浙科版（2023）生物必修一 第三章第一節(jié)　ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”學(xué)案（有答案）

第第頁(yè)浙科版（2023）生物必修一第三章第一節(jié)ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”學(xué)案（有答案）第一節(jié)ATP是細(xì)胞內(nèi)的“能量通貨”

解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。

1.通過(guò)對(duì)ATP結(jié)構(gòu)和功能的分析,構(gòu)建ATP的結(jié)構(gòu)模型,形成生命的物質(zhì)與能量觀。

2.認(rèn)同ATP在吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)轉(zhuǎn)化時(shí)的紐帶作用,能夠?qū)ο嚓P(guān)的生產(chǎn)實(shí)踐內(nèi)容做出科學(xué)的解釋與判斷,培養(yǎng)科學(xué)思維能力和社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

一、ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源

1.ATP的中文名稱為腺苷三磷酸。

2.ATP中的能量形式為化學(xué)能。

3.ATP的結(jié)構(gòu)

①表示磷酸基團(tuán);②表示高能磷酸鍵;③表示核糖;④表示腺嘌呤;③與④組成的結(jié)構(gòu)為腺苷。

1.ATP的元素組成是什么

提示:C、H、O、N、P。

2.ATP是腺嘌呤核苷的衍生物,如圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)圖。圖中虛線部分的名稱是什么哪處的化學(xué)鍵易斷裂,使ATP轉(zhuǎn)化為ADP

提示:圖中虛線部分的名稱是腺苷。ATP中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵②易斷裂,使ATP轉(zhuǎn)化為ADP。

二、細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP保持動(dòng)態(tài)平衡

1.ATP分布及含量

廣泛分布在細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、細(xì)胞溶膠等結(jié)構(gòu)中,但含量很低。

2.ATP在細(xì)胞中易于水解

3.ATP在細(xì)胞中易于再生

4.ATP-ADP循環(huán)

(1)概念:通過(guò)ATP的合成和水解,使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng),此過(guò)程被稱為ATP-ADP循環(huán)。

(2)特點(diǎn):ATP-ADP循環(huán)速度很快,細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。

(3)功能:ATP是細(xì)胞中普遍使用的能量載體,在細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換和利用中起著關(guān)鍵作用,有細(xì)胞中的“能量通貨”之稱。

1.經(jīng)測(cè)定,正常成年人靜臥時(shí)24h內(nèi)約有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化,而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量?jī)H為2～10mmol/L,為滿足能量需要,生物體內(nèi)如何解決這一矛盾

提示:通過(guò)ATP與ADP的迅速轉(zhuǎn)化。

2.熒光素酶催化熒光素與氧發(fā)生反應(yīng)形成氧化熒光素并發(fā)出熒光,該過(guò)程需ATP供能。基于上述原理發(fā)明的手持ATP測(cè)定儀,可用于測(cè)定食物表面的細(xì)菌數(shù)。測(cè)定時(shí),細(xì)菌被裂解,ATP釋放到胞外作用于測(cè)定儀中的“熒光素酶—熒光素體系”并發(fā)出熒光,依據(jù)熒光強(qiáng)度得出細(xì)菌數(shù)。由此可知,熒光強(qiáng)度與ATP消耗量、細(xì)菌數(shù)有怎樣的關(guān)系

提示:熒光強(qiáng)度與ATP消耗量、細(xì)菌數(shù)呈正相關(guān)。

[自主學(xué)習(xí)檢測(cè)]——教材基礎(chǔ)熟記于心

1.在野外可以看到螢火蟲(chóng)一閃一閃的亮光,這種光所用的能量直接來(lái)自ATP而非葡萄糖。(√)

2.ATP的組成元素為C、H、O、N、P,其中“A”代表腺嘌呤,“P”代表磷酸基團(tuán)。(×)

提示:ATP中的“A”代表腺苷,由腺嘌呤和核糖組成。

3.在活細(xì)胞中,ATP廣泛分布在細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、細(xì)胞溶膠等結(jié)構(gòu)中,且含量很高。(×)

提示:在活細(xì)胞中,ATP含量很少。

4.ATP中的磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵穩(wěn)定性較差,易水解釋放大量的能量。(√)

5.活細(xì)胞中ATP-ADP循環(huán)速度很慢,細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠維持在相對(duì)較高的水平。(×)

提示:活細(xì)胞中ATP-ADP循環(huán)速度很快,細(xì)胞內(nèi)ATP的含量能夠維持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。

6.安靜狀態(tài)下和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下ATP的消耗量不同,說(shuō)明在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下ATP更容易水解。(×)

提示:安靜狀態(tài)下和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下ATP的消耗量不同,只能說(shuō)明兩種狀態(tài)下ATP的再生速度不同,不能說(shuō)明在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下ATP更容易水解。

7.ATP合成所需的能量一般來(lái)自吸能反應(yīng),ATP分解所釋放的能量一般會(huì)用于放能反應(yīng)。(×)

提示:ATP合成所需的能量一般來(lái)自放能反應(yīng),ATP分解所釋放的能量一般會(huì)用于吸能反應(yīng)。

任務(wù)一準(zhǔn)確認(rèn)知ATP的結(jié)構(gòu)

[任務(wù)突破]

基于模型與建模分析ATP的結(jié)構(gòu)與功能

(1)ATP的結(jié)構(gòu)模型與解讀:

(2)ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解和重新合成,ATP分子中大量的能量就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。

(3)ATP的功能:作為生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),為生命活動(dòng)中的耗能反應(yīng)持續(xù)提供能量。

[遷移應(yīng)用]

[典例1](2022·北斗聯(lián)盟高一期中)如圖為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)

A.一分子該物質(zhì)中有三個(gè)磷酸基團(tuán)和兩個(gè)高能磷酸鍵

B.①和②組成腺苷

C.該物質(zhì)中④最容易斷裂

D.ATP水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的產(chǎn)物是DNA的基本組成單位之一

解析:由圖可知,一分子該物質(zhì)(ATP)中有三個(gè)磷酸基團(tuán)和兩個(gè)高能磷酸鍵;腺苷由1分子①腺嘌呤和1分子②核糖組成;④為遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵,該鍵最容易斷裂;ATP水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的產(chǎn)物是RNA的基本組成單位之一。

任務(wù)二探究ATP-ADP循環(huán)

與細(xì)胞內(nèi)的能量變化

[任務(wù)突破1]

列表比較ATP的合成與水解

項(xiàng)目ATP的合成ATP的水解

反應(yīng)式ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量

酶ATP合成酶ATP水解酶

反應(yīng)類型吸能反應(yīng)放能反應(yīng)

場(chǎng)所細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體等需能部位

能量來(lái)源光能(光合作用)、化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)ATP中高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能

能量去路用于ATP的合成用于各項(xiàng)生命活動(dòng)

[遷移應(yīng)用]

[典例2-1](2022·浙北G2聯(lián)盟高一聯(lián)考)下圖是細(xì)胞中ATP-ADP循環(huán)示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(D)

A.ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖

B.原核細(xì)胞和真核細(xì)胞內(nèi)都可以發(fā)生甲、乙過(guò)程

C.能量①可來(lái)自放能反應(yīng),能量②可用于吸能反應(yīng)

D.肌肉收縮過(guò)程中發(fā)生過(guò)程甲,不發(fā)生過(guò)程乙

解析:ATP是由1個(gè)核糖、1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成的,ADP是由1個(gè)核糖、1個(gè)腺嘌呤和2個(gè)磷酸基團(tuán)組成的,兩者都含有腺嘌呤和核糖;甲是ATP的合成,乙是ATP的水解,原核細(xì)胞和真核細(xì)胞內(nèi)都可以發(fā)生兩過(guò)程;ATP的合成過(guò)程,需要吸收能量,所需的能量可來(lái)自細(xì)胞呼吸等放能反應(yīng),能量②是ATP水解釋放的能量,可用于吸能反應(yīng);肌肉收縮是吸能反應(yīng),需要ATP供能,與ATP的水解有關(guān)。

[典例2-2]如圖為人體細(xì)胞的ATP-ADP循環(huán)示意圖,下列有關(guān)敘述與事實(shí)相符的是(B)

A.反應(yīng)①需要水作為底物

B.在ATP-ADP循環(huán)中Pi可重復(fù)利用

C.人在饑餓狀態(tài)下ATP含量顯著下降

D.細(xì)胞通過(guò)反應(yīng)①和反應(yīng)②實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用

解析:反應(yīng)①是ATP的合成過(guò)程,該過(guò)程不需要水作底物;在ATP-ADP循環(huán)中Pi可重復(fù)利用;ATP在體內(nèi)含量很少,但由于ATP和ADP的轉(zhuǎn)化在時(shí)刻不停地進(jìn)行,故人在饑餓狀態(tài)下ATP含量也不會(huì)顯著下降;通過(guò)反應(yīng)①和反應(yīng)②可實(shí)現(xiàn)ADP和ATP含量的動(dòng)態(tài)平衡,但能量不能循環(huán)利用。

[任務(wù)突破2]

明確ATP在吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)中的紐帶作用

特別提醒:(1)放能反應(yīng)釋放的能量不能直接被吸能反應(yīng)所利用,此過(guò)程必須以ATP為媒介才能完成。放能反應(yīng)釋放的能量?jī)?chǔ)存到ATP中,ATP水解釋放的能量用于吸能反應(yīng)。細(xì)胞中最主要的放能反應(yīng)是糖類的氧化分解。

(2)細(xì)胞中吸能反應(yīng)所需的能量來(lái)源主要是放能反應(yīng)所釋放的能量,但是光合作用所需的能量來(lái)自太陽(yáng)能。

(3)放能反應(yīng)都存在能量的釋放,但是釋放的能量不一定儲(chǔ)存到ATP中,如二肽的分解等,該過(guò)程中有能量釋放,但不會(huì)儲(chǔ)存到ATP中,而是以熱能的形式散失。

(4)ATP的水解本身屬于放能反應(yīng),其釋放的能量用于其他吸能反應(yīng),如肌肉收縮、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)纫恍┖哪苌磉^(guò)程。

[遷移應(yīng)用]

[典例2-3]下列關(guān)于吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)的敘述,正確的是(A)

A.肌肉收縮屬于吸能反應(yīng)

B.人體劇烈活動(dòng)加強(qiáng),ATP含量增加

C.吸能反應(yīng)所需的能量只能來(lái)自放能反應(yīng)

D.光合作用是綠色植物細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)

解析:肌肉收縮是需要消耗能量的,故屬于吸能反應(yīng);人體劇烈活動(dòng)加強(qiáng),ATP含量基本不變;光合作用過(guò)程吸收光能,屬于吸能反應(yīng),該反應(yīng)需要的能量不是來(lái)自放能反應(yīng),而是來(lái)自光能。

基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練

1.(2022·金華高二期中)下列關(guān)于腺苷三磷酸分子的敘述,正確的是(D)

A.由1個(gè)脫氧核糖、1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成

B.分子中與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵稱為高能磷酸鍵

C.在水解酶的作用下不斷地合成和水解

D.是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶

解析:ATP由1個(gè)腺嘌呤、1個(gè)核糖和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成;ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫成A—P～P～P,磷酸基團(tuán)與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵是高能磷酸鍵;ATP在水解酶的作用下水解,在合成酶的作用下由ADP和磷酸吸收能量合成ATP;吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系,放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系,故吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間的紐帶

就是ATP。

2.(2022·精誠(chéng)聯(lián)盟高二聯(lián)考)ATP是心內(nèi)科常用于治療心腦血管方面疾病的藥物。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)

A.心肌炎患者可服用ATP藥為人體細(xì)胞提供能量

B.1分子ATP是由1分子腺苷和3分子磷酸基團(tuán)組成的

C.ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)的產(chǎn)物可用來(lái)合成DNA

D.ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)

解析:ATP是生物體內(nèi)直接的能源物質(zhì),心肌炎患者可服用ATP藥為人體細(xì)胞提供能量;ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A-P～P～P,其中A表示腺苷,P表示磷酸基團(tuán),即1分子ATP是由1分子腺苷和3分子磷酸基團(tuán)組成的;ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)的產(chǎn)物是腺嘌呤核糖核苷酸,可用來(lái)合成RNA,DNA的基本單位是脫氧核苷酸;從兩個(gè)反應(yīng)所需的酶、參與條件和反應(yīng)場(chǎng)所來(lái)看,ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。

3.(2022·杭州“六縣九?！甭?lián)盟高二期中)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)

A.ATP中的A由腺嘌呤和核糖組成

B.ATP水解所釋放的能量可用于肌肉收縮

C.ATP中含有的能量少,能量可以被重復(fù)利用

D.ATP在細(xì)胞中易于再生,是細(xì)胞中普遍使用的能量載體

解析:ATP是高能磷酸化合物,ATP中的能量不能重復(fù)利用。

4.(2022·湖州高一期末改編)下圖是酵母菌細(xì)胞中ATPADP循環(huán)圖。下列敘述正確的是(B)

A.②過(guò)程中有兩個(gè)高能磷酸鍵斷裂

B.①過(guò)程可以發(fā)生在線粒體中

C.②過(guò)程提供的能量可轉(zhuǎn)化為光能和機(jī)械能

D.ATPADP循環(huán)使細(xì)胞儲(chǔ)存了大量的ATP

解析:②過(guò)程是ATP的水解,只有距離腺苷最遠(yuǎn)端的一個(gè)高能磷酸鍵斷裂;①過(guò)程是ATP的合成,酵母菌細(xì)胞中有線粒體可進(jìn)行需氧呼吸,

ATP的合成可以發(fā)生在線粒體中;ATP在酵母菌細(xì)胞中不會(huì)轉(zhuǎn)化為光能;細(xì)胞中的ATP含量很少,ATPADP相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡中。

5.(2022·寧波高一期末)ATP的結(jié)構(gòu)示意圖如下,①③表示組成ATP的物質(zhì)或基團(tuán),②④表示化學(xué)鍵。下列有關(guān)敘述正確的是(C)

A.物質(zhì)①表示鳥(niǎo)嘌呤

B.化學(xué)鍵②斷裂的化學(xué)反應(yīng)屬于吸能反應(yīng)

C.在ATPADP循環(huán)中③可重復(fù)利用

D.若化學(xué)鍵④斷裂,則左邊的化合物是ADP

解析:分析ATP的結(jié)構(gòu)示意圖,其中①為腺嘌呤,②為遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵,③為磷酸基團(tuán),④也為高能磷酸鍵;②為高能磷酸鍵,其水解斷裂會(huì)釋放能量,屬于放能反應(yīng);在ATP與ADP的循環(huán)中,物質(zhì)都是可逆的,只是能量不可逆,所以③是可以重復(fù)利用的;若④高能磷酸鍵斷裂,ATP水解后只剩下腺嘌呤、核糖和1分子磷酸基團(tuán),該化合物稱為腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)。

閱讀下列材料,回答下面6、7小題。

某同學(xué)進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn):對(duì)剛剛喪失收縮功能的新鮮骨骼肌,先滴加葡萄糖溶液,觀察現(xiàn)象;再滴加ATP,觀察現(xiàn)象。ATP分子結(jié)構(gòu)式如圖1,圖2為ATP轉(zhuǎn)化為ADP的示意圖。

6.根據(jù)圖示分析,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(A)

A.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆的

B.圖2中的X是Pi(磷酸)

C.圖2中的能量可用于螢火蟲(chóng)的發(fā)光

D.圖1水解掉兩個(gè)高能磷酸鍵剩下部分是組成RNA的基本單位

7.根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)分析,下列敘述錯(cuò)誤的是(C)

A.必須待離體肌肉自身的ATP消耗之后,才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

B.本實(shí)驗(yàn)中采用的是自身對(duì)照

C.如果將滴加溶液的順序顛倒一下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果依然可靠

D.本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是ATP是肌肉收縮所需能量的直接來(lái)源

解析:6.由于能量來(lái)源和所需酶不同,細(xì)胞內(nèi)的ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不可逆的;ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P,其中“—”為普通磷酸鍵,“～”為高能磷酸鍵,“A”為腺苷,由腺嘌呤和核糖組成,離腺苷較遠(yuǎn)的高能磷酸鍵易發(fā)生斷裂,從而形成ADP,故圖2中的X是Pi;ATP為細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),故圖2中的能量可用于螢火蟲(chóng)的發(fā)光;如果ATP的兩個(gè)高能磷酸鍵都發(fā)生斷裂,則形成AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,是組成RNA的基本單位。

7.必須待離體肌肉自身的ATP消耗之后,才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以排除原有ATP對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;在程序上,先滴加葡萄糖溶液,觀察肌肉是否收縮以后,再滴加ATP溶液,這是采取自身前后對(duì)照的方法;如果將題述順序顛倒,實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠,原因是如果外源ATP尚未耗盡,會(huì)出現(xiàn)滴加葡萄糖溶液后肌肉也會(huì)收縮的現(xiàn)象,造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象;先滴加葡萄糖溶液,肌肉不收縮,再滴加ATP溶液,肌肉收縮,說(shuō)明ATP是肌肉收縮所需能量的直接來(lái)源。

8.下列關(guān)于ATP的敘述,正確的是(C)

A.細(xì)胞內(nèi)吸能反應(yīng)所需要的能量都由ATP直接提供

B.ATPADP循環(huán)使細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量得以循環(huán)利用

C.ATP中的“A”與ATP徹底水解后生成的“A”不同

D.ATP主要由C、H、O、N、P等元素構(gòu)成

解析:ATP是細(xì)胞的直接能源物質(zhì),但不是唯一的直接能源物質(zhì);能量不能循環(huán)利用;ATP中的“A”表示腺苷,ATP徹底水解后生成的“A”表示腺嘌呤;ATP只由C、H、O、N、P五種元素構(gòu)成。

9.將同位素(32P)標(biāo)記的磷酸注入活細(xì)胞內(nèi),隨后迅速分離細(xì)胞內(nèi)的ATP,測(cè)定其放射性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明ATP的含量并沒(méi)有發(fā)生變化,但它的末端磷酸基團(tuán)已被放射性32P所標(biāo)記。結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)和ATP的結(jié)構(gòu)功能,判斷下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(A)

A.上述過(guò)程只涉及吸能反應(yīng)

B.活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化很迅速

C.遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵不穩(wěn)定

D.ATP的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)

解析:結(jié)合題意,“ATP的含量并沒(méi)有發(fā)生變化,但它的末端磷酸基團(tuán)已被放射性32P所標(biāo)記”說(shuō)明題述過(guò)程涉及ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,故涉及吸能反應(yīng)和放能反應(yīng);ATP是在細(xì)胞中的含量少而需求量大的化合物,可與ADP之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化且轉(zhuǎn)化速度非?？?由題干信息“末端磷酸基團(tuán)已被放射性32P所標(biāo)記”可知,遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵不穩(wěn)定;ATP的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng),如ATP遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵不穩(wěn)定,易水解和形成,利于能量的快速釋放和轉(zhuǎn)化。

10.(2022·溫州聯(lián)考)如圖是ATP的結(jié)構(gòu)及合成與水解反應(yīng),下列相關(guān)敘述正確的是(C)

A.圖2反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),圖1中b、c化學(xué)鍵連續(xù)斷裂釋放出能量和磷酸基團(tuán)

B.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化迅速,細(xì)胞中儲(chǔ)存大量ATP以滿足對(duì)能量的

需求

C.葉肉細(xì)胞中圖2反應(yīng)向左進(jìn)行時(shí),所需的能量可以是化學(xué)能也可以是光能

D.ATP脫去一個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的腺嘌呤脫氧核苷酸可參與RNA的

合成

解析:圖2反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),圖1中c化學(xué)鍵斷裂釋放出能量和磷酸基團(tuán);ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化迅速,細(xì)胞中ATP含量很少,不能大量?jī)?chǔ)存;葉肉細(xì)胞中圖2反應(yīng)向左進(jìn)行時(shí),所需的能量可以是細(xì)胞呼吸釋放的化學(xué)能也可以是光合作用吸收的光能;ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可參與RNA的合成。

11.ATP是與能量代謝關(guān)系最為密切的化合物,請(qǐng)回答下列有關(guān)ATP的問(wèn)題。

(1)寫出在能量代謝過(guò)程中,ATP釋放和儲(chǔ)存能量的反應(yīng)式。

(2)在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)形成ATP所需要的能量主要來(lái)自作用,在綠色植物葉肉細(xì)胞的(填結(jié)構(gòu)名稱)中也能合成ATP。

(3)如果ATP分子去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán),則成為腺苷一磷酸,它是構(gòu)成

的基本組成單位之一。

(4)用“○”“”“□”三種符號(hào)分別表示磷酸、核糖與腺嘌呤,試寫出這三種分子在ATP中的連接方式。

解析:(1)能量代謝過(guò)程中,ATP水解時(shí)釋放能量,ATP合成時(shí)儲(chǔ)存能量,ATP與ADP可相互轉(zhuǎn)化。(2)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)合成ATP所需要的能量來(lái)自呼吸作用,植物葉肉細(xì)胞中合成ATP所需要的能量來(lái)自呼吸作用和光合作用。(3)ATP水解去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后成為腺嘌呤核糖核苷酸,是構(gòu)成RNA的基本組成單位之一。(4)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P,它由一分子核糖、一分子腺嘌呤和三分子磷酸構(gòu)成,且磷酸之間為高能磷酸鍵。

答案:(1)(2)呼吸葉綠體(3)RNA

(4)

12.在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中,ATP是一種關(guān)鍵的物質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

(1)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(2)人體骨骼肌細(xì)胞中,ATP的含量?jī)H夠劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)三秒鐘內(nèi)的能量供給。在校運(yùn)動(dòng)會(huì)上,某同學(xué)參加100m短跑過(guò)程中,其肌細(xì)胞中ATP相對(duì)含量變化如圖2所示,試回答下列問(wèn)題。

①由A到B的變化過(guò)程中,說(shuō)明ATP被水解,釋放的能量用于。

②由整個(gè)曲線來(lái)看,肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零,說(shuō)明。

解析:(1)ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán)。(2)①圖2中,由A到B的變化過(guò)程中,說(shuō)明ATP被水解,釋放的能量用于肌肉收縮等生命活動(dòng)。②由于ATP的生成和分解是同時(shí)進(jìn)行的,則由整個(gè)曲線來(lái)看,肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零。

答案:(1)A—P～P～P(2)①肌肉收縮等生命活動(dòng)②ATP在分解的同時(shí)也有ATP的合成

綜合提升練

13.(2023·浙南名校聯(lián)考)鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)等和腺嘌呤(A)一樣也可以形成相應(yīng)的三磷酸化核苷酸,G、C、U和A參與形成的三磷酸化核苷酸分別為GTP、CTP、UTP和ATP,它們都屬于高能磷酸化合物,結(jié)構(gòu)和功能也都類似,但ATP用途最為廣泛。下列敘述錯(cuò)誤的是(B)

A.每個(gè)GTP由1個(gè)核糖、1個(gè)鳥(niǎo)嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成

B.CTP含有3個(gè)磷酸基團(tuán),連接磷酸基團(tuán)之間的磷酸鍵穩(wěn)定性較高

C.UTP分子中高能磷酸鍵全部斷裂后的產(chǎn)物可以是RNA的基本組成

單位

D.胃腺細(xì)胞分泌胃蛋白酶原時(shí),伴隨著ATP向ADP的轉(zhuǎn)化過(guò)程

解析:GTP、CTP、UTP和ATP屬于高能磷酸化合物,結(jié)構(gòu)和功能也都類似,可推知每個(gè)GTP由1個(gè)核糖、1個(gè)鳥(niǎo)嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成;CTP中連接磷酸基團(tuán)之間的磷酸鍵為高能磷酸鍵,穩(wěn)定性較低,容易水解和重新生成;UTP分子中高能磷酸鍵全部斷裂后的產(chǎn)物為尿嘧啶核糖核苷酸,是RNA的基本組成單位之一;ATP是細(xì)胞內(nèi)直接能源物質(zhì),細(xì)胞內(nèi)大多數(shù)吸能反應(yīng)由ATP水解直接提供能量,胃腺細(xì)胞分泌胃蛋白酶原的過(guò)程需要消耗能量,因而伴隨著ATP向ADP的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

14.ATP可將蛋白質(zhì)磷酸化,磷酸化的蛋白質(zhì)會(huì)改變形狀做功,從而推動(dòng)細(xì)胞內(nèi)系列反應(yīng)的進(jìn)行(機(jī)理如圖所示)。下列說(shuō)法不正確的是(B)

A.ATP推動(dòng)細(xì)胞做功,存在吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)過(guò)程

B.磷酸化的蛋白質(zhì)做功,失去的能量主要用于再生ATP

C.ATP水解與磷酸化的蛋白質(zhì)做功均屬于放能反應(yīng)

D.肌肉在收縮過(guò)程中,肌肉中的能量先增加后減少

解析:分析圖示可知,ATP推動(dòng)細(xì)胞做功,首