新教材高中人教版生物必修一课件第5章第2节细胞的能量“货币”ATP

第2节细胞的能量“货币”ATP必备知识·基础练限时15分钟分值20分战报得分____·题组一概念·结论速判1.基于对ATP的理解,判断下列观点的正误:(1)“能量”就是指ATP,ATP就是“能量”。()分析:ATP是直接能源物质,特殊的化学键里储存了能量。(2)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。()(3)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。()×√√(4)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。(

)分析:淀粉水解过程中不伴随产生ATP。(5)含有2个特殊化学键的ATP是RNA的基本组成单位之一。(

)分析:不含特殊化学键的AMP是RNA的基本组成单位之一。(6)DNA与ATP中所含元素的种类相同。()××√·题组二ATP是一种高能磷酸化合物2.已知ATP是一种高能磷酸化合物,下列有关ATP的说法错误的是(

)A.在ATP中,两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥B.离腺苷最远的磷酸基团具有较高的转移势能,容易脱离水解释放的能量与其他分子结合,使后者发生变化水解属于释放能量的过程,并且该过程释放较高能量【解析】选C。由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因,使得它们之间的化学键不稳定,A正确;离腺苷最远(末端)的磷酸基团具有较高的转移势能,因此容易脱离ATP,B正确;脱离下来的(末端)磷酸基团挟能量与其他分子结合,使后者发生变化,能量转移必须以物质为载体,C错误;ATP水解过程释放的能量高达30.54kJ·mol-1,因此ATP是一种高能磷酸化合物,D正确。3.如图表示ATP的结构,其中表示特殊的化学键的是(

)A.①②

B.①③

C.②③

D.③④【解析】选A。特殊的化学键位于磷酸基团之间,图中①②位置表示特殊的化学键。·题组三ATP与ADP可以相互转化4.如图为ATP-ADP循环的示意图。下列叙述正确的是(

)由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成B.能量①只能来自有机物中的化学能C.反应②中ATP的特殊化学键都断裂D.能量②可用于肌肉收缩时改变形状【解析】选D。ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成,A错误;合成ATP能量①可来源于光合作用和细胞呼吸,即来源于光能和化学能,B错误;反应②ATP水解中,一般是远离A的特殊化学键断裂,C错误;能量②来源于ATP水解,可用于除暗反应外的各项生命活动,包括肌肉收缩,D正确。5.如图表示生物体内发生的两个化学反应,请判断下列相关说法正确的是(

)分子水解时,图中所示的化学键③④最易断裂B.图中酶1和酶2的化学本质相同,但是两者的种类不同C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成相联系与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内【解析】选B。ATP是生命活动的直接能源物质,ATP水解时,特殊的化学键④最易断裂,A错误。图中酶1为ATP水解酶,酶2为ATP合成酶,两者种类不同,但化学本质均为蛋白质,B正确。细胞中的吸能反应所需的能量由ATP水解提供,而放能反应则与ATP的合成相联系,C错误。细胞内ATP与ADP间相互转化的能量供应机制是生物界的共性之一,也存在于原核细胞中,D错误。

【误区警示】ATP与ADP的相互转化,并非简单的可逆反应:从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。·题组四ATP的利用6.(教材改编)萤火虫腹部的发光器由部分组织细胞构成,离体的发光器会逐渐失去发光能力。将发光器研磨液分为两组,分别滴加等体积的ATP溶液和葡萄糖溶液后,ATP组立即重新发出荧光,葡萄糖组重新发出荧光的时间滞后。下列叙述不正确的是(

)A.发光器离体后细胞内能源物质逐渐耗尽B.实验结果说明ATP是直接的能源物质C.实验结果说明葡萄糖不能作为能源物质D.有机物中的化学能可转化为光能【解析】选C。发光器由部分组织细胞构成,发光器离体后细胞内能源物质逐渐耗尽,A正确;实验结果说明发光器发光所需的能量是由ATP直接提供的,B正确;实验结果说明葡萄糖不是发光器发光的直接能源物质,但是不能说明葡萄糖不能作为能源物质,C错误;有机物中的化学能可转化为光能,D正确。

【补偿训练】(2021·天津高一检测)下列生理过程中,需要消耗ATP的有(

)①细胞通过主动运输吸收K+

②肌肉收缩③蛋白质的分泌④萤火虫发光⑤大脑思考⑥叶肉细胞中蔗糖的合成⑦植物细胞的渗透吸水、失水过程A.①②③④⑤⑥⑦

B.①②④⑤⑥C.①②③④⑤⑥ D.①②④⑤⑦【解析】选C。ATP是生物体的直接能源物质,需要能量的反应一般都需要消耗ATP,如主动运输、肌肉收缩、蛋白质的分泌、萤火虫发光等。大脑思考时,ATP中的能量转化为电能。合成蔗糖时,ATP中的能量转化成化学能。渗透吸水、失水过程不消耗能量。7.请根据如图反应式回答:(1)上述反应从左向右进行时,能量来自______________,用于____________。(2)上述反应从右向左进行时,能量被储存在________________________中。

(3)在动物和人体内,ADP转化为ATP时所需的能量主要来自________;在绿色植物体内,所需的能量既可来自________,也可来自________。

(4)ATP分子的中文全称是______________________,其结构简式中A代表的是________,ATP分子中含的糖是________。ATP分子脱掉两个磷酸基团后的结构名称是______________________(与RNA有关)。

【解析】(1)题述反应从左向右进行时,表示ATP的水解,能量来自ATP中远离A的特殊化学键,用于各项生命活动。(2)题述反应从右向左进行时,表示ATP的合成,能量储存于远离A的特殊化学键中。(3)在动物和人体内,形成ATP的过程为细胞呼吸,故ADP转化为ATP时所需的能量主要来自细胞呼吸;在绿色植物体内,形成ATP的过程包括光合作用和细胞呼吸,故所需的能量来自光合作用和细胞呼吸。(4)ATP是腺苷三磷酸的简称,结构简式为A-P～P～P,其中A表示腺苷,由腺嘌呤和核糖组成;ATP分子脱掉两个磷酸基团后的结构名称是腺嘌呤核糖核苷酸,可以作为RNA合成的原料。答案:(1)ATP中的特殊化学键各项生命活动(2)ATP中的特殊化学键(3)细胞呼吸细胞呼吸光合作用(4)腺苷三磷酸腺苷核糖腺嘌呤核糖核苷酸【典图速填】答案速填:①______________;②_________;③_____________;④_________。

A-P～P～P直接细胞呼吸光合关键能力·综合练限时15分钟分值50分战报得分____一、选择题(共6题,每题6分,共36分)1.(2021·天津高一检测)ATP是细胞的能量货币,以下叙述不正确的是(

)A.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接供能B.细胞代谢可在温和条件下快速发生是因为ATP和ADP之间的快速转化C.小麦根尖细胞内合成ATP的能量来自根细胞进行细胞呼吸所释放的能量D.萤火虫尾部发光过程中除了荧光素、ATP,还离不开荧光素酶的参与【解析】选B。ATP是直接能源物质,细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的,A正确;细胞代谢可在温和条件下快速发生是因为酶的催化作用需要在温和条件下进行,B错误;小麦根尖细胞内合成ATP的能量来自根尖细胞呼吸产生的能量,C正确;萤火虫发光细胞中的荧光素在荧光素酶的催化下并接受ATP供能后,才可以转化即可发出荧光,D正确。

【补偿训练】ATP中含有的化学元素与下面哪种物质含有的化学元素种类相同(

)A.纤维素B.核酸C.脂肪D.蛋白质【解析】选B。ATP中含有C、H、O、N、P五种元素,纤维素和脂肪只含有C、H、O三种元素,蛋白质含有C、H、O、N等元素。2.如图是ATP中的特殊化学键逐级水解的过程图。据图判断,有关叙述正确的是(

)A.大肠杆菌体内ATP→甲过程发生在线粒体中B.催化丙→乙→甲过程的酶与酶3、酶2相同C.酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有能量释放,且乙→丙释放的能量最少D.物质丙是构成RNA的基本组成物质之一【解析】选C。大肠杆菌是原核生物,细胞中没有线粒体,A错误;酶具有专一性,酶2和酶3分别是催化甲→乙和乙→丙的酶,催化丙→乙→甲过程的酶是另一种酶,它们不相同,B错误;酶1、酶2催化的是特殊的化学键断裂,释放大量能量,酶3催化的是普通化学键断裂,断裂时释放的能量最少,C正确;物质丙为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成),物质乙为腺嘌呤核糖核苷酸,物质乙是构成RNA的基本组成物质之一,D错误。是细胞的能量“货币”,假如当其他条件均满足时,现有20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数及所含有的特殊化学键的个数分别是(

)个和60个个和40个个和60个 个和40个【解析】选B。根据题意分析,1个ATP包含1个腺苷和3个磷酸,而1个ATP分子中又包含着2个特殊化学键,所以20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数及所含有的特殊化学键的个数分别是20个和40个。

【补偿训练】1.某书法家脑出血后导致右侧肢体偏瘫,为改善患者的新陈代谢,尽快恢复其右手书写能力,在治疗时可用下列哪种方法辅助治疗(

)A.静脉滴注葡萄糖溶液B.口服钙片C.服用多种维生素液D.肌肉注射ATP制剂【解析】选D。ATP是人体生命活动的直接能源物质。在生活中,常作为一种药品,有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用,常用于辅助治疗肌肉萎缩、心肌炎等疾病。2.下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是(

)A.水分子进入根毛细胞B.肺泡中的氧气进入血液C.肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞D.胰腺细胞分泌胰岛素【解析】选D。细胞内ADP的含量增加,说明细胞内正在进行ATP的水解反应,释放能量供生命活动所需。水分子进出细胞为被动运输,不需要消耗能量;氧气和甘油出入细胞的方式都属于自由扩散,不需要消耗能量;胰腺细胞分泌胰岛素属于细胞合成并分泌蛋白质的过程,整个过程需要消耗能量。4.科学家从动物的胰脏中分离到一类低分子量的蛋白质(Ub),能对细胞中的异常蛋白(靶蛋白)贴上“标签”,被贴标签的靶蛋白随即被蛋白酶水解,其过程如图所示,相关说法错误的是(

)为靶蛋白贴标签的过程需要消耗能量在靶蛋白水解过程中起到催化的作用是RNA的基本组成单位之一,AMP分子不含有特殊化学键D.靶蛋白水解过程与人消化道内蛋白质水解过程不同【解析】选B。通过分析知:Ub与靶蛋白的结合过程需要消耗ATP,A正确;Ub在靶蛋白水解过程中起到“标签”的作用,而不是催化作用,B错误;ATP由一分子核糖、一分子腺嘌呤、三分子磷酸构成,含有两个特殊化学键,脱去两分子磷酸形成的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)不含特殊化学键,C正确;靶蛋白水解过程需要消耗ATP,人消化道内蛋白质水解过程不需要消耗ATP,D正确。5.(多选)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子,短时间内分离出细胞的ATP,发现其含量变化不大,但部分ATP的末端P已带上放射性标记,该现象能够说明(

)中远离A的P容易脱离B.部分32P标记的ATP是重新合成的是细胞内的直接能源物质D.该过程中ATP既有合成又有水解【解析】选A、B、D。实验发现ATP的末端P带上放射性标记,说明ATP中远离A的P容易脱离,A正确;放射性标记来自培养液中加入32P标记的磷酸分子,说明32P标记的ATP是重新合成的,B正确;本实验不能证明ATP是直接的能源物质,C错误;32P标记的ATP是重新合成的,且ATP的总量变化不大,说明存在ATP的水解,D正确。

【误区警示】本题的知识点是ATP的合成和水解过程,对ATP与ADP相互转化过程的理解是解题的关键,其中ATP是直接的能源物质这句话是正确的,但是本实验不能证明这样结论,该选项往往因对题干要求解析不细而误选。6.(易错题)(多选)ATP是腺苷的衍生物,如图是ATP的分子结构图,下列有关叙述错误的是(

)分子的结构简式可表示为A—P～P～P的水解,主要是指图中①处的水解C.图中虚线部分的名称是腺苷D.图中①处的化学键断裂,ATP转化为ADP【解析】选B、D。ATP分子的结构简式表示为A—P～P～P;ATP水解实际上是指ATP分子中②处的水解;腺苷是由腺嘌呤和核糖连接而成的,图中虚线部分为腺苷;ATP水解时,末端的磷酸基团脱离下来,即②处的化学键断裂,ATP转化为ADP。二、非选择题(共14分)7.经研究证实ATP是细胞的能量“货币”。请分析回答问题。(1)研究发现,正常成年人剧烈运动状态下每分钟有0.5kgATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10mmol·L-1,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的