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5.2细胞的能量“货币”ATP学案
【预习新知】
（一）ATP是一种高能磷酸化合物
1. 细胞中的糖类、 等有机物都储存着化学能，但是 给细胞生命活动提供 的却是另一种有机物—— 。
2. 是驱动细胞生命活动的 。
3. ATP是 的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成 ，其中A代表 ，P代表 ，~代表一种特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团 而互相排斥等原因，使得这种化学键 ， 有一种离开ATP而与其他分子 的趋势，也就是具有较高的 。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的 与其他分子 ，从而使后者发生变化。可见ATP水解的过程就是
4. ATP是一种 。
5.ATP的组成元素：
6.图中各部分的名称分别为
④
（二）ATP与ADP可以相互转化
1．转化过程
(1)ATP转化为ADP
①ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的 磷酸基团 与其他分子结合，从而使后者发生变化，ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物 (腺苷二磷酸)，脱离下来的磷酸基团如果未移给其他分子，就可以成为游离的 (以Pi表示)。
②反应式：ATPADP＋ ＋能量。
(2)ADP转化为ATP过程
①在有关酶的催化作用下，ADP可以接受 ，同时与 结合，重新形成ATP。
②反应式：ADP＋ ＋ ATP。
2．转化过程中能量来源和去向
(1)ADP合成ATP的能量来源
①绿色植物，既可来自 ，也可以来自 所释放的能量。
②动物、人、真菌和大多数细菌，均来自细胞进行呼吸作用时 分解所释放的能量。
(2)ATP水解成ADP释放的能量去向： 。
3．相互转化特点
(1)ATP和ADP相互转化是时刻不停地发生且处于 之中的。
(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了 。
（三）ATP的利用
1、细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 直接提供的，如 、 、和物质的 运输都需要消耗ATP。
2、ATP利用的实例
3、ATP水解利用的原理：
ATP水解释放的 集团使蛋白质等分子 ，这些分子被 后， 发生变化， 也被改变，因而可以参与各种化学反应。
4、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：
细胞内的化学反应可以分为 反应和 反应两大类。
①吸能反应：化学反应发生时需要吸收能量，如 ，一般与ATP 的反应相联系。
②放能反应：化学反应发生时需要释放能量，如 ，一般与ATP 的反应相联系。
(2)能量通过 分子在 反应和 反应之间流通。
【巩固训练】
1.ATP的合成及某种利用过程如图所示。研究人员将32P标记的Pi注入离体活细胞中，2min后迅速分离得到细胞中的ATP，发现ATP被32P标记，且其放射性强度与注入的Pi的放射性强度基本一致。下列叙述正确的是( )
A. 该实验中，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相同
B. 物质X为ATP合成提供能量，实验后离体活细胞中仍存在ADP
C. 荧光素被激活后发荧光属于吸能反应，其与ATP水解相关联
D. 荧光素的荧光实验可以表明ATP是生物体的直接能源物质
2.将32p标记的化合物注入到肝细胞内，1～2分钟后迅速分离细胞内的ATP，发现其放射性显著增加。图3为ATP结构示意图，上述测得的放射性主要来自( )
A.① B.② C.③ D.④
3.如图是荧火虫发光的原理，相关叙述正确的是( )
A.ATP水解供能时生成一个腺苷和三个磷酸
B.荧光素酶的化学本质是蛋白质或RNA
C.由于酶具有专一性，该过程中需要多种酶催化
D.在试管中加入葡萄糖、荧光素和荧光素酶，可看到荧光
4.关于ATP的叙述中,错误的是( )
A.ATP分子中含有三个高能磷酸键
B.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
C.ATP分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
5.细胞中的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，下列说法错误的是( )
A.吸能反应伴随着ATP的合成,放能反忘伴随着ATP的水解
B.能量通过ATP分子在吸能反映和放能反应之间流通
C.葡萄糖氧化分解是放能反应
D.蛋白质合成主动运输是吸能反应
6.下列关于ATP的叙述，错误的是( )
A.酒精发酵过程中有ATP生成
B.ATP可为物质跨膜运输提供能量
C.ATP中的特殊化学键水解可释放能量
D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖、磷酸组成
7.下列关于水稻细胞内ATP的叙述，错误的是( )
A.能与ADP相互转化 B.只能由细胞呼吸产生
C.可为物质跨膜运输提供能量 D.释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
8.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是( )
A.脂肪酸 B.氨基酸 C.腺苷二磷酸 D.腺苷三磷酸
9.在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。α、β和γ表示ATP或dATP（d表示五碳糖为脱氧核糖）置上三个磷酸基团所处位置（A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ）。下列说法错误的是( )
A.主动运输所需能量来自ATP“γ”位和“β”位前的特殊化学键断裂释放的能量
B.若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的“α”位上
C.将ATP中“β”和“γ”位磷酸基团去掉，所得物质是RNA的单体之一
D.ATP、dATP和磷脂分子的元素组成都是C、H、O、N、P
10.下列关于ATP的叙述，不正确的是( )
A.能产生ATP的细胞不一定含有线粒体
B.吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系
C.呼吸作用的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解并产生二氧化碳和水的过程
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质
参考答案
1.答案：C
2.答案：D
解析：远离腺苷的磷酸基团④容易脱离的生成，题干所述的放射性主要来自于④，ABC错误，D正确。
3.答案：C
解析：A.ATP水解仅脱去一分子磷酸基团，A错误。
B.荧光素酶的化学本质是蛋白质，B错误。
C.酶具有专一性，荧光素酶只能催化荧光素酰苷酸转化成氧合荧光素这一反应，其他反应如ATP转化为ADP需要其他酶催化。C正确。
D.葡萄糖在试管中不能转化成ATP，该反应不能进行，D错误。
故选C。
4.答案：A
解析：ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的，它含有一个普通磷酸键和两个高能磷酸键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A项错误，C项正确；细胞中ATP的含量不多，但能不断地合成和水解，从而保证细胞中稳定的供能环境，B项正确；ATP分子中的“A”代表腺嘌呤和核糖组成的腺苷，而DNA、RNA中的碱基“A”分别代表腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，D项正确。
5.答案：A
解析：
6.答案：D
解析：A、无氧呼吸产生酒精的过程包括第一阶段和第二阶段，其中第一阶段有少量能量释放，可形成少量的ATP,A正确；
B、ATP是生命活动的直接能源物质，可为物质跨膜运输（如主动运输）提供能量，B正确；
C、ATP分子的结构式可以简写成A-P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表特殊化学键，特殊化学键断裂时，能量会释放出来，C正确；
D、ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。
故选D。
7.答案：B
解析：B、水稻叶肉细胞中的ATP可以通过细胞呼吸和光合作用产生，B错误。
8.答案：D
解析：
9.答案：A
解析：A、ATP中远离腺苷的那个特殊化学键容易断裂释放能量，主动运输是个耗能的过程，该过程所需能量来自ATP“γ”位前的特殊化学键断裂释放的能量，A错误；
B、若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，即将32P标记到新合成的DNA分子上，要把dATP中的β和γ磷酸基团水解了，形成的A—Pα才是合成DNA的原料之一，故需将带有32P的磷酸基团应在dATP的“α”位上，B正确；
C、将ATP中“β”和“γ”位磷酸基团去掉，则留下的是一分子的腺嘌呤、一分子的核糖和一分子的磷酸，为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的单体之一，C正确；
D、ATP、dATP和磷脂分子的元素组成都含有C、H、O、N、P，D正确。
故选A。
10.答案：C
解析：A、能产生ATP的细胞不一定含有线粒体，如蓝细菌能进行有氧呼吸产生ATP，但是不含有线粒体，A正确;B、吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，B正确;C、ATP在细胞中含量很少，但ATP和ADP相互转化迅速，满足机体对能量的需求，C错误;D、ATP中的“A”代表腺苷，DNA、RNA中的碱基“A”代表腺嘌呤，D正确。

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