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第2节　细胞的能量“货币”ATP
课时学习目标　(1)依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点(结构与功能观)。(2)根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用(结构与功能观)。
一、ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的结构
(1)中文名称：________________。
(2)结构简式：________________。
(3)符号含义：A代表____________，P代表__________，～代表一种______________。
2.ATP的特点
(1)不稳定：________________有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有________________。
(2)高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达__________________ kJ，是细胞内的一种________________。
3.ATP的功能
ATP能够直接为细胞生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的____________________。
[微思考]
ATP分子去掉远离A端的两个磷酸基团后，剩余部分是什么物质？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
(1)ATP是细胞内主要的能源物质。(　　)
(2)ATP由1个腺苷和2个磷酸基团构成。(　　)
(3)ATP是高能磷酸化合物，含有三个特殊的化学键(　　)
下图是ATP的结构式，图中α、β、γ分别表示ATP中的三个磷酸基团。
(1)ATP的元素组成是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)ATP中的“A”“T”和组成DNA中的“A”“T”含义相同吗？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)若ATP完全水解，会得到哪些成分？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)如果β和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成的物质名称是什么？它与核酸有何关系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【学以致用】
1.(2024·西安高新一中高一月考)如图所示的ATP结构模式图中有多处错误，下列相关叙述错误的是(　　)
A.①处应为腺嘌呤(A)
B.②处应为氢原子(H)
C.③处应为氧原子(O)
D.④处应为特殊的化学键(～)
2.(2024·广东佛山高一质检)下列关于ATP分子的叙述，正确的是(　　)
A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂
D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似
二、ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用
1.ATP与ADP可以相互转化
2.ATP的利用
(1)实例
如图所示：
(2)ATP为主动运输供能的机理
(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应一般与____________的反应相联系，由ATP水解提供能量。
②放能反应一般与____________相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。
③能量通过____________在吸能反应和放能反应之间流通。
[辨正误]
(1)细胞内储存有大量的ATP，为生命活动提供能量。(　　)
(2)ATP水解时，两个特殊的化学键都断裂，生成ADP和Pi。(　　)
(3)细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。(　　)
(4)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解。(　　)
(5)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化。(　　)
材料1　将用32P标记的磷酸加入细胞培养液，并在短时间内快速分离出细胞的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带有放射性标记。
材料2　ATP在细胞内的含量是很少的，每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，而一个正常成年人在静止状态下24 h，将约有40 kg的ATP发生转化。
材料3　ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。下图表示ATP和ADP的相互转化过程。
(1)材料1中，细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记，该现象说明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)阅读材料2相关内容，分析生物体为满足能量的需要，是如何解决这一矛盾的？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)材料3中能量1来源的生理过程。
①绿色植物：______________________________________________________。
②动物、人、真菌和大多数细菌：_____________________________________________________________________。
(4)由材料3的图解，写出ATP与ADP相互转化的反应式。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)下列过程需要ATP水解提供能量的是________(填编号)。
①物质的主动运输　②电鳐发电
③肌肉收缩　④蛋白质合成　⑤大脑思考　⑥根细胞吸收水分
1.ATP与ADP相互转化过程的比较
2.生物体内的能源物质总结
(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。
(2)主要能源物质：糖类。
(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。
(4)主要储能物质：脂肪。
(5)直接能源物质：ATP。
(6)最终能量来源：太阳能。
【学以致用】
3.(2024·江苏南通学情调研)如图为植物细胞中ATP与ADP相互转化示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A.过程①不需要酶的催化
B.过程②发生末端磷酸基团离开ATP的反应
C.过程①所需能量只能来自化学能
D.过程②放出的能量可以用于过程①
4.(2024·浙江宁波期中)有学者利用刚刚失去收缩功能的离体肌肉进行实验：在肌肉上滴加葡萄糖溶液后观察肌肉反应，肌肉没有收缩；然后在同一块肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快发生了明显的收缩反应。这个实验说明(　　)
A.葡萄糖可为生物体生命活动提供能量
B.ATP是细胞可直接利用的能源物质
C.ATP与ADP可快速转化
D.ATP是吸能反应和放能反应的纽带
1.(2024·重庆外国语学校期中)细胞中为生命活动直接提供能量的物质是ATP，其结构简式是(　　)
A.A—P—P～P B.A—P～P～P
C.A—P—P—P D.A～P～P～P
2.(2024·辽宁省实验中学)如图表示ATP的结构。下列分析错误的是(　　)
A.图中“A”代表的是腺嘌呤
B.图中b、c代表的是特殊的化学键
C.水解时b键更容易断裂
D.图中a是RNA的基本组成单位之一
3.(2024·湖南长郡中学)如图是ATP和ADP相互转化的示意图，①②表示相关反应。下列有关叙述正确的是(　　)
ATPADP＋Pi＋能量
A.ATP分子中的五碳糖是脱氧核糖
B.①和②需要的酶是同一种酶
C.①②过程在活细胞内时刻不停地发生
D.人体肌细胞中储存着大量的ATP
4.(2024·广东中山期中)GTP具有与ATP类似的结构，二者的差异只是碱基不同。下列有关ATP和GTP的叙述，错误的是(　　)
A.ATP和GTP分子中都含有两个特殊的化学键
B.GTP分子的结构简式可以写成G—P～P～P
C.GTP中所含有的碱基为鸟嘌呤，五碳糖为核糖
D.GTP水解产生的GMP是组成DNA的基本单位之一
5.(2024·许昌高中检测)下列有关说法正确的是(　　)
A.ATP的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要ATP供能
B.ATP在细胞中脱去两个磷酸基团后可为DNA的合成提供原料
C.人体成熟红细胞中ATP的产生速率在有氧、无氧条件下大致相等
D.放能反应一般与ATP水解的反应相联系(共36张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第2节　
细胞的能量“货币”ATP
课时学习目标
(1)依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点(结构与功能观)。
(2)根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用(结构与功能观)。
目录 CONTENTS
1. ATP是一种高能磷酸化合物
2. ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
腺苷三磷酸
1.ATP的结构
(1)中文名称：_______________。
(2)结构简式：_______________。
(3)符号含义：A代表_______，P代表_________，～代表一种_____________。
A—P～P～P
腺苷
磷酸基团
特殊的化学键
2.ATP的特点
(1)不稳定：________________有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有_____________________。
(2)高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达_______ kJ，是细胞内的一种______
__________。
末端磷酸基团
较高的转移势能
30.54
高能磷
酸化合物
3.ATP的功能
ATP能够直接为细胞生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的____________。
直接能源物质
[微思考]
ATP分子去掉远离A端的两个磷酸基团后，剩余部分是什么物质？
提示：腺嘌呤核糖核苷酸。
×
[辨正误]
(1)ATP是细胞内主要的能源物质。( )
提示：ATP是直接能源物质，糖类是主要的能源物质。
(2)ATP由1个腺苷和2个磷酸基团构成。( )
提示：ATP由1个腺苷和3个磷酸基团构成。
(3)ATP是高能磷酸化合物，含有三个特殊的化学键( )
提示：ATP含有2个特殊的化学键
×
×
下图是ATP的结构式，图中α、β、γ分别表示ATP中的三个磷酸基团。
(1)ATP的元素组成是什么？
提示：C、H、O、N、P。
(2)ATP中的“A”“T”和组成DNA中的“A”“T”含义相同吗？
提示：不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”即tri，含义是三。DNA中的“A”只是指腺嘌呤；“T”是指胸腺嘧啶。
(3)若ATP完全水解，会得到哪些成分？
提示：腺嘌呤、核糖、磷酸。
(4)如果β和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成的物质名称是什么？它与核酸有何关系？
提示：如果β和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成的物质为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。
(5)为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？
提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使能量发生转移。
【 学以致用 】
B
1.(2024·西安高新一中高一月考)如图所示的ATP结构模式图中有多处错误，下列相关叙述错误的是(　　)
A.①处应为腺嘌呤(A)
B.②处应为氢原子(H)
C.③处应为氧原子(O)
D.④处应为特殊的化学键(～)
解析:①处应为腺嘌呤(A)，A正确；
ATP中的五碳糖为核糖，因此②处就是—OH，B错误；
③处应为氧原子(O)，C正确；
ATP分子中，磷酸基团之间的化学键为特殊的化学键，即④处应为特殊的化学键(～)，D正确。
A.①处应为腺嘌呤(A)
B.②处应为氢原子(H)
C.③处应为氧原子(O)
D.④处应为特殊的化学键(～)
B
2.(2024·广东佛山高一质检)下列关于ATP分子的叙述，正确的是(　　)
A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂
D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似
解析:ATP分子的结构简式为A—P～P～P，其中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，T表示三个(磷酸基团)，可见，ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素，A、D错误，B正确；
1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自远离腺苷的那个特殊化学键的断裂，C错误。
1.ATP与ADP可以相互转化
末端磷酸基团
Pi
能量
ADP
光能
呼吸作用
呼吸作用
动态平衡
生物界的统一性
ATP
2.ATP的利用
(1)实例
如图所示：
吸能
(2)ATP为主动运输供能的机理
酶
载体蛋白
结构
(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应一般与__________的反应相联系，由ATP水解提供能量。
②放能反应一般与____________相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。
③能量通过____________在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP水解
ATP的合成
ATP分子
×
[辨正误]
(1)细胞内储存有大量的ATP，为生命活动提供能量。( )
提示：ATP不能大量储存。
(2)ATP水解时，两个特殊的化学键都断裂，生成ADP和Pi。( )
提示：ATP水解时，远离腺苷的特殊的化学键断裂，生成ADP和Pi。
(3)细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。( )
提示：还有GTP、CTP等。
(4)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解。( )
提示：吸能反应伴随着ATP的水解，放能反应伴随着ATP的合成。
(5)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化。( )
提示：载体蛋白磷酸化伴随着空间结构的变化。
×
×
×
×
材料1　将用32P标记的磷酸加入细胞培养液，并在短时间内快速分离出细胞的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带有放射性标记。
材料2　ATP在细胞内的含量是很少的，每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，而一个正常成年人在静止状态下24 h，将约有40 kg的ATP发生转化。
材料3　ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。下图表示ATP和ADP的相互转化过程。
(1)材料1中，细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记，该现象说明了什么？
提示：ATP中末端磷酸基团容易水解和重新生成。
(2)阅读材料2相关内容，分析生物体为满足能量的需要，是如何解决这一矛盾的？
提示：ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生物体对能量的需要。
(3)材料3中能量1来源的生理过程。
①绿色植物：____________________。
②动物、人、真菌和大多数细菌：____________。
(4)由材料3的图解，写出ATP与ADP相互转化的反应式。
光合作用和呼吸作用
呼吸作用
(5)下列过程需要ATP水解提供能量的是________(填编号)。
①物质的主动运输　②电鳐发电　③肌肉收缩　④蛋白质合成　⑤大脑思考　⑥根细胞吸收水分
提示：①②③④⑤
1.ATP与ADP相互转化过程的比较
2.生物体内的能源物质总结
(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。
(2)主要能源物质：糖类。
(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。
(4)主要储能物质：脂肪。
(5)直接能源物质：ATP。 但并非唯一，还有GTP、CTP、UTP
(6)最终能量来源：太阳能。
【 学以致用 】
B
3.(2024·江苏南通学情调研)如图为植物细胞中ATP与ADP相互转化示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A.过程①不需要酶的催化
B.过程②发生末端磷酸基团离开ATP的反应
C.过程①所需能量只能来自化学能
D.过程②放出的能量可以用于过程①
解析:过程①②均需要酶的催化，A错误；
过程②是ATP水解，即末端磷酸基团离开ATP的反应，B正确；
过程①所需能量来源可以是光能或化学能，C错误；
过程②释放的能量可用于各项生命活动，但不能用于合成ATP，D错误。
A.过程①不需要酶的催化
B.过程②发生末端磷酸基团离开ATP的反应
C.过程①所需能量只能来自化学能
D.过程②放出的能量可以用于过程①
4.(2024·浙江宁波期中)有学者利用刚刚失去收缩功能的离体肌肉进行实验：在肌肉上滴加葡萄糖溶液后观察肌肉反应，肌肉没有收缩；然后在同一块肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快发生了明显的收缩反应。这个实验说明(　　)
A.葡萄糖可为生物体生命活动提供能量
B.ATP是细胞可直接利用的能源物质
C.ATP与ADP可快速转化
D.ATP是吸能反应和放能反应的纽带
B
解析:根据题意，在肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收缩，说明葡萄糖不能直接提供能量；在同一块肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快就发生了明显的收缩，说明ATP是细胞可直接利用的能源物质。
B
1.(2024·重庆外国语学校期中)细胞中为生命活动直接提供能量的物质是ATP，其结构简式是(　　)
A.A—P—P～P B.A—P～P～P
C.A—P—P—P D.A～P～P～P
解析:ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P。
C
2.(2024·辽宁省实验中学)如图表示ATP的结构。下列分析错误的是(　　)
A.图中“A”代表的是腺嘌呤
B.图中b、c代表的是特殊的化学键
C.水解时b键更容易断裂
D.图中a是RNA的基本组成单位之一
解析:题图中“A”表示腺嘌呤，A正确；
b、c即“～”，表示特殊的化学键，B正确；
ATP水解时c键更容易断裂，C错误；
a为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，D正确。
C
3.(2024·湖南长郡中学)如图是ATP和ADP相互转化的示意图，①②表示相关反应。下列有关叙述正确的是(　　)
A.ATP分子中的五碳糖是脱氧核糖
B.①和②需要的酶是同一种酶
C.①②过程在活细胞内时刻不停地发生
D.人体肌细胞中储存着大量的ATP
解析:ATP分子中的五碳糖是核糖，A错误；
①需要的酶是ATP水解酶，②需要的酶是ATP合成酶，B错误；
ATP和ADP在活细胞内时刻不停地发生相互转化，从而保证细胞对ATP的大量需求，C正确；
人体肌细胞中储存着少量的ATP，D错误。
D
4.(2024·广东中山期中)GTP具有与ATP类似的结构，二者的差异只是碱基不同。下列有关ATP和GTP的叙述，错误的是(　　)
A.ATP和GTP分子中都含有两个特殊的化学键
B.GTP分子的结构简式可以写成G—P～P～P
C.GTP中所含有的碱基为鸟嘌呤，五碳糖为核糖
D.GTP水解产生的GMP是组成DNA的基本单位之一
解析:GTP的结构简式为G—P～P～P，“～”代表特殊的化学键，ATP和GTP中均含有2个“～”，A、B正确；
GTP中的G代表鸟苷，由碱基(鸟嘌呤)和五碳糖(核糖)组成，C正确；
GMP为鸟苷一磷酸，是RNA的基本组成单位之一，D错误。
C
5.(2024·许昌高中检测)下列有关说法正确的是(　　)
A.ATP的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要ATP供能
B.ATP在细胞中脱去两个磷酸基团后可为DNA的合成提供原料
C.人体成熟红细胞中ATP的产生速率在有氧、无氧条件下大致相等
D.放能反应一般与ATP水解的反应相联系
解析:酶的催化作用不一定需要ATP供能，如消化酶的催化作用，A错误；
ATP中含有核糖，在细胞中脱去两个磷酸基团后可为RNA的合成提供原料，B错误；
人体成熟红细胞中没有线粒体，通过无氧呼吸供能，ATP的产生速率与氧气浓度无关，在有氧、无氧条件下大致相等，C正确；
放能反应一般与ATP合成的反应相联系，D错误。限时练17　细胞的能量“货币”ATP
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~13题,每小题3分,共39分。
【基础对点】　　　　　　　　　
知识点1　ATP是一种高能磷酸化合物
1.(2024·吉林江城中学期中)ATP是一种高能磷酸化合物,其中最容易脱离下来,携能量与其他分子结合的是 (　　)
腺苷
末端的磷酸基团
紧邻腺苷的磷酸基团
中间的磷酸基团
2.(2024·江苏徐州学情调研)如图为ATP分子结构式。下列相关叙述错误的是 (　　)
图中五碳糖为核糖
图中虚线框中的基团是腺苷
该分子中有2个特殊的化学键
该分子水解掉2个磷酸基团后为核糖核苷酸
3.(2024·江苏东海期中)下列关于ATP的叙述,错误的是 (　　)
细胞质和细胞核中都有ATP的存在
ATP可以水解为ADP和磷酸
正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
ATP合成所需的能量由磷酸提供
4.(2024·山东青岛调研)“囊萤映雪”的典故记载了将萤火虫聚集起来照明读书的故事。ATP是为萤火虫发光直接供能的物质,下列关于ATP的叙述,错误的是 (　　)
ATP又叫腺苷三磷酸,其分子的结构可以简写成A—P~P~P
ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性
ATP的末端磷酸基团有较高的转移势能,容易脱离并与其他分子结合
许多放能反应与ATP水解相联系,许多吸能反应与ATP合成相联系
知识点2　ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用
5.据测算,人在剧烈运动的状态下,每分钟约有0.5 kg的ATP转化成ADP,释放能量,供运动所需。生成的ADP又可在一定条件下转化成ATP。下列相关叙述错误的是 (　　)
ADP是比ATP稳定的化合物,其分子中不含特殊化学键磷酐键
正常生活的细胞中,ATP和ADP的相互转化处于动态平衡
ATP和ADP相互转化的供能机制,体现了生物界的统一性
ADP转化成ATP的过程中,所需的能量可来自细胞呼吸
6.(2024·湖南雅礼中学)下列关于细胞中ATP的叙述,正确的是 (　　)
活细胞中ATP与ADP之间的转化时刻发生
ATP与ADP的相互转化是一个可逆反应
生物体内ATP的含量很多,保证生命活动能量的持续供应
ATP是腺苷三磷酸的简称,结构简式为A~P—P~P
7.如图是ATP转化为ADP示意图,下面相关叙述正确的是 (　　)
ATP分子含有3个磷酐键
X代表能量
ADP分子含有1个磷酸基团
在运动时细胞中的ATP才转化成ADP
8.(2024·西工大附中质检)下列有关ATP和ADP转化的叙述,错误的是 (　　)
①ATPADP+Pi+能量
②ADP+Pi+能量ATP
①②反应过程分别与细胞的吸能和放能反应相联系
所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用
①和②在活细胞中永无休止地循环进行,保证了生命活动的顺利进行
①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行
9.(2024·广东深圳调研)下列关于吸能反应和放能反应的说法,错误的是 (　　)
ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
葡萄糖的氧化分解是放能反应
所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用
肌肉收缩是吸能反应,肌肉做功是放能反应
10.(2024·沈阳二中月考)ATP是生物体内重要的能源物质,右图是ATP和ADP、AMP之间的转化关系,下列有关叙述错误的是 (　　)
ATP、ADP、AMP和核糖体中都含有核糖
甲过程中释放的能量可用于肌肉收缩
催化乙和丙过程的酶应该是同一种酶
部分酶的组成元素与ATP的组成元素相同
【综合提升】
11.如图是生物界中能量“通货”——ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是 (　　)
图中的M指的是腺苷、N指的是核糖
食物为ATP“充电”指的是呼吸作用分解有机物
运动时肌肉细胞中ATP的“充电”速率远高于其“放能”速率
ATP的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要
12.(2024·漯河一高高一质检)下列生理过程伴随着形状改变,其中不一定需要ATP供能的是 (　　)
在胰岛素分泌过程中细胞膜的形状发生改变
在篮球比赛等运动过程中骨骼肌发生收缩
载体蛋白协助运输葡萄糖过程中形状发生改变
植物细胞在KNO3溶液中发生质壁分离及复原
13.(2024·江西金太阳联考)在细胞中dATP(d表示脱氧)是DNA生物合成的原料之一,可用α、β和γ表示dATP或ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ)。下列叙述错误的是 (　　)
dATP和ATP中“γ”位的磷酸基团均具有较高的转移势能
一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成
ATP是细胞生命活动的直接能源物质,在细胞中储存有大量的ATP
“α”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记
14.(10分)(2024·山西省实验中学模考)结合ATP为主动运输供能示意图,解释ATP为生命活动供能的机理。回答下列问题:
(1)(2分)参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种　　　　的酶,当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被激活了。
(2)(8分)在载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子的　　　　脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随着　　　　的转移,这就是　　　　。该过程导致载体蛋白的　　　　发生变化,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到膜外。
15.(11分)(2024·湖北荆州市联考)蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶,能使ATP上的磷酸基团转移并结合到蛋白质分子中某些特定氨基酸上,从而改变蛋白质的活性。ADP-Glo是一种检测蛋白激酶活性的方法,其过程如图所示。
(1)(4分)在蛋白激酶作用下,ATP分子中末端的磷酸基团转移到蛋白质上,蛋白质磷酸化后活性改变,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
根据步骤2的检测结果,推测物质X是　　　　　　　　。
(2)(3分)步骤2之前,需使用ATP消解试剂将所有剩余的ATP消耗,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(4分)有人提出:一定浓度的Hg2+会导致蛋白激酶失活。请根据题干,设计实验对上述观点进行验证,写出实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
限时练17　细胞的能量“货币”ATP
1.B　[ATP水解时，最容易脱离下来的是末端的磷酸基团，该磷酸基团能携能量与其他分子结合，B正确。]
2.B　[ATP中的“A”代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成，因此题图中五碳糖为核糖，A正确；题图中虚线框中的基团是腺嘌呤，B错误；ATP分子中有2个特殊的化学键，C正确；ATP分子水解掉2个磷酸基团后，剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸，D正确。]
3.D　[ATP是细胞生命活动的直接能源物质，而细胞质和细胞核中的生命活动需要ATP提供能量，故细胞质和细胞核中都有ATP的存在，A正确；ATP在ATP水解酶的作用下，可以水解为ADP和磷酸，并释放出能量，B正确；正常细胞中ATP与ADP的转化时刻不停地进行，其比值相对稳定，保持动态平衡，C正确；ATP合成所需的能量由光能或化学能提供，即来源于光合作用和呼吸作用，D错误。]
4.D　[吸能反应一般与ATP水解相联系，由ATP水解提供能量，放能反应一般与ATP合成相联系，D错误。]
5.A　[ADP的分子结构中也含磷酐键，A错误。]
6.A　[细胞中ATP的含量较少，ATP与ADP之间的相互转化时刻都在发生，A正确；ATP与ADP的相互转化要在不同的酶催化下才能完成，其物质可逆，能量不可逆，因此不是可逆反应，B错误；ATP在细胞内含量很少，但在细胞内ATP与ADP的转化速率很快，C错误；ATP是腺苷三磷酸的简称，结构简式为A—P～P～P，D错误。]
7.B　[ATP含有2个磷酐键，A错误；ATP在转化为ADP的过程中，远离腺苷的磷酐键断裂，释放能量，B正确；ADP分子含有2个磷酸基团，C错误；生物体内的细胞无时无刻不在进行ATP与ADP的相互转化，并不是只在运动时才转化，D错误。]
8.B　[①反应(ATP的水解反应)释放的能量用于吸能反应，②反应(ATP的合成反应)吸收的能量来自放能反应，A正确；植物体内的②过程所需要的能量除来自呼吸作用外，还可来自光合作用，B错误；①和②在活细胞中永无休止地循环进行，为生命活动提供能量，保证了生命活动的顺利进行，C正确；①反应中的“能量”可用于各项生命活动，一般不能用于推动②反应的进行，D正确。]
9.C　[放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系，可见，ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，A正确；葡萄糖的氧化分解是放能反应，B正确；并不是所有的植物细胞都能进行光合作用，因此光合作用不是所有植物细胞中最重要的吸能反应，C错误；肌肉收缩过程中需消耗能量，属于吸能反应，肌肉做功时失去能量恢复原状，属于放能反应，D正确。]
10.C　[ATP、ADP、AMP中的A代表腺苷，腺苷包括腺嘌呤、核糖，核糖体由rRNA和蛋白质组成，rRNA中也含有核糖，A正确；甲过程代表ATP的水解，释放的能量可用于耗能的生命活动，如肌肉收缩，B正确；酶具有专一性，催化乙和丙过程的酶不是同一种酶，C错误；ATP的组成元素为C、H、O、N、P，部分酶的化学本质是RNA，RNA的组成元素也是C、H、O、N、P，D正确。]
11.B　[图中M指的是腺嘌呤，N指的是核糖，A错误；食物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能，需通过呼吸作用来完成，B正确；运动时肌肉细胞中ATP的“充电”和“放能”速率处于动态平衡之中，C错误；ATP的合成和分解均需要酶的催化，D错误。]
12.C　[胰岛素分泌到细胞外的过程属于胞吐，需要ATP供能，A错误；在篮球比赛等运动过程中，骨骼肌的收缩需要消耗ATP，B错误；载体蛋白协助运输葡萄糖时可能不需要ATP，如葡萄糖通过协助扩散进入哺乳动物成熟的红细胞；也可能需要ATP，如葡萄糖通过主动运输进入小肠上皮细胞，C正确；植物细胞会通过主动运输吸收钾离子和硝酸根离子，需要ATP供能，当细胞液浓度增大后，细胞会吸水而自动复原，D错误。]
13.C　[dATP与ATP结构相似，是由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，ATP是细胞生命活动的直接能源物质，在细胞中储存有少量的ATP，可与ADP在体内迅速转化，C错误；dATP去掉“β”和“γ”位上的磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一，因此“α”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记，D正确。]
14.(1)催化ATP水解　(2)末端磷酸基团　能量　载体蛋白的磷酸化　空间结构
解析　(1)题图表示ATP为主动运输供能的过程，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，酶活性就被激活，在催化ATP水解释放能量的同时，把Ca2＋由膜内运输到膜外。(2)一个ATP分子含有三个磷酸基团，其中远离腺苷的磷酸基团最容易水解脱落，故在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱落，这一过程伴随着磷酸基团的转移，一方面与载体蛋白结合，导致载体蛋白的磷酸化，使载体蛋白的空间结构发生变化；另一方面也为反应提供了能量，使Ca2＋从细胞膜一侧转移到另一侧。由此可见，Ca2＋的跨膜运输属于主动运输。
15.(1)空间结构发生变化　ATP合成酶
(2)保证步骤2中的ATP完全由步骤1中的ADP生成，避免干扰实验结果(或避免步骤1中残留的ATP干扰步骤2的实验结果)
(3)将一定量的蛋白激酶均分为两组，一组用一定浓度的Hg2＋处理，另一组不处理(或等量蒸馏水处理)，然后用ADP－Glo检测两组蛋白激酶的活性

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