量
C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性
D.酶1和酶2催化作用的机理是降低化学反应的活化能，两者作用于同一种底物
【解析】选C。图1中A代表的是腺嘌呤，方框中的结构代表的是腺嘌呤核糖核苷酸；图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量；ATP和ADP的相互转化依赖于酶的高效性，但酶1和酶2不是同一种酶。
【误区警示】走出ATP的理解误区
误区
正确观点
一
含量高，才能满足需求
含量低，不断地产生，不断地被消耗
二
两个高能磷酸键都能释放能量
正常情况下，只有远离腺苷的那个高能磷酸键断裂释放能量
三
ATP的形成可利用所有形式的能
ATP的形成不能利用热能
5.(2014·九江高一检测)某同学对细胞内的葡萄糖、脂肪、ATP进行了如下总结，你认为合理的是(多选)( )
A.葡萄糖是生物体主要的能源物质
B.ATP分子中含有的化学能比葡萄糖的多
C.脂肪的氧化分解能生成ATP，脂肪的合成需消耗ATP
D.ATP在细胞内含量很少，但细胞内ATP和ADP之间的转化很迅速
【解析】选A、C、D。葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，有生命的燃料之称。1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量为2 870 kJ，ATP中高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol，故1 mol ATP分子含有的化学能小于葡萄糖的。脂肪作为主要储能物质，氧化分解释放的能量，部分用于合成ATP，部分以热能的形式散失掉；脂肪属于生物大分子，在合成时需消耗ATP。细胞内ATP和ADP之间的转化很迅速，保证了细胞能量的持续供应。
二、非选择题(共2小题，共30分)
6.(12分)下图是三磷酸腺苷的分子结构。请据图回答下列问题：
(1)每个分子的ATP是由 组成的。
(2)图中方框中的物质名称是 。
(3)ATP的分子结构简式可以写成 。
(4)当人体处于寒冷环境中时，骨骼肌会出现不自主的战栗，这时大量消耗的直接能源物质是( )
A.ATP B.肌糖原 C.磷酸 D.葡萄糖
【解析】1分子ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸组成的，可以简写成A-P～P～P，其中的A是由腺嘌呤和核糖构成的腺苷，即图中方框所示，ATP是生物体生命活动的直接能源物质。
答案：(1)1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸
(2)腺苷 (3)A-P～P～P (4)A
【延伸探究】
(1)请在图中用实线方框表示出一个腺嘌呤核糖核苷酸。
提示：
(2)在图中标出最易断裂的高能磷酸键。
提示：
【实验·探究】
7.(18分)为了探究肌肉收缩的直接能源是ATP还是葡萄糖，某研究性学习小组的同学利用下列实验材料进行了相关的探究活动。请回答相关问题。
(1)提出问题：肌肉是从ATP中还是从葡萄糖溶液中直接获得能量？
(2)作出假设：
① ；
② 。
(3)实验材料及用具：新鲜的骨骼肌标本、ATP溶液、葡萄糖溶液、蒸馏水、电极、滴管等。
(4)实验步骤：
①选取三个新鲜的相同的骨骼肌标本，分别标记为A、B、C。
②给A、B、C骨骼肌分别施加适宜的电刺激，直至骨骼肌不再收缩。
③给A标本滴加适量的蒸馏水，给B标本滴加 ，给C标本滴加等量的葡萄糖溶液。
④给A、B、C标本同时施加适宜的电刺激，观察 。
(5)预测结果及分析：
①给骨骼肌施加两次电刺激的目的是否相同？ 。原因为 。
②如果C标本收缩，A、B标本不收缩，则说明 。
③如果B标本收缩，A、C标本不收缩，则说明 。
【解析】(2)该实验为探究实验，假设就会有两种情况：肌肉直接从ATP中获得能量，或从葡萄糖溶液中获得能量。(4)实验体现了单一变量原则、对照原则和等量原则，实验变量为对骨骼肌标本的不同处理：滴加等量的蒸馏水(对照)、ATP溶液和葡萄糖溶液(实验)。(5)实验分析：第一次电刺激可以耗尽骨骼肌中的能量，使骨骼肌不再收缩，这体现了等量原则；第二次电刺激可以观察到骨骼肌收缩现象。骨骼肌能否发生收缩反应与直接能源物质有关，如果ATP是直接能源物质，滴加ATP溶液后骨骼肌就会收缩；如果葡萄糖是直接能源物质，滴加葡萄糖溶液后骨骼肌就会收缩。
答案：(2)肌肉收缩是从ATP中直接获得能量 肌肉收缩是从葡萄糖溶液中直接获得能量
(4)适量的ATP溶液 标本是否收缩
(5)①不同 第一次电刺激目的是消耗肌肉标本内的ATP，第二次电刺激目的是为了观察骨骼肌是否收缩 ②葡萄糖是直接能源物质 ③ATP是直接能源物质
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