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文本内容:
2019-2020年高中生物第四章光合作用和细胞呼吸
4.
1.1生命活动的能量“通货”-atp学案新人教版必修1目标导航
1.结合教材P63第一自然段,说出ATP的结构简式及其特点
2.结合教材P63图4-1,阐明ATP和ADP的相互转化
3.结合教材P64,举例说明ATP的利用,解释ATP是能量“通货”的含义
一、ATP的结构及特点阅读P
631.中文名称腺嘌呤核苷三磷酸
2.结构简式A—P~P~P,其中A代表腺嘌呤核苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键
3.特点1ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,含有两个高能磷酸键,其中储存大量能量2ATP的化学性质不稳定,在有关酶的催化作用下,末端的高能磷酸键易水解断裂,生成腺嘌呤核苷二磷酸ADP和无机磷酸Pi,同时释放出能量
二、ATP和ADP的相互转化阅读P63~
641.示意图
2.意义在生物体的能量转换和利用中,ATP起着关键的作用,它直接为生物体的各种需能反应提供能量可把ATP比作为生物体细胞中的能量“通货”
三、ATP的利用阅读P64图4—
21.机械能,如肌细胞的收缩等
2.电能,如神经传导冲动、电鳗放电等生物电现象
3.光能,某些细菌、真菌、原生生物和昆虫具有发光能力
4.化学能,如用于细胞的分裂、生长、主动运输、恒温动物维持体温等
一、ATP的结构和功能
1.ATP的分子组成图示1元素组成ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的,这与核酸的元素组成是相同的2结构组成可以用“
1、
2、3”来总结,1个腺嘌呤核苷通过2个高能磷酸键与3个磷酸基团结合而成
2.ATP结构与功能的关系ATPA—P~P~P中含有两个高能磷酸键~,其中远离A的那个高能磷酸键容易水解而断裂,释放出大量能量可被直接用于各项生命活动,即ATP是生命活动的直接能源物质
1.请分析下列化合物中“A”的含义,这些化合物中“A”是否代表同一物质?答案 1中A为腺嘌呤核苷即“腺嘌呤+核糖”,
2、3中的A均代表“腺嘌呤”
2.ATP中含有的五碳糖是哪种?答案 核糖
3.ATP彻底水解会得到哪些成分?答案 ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸
1.关于ATP的化学组成的说法中,正确的是 A.ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、PB.ATP中的A表示腺嘌呤C.含有三个高能磷酸键D.含有腺嘌呤和脱氧核糖问题导析 1组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P21分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子的磷酸组成ATP,其中含有两个高能磷酸键,A代表腺嘌呤核苷,由腺嘌呤和核糖组成答案 A一题多变判断正误1ATP中含有C、H、O、N、P五种元素 2动植物、细菌和真菌的细胞内都是以ATP作为能量“通货”的,说明了生物界具有统一性 3ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 4ATP是生命活动的直接能源物质 答案 1√ 2√ 3× 4√
二、ATP和ADP的相互转化及ATP的利用
1.ATP、ADP的相互转化比较项目ATP合成ATP水解反应式ADP+Pi+能量ATP ATPADP+Pi+能量场所线粒体、叶绿体、细胞质基质细胞内所有需要能量的结构条件由ATP合成酶催化由ATP水解酶催化能量来源合成ATP的能量主要来自光能光合作用和化学能细胞呼吸ATP水解释放的能量是储存在远离A的高能磷酸键中的能量能量去路储存在ATP中用于各项生命活动从上表比较内容分析ATP、ADP的相互转化不是可逆反应可以概括为“物质是可逆的,能量是不可逆的,酶也是不相同的”
2.ATP中能量的来源和去向
1.ATP在细胞的含量很少,如成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为2~10mg,而一个正常成年人在静止状态下24h消耗40kgATPATP在细胞中的含量并不多,为什么能为生命活动提供大量的能量?答案 ATP在细胞内的含量很少,但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速,所以可以为生命活动提供直接能源,也使细胞内ATP的含量总处在动态平衡之中
2.ATP和ADP相互转化反应式中的酶一样吗?答案 不一样ATP的分解是一种水解反应,催化该反应的酶属于水解酶,而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶属于合成酶
3.为什么说ATP是细胞内流通的能量“通货”?答案 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是ATP直接提供的ATP在能量转换中起着关键作用因此,可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”
2.关于“ATPADP+Pi+能量”的叙述中,正确的是 A.ATP与ADP是同一种物质的两种形态B.
①过程和
②过程发生的场所是一样的C.细胞内ATP含量很多,从而保证了生命活动所需能量的持续供应D.ADP、ATP的相互转化,使细胞内的ATP含量处于动态平衡之中问题导析 ATP、ADP是两种不同的物质;
①过程发生在细胞内需能部位,而
②过程发生在线粒体、叶绿体、细胞质基质等部位;ATP含量很少但在细胞内转化迅速答案 D一题多变判断正误1ATP脱去2分子磷酸的剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一 2绿色植物只在叶绿体中产生ATP 3大脑在思考问题时,伴随着ATP与ADP的相互转化 答案 1× 2× 3√
1.腺嘌呤核苷三磷酸的分子结构简式为 A.A—P—P—PB.A—P—P~PC.A—P~P~PD.A~P~P~P答案 C解析 要记住ATP的分子结构简式中高能磷酸键的表示方法
2.一分子ADP中,含有的腺嘌呤核苷、磷酸基团和高能磷酸键的数目依次是 A.
1、
2、2B.
1、
2、1C.
2、
1、2D.
2、
1、1答案 B解析 从ADP的分子结构简式中去分析
3.ATP转化为ADP可表示为下图,式中a和b分别代表 A.H2O、[H]B.Pi、H2OC.H2O、PiD.能量、Pi答案 C解析 ATP在水解时,远离A的那个磷酸基团就脱离下来,形成Pi,同时释放能量
4.下列关于细胞的能量“通货”——ATP的叙述,正确的是 A.ATP中的“T”代表胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸B.ATP中远离“A”的高能磷酸键易水解C.ATP的结构简式可表示为A—P—P—PD.细胞中ATP的含量少、化学性质十分稳定答案 B解析 ATP中的“T”代表3;ATP的结构简式是A—P~P~P;细胞中ATP的含量少、化学性质不稳定;ATP末端的高能磷酸键,水解时容易断裂
5.如图是腺嘌呤核苷三磷酸的分子结构,请回答下列问题1ATP的结构简式为________________,图中虚线部分的名称是________2一分子ATP可以看作是由________个磷酸分子、________个核糖分子和________个腺嘌呤缩合而成的3ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的____________水解,水解时释放的能量是生物体进行________、__________和________________等生命活动所需能量的直接来源答案 1A—P~P~P 腺嘌呤核苷23 1 13高能磷酸键 肌肉收缩 大脑思考 离子的主动运输基础巩固
1.在ATP分子中很容易断裂又很容易重新生成的化学键是如右图 A.
②B.
③C.
②③D.
①答案 B解析 ATP的化学性质不稳定在有关酶的催化作用下,ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易水解,生成ADP和磷酸,并且释放能量;反过来,在有关酶的催化作用下,ADP又可以接受能量,同时与一个游离的磷酸结合,重新生成ATP
2.下列关于ATP的表述,正确的是 A.ATP包括一分子的腺嘌呤和三个磷酸基团B.ATP和葡萄糖都是生命活动的直接能源C.因为生命不能缺少能量,所以ATP可以在细胞内大量储存D.某些疾病可以利用ATP药物进行辅助治疗答案 D解析 ATP可以作为药物辅助治疗某些疾病,如心肌炎
3.下列有关ATP的叙述,正确的是 A.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B.人体内成熟的红细胞中没有线粒体,不能产生ATPC.剧烈运动后,体内ATP的含量不会明显下降D.小麦根尖分生区细胞通过光合作用和呼吸作用产生ATP 答案 C解析 蓝藻细胞中无线粒体;ATP分子由一分子腺嘌呤核苷和三分子磷酸基团组成;人体内成熟红细胞进行无氧呼吸产生ATP,小麦根尖细胞不能进行光合作用
4.ATP在细胞内的含量及其生成速度分别为 A.很多、很快B.很少、很慢C.很多、很慢D.很少、很快答案 D解析 细胞内的ATP含量很少,但转化迅速,一直保持动态平衡
5.海洋中的电鳗有放电现象,其电能是 A.由有机物氧化分解释放的化学能转变而来的B.由热能转变而来的C.由光能转变而来的D.由ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来的答案 D解析 电鳗等动物体内可产生生物电,它们所做的电功消耗的就是电能,电能是由ATP提供的化学能转化而来的
6.下列有关“
①ATPADP+Pi+能量”、“
②ADP+Pi+能量ATP”反应的叙述中,正确的是 A.
①②在活细胞中永无休止地进行,保证了生命活动的顺利进行B.所有生物体内的
②过程所需要的能量都来自于呼吸作用C.当细胞吸收钾离子时,ATP的消耗量不变D.ATP与ADP相互转化的过程中,物质和能量的变化都是可逆的答案 A解析
②过程所需能量还可来自光合作用;K+的吸收为主动运输,消耗ATP;ATP与ADP的相互转化中,物质可逆,能量不可逆
7.新陈代谢的进行不仅需要酶,而且需要能量下列关于ATP的描述正确的是 A.ATP分子中含有3个高能磷酸键B.动物体内主要的储能物质是ATPC.ATP是生命活动的直接能源物质D.ATP的合成与分解都需要同一种酶的催化答案 C解析 ATP分子中有2个高能磷酸键,是生物的直接能源物质,其合成与分解分别需要合成酶和分解酶巩固提升
8.下图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图,相关叙述正确的是 A.过程
①不需要酶的催化B.过程
②发生高能磷酸键的断裂C.过程
①不能发生在线粒体中D.过程
②不能发生在叶绿体中答案 B解析 分析题图,过程
①为ATP形成过程,需要酶的催化;过程
②为ATP水解过程,远离A的高能磷酸键断裂,释放能量;线粒体是形成ATP的主要场所;叶绿体自身产生的ATP,供自身利用
9.ATP分子在细胞内能释放能量、储存能量,从结构上看以腺嘌呤核苷为基点,其原因是
①腺嘌呤核苷很容易吸收和释放能量
②第三个高能磷酸键极容易断裂和形成
③第三个磷酸很容易从ATP上脱离,第二个高能磷酸键断裂,使ATP转化为ADP
④ADP可以迅速与磷酸结合,吸收能量形成第二个高能磷酸键,使ADP转变为ATPA.
①③B.
②④C.
③④D.
①④答案 C解析 从ATP的分子结构简式可知,ATP分子中含有2个高能磷酸键当在酶作用下水解时,远离腺嘌呤核苷A的那个高能磷酸键第二个高能磷酸键断裂,形成ADP和Pi磷酸,并将储存的能量释放出来;当细胞内ATP含量过少时,ADP在另一种酶的作用下,接受能量,与一个磷酸结合,从而转化成ATP,此时接受的那部分能量则储存在远离腺嘌呤核苷A的那个高能磷酸键中该键在一定条件下很容易断裂或重新生成,从而保证了细胞能量的持续供应
10.在下列四种化合物的化学组成中,大圆圈中所对应的含义最接近的是 A.
①和
②B.
①和
④C.
③和
④D.
②和
④答案 B解析
①与
④中大圆圈是指腺嘌呤核糖核苷酸,
②中大圆圈是指腺嘌呤,
③中大圆圈是腺嘌呤脱氧核苷酸
11.如图所示ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图,据图完成下列问题11分子ATP中含有________个高能磷酸键2图中的a、b分别代表________、________3c指________________________4在动物肌细胞中,进行
②反应时,能量来自______________________________5
①②反应进行时所需要的酶一样吗?为什么?__________________________________________________________________________________________________________________________________________6进行
①反应时能量用于________,进行
②反应时能量用于____________,由此可见能量是________,物质是________答案 122呼吸作用 光合作用3各项生命活动4储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能5不一样,因为
①和
②是两个不同的反应,而酶具有专一性6合成ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的解析 1ATP的结构简式为A—P~P~P,故1分子ATP中含有2个高能磷酸键2合成ATP时的能量来源,绿色植物来自于光合作用和呼吸作用的生理过程中,动物和人则来自于进行呼吸作用时有机物的氧化分解3ATP水解释放的能量用于细胞的各项生命活动4
②反应为ATP的水解反应,释放的能量来自于储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能5由于酶具有专一性,对于不同的反应,所需酶的种类也不同6
①反应为ATP的合成反应,其能量储存在ATP中
②反应为ATP的水解反应,释放的能量用于生物体的各项生命活动在ATP与ADP的相互转化中,物质是可逆的,但能量不可逆
12.ATP是与能量代谢关系最为密切的化合物,请回答下列有关ATP的问题1写出在能量代谢过程中,ATP释放和储存能量的反应式____________________2在动物细胞内形成ATP所需要的能量主要来自________作用,在动物细胞的________________________________________________结构中能合成ATP3如果ATP分子去掉两个磷酸基团,则成为腺嘌呤核苷一磷酸,它是构成________的基本组成单位之一4用、、三种符号分别表示磷酸、核糖与腺嘌呤,试写出这三种分子在ATP中的连接方式______________________________答案 1ATPADP+Pi+能量2呼吸 线粒体和细胞质基质 3RNA4解析 本题考查ATP的结构和形成途径ATP的结构简式为A—P~P~P,水解去掉两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的基本组成单位之一动物细胞生命活动所需的能量绝大多数来自线粒体走进高考
13.下列生命活动中不需要ATP提供能量的是 A.叶肉细胞合成的糖运输到果实B.吞噬细胞吞噬病原体的过程C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D.细胞中由氨基酸合成新的肽链答案 C解析 A项,叶肉细胞合成的糖如葡萄糖通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATPB项,吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性,需要消耗ATP提供的能量C项,在适宜的温度、pH条件下,淀粉酶催化淀粉水解,此过程不需要消耗ATP提供能量D项,氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP提供的能量
14.下列物质中,能够直接给细胞生命活动提供能量的是 A.脂肪B.钙离子C.糖D.ATP答案 D解析 ATP是细胞生命活动的直接供能物质,故选D
15.判断下列说法的正误1膜载体蛋白的合成不需要ATPxx·广东卷,1A 2人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等xx·天津卷,6
① 3若细胞内Na+浓度偏高,为维持Na+浓度的稳定,细胞消耗ATP的量增加xx·天津卷,6
② 4人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡xx·天津卷,6
④ 答案 1× 2× 3√ 4×
16.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答案 B解析 ATP合成需要磷酸,但磷酸不提供能量。