人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP学案

第2节细胞的能量“货币”ATP学案

【学习目标】

1.简述ATP的化学组成和特点。

2.写出ATP的分子简式。

3.解释ATP在能量代谢中的作用。

【基础梳理】

一、ATP是一种高能磷酸化合物

请仔细阅读教材第86页，完成下面的问题。

1．ATP的名称与简式

(1)中文名称：__________。

(2)结构简式：__________。

2．功能

ATP是细胞内的一种________化合物，是细胞生命活动的________物质。

二、ATP与ADP可以相互转化

请仔细阅读教材第86～87页，完成下面的问题。

1．相互转化的特点：时刻不停地发生并且处于________之中。

2．反应式：

(1)释放能量：ATP ________＋Pi＋能量。

(2)储存能量：ADP＋Pi＋能量________。

3．转化过程中能量的来源和去路

三、ATP的利用

请仔细阅读教材第88～89页，完成下面的问题。

1．ATP是生命活动的直接能源物质

(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由________直接提供能量。

(2)实例：大脑思考、电鳐发电、__________________、________________、______________等。

2．ATP是细胞内流通的能量“货币”

(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系

(2)能量通过________在吸能反应和放能反应之间流通。

答案：

一、

1．(1)腺苷三磷酸　(2)A—P～P～P　(3)腺苷　磷酸基团　特殊的化学键　2个

2．高能磷酸　直接能源

二、

1．动态平衡　

2．(1)ADP　(2)ATP

3．呼吸作用　光合作用　ADP

三、

1．(1)ATP　(2)物质的主动运输　物质合成　肌肉收缩

2．(1)ATP水解　ATP合成　(2)ATP分子

【易错提示】

（1）ATP能够及时转化成ADP，这有效地保证了细胞内能量的供应（  ）

（2）ATP在细胞内含量并不高，活细胞都能产生ATP，也都会消耗ATP（  ）

（3）人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的相互转化难以达到动态平衡（  ）

答案：（1）√（2）√（3）×

【深化探究】

探究点一　ATP的分子结构

1.ATP和组成RNA的基本单位有怎样的联系？

答案：ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸。

2.1分子ATP彻底水解会得到哪些成分？

答案：1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸。

3．如图是ATP的分子结构图，下列有关叙述错误的是(　　)

A．ATP分子的结构简式可表示为A－P～P～P

B．ATP的水解，主要是指图中②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：ATP的结构简式表示为A－P～P～P；ATP水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解，主要是远离A的高能磷酸键的水解；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，远离A的高能磷酸键易断裂，即②处的化学键断裂。

答案：D

探究点二　ATP和ADP的相互转化及ATP的利用

1.ATP在细胞中的含量很少，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40kgATP。ATP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.为什么说ATP是细胞内流通的能量“货币”？

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。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。

3.ATP中能量的来源和去向

【巩固练习】

1.下列关于ATP的叙述正确的是(   )

A. 远离腺苷的高能磷酸键断裂与细胞的吸能反应相联系

B. ATP即三磷酸腺苷，其结构式可简写成A～P——P～P

C. 细胞中所有需要能量的生命活动都由ATP直接供能

D. 人体内的成熟红细胞中没有线粒体，不能产生ATP

2.ATP快速荧光检测仪是基于萤火虫发光原理,利用“荧光素—荧光素酶体系”与 ATP发生反应发光,据发光强弱估测微生物残留量。下列说法错误的是(   )

A.细胞中储存了大量ATP为生命活动提供能量
B.荧光检测仪可检测苹果醋中微生物的残留量
C.ATP为荧光素所发生的酶促反应提供能量
D.萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所

3.下列关于ATP和ADP的叙述,正确的是(   )

A. ATP的水解过程伴随着细胞内的放能反应

B. ATP含三个磷酸键,其中有两个是高能磷酸键

C. 所有需要能量的生命活动都是由ATP提供能量

D. 腺嘌呤核糖核苷酸上增加三个磷酸基团可生成ATP

4.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高能磷酸键

C.在水解酶的作用下不断地合成和水解

D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带

5.ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是(   )

A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量

B.ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATP

C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团

D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解

6.去氧三磷酸腺苷(dATP)和三磷酸腺苷(ATP)的结构类似,二者在组成上的差异在于前者含有脱氧核糖,后者含有核糖。下列相关叙述正确的是(   )

A.细胞内的直接能源物质只有dATP和ATP

B.dATP和ATP在细胞内都在生物膜上合成

C.肌肉细胞内的dATP和ATP含量明显高于口腔上皮细胞

D.dATP和ATP去掉两个磷酸基团后,剩余部分是核酸的合成原料

参考答案

1.答案：A

解析：本题考查ATP的结构、应用知识,属于记忆水平,比较简单。细胞的吸能与ATP水解有关,放能与ATP合成有关,故A对。ATP结构简式A-P~P~P,故B错。生命活动除ATP直接供能外,还有其他物质,故C错。人体成熟红细胞没有线粒体可通过无氧呼吸产生ATP,故D错。

2.答案：A

解析：

3.答案：B

解析：A、细胞中的放能反应往往伴随ATP的合成，吸能反应由ATP提供能量，故伴随ATP的水解，A错误;B、ATP的结构简式为A-P~P~P，一个ATP分子中含有两个高能磷酸键，B正确;C、细胞中绝大多数的需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，C错误；D、腺苷上增加三个磷酸基团可生成ATP,D错误故选B。

4.答案：D

解析：本题考查ATP的结构和作用的有关知识。

5.答案：C

解析：ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP-ADP循环使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B错误；ATP水解形成ADP时远离腺苷的高能磷酸键断裂，释放能量和磷酸基团，C正确；ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键易断裂水解，D错误。

6.答案：D

解析：A、细胞内的直接能源物质除了dATP和ATP，还有dGTP、dTTP、dCTP、GTP、CTP和UTP等，A错误； B、ATP的合成场所有线粒体内膜、线粒体基质、叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质，B错误； C、肌肉细胞和口腔上皮细胞内的dATP和ATP含量都很少，C错误； D、dATP和ATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分依次是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，依次是DNA和RNA的合成原料，D正确。

故选：D。