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2024届高考生物一轮复习教案第三单元细胞的能量供应和利用第2课时ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质（苏教版）
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这是一份2024届高考生物一轮复习教案第三单元细胞的能量供应和利用第2课时ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质（苏教版），共14页。教案主要包含了填空默写，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．ATP的结构
源于必修1 P78图3－1－6 ATP分子结构式：
写出图中标出的“A”的含义：
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
2．ATP与ADP可以相互转化
(1)ATP的水解：需要水解酶的参与。
(2)ATP的合成：需要ATP合成酶的参与。
(1)源于必修1 P79“图3－1－7”：①ATP与ADP的相互转化不是(填“是”或“不是”)一个可逆反应。分析原因：从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
②人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。
(2)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源。
(3)源于必修1 P79“旁栏问题”：细胞中能够直接为生命活动供能的磷酸化合物除ATP外。还有GTP、CTP、UTP等，但ATP是主要的。磷酸肌酸也是一种高能磷酸化合物，但不能直接供能，它在能量的释放转移和利用之间起缓和作用，使细胞内ATP的含量保持相对稳定。
3．ATP的利用机制
考向一 ATP的结构和特点分析
1．将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是( )
A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变
D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
答案 A
解析 ①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。
2．(2023·江苏高邮高三模拟)下列与ATP和酶有关的叙述，正确的是( )
A．酶与ATP的合成都需要模板
B．酶的合成需要ATP直接提供能量
C．ATP与绝大多数酶的组成元素相同
D．能合成酶的细胞不一定能产生ATP
答案 B
解析 ATP的合成不需要模板，A错误；ATP是直接能源物质，用于各项生命活动，包括酶的合成，B正确；ATP的元素组成是C、H、O、N、P，而绝大多数酶是蛋白质，元素组成是C、H、O、N等，C错误；能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞不一定能合成酶，D错误。
考向二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3．(多选)科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，可以影响蚜虫体色。这些类胡萝卜素还能吸收光能，把它传送给负责能量生产的组织细胞，下列有关叙述错误的是( )
A．蚜虫体内细胞合成ATP时，需要的能量不只来自光能
B．蚜虫体内细胞合成ATP时，一定会伴随着氧气的消耗
C．蚜虫体内类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体的生存机会
D．温度、光照等环境因素不会影响蚜虫体内ATP的合成速率
答案 BD
解析 蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用释放的化学能，A正确；蚜虫体内细胞合成ATP时，不一定会伴随着氧气的消耗，如蚜虫体内细胞进行无氧呼吸以及有氧呼吸第一、二阶段都能产生ATP，但都不需要消耗氧气，B错误；由题意可知，类胡萝卜素可以吸收、传递、转化光能，影响ATP的合成量，因此类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体生存机会，C正确；温度会影响酶的活性，蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用释放的化学能，因此影响蚜虫体内ATP合成速率的外部因素有光照强度、温度等，D错误。
方法技巧 ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
解读：
4．(2023·南京高三期末)根据所消耗能量的来源不同，主动运输分为三种类型，如图a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。下列相关说法错误的是( )
A．图中属于膜外侧的是P侧
B．a类型主动运输可能不消耗能量
C．b类型所需ATP可以产生于细胞质基质、线粒体
D．蓝细菌有可能存在c类型的主动运输
答案 B
解析 由于图中P侧有糖蛋白，所以属于膜外侧的是P侧，A正确；X物质运输是顺浓度梯度，属于协助扩散，Y物质是由低浓度向高浓度一侧运输，应属于主动运输，Y与X通过同一个载体运输，可知Y转运所需的能量来源于X通过载体蛋白顺浓度梯度运输产生的势能，B错误；b方式是消耗ATP的主动运输，消耗的ATP来自呼吸作用，而呼吸作用发生的场所是细胞质基质和线粒体，C正确；蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用，有可能存在c类型的主动运输，D正确。
1．(2022·浙江1月选考，3改编)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为磷酐键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中能量转化的纽带
答案 D
解析 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是磷酐键，B错误；ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误。
2．(2021·北京，1)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是( )
A．含有C、H、O、N、P
B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化
D．可直接为细胞提供能量
答案 B
解析 ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。
3．(2021·湖南，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
答案 B
解析 通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。
4．(2019·天津，2)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解
D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
答案 B
解析 唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的能量，A错误；生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解产生NADPH和氧气，不需要消耗ATP水解释放的能量，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和[H]在酶的催化作用下转化成乳酸，此过程既不产生ATP，也不消耗ATP，D错误。
5．(2020·全国Ⅲ，29)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
答案 (1)细胞质基质 (2)无氧呼吸 (3)光能
(4)O2、NADPH (5)H2O、CO2
解析 (1)(2)由反应物是葡萄糖，终产物除ATP外，还有乙醇和CO2，可知该过程是无氧呼吸，发生的场所(反应部位)是细胞质基质。(3)(4)由场所是叶绿体的类囊体膜和反应名称为光合作用的光反应，可知该过程合成ATP的能量来源是光能，终产物除ATP外，还有O2和NADPH。(5)由反应部位是线粒体，反应物是丙酮酸等，反应名称为有氧呼吸的部分过程，可知该过程是有氧呼吸的第二和第三阶段，终产物除ATP外，还有CO2、H2O。
一、易错辨析
1．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( × )
2．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( × )
3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成( × )
4．人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP( × )
5．ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少( √ )
6．“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”( × )
7．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( √ )
二、填空默写
1．(必修1 P78)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，A代表腺嘌呤核苷。
2．(必修1 P79)细胞内ATP和ADP的相互转化，一方面为细胞提供所需ATP，另一方面使ATP仍然维持相对恒定的水平。
3．(必修1 P79)ATP被比作驱动细胞中各种生命活动的通用能量货币。
课时精练
一、单项选择题
1．ATP中含有3个磷酸基团，依据五碳糖的距离由远及近分别用Pγ、Pβ、Pα表示，若ATP中核糖被脱氧核糖所代替，则需要在ATP的前面加一个d，若ATP中的含氮碱基被鸟嘌呤代替，则记作GTP。下列叙述中错误的是( )
A．细胞的吸能反应总与ATP的水解有关
B．1分子GTP彻底水解可得到4种小分子物质
C．ATP水解脱掉一个磷酸后形成A—Pα～Pβ
D．dCTP的中文名称为胞嘧啶脱氧核苷三磷酸
答案 B
解析 1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，磷酸、核糖和碱基，B错误。
2．下列有关ATP的叙述错误的是( )
A．ATP由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成，ATP中的A与DNA中碱基A含义不同
B．运动员在剧烈运动时ATP快速水解，其释放的能量可以转换成肌肉收缩的机械能
C．剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸，乳酸中仍含有大量的ATP未被释放出来
D．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，仍能产生ATP
答案 C
解析 剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸，乳酸中仍含有大量能量未被释放出来，并不是乳酸中含有大量的ATP未被释放出来，C错误。
3．cAMP是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成，是细胞内的一种信号分子，其结构组成如图所示。下列说法正确的是( )
A．cAMP的元素组成与磷脂分子不相同
B．cAMP存在于突触间隙中
C．a所示物质名称为腺苷
D．b所指化学键是脱水形成的
答案 D
解析 cAMP的元素组成与磷脂分子相同，都是C、H、O、N、P，A错误；cAMP是细胞内的一种信号分子，突触间隙在细胞外，所以它不会存在于突触间隙，B错误；a所示物质名称为腺嘌呤，C错误；b所指化学键是磷酸和核糖之间脱水形成的，D正确。
4．无论底物还是产物，凡是涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)的酶促反应都需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子，如DNA的复制和RNA的合成。已知NTP或dNTP中的N指含氮碱基。下列说法错误的是( )
A．叶绿体膜和线粒体膜上可能存在Mg2＋的载体蛋白
B．ADP和ATP互相转化的过程中需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子
C．造血干细胞等分裂旺盛的细胞中可能含有较多的Mg2＋
D．当N表示碱基A时，NTP水解脱掉2个磷酸基团能够用来合成DNA
答案 D
解析 线粒体和叶绿体内可进行DNA复制和转录过程，需要Mg2＋，所以膜上可能存在Mg2＋的载体蛋白，A正确；ATP去掉两个磷酸基团是RNA的基本组成单位之一腺嘌呤核糖核苷酸，转化时涉及NTP(核糖核苷三磷酸)，需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子，B正确；造血干细胞等分裂旺盛的细胞中会进行DNA复制和转录过程，可能含有较多的Mg2＋，C正确；当N表示碱基A时，NTP水解脱掉2个磷酸基团能够用来合成RNA，D错误。
5．下列有关ATP与ADP相互转化的叙述，错误的是( )
A．小麦叶肉细胞中ATP酶的合成伴随着ATP的水解
B．ATP的合成与水解都需要酶的参与，属于可逆反应
C．水稻根细胞吸收无机盐离子过程中，伴随着ADP的生成
D．光照条件下，蓝细菌通过光合作用和呼吸作用合成ATP
答案 B
解析 小麦叶肉细胞中ATP酶的合成消耗能量，伴随着ATP的水解，A正确；ATP的合成与水解不属于可逆反应，B错误；水稻根细胞吸收无机盐离子过程是主动运输，消耗能量，伴随着ADP的生成，C正确；蓝细菌进行光合作用和呼吸作用，光照条件下通过这两个过程合成ATP，D正确。
6．(2023·江苏泰州高三模拟)下列关于水稻细胞内ATP的叙述，正确的是( )
A．只能由细胞呼吸产生
B．细胞内主要的能源物质
C．可为通道蛋白的运输提供能量
D．释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
答案 D
解析 ATP可以来自细胞呼吸或光合作用，A错误；ATP是细胞内的直接能源物质，B错误；通过通道蛋白的运输为协助扩散，不耗能，C错误；ATP末端的磷酸基团可以转移到某些蛋白质如载体蛋白，并与之结合，D正确。
7．(2023·江苏盐城高三阶段练习)ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内系列反应的进行(机理如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATP
B．ATP推动蛋白质做功的过程，存在放能反应与吸能反应过程
C．ATP水解过程中，末端磷酸基团具有较高的转移势能
D．主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少
答案 A
解析 ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状，失去的能量并不能用于再生成ATP，A错误；ATP推动细胞做功过程中，ATP的水解是放能反应，蛋白质磷酸化过程是吸能反应，因此该过程存在吸能反应和放能反应，B正确；主动运输过程中，ATP可将载体蛋白磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状，这是吸能反应，然后做功，失去能量，载体蛋白恢复原状，这是放能反应，因此主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少，D正确。
8．(2023·江苏淮安高三检测)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
答案 B
解析 该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”，说明32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确，C错误；ADP转化为ATP不发生在细胞核内，D错误。
二、多项选择题
9．磷酸肌酸是在肌肉或其他兴奋性组织(如脑和神经)中的一种高能磷酸化合物，是高能磷酸基的暂时贮存形式，ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列相关叙述错误的是( )
磷酸肌酸(C～P)＋ADP↔ATP＋肌酸(C)
A．磷酸肌酸(C～P)在形成肌酸的过程中磷酐键断裂
B．磷酸肌酸是肌肉中能量储存的一种形式，是细胞内的直接能源物质
C．剧烈运动时，在磷酸肌酸的作用下肌肉细胞ATP的含量保持相对稳定
D．磷酸肌酸释放的能量可以用于各项生命活动
答案 BD
解析 一般而言，细胞内的直接能源物质是ATP，磷酸肌酸中的能量也需要先转移到ATP中才能直接供应于生命活动，B、D错误。
10．cAMP(环化—磷酸腺苷)是细胞内的一种信号分子，对初级卵母细胞完成减数第一次分裂有抑制作用，作用机理如图所示；酶P由C亚基和R亚基构成。下列相关叙述错误的是( )
A．cAMP的组成元素是C、H、O、N和P，脱氧核糖是其组成成分
B．处于活化状态的酶A能催化ATP脱去两个磷酸基团生成cAMP
C．cAMP能促进组成酶P的C亚基与R亚基分离，从而激活C亚基
D．若信号分子2增多，则会抑制女性次级卵母细胞和极体的产生
答案 AD
解析 被激活的酶A能催化ATP脱去两个磷酸基团并发生环化形成cAMP，故cAMP的组成元素与ATP相同，均为C、H、O、N、P，cAMP中应含有核糖，A错误、B正确；信号分子2作用于S2蛋白，通过G2蛋白抑制酶A，细胞内的cAMP浓度降低，活化的酶P减少，解除了对减数第一次分裂的抑制作用，促进女性次级卵母细胞和极体的产生，D错误。
11．荧光素接受ATP提供的能量后被激活，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。研究人员对荧光素酶施加不同条件的处理，在添加足量的荧光素条件下测定酶浓度与发光强度间的关系，结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．高温、重金属Hg2＋都可能破坏酶的空间结构
B．合成氧化荧光素的反应伴随着ATP的水解
C．A点后发光强度不再增大，可能受荧光素量的限制
D．据图分析可知，Mg2＋可为荧光素的发光反应提供能量
答案 CD
解析 据题意可知，实验条件为在足量的荧光素条件下测定酶浓度与发光强度间的关系，这说明A点后发光强度不再增大，不是受荧光素量的限制，可能是ATP含量等其他条件所限制，C错误；Mg2＋可通过提高荧光素酶的活性而提高发光强度，不能提供能量，D错误。
12．(2023·江苏新海高级中学高三检测)睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。图1为腺苷合成及转运示意图，ATP运到胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解。研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞质膜上的A1受体结合，可促进K＋通道开放，腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。图2为测定基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化的一种腺苷传感器。下列相关叙述错误的是( )
A．利用AK活性抑制剂或利用A2激动剂可改善失眠症患者睡眠
B．由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过简单扩散的方式转运至胞外
C．由图2可知，可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度
D．ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去2个磷酸产生腺苷
答案 BD
解析 通过图1可知，利用AK活性抑制剂可抑制腺苷转化为AMP，有利于睡眠；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠，故使用A2激动剂也可改善失眠症患者睡眠，A正确；由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过胞吐的方式转运至胞外，B错误；由图2可知，可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度，C正确；ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去3个磷酸产生腺苷，D错误。
三、非选择题
13．(2023·镇江高三模拟)科学家分别将细菌紫膜质(蛋白质)和 ATP 合成酶重组到脂双层(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上，在光照条件下，观察到如图所示的结果。另外科学研究表明每个细菌内的ATP含量基本相同，可利用下图所示反应原理来检测样品中细菌数量。放线菌(原核生物)产生的寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构，从而阻断ATP的合成。
根据以上内容，回答下列问题：
(1)从ATP合成酶的功能来看，说明某些膜蛋白具有______________________的功能。
(2)H＋进入脂质体内部的运输方式具有______________________________特点。图丙在停止光照后短时间内，脂质体产生ATP的能量来源是__________________。
(3)利用图示反应原理来检测样品中细菌数量时，荧光强度与样品中细菌数量呈正相关，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)寡霉素不能用来抑制细菌细胞的繁殖，原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)催化和运输 (2)逆浓度运输、需要载体、消耗能量 H＋势能 (3)每个细菌内的ATP含量基本相同，ATP水解释放的能量部分转化成光能，荧光越强说明ATP含量越高，从而说明细菌数量越高，故荧光强度与细菌数量呈正相关 (4)寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构，从而阻断ATP的合成，而细菌没有线粒体结构，所以寡霉素对细菌的生理过程不起作用
解析 (1)从ATP合成酶的功能来看，一方面它作为酶催化ATP的形成，另一方面它以一个载体的身份来转运H＋，说明某些膜蛋白具有催化和运输的功能。(2)据图甲分析，H＋跨膜运输需要细菌紫膜质(一种膜蛋白)的协助，且从低浓度向高浓度运输，为主动运输方式，具有逆浓度运输、需要载体、消耗能量的特点。ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能，故图丙在停止光照后短时间内脂质体产生ATP。
14．研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答下列问题：
(1)ATP的结构简式是______________，神经细胞中的ATP主要来自________(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24 h有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mml/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是____________________。
(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是____________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的__________________属于无关变量，应予以排除。
答案 (1)A—P～P～P 线粒体 ATP与ADP迅速相互转化 (2)腺苷 (3)典型神经递质
解析 (1)ATP的结构简式是A—P～P～P。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的ATP主要来自线粒体。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成。(2)ATP脱去1个磷酸基团为ADP，脱去两个磷酸基团为AMP，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(3)若要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，可以设法把ATP与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即用化学物质阻断典型神经递质，所以典型神经递质是实验的无关变量。反应部位
(1)______
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖
/
丙酮酸等
反应名称
(2)______
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源
化学能
(3)______
化学能
终产物(除ATP外)
乙醇、CO2
(4)______
(5)_____
1．ATP的结构
源于必修1 P78图3－1－6 ATP分子结构式：
写出图中标出的“A”的含义：
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
2．ATP与ADP可以相互转化
(1)ATP的水解：需要水解酶的参与。
(2)ATP的合成：需要ATP合成酶的参与。
(1)源于必修1 P79“图3－1－7”：①ATP与ADP的相互转化不是(填“是”或“不是”)一个可逆反应。分析原因：从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
②人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。
(2)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源。
(3)源于必修1 P79“旁栏问题”：细胞中能够直接为生命活动供能的磷酸化合物除ATP外。还有GTP、CTP、UTP等，但ATP是主要的。磷酸肌酸也是一种高能磷酸化合物，但不能直接供能，它在能量的释放转移和利用之间起缓和作用，使细胞内ATP的含量保持相对稳定。
3．ATP的利用机制
考向一 ATP的结构和特点分析
1．将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是( )
A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变
D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
答案 A
解析 ①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。
2．(2023·江苏高邮高三模拟)下列与ATP和酶有关的叙述，正确的是( )
A．酶与ATP的合成都需要模板
B．酶的合成需要ATP直接提供能量
C．ATP与绝大多数酶的组成元素相同
D．能合成酶的细胞不一定能产生ATP
答案 B
解析 ATP的合成不需要模板，A错误；ATP是直接能源物质，用于各项生命活动，包括酶的合成，B正确；ATP的元素组成是C、H、O、N、P，而绝大多数酶是蛋白质，元素组成是C、H、O、N等，C错误；能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞不一定能合成酶，D错误。
考向二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3．(多选)科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，可以影响蚜虫体色。这些类胡萝卜素还能吸收光能，把它传送给负责能量生产的组织细胞，下列有关叙述错误的是( )
A．蚜虫体内细胞合成ATP时，需要的能量不只来自光能
B．蚜虫体内细胞合成ATP时，一定会伴随着氧气的消耗
C．蚜虫体内类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体的生存机会
D．温度、光照等环境因素不会影响蚜虫体内ATP的合成速率
答案 BD
解析 蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用释放的化学能，A正确；蚜虫体内细胞合成ATP时，不一定会伴随着氧气的消耗，如蚜虫体内细胞进行无氧呼吸以及有氧呼吸第一、二阶段都能产生ATP，但都不需要消耗氧气，B错误；由题意可知，类胡萝卜素可以吸收、传递、转化光能，影响ATP的合成量，因此类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体生存机会，C正确；温度会影响酶的活性，蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用释放的化学能，因此影响蚜虫体内ATP合成速率的外部因素有光照强度、温度等，D错误。
方法技巧 ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
解读：
4．(2023·南京高三期末)根据所消耗能量的来源不同，主动运输分为三种类型，如图a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。下列相关说法错误的是( )
A．图中属于膜外侧的是P侧
B．a类型主动运输可能不消耗能量
C．b类型所需ATP可以产生于细胞质基质、线粒体
D．蓝细菌有可能存在c类型的主动运输
答案 B
解析 由于图中P侧有糖蛋白，所以属于膜外侧的是P侧，A正确；X物质运输是顺浓度梯度，属于协助扩散，Y物质是由低浓度向高浓度一侧运输，应属于主动运输，Y与X通过同一个载体运输，可知Y转运所需的能量来源于X通过载体蛋白顺浓度梯度运输产生的势能，B错误；b方式是消耗ATP的主动运输，消耗的ATP来自呼吸作用，而呼吸作用发生的场所是细胞质基质和线粒体，C正确；蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用，有可能存在c类型的主动运输，D正确。
1．(2022·浙江1月选考，3改编)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为磷酐键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中能量转化的纽带
答案 D
解析 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是磷酐键，B错误；ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误。
2．(2021·北京，1)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是( )
A．含有C、H、O、N、P
B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化
D．可直接为细胞提供能量
答案 B
解析 ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。
3．(2021·湖南，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递
C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
答案 B
解析 通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。
4．(2019·天津，2)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解
D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
答案 B
解析 唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的能量，A错误；生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解产生NADPH和氧气，不需要消耗ATP水解释放的能量，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和[H]在酶的催化作用下转化成乳酸，此过程既不产生ATP，也不消耗ATP，D错误。
5．(2020·全国Ⅲ，29)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
答案 (1)细胞质基质 (2)无氧呼吸 (3)光能
(4)O2、NADPH (5)H2O、CO2
解析 (1)(2)由反应物是葡萄糖，终产物除ATP外，还有乙醇和CO2，可知该过程是无氧呼吸，发生的场所(反应部位)是细胞质基质。(3)(4)由场所是叶绿体的类囊体膜和反应名称为光合作用的光反应，可知该过程合成ATP的能量来源是光能，终产物除ATP外，还有O2和NADPH。(5)由反应部位是线粒体，反应物是丙酮酸等，反应名称为有氧呼吸的部分过程，可知该过程是有氧呼吸的第二和第三阶段，终产物除ATP外，还有CO2、H2O。
一、易错辨析
1．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( × )
2．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( × )
3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成( × )
4．人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP( × )
5．ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少( √ )
6．“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”( × )
7．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( √ )
二、填空默写
1．(必修1 P78)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，A代表腺嘌呤核苷。
2．(必修1 P79)细胞内ATP和ADP的相互转化，一方面为细胞提供所需ATP，另一方面使ATP仍然维持相对恒定的水平。
3．(必修1 P79)ATP被比作驱动细胞中各种生命活动的通用能量货币。
课时精练
一、单项选择题
1．ATP中含有3个磷酸基团，依据五碳糖的距离由远及近分别用Pγ、Pβ、Pα表示，若ATP中核糖被脱氧核糖所代替，则需要在ATP的前面加一个d，若ATP中的含氮碱基被鸟嘌呤代替，则记作GTP。下列叙述中错误的是( )
A．细胞的吸能反应总与ATP的水解有关
B．1分子GTP彻底水解可得到4种小分子物质
C．ATP水解脱掉一个磷酸后形成A—Pα～Pβ
D．dCTP的中文名称为胞嘧啶脱氧核苷三磷酸
答案 B
解析 1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，磷酸、核糖和碱基，B错误。
2．下列有关ATP的叙述错误的是( )
A．ATP由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成，ATP中的A与DNA中碱基A含义不同
B．运动员在剧烈运动时ATP快速水解，其释放的能量可以转换成肌肉收缩的机械能
C．剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸，乳酸中仍含有大量的ATP未被释放出来
D．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，仍能产生ATP
答案 C
解析 剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸，乳酸中仍含有大量能量未被释放出来，并不是乳酸中含有大量的ATP未被释放出来，C错误。
3．cAMP是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成，是细胞内的一种信号分子，其结构组成如图所示。下列说法正确的是( )
A．cAMP的元素组成与磷脂分子不相同
B．cAMP存在于突触间隙中
C．a所示物质名称为腺苷
D．b所指化学键是脱水形成的
答案 D
解析 cAMP的元素组成与磷脂分子相同，都是C、H、O、N、P，A错误；cAMP是细胞内的一种信号分子，突触间隙在细胞外，所以它不会存在于突触间隙，B错误；a所示物质名称为腺嘌呤，C错误；b所指化学键是磷酸和核糖之间脱水形成的，D正确。
4．无论底物还是产物，凡是涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)的酶促反应都需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子，如DNA的复制和RNA的合成。已知NTP或dNTP中的N指含氮碱基。下列说法错误的是( )
A．叶绿体膜和线粒体膜上可能存在Mg2＋的载体蛋白
B．ADP和ATP互相转化的过程中需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子
C．造血干细胞等分裂旺盛的细胞中可能含有较多的Mg2＋
D．当N表示碱基A时，NTP水解脱掉2个磷酸基团能够用来合成DNA
答案 D
解析 线粒体和叶绿体内可进行DNA复制和转录过程，需要Mg2＋，所以膜上可能存在Mg2＋的载体蛋白，A正确；ATP去掉两个磷酸基团是RNA的基本组成单位之一腺嘌呤核糖核苷酸，转化时涉及NTP(核糖核苷三磷酸)，需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子，B正确；造血干细胞等分裂旺盛的细胞中会进行DNA复制和转录过程，可能含有较多的Mg2＋，C正确；当N表示碱基A时，NTP水解脱掉2个磷酸基团能够用来合成RNA，D错误。
5．下列有关ATP与ADP相互转化的叙述，错误的是( )
A．小麦叶肉细胞中ATP酶的合成伴随着ATP的水解
B．ATP的合成与水解都需要酶的参与，属于可逆反应
C．水稻根细胞吸收无机盐离子过程中，伴随着ADP的生成
D．光照条件下，蓝细菌通过光合作用和呼吸作用合成ATP
答案 B
解析 小麦叶肉细胞中ATP酶的合成消耗能量，伴随着ATP的水解，A正确；ATP的合成与水解不属于可逆反应，B错误；水稻根细胞吸收无机盐离子过程是主动运输，消耗能量，伴随着ADP的生成，C正确；蓝细菌进行光合作用和呼吸作用，光照条件下通过这两个过程合成ATP，D正确。
6．(2023·江苏泰州高三模拟)下列关于水稻细胞内ATP的叙述，正确的是( )
A．只能由细胞呼吸产生
B．细胞内主要的能源物质
C．可为通道蛋白的运输提供能量
D．释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
答案 D
解析 ATP可以来自细胞呼吸或光合作用，A错误；ATP是细胞内的直接能源物质，B错误；通过通道蛋白的运输为协助扩散，不耗能，C错误；ATP末端的磷酸基团可以转移到某些蛋白质如载体蛋白，并与之结合，D正确。
7．(2023·江苏盐城高三阶段练习)ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内系列反应的进行(机理如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATP
B．ATP推动蛋白质做功的过程，存在放能反应与吸能反应过程
C．ATP水解过程中，末端磷酸基团具有较高的转移势能
D．主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少
答案 A
解析 ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状，失去的能量并不能用于再生成ATP，A错误；ATP推动细胞做功过程中，ATP的水解是放能反应，蛋白质磷酸化过程是吸能反应，因此该过程存在吸能反应和放能反应，B正确；主动运输过程中，ATP可将载体蛋白磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状，这是吸能反应，然后做功，失去能量，载体蛋白恢复原状，这是放能反应，因此主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少，D正确。
8．(2023·江苏淮安高三检测)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
答案 B
解析 该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”，说明32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确，C错误；ADP转化为ATP不发生在细胞核内，D错误。
二、多项选择题
9．磷酸肌酸是在肌肉或其他兴奋性组织(如脑和神经)中的一种高能磷酸化合物，是高能磷酸基的暂时贮存形式，ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列相关叙述错误的是( )
磷酸肌酸(C～P)＋ADP↔ATP＋肌酸(C)
A．磷酸肌酸(C～P)在形成肌酸的过程中磷酐键断裂
B．磷酸肌酸是肌肉中能量储存的一种形式，是细胞内的直接能源物质
C．剧烈运动时，在磷酸肌酸的作用下肌肉细胞ATP的含量保持相对稳定
D．磷酸肌酸释放的能量可以用于各项生命活动
答案 BD
解析 一般而言，细胞内的直接能源物质是ATP，磷酸肌酸中的能量也需要先转移到ATP中才能直接供应于生命活动，B、D错误。
10．cAMP(环化—磷酸腺苷)是细胞内的一种信号分子，对初级卵母细胞完成减数第一次分裂有抑制作用，作用机理如图所示；酶P由C亚基和R亚基构成。下列相关叙述错误的是( )
A．cAMP的组成元素是C、H、O、N和P，脱氧核糖是其组成成分
B．处于活化状态的酶A能催化ATP脱去两个磷酸基团生成cAMP
C．cAMP能促进组成酶P的C亚基与R亚基分离，从而激活C亚基
D．若信号分子2增多，则会抑制女性次级卵母细胞和极体的产生
答案 AD
解析 被激活的酶A能催化ATP脱去两个磷酸基团并发生环化形成cAMP，故cAMP的组成元素与ATP相同，均为C、H、O、N、P，cAMP中应含有核糖，A错误、B正确；信号分子2作用于S2蛋白，通过G2蛋白抑制酶A，细胞内的cAMP浓度降低，活化的酶P减少，解除了对减数第一次分裂的抑制作用，促进女性次级卵母细胞和极体的产生，D错误。
11．荧光素接受ATP提供的能量后被激活，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。研究人员对荧光素酶施加不同条件的处理，在添加足量的荧光素条件下测定酶浓度与发光强度间的关系，结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．高温、重金属Hg2＋都可能破坏酶的空间结构
B．合成氧化荧光素的反应伴随着ATP的水解
C．A点后发光强度不再增大，可能受荧光素量的限制
D．据图分析可知，Mg2＋可为荧光素的发光反应提供能量
答案 CD
解析 据题意可知，实验条件为在足量的荧光素条件下测定酶浓度与发光强度间的关系，这说明A点后发光强度不再增大，不是受荧光素量的限制，可能是ATP含量等其他条件所限制，C错误；Mg2＋可通过提高荧光素酶的活性而提高发光强度，不能提供能量，D错误。
12．(2023·江苏新海高级中学高三检测)睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。图1为腺苷合成及转运示意图，ATP运到胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解。研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞质膜上的A1受体结合，可促进K＋通道开放，腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。图2为测定基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化的一种腺苷传感器。下列相关叙述错误的是( )
A．利用AK活性抑制剂或利用A2激动剂可改善失眠症患者睡眠
B．由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过简单扩散的方式转运至胞外
C．由图2可知，可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度
D．ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去2个磷酸产生腺苷
答案 BD
解析 通过图1可知，利用AK活性抑制剂可抑制腺苷转化为AMP，有利于睡眠；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠，故使用A2激动剂也可改善失眠症患者睡眠，A正确；由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过胞吐的方式转运至胞外，B错误；由图2可知，可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺苷浓度，C正确；ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去3个磷酸产生腺苷，D错误。
三、非选择题
13．(2023·镇江高三模拟)科学家分别将细菌紫膜质(蛋白质)和 ATP 合成酶重组到脂双层(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上，在光照条件下，观察到如图所示的结果。另外科学研究表明每个细菌内的ATP含量基本相同，可利用下图所示反应原理来检测样品中细菌数量。放线菌(原核生物)产生的寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构，从而阻断ATP的合成。
根据以上内容，回答下列问题：
(1)从ATP合成酶的功能来看，说明某些膜蛋白具有______________________的功能。
(2)H＋进入脂质体内部的运输方式具有______________________________特点。图丙在停止光照后短时间内，脂质体产生ATP的能量来源是__________________。
(3)利用图示反应原理来检测样品中细菌数量时，荧光强度与样品中细菌数量呈正相关，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)寡霉素不能用来抑制细菌细胞的繁殖，原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)催化和运输 (2)逆浓度运输、需要载体、消耗能量 H＋势能 (3)每个细菌内的ATP含量基本相同，ATP水解释放的能量部分转化成光能，荧光越强说明ATP含量越高，从而说明细菌数量越高，故荧光强度与细菌数量呈正相关 (4)寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合成酶的结构，从而阻断ATP的合成，而细菌没有线粒体结构，所以寡霉素对细菌的生理过程不起作用
解析 (1)从ATP合成酶的功能来看，一方面它作为酶催化ATP的形成，另一方面它以一个载体的身份来转运H＋，说明某些膜蛋白具有催化和运输的功能。(2)据图甲分析，H＋跨膜运输需要细菌紫膜质(一种膜蛋白)的协助，且从低浓度向高浓度运输，为主动运输方式，具有逆浓度运输、需要载体、消耗能量的特点。ATP合成酶能将H＋势能转化为ATP中的化学能，故图丙在停止光照后短时间内脂质体产生ATP。
14．研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答下列问题：
(1)ATP的结构简式是______________，神经细胞中的ATP主要来自________(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24 h有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mml/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是____________________。
(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是____________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的__________________属于无关变量，应予以排除。
答案 (1)A—P～P～P 线粒体 ATP与ADP迅速相互转化 (2)腺苷 (3)典型神经递质
解析 (1)ATP的结构简式是A—P～P～P。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的ATP主要来自线粒体。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成。(2)ATP脱去1个磷酸基团为ADP，脱去两个磷酸基团为AMP，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(3)若要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，可以设法把ATP与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即用化学物质阻断典型神经递质，所以典型神经递质是实验的无关变量。反应部位
(1)______
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖
/
丙酮酸等
反应名称
(2)______
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源
化学能
(3)______
化学能
终产物(除ATP外)
乙醇、CO2
(4)______
(5)_____
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