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5.2 细胞的能量“货币”ATP学案
【预习新知】
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。
ATP与ADP可以相互转化
1.转化过程
（1）ATP转化为ADP：ATPADP＋Pi＋能量。
（2）ADP转化为ATP过程：ADP＋Pi＋能量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，既可来自光能，也可以来自呼吸作用所释放的能量。
②动物、人、真菌和大多数细菌，均来自细胞进行 时有机物分解所释放的能量。
（2）ATP水解成ADP释放的能量去向：各项生命活动。
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生物界的共性。
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)ATP起作用的机理：ATP水解释放的磷酸基团使____________等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，________发生变化，_________也被改变，因而可以参与各种化学反应。
(3)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。
【巩固训练】
1.萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列与ATP有关的叙述中正确的是( )
A.植物细胞中合成ATP所需的能量全部来自光反应固定的太阳能
B.叶肉细胞的细胞质基质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
C.人在紧张状态下，细胞内产生ATP的速率远超过产生ADP的速率
D.萤火虫持续发光的过程中，体内ATP的含量仍会保持相对稳定
2.下列关于ATP的叙述，错误的是( )
A.ATP的组成元素是C、H、O、N、P
B.ATP水解时远离腺苷的末端磷酸基团容易脱离
C.ATP合成时的能量可来自呼吸作用和光合作用等
D.剧烈运动时ATP会大量水解，导致ADP含量远高于ATP
3.ATP 在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关 ATP 的叙述，错误的是( )
A.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成 ATP
B.ATP 中的“A”与 DNA、RNA 中的碱基“A”是同一物质
C.能产生 ATP 的细胞不一定能产生酶，能产生酶的细胞都能产生 ATP
D.ATP 中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
4.ATP的结构如图所示，①③表示组成ATP的化学基团，②④表示化学键。下列有关叙述正确的是( )
A.①为腺嘌呤，即ATP结构简式中的A
B.②为一种稳定的化学键
C.在ATP与ADP的相互转化中，③可重复利用
D.若化学键④断裂，可生成化合物ADP
5.临床上，ATP常作为药物用于辅助治疗心肌炎、脑出血等后遗症。ATP药物分为ATP片剂和ATP注射液，ATP片剂可以口服，ATP注射液可供肌肉注射或静脉滴注。注射ATP溶液时，ATP几乎不能进入细胞，而是作为兴奋性神经递质与多处细胞膜上的受体结合。下列叙述错误的是( )
A.1个ATP分子中含有1分子腺嘌呤核糖核苷酸和2分子磷酸基团
B.ATP片剂可以口服的原理是人体消化道内没有ATP水解酶，且可以直接被吸收
C.患者注射ATP溶液后，其脑细胞内的代谢反应主要靠自身合成的ATP来直接供能
D.患者心肌细胞内可以大量合成并储存ATP，因此只需注射低浓度的ATP溶液
6.细胞代谢往往伴随着能量的变化，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP的合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP的合成需要小分子之间多次脱水缩合
B.ATP的水解产物可为RNA的合成提供原料
C.ATP水解时，催化③和④处化学键断裂的酶相同
D.ATP的水解往往伴随着吸能反应，为其提供能量
7.ATP被喻为生物体的能量“货币”，为生命活动直接提供能量。下图是ATP的结构示意图，下列叙述正确的是( )
A.④是特殊化学键
B.①表示腺苷
C.②表示脱氧核糖
D.③断裂后释放的能量最多
8.下列关于细胞中ATP的叙述正确的是( )
A.细胞中ATP的元素组成与磷脂分子不同
B.肝细胞的细胞核中一定没有ATP的分布
C.ATP可为红细胞和小肠绒毛细胞吸收葡萄糖提供能量
D.心肌细胞较上皮细胞中的ATP与ADP转化速度更快
9.细胞中某生命活动过程和某物质结构如图所示，下列叙述错误的是( )
A. 在肌肉收缩时，图1所示过程可以提供能量
B. ③处的化学键较②处不稳定，且所含的能量也较多
C. ATP中的结构①即图2中的A，该结构在RNA中也存在
D. ADP失去一个磷酸基团之后，即可用于图2中物质的合成
10.H+-ATPase能将ATP水解，并利用水解产生的能量将H+从细胞内转运到细胞外，从而降低H+积累对细胞的毒害作用。据此分析，H+-ATPase具有的功能是( )
A.催化、运输
B.催化、信息交流
C.运输、调节
D.免疫、信息传递
参考答案
1.答案：D
解析：A、植物细胞合成ATP所需能量来自于光合作用固定的太阳能和有机物的氧化分解，A错误；
B、叶绿体是叶肉细胞进行光合作用的场所，光合作用中光反应可产生ATP，但其全部用于叶绿体内的生命活动，不能用于细胞质基质中的生命活动，线粒体是叶肉细胞有氧呼吸的主要场所，其产生的ATP一般用于除暗反应外的各项生命活动，细胞质基质可进行细胞呼吸的第一阶段，该过程也产生ATP，故叶肉细胞细胞质基质中消耗的ATP应来自细胞质基质和线粒体，B错误；
C、ATP、ADP处于动态平衡之中，人体紧张时，ATP合成速率与ADP的产生速率达到动态平衡，C错误；
D、ATP在个体内含量很少，但TP与ADP相互转化，会保持含量动态平衡，进而持续发挥作用，因此萤火虫持续发光的过程中，体内ATP的含量仍会保持相对稳定，D正确。
故选D。
2.答案：D
解析：正常的细胞中，ATP和ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，D项错误。
3.答案：B
解析：A、ATP是生命活动的直接能源物质，人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP,A正确;B、ATP中的“A”是指腺苷;DNA、RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤，不是同一物质，B错误;C、ATP是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少，C正确;D、植物进行光合作用，将光能转化为ATP中的化学能，呼吸作用将有机物中的化学能转化为ATP中的能量;萤火虫发火是ATP中的能量转化为光能，ATP中的能量可以用于氨基酸脱水缩合形成蛋白质，这是ATP中的能量转化为化学能;故ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能，D正确。
4.答案：C
解析：①为腺嘌呤，而ATP结构简式中的A是腺苷，A错误；化学键②和④为特殊的化学键，由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等，这种特殊的化学键不稳定，B错误；③是磷酸基团，在ATP与ADP的相互转化中可重复利用，C正确；若化学键④断裂，即丢掉两个磷酸基团，可生成化合物AMP，D错误。
5.答案：D
解析：1个ATP分子中含有1分子腺嘌呤核糖核苷酸和2分子磷酸基团，A正确；由于人体消化道内没有ATP的水解酶，而且ATP可以直接被吸收，所以ATP片剂可以直接口服，B正确；根据题干信息可知，注射的ATP几乎不能进入细胞，患者注射ATP溶液后，其脑细胞内的代谢反应主要靠自身合成的ATP来直接供能，C正确；细胞内的ATP含量很少，但ATP和ADP之间的转化效率很高，细胞内不可能大量合成并储存，D错误。
6.答案：C
解析：ATP的合成需要小分子之间多次脱水缩合，A正确：ATP的水解产物可为某些RNA的合成提供原料.B正确：ATP水解时，催化③和④处化学键断裂的酶不相同，C错误；ATP的水解往往伴随着吸能反应，供应能量，D正确。
7.答案：A
解析：A、④是特殊的化学键，断裂时释放大量能量，A正确；
B、①表示腺嘌呤，B错误；
C、②表示核糖，C错误；
D、④断裂后释放的能量最多，D错误。
故选A。
8.答案：D
解析：ATP的元素组成与磷脂分子相同,A错误;细胞核中有ATP的分布,B错误;红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散,不需要消耗能量,C错误;心肌细胞较上皮细胞中的ATP与ADP转化速度更快,D正确。
9.答案：D
解析：在肌肉收缩时需消耗能量，图1所示过程为ATP的水解过程，释放的能量可使肌肉中的能量增加，形状改变，即肌肉收缩，A正确；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，水解时远离A的高能磷酸键(即③处)容易断裂，较②处不稳定，且所含的能量也较多，B正确；ATP中的①为腺嘌呤，即图2中的A，该结构在RNA中也存在，C正确；ADP失去一个磷酸基团之后为腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，不能用于图2中物质(DNA)的合成，D错误。
10.答案：A
解析：分析题意，H+-ATPase能将ATP水解，并利用水解产生的能量将H+从细胞内转运到细胞外，由此可知，H+-ATPase具有的功能是催化、运输，A正确。
故选A。

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