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第一节　ATP是细胞内的“能量通货”
[学习目标]　1.简述ATP的化学组成和特点。2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。3.解释ATP在能量代谢中的作用，明确ATP在细胞中作为“能量通货”的原因。
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
1．ATP的功能：是生命活动的__________能源。
2．ATP的结构
(1)ATP是由__________个核糖、__________个腺嘌呤和__________个磷酸基团组成的。核糖是一种__________，腺嘌呤是一种__________。核糖与腺嘌呤结合成的基团称为__________。
(2)腺苷与__________磷酸基团组成腺苷三磷酸。
(3)高能磷酸键：连接2个磷酸基团之间的__________稳定性__________，水解时可以释放出__________的能量，被称为__________，以“__________”表示。
判断正误
(1)ATP中的“A”由腺嘌呤、核糖和磷酸组成(　　)
(2)ATP中含有三个磷酸基团和三个高能磷酸键(　　)
(3)ATP供能时，高能磷酸键都易断裂水解 (　　)
任务一：分析ATP的功能和结构
1．分析ATP的功能
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管中，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟后荧光消失。
分别向四支试管中加入蒸馏水、油脂、葡萄糖和ATP溶液，置于暗处观察试管发光情况。
(1)实验结果：__________。
(2)实验结论：__________。
2．根据ATP结构式回答下列问题：
(1)组成ATP的化学元素是什么？
(2)图中结构①②③分别是什么？腺苷是由图中哪些结构组成的(写出序号)
(3)写出ATP的结构简式，腺苷用“A”表示，磷酸基团用“P”表示，普通磷酸键用“－”表示，高能磷酸键用“～”表示。
(4)ATP分子去掉末端2个磷酸基团后是什么物质？该物质与RNA的关系是什么？
1．一般情况下，生物体的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质及最终能源依次是(　　)
A．太阳能、糖类、脂肪、蛋白质
B．ATP、糖类、脂肪、太阳能
C．糖类、ATP、脂肪、太阳能
D．糖类、ATP、淀粉、太阳能
2．ATP的结构如图所示，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是(　　)
A．①为磷酸基团 B．②为脱氧核糖
C．③为腺苷 D．④比⑤更不稳定
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
1．ATP的分布及含量
(1)分布：在活细胞中，ATP广泛分布在__________、__________、__________、__________等结构中。
(2)含量：__________。
2．ATP的水解和合成反应
(1)水解反应：在酶的作用下，__________键水解，形成__________，释放出__________，同时释放能量。ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用，如__________、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。
(2)合成反应：在另一种酶的作用下，__________和__________结合重新形成ATP，在这个过程中吸收的能量以__________的形式储存起来。
3．ATP—ADP循环
(1)概念：通过ATP的合成和水解，使__________所释放的能量用于__________，此过程被称为ATP—ADP循环。
(2)特点：①ATP—ADP循环速度__________，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
②ATP所含能量__________，便于流通使用，是细胞中的“能量通货”。
判断正误
(1)细胞内储存有大量ATP，为生命活动提供能量(　　)
(2)剧烈运动时，骨骼肌细胞内ATP的水解速率显著大于其合成速率(　　)
(3)ATP的水解和合成反应是可逆反应(　　)
(4)ATP—ADP循环转化迅速(　　)
任务二：分析细胞内ATP与ADP的相互转化
1．ATP 是一种不稳定的高能化合物，远离腺苷的那个高能磷酸键，在有关酶的催化下很容易水解断裂，释放能量 (30.54 kJ/mol)，用于多种生命活动。远离腺苷的那个高能磷酸键，在另一种酶的催化下同样很容易吸收能量，重新形成。请写出ATP水解、ATP合成的反应式。
2．根据以下资料分析合成ATP所需的能量来源。
资料1　医生通常给术后不能进食的病人注射葡萄糖补充能量。
资料2　植物在光照条件下，叶绿体能合成ATP并制造糖类；在无光条件下，叶绿体不能合成ATP，也不能制造糖类。
3．根据以下资料分析ATP为生命活动提供能量的特点？
资料3　 人体内ATP的总量大约只有0.5 kg，1个成年人在安静状态下24 h内消耗的ATP约有40 kg；在剧烈运动时，ATP的消耗可达0.5 kg/min；ATP形成后不到1 min 的时间就要发生转化；氰化钾能阻止人体合成 ATP，人中毒后在3～6 min 内就会死亡。
资料4　 用32P 标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。
4．ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。
反应 ATPADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量ATP
反应类型 水解反应 合成反应
酶的类型
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞溶胶等
能量来源
能量去向
结论：__________。
5．请完善能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通的模型图。
3．(2023·浙江舟山中学高一期中)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。下列相关叙述正确的是(　　)
A．细胞中的生命活动都需要ATP直接提供能量
B．细胞内ATP的合成与水解过程中能量来源相同
C．细胞内ATP的合成需要酶，酶的合成也需要ATP
D．海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量会显著减少
4.(2024·温州高一期中)如图为 ATP－ADP 循环图解，其中①和②表示过程。下列叙述正确的是(　　)
A．ATP在细胞中的含量很高
B．①中能量可来源于光能，②中能量可转化为光能
C．生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D．在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①的速率和运动状态下相近
　　　　
答案精析
一、梳理教材新知
1．直接
2．(1)1　1　3　五碳糖　含氮碱基　腺苷　(2)3个　(3)磷酸键　较差　大量　高能磷酸键　～
判断正误
(1)×　(2)×　(3)×
提示　(1)ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤、核糖组成。(2)1个ATP所具有的高能磷酸键数目为2个，以“～”表示。(3)ATP供能时，远离腺苷的高能磷酸键易断裂水解。
探究核心知识
1．(1)A、B、C不发荧光，D发荧光　(2)葡萄糖、油脂不能直接被生命活动利用，而ATP是生命活动的直接能源
2．(1)C、H、O、N、P。
(2)结构①②③分别是腺嘌呤、核糖、磷酸基团。腺苷由①②组成。
(3)A － P ～ P ～ P。
(4)腺嘌呤核糖核苷酸。该物质是组成RNA的基本单位之一。
落实思维方法
1．C
2．A　[ATP中含有的五碳糖为核糖，②为核糖，B错误；腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，③为腺嘌呤，C错误；ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键最不稳定，即⑤比④更不稳定，D错误。]
二、梳理教材新知
1．(1)细胞核　线粒体　叶绿体　细胞溶胶　(2)很低
2．(1)远离腺苷的那个高能磷酸　腺苷二磷酸(ADP)　1个磷酸　肌肉收缩　(2)ADP　1个磷酸　高能磷酸键
3．(1)放能反应　吸能反应　(2)①很快　②不多
判断正误
(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
提示　(1)细胞中ATP的含量很低。(2)生物体内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平，剧烈运动时，代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率。(3)ATP的水解和合成反应不是可逆反应，物质可逆，能量不可逆，两反应所需的酶也不同。
探究核心知识
1．ATPADP＋Pi＋能量；ADP＋Pi＋能量ATP。
2．合成ATP所需的能量来自葡萄糖等有机物中的化学能(通过细胞呼吸合成ATP)、光能(通过光合作用合成ATP)。
3．细胞中的 ATP 含量少且相对稳定， ATP－ADP 循环速度快，从而使细胞内的 ATP含量保持动态平衡。
4．水解酶　合成酶　高能磷酸键水解释放的能量　有机物中的化学能、光能　用于各项生命活动　储存于高能磷酸键中　物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应
5．放能　吸能
落实思维方法
3．C　[细胞中需能的化学反应需要ATP提供能量，A错误；细胞内ATP的合成过程中能量的来源有细胞呼吸和光合作用，而ATP水解过程中能量的来源是ATP中高能磷酸键水解释放出的能量，能量来源不同，B错误；细胞内ATP的合成需要ATP合成酶，酶的合成过程也需要ATP提供能量，C正确；生物体内ATP的含量处于动态平衡中，所以海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量不会显著减少，D错误。]
4．B　[ATP在细胞中含量很低，A错误；①表示ATP的合成过程，合成ATP所需的能量可以来自光能和化学能，②表示ATP的水解过程，ATP水解释放的能量可以转化为光能和化学能，B正确；②表示ATP的水解过程，该过程往往伴随着吸能反应，但并不是所有的吸能反应所需的能量均来自ATP的水解，C错误；在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①(ATP合成)的速率小于运动状态下人体肌肉细胞中ATP合成的速率，D错误。](共58张PPT)
第一节
ATP是细胞内的“能量通货”
第三章 细胞的代谢
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学习目标
1.简述ATP的化学组成和特点。
2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。
3.解释ATP在能量代谢中的作用，明确ATP在细胞中作为“能量通货”的原因。
内容索引
一、ATP是细胞生命活动的直接能源
二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡
课时对点练
ATP是细胞生命活动的直接能源
一
1.ATP的功能：是生命活动的 能源。
2.ATP的结构
梳理　教材新知
直接
(1)ATP是由 个核糖、 个腺嘌呤和 个磷酸基团组成的。核糖是一种 ，腺嘌呤是一种 。核糖与腺嘌呤结合成的基团称为
。
(2)腺苷与 磷酸基团组成腺苷三磷酸。
(3)高能磷酸键：连接2个磷酸基团之间的 稳定性 ，水解时可以释放出 的能量，被称为 ，以“ ”表示。
1
1
3
五碳糖
含氮碱基
腺苷
3个
磷酸键
较差
大量
高能磷酸键
～
(1)ATP中的“A”由腺嘌呤、核糖和磷酸组成(　　)
提示　ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤、核糖组成。
(2)ATP中含有三个磷酸基团和三个高能磷酸键(　　)
提示　1个ATP所具有的高能磷酸键数目为2个，以“～”表示。
(3)ATP供能时，高能磷酸键都易断裂水解(　　)
提示　ATP供能时，远离腺苷的高能磷酸键易断裂水解。
×
×
×
任务一：分析ATP的功能和结构
1.分析ATP的功能
用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取四等份分别装入四支试管中，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过15分钟后荧
光消失。
分别向四支试管中加入蒸馏水、油
脂、葡萄糖和ATP溶液，置于暗处
观察试管发光情况。
探究　核心知识
(1)实验结果： 。
(2)实验结论：__________________________________________________
_____________。
A、B、C不发荧光，D发荧光
葡萄糖、油脂不能直接被生命活动利用，而ATP是生命活
动的直接能源
2.根据ATP结构式回答下
列问题：
(1)组成ATP的化学元素
是什么？
提示　C、H、O、N、P。
(2)图中结构①②③分别是什么？腺苷是由图中哪些结构组成的(写出
序号)
提示　结构①②③分别是腺嘌呤、核糖、磷酸基团。腺苷由①②组成。
(3)写出ATP的结构简式，腺苷用“A”表示，磷酸基团用“P”表示，普通磷酸键用“－”表示，高能磷酸键用“～”表示。
提示　A－P～P～P。
(4)ATP分子去掉末端2个磷酸基团后是什么物质？该物质与RNA的关系是什么？
提示　腺嘌呤核糖核苷酸。该物质是组成RNA的基本单位之一。
1.一般情况下，生物体的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质及最终能源依次是
A.太阳能、糖类、脂肪、蛋白质
B.ATP、糖类、脂肪、太阳能
C.糖类、ATP、脂肪、太阳能
D.糖类、ATP、淀粉、太阳能
落实　思维方法
√
ATP中含有的五碳糖为核糖，②为核糖，B错误；
腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，③为腺嘌呤，C错误；
ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键最不稳定，即⑤比④更不稳定，D错误。
2.ATP的结构如图所示，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是
A.①为磷酸基团
B.②为脱氧核糖
C.③为腺苷
D.④比⑤更不稳定
√
细胞内ATP与ADP保持动态平衡
二
1.ATP的分布及含量
(1)分布：在活细胞中，ATP广泛分布在 、 、 、
等结构中。
(2)含量： 。
梳理　教材新知
细胞核
线粒体
叶绿体
细胞溶胶
很低
(1)水解反应：在酶的作用下， 键水解，形成
，释放出 ，同时释放能量。ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用，如 、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。
(2)合成反应：在另一种酶的作用下， 和 结合重新形成ATP，在这个过程中吸收的能量以 的形式储存起来。
2.ATP的水解和合成反应
远离腺苷的那个高能磷酸
腺苷二磷酸(ADP)
1个磷酸
肌肉收缩
ADP
1个磷酸
高能磷酸键
3.ATP—ADP循环
(1)概念：通过ATP的合成和水解，
使 所释放的能量用于
，此过程被称为ATP—ADP循环。
(2)特点：①ATP—ADP循环速度 ，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
②ATP所含能量 ，便于流通使用，是细胞中的“能量通货”。
放能反应
吸能反应
很快
不多
(1)细胞内储存有大量ATP，为生命活动提供能量(　　)
提示　细胞中ATP的含量很低。
(2)剧烈运动时，骨骼肌细胞内ATP的水解速率显著大于其合成速率
(　　)
提示　生物体内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平，剧烈运动时，代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率。
×
×
(3)ATP的水解和合成反应是可逆反应(　　)
提示　ATP的水解和合成反应不是可逆反应，物质可逆，能量不可逆，两反应所需的酶也不同。
(4)ATP—ADP循环转化迅速(　　)
×
√
任务二：分析细胞内ATP与ADP的相互转化
1.ATP是一种不稳定的高能化合物，远离腺苷的那个高能磷酸键，在有关酶的催化下很容易水解断裂，释放能量(30.54 kJ/mol)，用于多种生命活动。远离腺苷的那个高能磷酸键，在另一种酶的催化下同样很容易吸收能量，重新形成。请写出ATP水解、ATP合成的反应式。
探究　核心知识
2.根据以下资料分析合成ATP所需的能量来源。
资料1　医生通常给术后不能进食的病人注射葡萄糖补充能量。
资料2　植物在光照条件下，叶绿体能合成ATP并制造糖类；在无光条件下，叶绿体不能合成ATP，也不能制造糖类。
提示　合成ATP所需的能量来自葡萄糖等有机物中的化学能(通过细胞呼吸合成ATP)、光能(通过光合作用合成ATP)。
3.根据以下资料分析ATP为生命活动提供能量的特点？
资料3　人体内ATP的总量大约只有0.5 kg，1个成年人在安静状态下24 h内消耗的ATP约有40 kg；在剧烈运动时，ATP的消耗可达0.5 kg/min；ATP形成后不到1 min的时间就要发生转化；氰化钾能阻止人体合成ATP，人中毒后在3～6 min内就会死亡。
资料4　用32P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出ATP，ATP的总量变化不大，但是大部分ATP末端磷酸基团却已经带有放射性标记。
提示　细胞中的ATP含量少且相对稳定，ATP－ADP循环速度快，从而使细胞内的ATP含量保持动态平衡。
4.ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。
反应 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
反应类型 水解反应 合成反应
酶的类型 ________ ________
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞溶胶等
能量来源 _________________________ _______________________
能量去向 _________________ ___________________
结论：__________________________________________________________
________________________。
水解酶
合成酶
高能磷酸键水解释放的能量
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存于高能磷酸键中
物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应
5.请完善能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通的模型图。
放
能
吸
能
3.(2023·浙江舟山中学高一期中)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。下列相关叙述正确的是
A.细胞中的生命活动都需要ATP直接提供能量
B.细胞内ATP的合成与水解过程中能量来源相同
C.细胞内ATP的合成需要酶，酶的合成也需要ATP
D.海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量会显著减少
落实　思维方法
√
细胞中需能的化学反应需要ATP提供能量，A错误；
细胞内ATP的合成过程中能量的来源有细胞呼吸和光合作用，而ATP水解过程中能量的来源是ATP中高能磷酸键水解释放出的能量，能量来源不同，B错误；
细胞内ATP的合成需要ATP合成酶，酶的合成过程也需要ATP提供能量，C正确；
生物体内ATP的含量处于动态平衡中，所以海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量不会显著减少，D错误。
4.(2024·温州高一期中)如图为ATP－ADP循环图解，其中①和②表示过程。下列叙述正确的是
A.ATP在细胞中的含量很高
B.①中能量可来源于光能，②中能量可转化为光能
C.生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D.在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①的速率和运
动状态下相近
√
ATP在细胞中含量很低，A错误；
①表示ATP的合成过程，合成ATP所需的能量
可以来自光能和化学能，②表示ATP的水解过
程，ATP水解释放的能量可以转化为光能和化
学能，B正确；
②表示ATP的水解过程，该过程往往伴随着吸能反应，但并不是所有的吸能反应所需的能量均来自ATP的水解，C错误；
在睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①(ATP合成)的速率小于运动状态下人体肌肉细胞中ATP合成的速率，D错误。
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课时对点练
三
题组一　ATP的功能和结构
1.(2024·浙江浙南名校联盟高一月考)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，发现肌肉没有收缩；在同样的肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快发生了收缩。这一实验说明
A.ATP在肌肉细胞内不能合成 B.ATP可以为肌肉收缩直接供能
C.葡萄糖不是能源物质 D.ATP中所含能量比葡萄糖多
√
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向刚刚失去收缩功能的离体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；向同样的肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩，该实验说明ATP可以为肌肉收缩直接供能，B符合题意。
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2.(2024·嘉兴高一期中)如图是ATP的结构示意图，下列有关叙述错误的是
A.ATP中的糖类为核糖
B.ATP是生命活动的主要承载者
C.ATP含有C、H、O、N、P五种元素
D.每个ATP分子中含有2个高能磷酸键
√
蛋白质是生命活动的主要承载者，ATP是生命活动的直接能源，B错误。
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3.当条件适宜时，20个腺苷和60个磷酸基团最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的高能磷酸键的个数分别是
A.20个，30个 B.20个，40个
C.40个，40个 D.40个，60个
√
一个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键，所以20个腺苷和60个磷酸基团最多可形成20个ATP分子，共含有40个高能磷酸键，B符合题意。
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题组二　ATP—ADP循环
4.ATP和ADP在细胞中的含量都很少，但一个成年人在安静状态下，24 h内竟有40 kg的ATP发生转化，这说明
A.ATP在人体细胞中分布广泛
B.ATP容易分解成ADP
C.ATP容易合成ADP而储存起来
D.ATP和ADP的相互转化十分迅速
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5.(2024·浙江强基联盟高一联考)篮球是一项广受欢迎的运动，运动过程中需要消耗大量能量。下列说法正确的是
A.消耗的能量可由葡萄糖直接提供
B.运动过程中ATP含量明显增加
C.运动过程中产生ATP的速率加快
D.ATP脱去两个磷酸基团提供能量
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ATP是生命活动直接的能源物质，A错误；
ATP在细胞内含量很低，同时保持相对稳定，所需要的大量的ATP依靠ATP与ADP的快速转化来提供，B错误，C正确；
ATP脱去一个磷酸基团提供能量，D错误。
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6.(2023·绍兴高一期末)下列有关ATP的叙述，错误的是
A.ATP在细胞中易于再生
B.ATP水解反应产生的能量可用于细胞对氨基酸的吸收
C.ATP合成反应需要的能量可来自消化道内蛋白质的水解
D.通过ATP的合成和水解，使放能反应释放的能量用于吸能反应
√
在生物体内，ATP合成所需要的能量可来自细胞呼吸和光合作用，蛋白质的水解是吸能反应，不能合成ATP，C错误。
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7.如图所示为ATP和ADP之间的转化，下列说法正确的是
A.M为ADP，N为ATP
B.能量1和能量2来源相同
C.酶1和酶2是同一种酶
D.X1和X2是同一种物质
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由图中能量的方向可以看出，M为ATP，N为ADP，A错误；
能量1来自ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解所释放的化学能，能量2在植物体内除了来自有机物氧化分解释放的化学能外，还可来自光能，B错误；
酶1和酶2是催化不同反应的两种酶，C错误；
X1和X2都代表磷酸，D正确。
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8.(2024·杭州高一期中)如图表示萤火虫体内ATP－ADP循环示意图。下列关于该过程的叙述，正确的是
A.图中的M指的是腺苷，N指的
是核糖
B.ATP的“充电”需要酶的催化，
体内产生大量ATP
C.萤火虫飞行时快速生成ADP，同时释放的能量转换成肌肉收缩的机械能
D.在萤火虫体内，ATP中的能量可以转变为光能，光能也可以转变为ATP
中的能量
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图中的M指的是腺嘌呤，N
指的是核糖，A错误；
ATP的“充电”需要酶的催
化，但体内ATP的含量很少，
消耗的能量多产生的ATP就
多，反之就少，B错误；
ATP的能量可以转变为光能，但对于萤火虫而言，不能进行光合作用，故不存在光能转变为ATP中的能量，D错误。
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9.(2022·浙江1月选考，3)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
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1分子的ATP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一种特殊的化学键(高能磷酸键)，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；
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，故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP，D正确。
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10.(2023·台州高一期中)根据图示判断，下列相关叙述正确的是
A.ATP在细胞中的含量很少，但每个
ATP所含能量很多
B.丙为腺嘌呤，丁可用于某些脂质的
合成
C.ATP为生命活动提供能量时需经过图示整个过程
D.乙不含高能磷酸键，是核糖核酸的基本组成单位之一
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ATP在细胞内的含量很少，所含
能量并不多，但ATP与ADP在细
胞内的相互转化十分迅速，可以
为生命活动提供能量，A错误；
丙为腺苷“A”，其组成包括腺嘌呤和核糖，丁是磷酸，是磷脂的组成成分之一，B错误；
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ATP转化为ADP时为生物体的
各项生命活动提供能量，不需
要经过图示整个过程，C错误；
乙为ATP断裂掉两个高能磷酸键之后形成的物质，为AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，是核糖核酸的基本组成单位之一，D正确。
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11.生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的结构和功能类似，但是具体用途有一定差异(如表所示)。下列相关推论正确的是
高能磷酸化合物 ATP GTP UTP CTP
主要用途 能量通货 蛋白质合成 糖原合成 油脂和磷脂的合成
A.蛋白质的合成可由GTP或ATP直接供能
B.GTP分子中所有的高能磷酸键断裂后，可得到鸟苷
C.UTP分子水解掉1个磷酸基团后，可作为RNA的基本组成单位之一
D.CTP在有油脂和磷脂合成的场所含量很高
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GTP分子中所有的高能磷酸键断裂后，可得到鸟嘌呤核糖核苷酸，B错误；
UTP分子水解掉2个磷酸基团后，可作为RNA的基本组成单位之一，C错误；
油脂和磷脂的合成会消耗CTP，但CTP在有油脂和磷脂合成的场所含量不会很高，D错误。
高能磷酸化合物 ATP GTP UTP CTP
主要用途 能量通货 蛋白质合成 糖原合成 油脂和磷脂的合成
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(2024·浙江永嘉中学高一月考)阅读下列材料，完成第12、13小题。
材料1：萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP水解为AMP和PPi(焦磷酸，由2分子磷酸构成)释放的能量后被激活，再经过一系列的酶促反应发出荧光。
材料2：氨基酸在合成蛋白质前需要活化，即氨基酸与ATP水解产生的AMP结合，形成氨酰－AMP。活化的具体过程如图所示。
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12.下列有关AMP的叙述，错误的是
A.AMP是DNA的基本组成单位之一
B.AMP不含高能磷酸键
C.AMP比ADP少一个磷酸基团
D.AMP水解可产生1分子腺苷和1分子磷酸
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AMP含有1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸，它是RNA的基本组成单位之一，A错误，D正确；
AMP是ATP断裂2个高能磷酸键形成的，因此不含高能磷酸键，B正确；
ADP是ATP丢失一个磷酸基团形成的，AMP是ATP丢失两个磷酸基团形成的，因此AMP比ADP少一个磷酸基团，C正确。
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13.依据上述材料判断，下列叙述正确的是
A.图示的反应为可逆反应
B.氨基酸活化过程中有肽键的形成
C.增加AMP的含量，萤火虫发光强度会变强
D.形成一分子二肽至少要消耗2分子ATP
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图示过程的两个反应所需的酶不相同，不是可逆反应，A错误；
肽键是氨基酸之间通过脱水缩合形成的，B错误；
根据材料1可知，增加AMP的含量不会使萤火虫发光强度变强，C错误；
形成一分子二肽需要2个氨基酸脱水缩合，在脱水缩合之前氨基酸需要活化，因此至少要消耗2分子ATP，D正确。
14.(2024·浙江浙东北联盟高一期中)ATP可以为生命活动供能与其分子结构特点有关。回答下列有关问题：
(1)ATP是细胞生命活动的______(填“直接”或“间接”)供能物质。一个ATP分子由1个腺嘌呤、1个核糖和3个__________组成，其中腺嘌呤是一种_________，与核糖结合后形成______。若ATP水解时，连续断裂2个高能磷酸键，所得的产物名称是________________________，该产物_____
(填“能”或“不能”)作为合成RNA的原料。
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直接
磷酸基团
含氮碱基
腺苷
核糖核苷酸(或腺苷一磷酸)
能
(2)ATP在细胞中易于水解也易于再生，原因是高能磷酸键________(填“稳定”或“不稳定”)。其中ATP的再生为______(填“吸能”或“放能”)反应，而ATP水解释放的能量则用于______(填“吸能”或“放能”)反应。通常，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平，其主要原因是_______________________。
(3)ATP的合成和水解两个反应过程相反，但由于_____________________
______________等不同，因而不是可逆反应。
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不稳定
吸能
吸能
ATP－ADP循环速度很快
能量的来源和去路、
所需酶的种类
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15.(2023·温州高一期中)在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研磨成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干等其他实验所需材料。
(1)实验步骤：
第一步，配制不同浓度的ATP溶液置于小烧杯中，贴上标签。
第二步，将萤火虫的荧光器粉末分成若干等份分别放于试管中，贴上标签。
第三步，向每支试管中加入________________________。
第四步，观察发光现象并记录。
等量不同浓度的ATP溶液
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(2)实验现象预测及结论：
①随ATP浓度升高，发光现象增强，说明荧光强度与ATP浓度呈________；
②随ATP浓度升高，发光现象______，说明荧光强度与ATP浓度呈负相关；
③在不同浓度的ATP溶液中，_______________，说明荧光强度与ATP浓度无关。
(3)实验讨论：
萤火虫发光是______能转化成光能的过程。
正相关
减弱
发光现象无变化
化学作业13　ATP是细胞内的“能量通货”
[分值：100分]
第1～2题，每题4分；第3～13题，每题5分，共63分。
题组一　ATP的功能和结构
1．(2024·浙江浙南名校联盟高一月考)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，发现肌肉没有收缩；在同样的肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快发生了收缩。这一实验说明(　　)
A．ATP在肌肉细胞内不能合成
B．ATP可以为肌肉收缩直接供能
C．葡萄糖不是能源物质
D．ATP中所含能量比葡萄糖多
2．(2024·嘉兴高一期中)如图是ATP的结构示意图，下列有关叙述错误的是(　　)
A．ATP中的糖类为核糖
B．ATP是生命活动的主要承载者
C．ATP含有C、H、O、N、P五种元素
D．每个ATP分子中含有2个高能磷酸键
3．当条件适宜时，20个腺苷和60个磷酸基团最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的高能磷酸键的个数分别是(　　)
A．20个，30个 B．20个，40个
C．40个，40个 D．40个，60个
题组二　ATP—ADP循环
4．ATP和ADP在细胞中的含量都很少，但一个成年人在安静状态下，24 h内竟有40 kg的ATP发生转化，这说明(　　)
A．ATP在人体细胞中分布广泛
B．ATP容易分解成ADP
C．ATP容易合成ADP而储存起来
D．ATP和ADP的相互转化十分迅速
5．(2024·浙江强基联盟高一联考)篮球是一项广受欢迎的运动，运动过程中需要消耗大量能量。下列说法正确的是(　　)
A．消耗的能量可由葡萄糖直接提供
B．运动过程中ATP含量明显增加
C．运动过程中产生ATP的速率加快
D．ATP脱去两个磷酸基团提供能量
6．(2023·绍兴高一期末)下列有关ATP的叙述，错误的是(　　)
A．ATP在细胞中易于再生
B．ATP水解反应产生的能量可用于细胞对氨基酸的吸收
C．ATP合成反应需要的能量可来自消化道内蛋白质的水解
D．通过ATP的合成和水解，使放能反应释放的能量用于吸能反应
7.如图所示为ATP和ADP之间的转化，下列说法正确的是(　　)
A．M为ADP，N为ATP
B．能量1和能量2来源相同
C．酶1和酶2是同一种酶
D．X1和X2是同一种物质
8．(2024·杭州高一期中)如图表示萤火虫体内ATP－ADP循环示意图。下列关于该过程的叙述，正确的是(　　)
A．图中的M指的是腺苷，N指的是核糖
B．ATP的“充电”需要酶的催化，体内产生大量ATP
C．萤火虫飞行时快速生成ADP，同时释放的能量转换成肌肉收缩的机械能
D．在萤火虫体内，ATP中的能量可以转变为光能，光能也可以转变为ATP中的能量
9．(2022·浙江1月选考，3)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
10．(2023·台州高一期中)根据图示判断，下列相关叙述正确的是(　　)
A．ATP在细胞中的含量很少，但每个ATP所含能量很多
B．丙为腺嘌呤，丁可用于某些脂质的合成
C．ATP为生命活动提供能量时需经过图示整个过程
D．乙不含高能磷酸键，是核糖核酸的基本组成单位之一
11．生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的结构和功能类似，但是具体用途有一定差异(如表所示)。下列相关推论正确的是(　　)
高能磷酸化合物 ATP GTP UTP CTP
主要用途 能量通货 蛋白质合成 糖原合成 油脂和磷脂的合成
A.蛋白质的合成可由GTP或ATP直接供能
B．GTP分子中所有的高能磷酸键断裂后，可得到鸟苷
C．UTP分子水解掉1个磷酸基团后，可作为RNA的基本组成单位之一
D．CTP在有油脂和磷脂合成的场所含量很高
(2024·浙江永嘉中学高一月考)阅读下列材料，完成第12、13小题。
材料1：萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP水解为AMP和PPi(焦磷酸，由2分子磷酸构成)释放的能量后被激活，再经过一系列的酶促反应发出荧光。
材料2：氨基酸在合成蛋白质前需要活化，即氨基酸与ATP水解产生的AMP结合，形成氨酰－AMP。活化的具体过程如图所示。
12．下列有关AMP的叙述，错误的是(　　)
A．AMP是DNA的基本组成单位之一
B．AMP不含高能磷酸键
C．AMP比ADP少一个磷酸基团
D．AMP水解可产生1分子腺苷和1分子磷酸
13．依据上述材料判断，下列叙述正确的是(　　)
A．图示的反应为可逆反应
B．氨基酸活化过程中有肽键的形成
C．增加AMP的含量，萤火虫发光强度会变强
D．形成一分子二肽至少要消耗2分子ATP
14．(22分)(2024·浙江浙东北联盟高一期中)ATP可以为生命活动供能与其分子结构特点有关。回答下列有关问题：
(1)ATP是细胞生命活动的________(填“直接”或“间接”)供能物质。一个ATP分子由1个腺嘌呤、1个核糖和3个____________组成，其中腺嘌呤是一种____________，与核糖结合后形成____________。若ATP水解时，连续断裂2个高能磷酸键，所得的产物名称是________________，该产物__________(填“能”或“不能”)作为合成RNA的原料。
(2)ATP在细胞中易于水解也易于再生，原因是高能磷酸键________(填“稳定”或“不稳定”)。其中ATP的再生为________(填“吸能”或“放能”)反应，而ATP水解释放的能量则用于________(填“吸能”或“放能”)反应。通常，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平，其主要原因是________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)ATP的合成和水解两个反应过程相反，但由于________________________________等不同，因而不是可逆反应。
15．(每空3分，共15分)(2023·温州高一期中)在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研磨成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干等其他实验所需材料。
(1)实验步骤：
第一步，配制不同浓度的ATP溶液置于小烧杯中，贴上标签。
第二步，将萤火虫的荧光器粉末分成若干等份分别放于试管中，贴上标签。
第三步，向每支试管中加入_________________________________________________。
第四步，观察发光现象并记录。
(2)实验现象预测及结论：
①随ATP浓度升高，发光现象增强，说明荧光强度与ATP浓度呈__________；
②随ATP浓度升高，发光现象__________，说明荧光强度与ATP浓度呈负相关；
③在不同浓度的ATP溶液中，________________，说明荧光强度与ATP浓度无关。
(3)实验讨论：
萤火虫发光是__________能转化成光能的过程。
答案精析
1．B　[向刚刚失去收缩功能的离体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；向同样的肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩，该实验说明ATP可以为肌肉收缩直接供能，B符合题意。]
2．B　[蛋白质是生命活动的主要承载者，ATP是生命活动的直接能源，B错误。]
3．B　[一个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键，所以20个腺苷和60个磷酸基团最多可形成20个ATP分子，共含有40个高能磷酸键，B符合题意。]
4．D
5．C　[ATP是生命活动直接的能源物质，A错误；ATP在细胞内含量很低，同时保持相对稳定，所需要的大量的ATP依靠ATP与ADP的快速转化来提供，B错误，C正确；ATP脱去一个磷酸基团提供能量，D错误。]
6．C　[在生物体内，ATP合成所需要的能量可来自细胞呼吸和光合作用，蛋白质的水解是吸能反应，不能合成ATP，C错误。]
7．D　[由图中能量的方向可以看出，M为ATP，N为ADP，A错误；能量1来自ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解所释放的化学能，能量2在植物体内除了来自有机物氧化分解释放的化学能外，还可来自光能，B错误；酶1和酶2是催化不同反应的两种酶，C错误；X1和X2都代表磷酸，D正确。]
8．C　9.D　10.D
11．A　[GTP分子中所有的高能磷酸键断裂后，可得到鸟嘌呤核糖核苷酸，B错误；UTP分子水解掉2个磷酸基团后，可作为RNA的基本组成单位之一，C错误；油脂和磷脂的合成会消耗CTP，但CTP在有油脂和磷脂合成的场所含量不会很高，D错误。]
12．A
13．D　[图示过程的两个反应所需的酶不相同，不是可逆反应，A错误；肽键是氨基酸之间通过脱水缩合形成的，B错误；根据材料1可知，增加AMP的含量不会使萤火虫发光强度变强，C错误；形成一分子二肽需要2个氨基酸脱水缩合，在脱水缩合之前氨基酸需要活化，因此至少要消耗2分子ATP，D正确。]
14．(1)直接　磷酸基团　含氮碱基　腺苷　核糖核苷酸(或腺苷一磷酸)　能　(2)不稳定　吸能　吸能　ATP－ADP循环速度很快　(3)能量的来源和去路、所需酶的种类
15．(1)等量不同浓度的ATP溶液　(2)①正相关　②减弱　③发光现象无变化　(3)化学

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