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2019-2020年高中生物 第五章 第19課時 細胞的能量“通貨”ATP課時作業(yè) 新人教版必修1 目標導航　1.簡述ATP的化學組成和特點。2.寫出ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式。3.解釋ATP在能量代謝中的作用。 一、ATP的結(jié)構(gòu)及特點 1．中文名稱：________________。 2．結(jié)構(gòu)簡式：______________，其中A代表________，P代表____________，～代表______________。 3．特點 (1)ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，含有兩個________________，______________儲存大量能量。 (2)ATP的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，在有關(guān)酶的催化作用下，____________的高能磷酸鍵易水解，釋放出大量能量。 二、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化 1．相互轉(zhuǎn)化過程 (1)釋放能量：ATP________＋Pi＋能量。 (2)儲存能量：ADP＋Pi＋能量________。 (3)相互轉(zhuǎn)化特點：時刻不停地發(fā)生，并且處于____________之中。 2．形成ATP的能量來源 (1)動物、人、真菌和大多數(shù)細菌：____________。 (2)綠色植物：____________和____________。 三、ATP的利用 1．ATP是生命活動的直接能源物質(zhì) (1)原因：細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由____________________。 (2)實例：用于主動運輸、______________收縮、細胞內(nèi)各種________反應和大腦思考等生命活動。 2．ATP是細胞內(nèi)流通的能量“通貨” (1)吸能反應一般與____________的反應相聯(lián)系，由ATP水解提供能量，如蛋白質(zhì)的合成。 (2)放能反應一般與________________相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解。 (3)細胞中各種形式的能量轉(zhuǎn)換都以____________________為中心環(huán)節(jié)。 知識點一　ATP的結(jié)構(gòu)及功能 1．圖中四種化合物的化學組成中，“○”中所對應的含義最接近的是 (　　) A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④ 2．在某細胞培養(yǎng)液中加入32P標記的磷酸分子，短時間內(nèi)分離出細胞中的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團已帶上放射性標記，該現(xiàn)象能夠說明的是(　　) ①ATP中遠離腺苷的磷酸基團容易水解　②32P標記的ATP是新合成的?、跘TP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì) ④該過程中ATP既有合成又有分解 A．①②③④ B．①②④ C．①②③ D．②③④ 知識點二　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 3．根據(jù)反應式，以下說法中正確的是 (　　) ATPADP＋Pi＋能量 A．物質(zhì)和能量都是可逆的 B．物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的 C．物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的 D．兩者均不可逆 4．以下是有關(guān)生物體內(nèi)ATP的敘述，其中正確的一項是 (　　) A．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化，在活細胞中其循環(huán)是永無休止的 B．ATP與ADP是同一種物質(zhì)的兩種形態(tài) C．生物體內(nèi)的ATP含量很多，從而保證了生命活動所需能量的持續(xù)供應 D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，使生物體內(nèi)各項化學反應能在常溫常壓下快速順利地進行 知識點三　ATP的利用 5．用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下，干燥后研成粉末狀，取兩等份分別裝入兩個小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可見到玻璃瓶中發(fā)出淡黃色熒光，約過15 min熒光消失。這時，再將ATP溶液加入其中一個玻璃瓶中，將葡萄糖溶液加入另一個玻璃瓶中，可觀察到加ATP溶液的玻璃瓶中有熒光出現(xiàn)，而加葡萄糖溶液的玻璃瓶中沒有熒光出現(xiàn)(如下圖)。 (1)干燥后研成粉末狀的物質(zhì)含有________。 (2)兩個玻璃瓶最后的實驗現(xiàn)象說明___________________________。 (3)寫出螢火蟲發(fā)光過程中能量的轉(zhuǎn)化形式________________________________。 6．某人腦溢血后導致左側(cè)肢體偏癱，為盡快改善患者的新陳代謝，盡快恢復其右手書寫能力，在治療時可用下列哪些方法輔助治療 (　　) A．靜脈滴注葡萄糖溶液 B．口服鈣片 C．服用多種維生素液 D．肌肉注射ATP制劑 基礎落實 1．下列關(guān)于ATP的敘述中，正確的是 (　　) A．ATP分子中所有化學鍵都儲存著大量的能量，所以被稱為高能磷酸化合物 B．三磷酸腺苷可簡寫為A～P～P—P C．ATP中大量的能量都儲存在腺苷和磷酸基團中 D．ATP中大量的能量儲存在高能磷酸鍵中 2．關(guān)于ATP的化學組成的說法中，正確的是 (　　) A．ATP和核酸共有的元素是C、H、O、N、P B．ATP中的A表示腺嘌呤 C．含有三個高能磷酸鍵 D．含有腺嘌呤和脫氧核糖 3．ATP在細胞內(nèi)的含量及其生成速率是 (　　) A．很多、很快 B．很少、很慢 C．很多、很慢 D．很少、很快 4．ATP轉(zhuǎn)化為ADP可表示如下： 式中X代表 (　　) A．H2O B．O2 C．磷脂 D．磷酸 5．ADP轉(zhuǎn)化為ATP需要 (　　) A．Pi、酶、腺苷和能量 B．Pi、能量 C．能量、腺苷和酶 D．Pi、能量和酶 6．高等植物體內(nèi)產(chǎn)生ATP的生理過程有 (　　) A．光合作用，主動運輸 B．細胞呼吸，蒸騰作用 C．細胞呼吸，滲透作用 D．光合作用，細胞呼吸 7．分析未進食的白鼠細胞內(nèi)ADP與ATP的含量比，若發(fā)現(xiàn)ADP的含量偏高時(　　) A．表示此細胞能量充足 B．表示此細胞內(nèi)葡萄糖多被用以合成糖原 C．表示此細胞內(nèi)的葡萄糖氧化分解將加快 D．表示此細胞缺少能量 能力提升 8．下列能使ADP含量增加的是 (　　) A．萎蔫的菜葉放在清水中 B．葡萄糖＋果糖→蔗糖 C．水分從葉片氣孔中散發(fā) D．甘油被吸收進入小腸絨毛內(nèi)毛細淋巴管中 9．下列關(guān)于ATP生理功能的敘述，正確的是 (　　) A．ATP是生物體內(nèi)的儲能物質(zhì)，因此在細胞內(nèi)含量很多 B．生物體內(nèi)的ATP是唯一的供給可利用能量的高能化合物 C．生物體內(nèi)所有反應所消耗的能量都是由ATP水解提供的 D．生物體內(nèi)ATP中高能磷酸鍵的能量最終來自植物吸收的光能 10．下面關(guān)于ATP的敘述錯誤的是 (　　) A．細胞質(zhì)和細胞核中都有ATP的分布 B．ATP合成所需的能量由磷酸提供 C．ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸 D．正常細胞中ATP與ADP的比值在一定范圍內(nèi)變化 11.如圖表示的是ATP和ADP之間的轉(zhuǎn)化，可以確定 (　　) A．A為ADP，B為ATP B．能量1和能量2來源相同 C．酶1和酶2是同一種酶 D．X1和X2是同一種物質(zhì) 12．下列結(jié)構(gòu)中能夠產(chǎn)生ATP的部位是 (　　) ①酵母菌細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)　②葉肉細胞的葉綠體?、廴梭w唾液腺細胞的線粒體?、苎笫[根尖細胞的葉綠體　⑤蛔蟲細胞內(nèi)的線粒體 A．①②③ B．①②③④ C．①②③④⑤ D．①②③⑤ 13．ATP熒光儀是專門設計用于快速檢測微生物數(shù)量的測試儀器。其工作原理是ATP的含量與活細胞的活性、種類和數(shù)量呈一定的比例關(guān)系。ATP可以和蟲熒光素相互作用而發(fā)出生物光，光的強度和微生物的數(shù)量呈一定的比例關(guān)系。其反應式如下： 蟲熒光素＋ATP＋O2蟲熒光素(被氧化的)＋AMP＋CO2＋Pi＋光 下列有關(guān)ATP及ATP熒光儀工作原理的敘述，錯誤的是 (　　) A．檢測過程中ATP中的化學能轉(zhuǎn)變成光能 B．熒光的強度反映出微生物的數(shù)量 C．ATP釋放能量需要酶的參與 D．微生物體內(nèi)ATP的產(chǎn)生都需要O2的參與 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 綜合拓展 14．如圖是有關(guān)ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源示意圖，據(jù)圖完成下列問題： (1)1分子ATP中含有______個高能磷酸鍵。 (2)圖中的a、b分別代表____________、____________。 (3)c指____________。 (4)在動物肌細胞中，進行②反應時，能量來自______________________________。 (5)①②反應進行時所需要的酶一樣嗎？為什么？__________________________。 (6)進行①反應時能量用于____________，進行②反應時能量用于________________，由此可見能量是____________，物質(zhì)是____________。 答案 知識清單 一、1.三磷酸腺苷　2.A—P～P～P　腺苷　磷酸基團　高能磷酸鍵　3.(1)高能磷酸鍵　高能磷酸鍵　(2)遠離腺苷 二、1.(1)ADP　(2)ATP　(3)動態(tài)平衡　2.(1)呼吸作用 (2)光合作用　呼吸作用 三、1.(1)ATP直接提供能量　(2)肌細胞　吸能 2．(1)ATP水解　(2)ATP的合成　(3)ATP的形成和水解 對點訓練 1．D　[①ATP中“A—P”代表一磷酸腺苷，也叫做腺嘌呤核糖核苷酸；②核苷酸中“A”是腺嘌呤；③DNA片段中“A”代表腺嘌呤脫氧核苷酸；④RNA片段中“A”代表腺嘌呤核糖核苷酸。所以只有①和④含義最接近。] 知識鏈接　(1)ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P，其中“～”表示高能磷酸鍵。 (2)ATP的結(jié)構(gòu)式 (3)小結(jié)：ATP分子的結(jié)構(gòu)特點 ①組成特點：一個ATP分子含有1個腺苷和3個磷酸基團。 ②高能磷酸鍵：一個ATP分子含有2個高能磷酸鍵，其中遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解和形成。 ③AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的單體之一。 2．B　[本題主要考查了ATP的結(jié)構(gòu)及特性，分析如下： 題干中沒有信息支持“ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)”的觀點。] 實驗鏈接　同位素標記法的實驗應用 (1)概述：用同位素標記化合物，讓它們一起運動、遷移，再用探測儀器進行追蹤，可以明白化學反應的詳細過程的方法。 (2)方法應用：用來研究細胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進而了解細胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學物質(zhì)的變化、反應機理等。實例如下： ①標記特征元素，研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，如例題中，用32P標記磷酸分子，證明ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵易分解又易合成，進而證明ATP既有合成又有分解。 ②標記特征化合物，探究詳細生理過程，研究生物學原理。如用3H標記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程。 3．B　[上述反應式中，當反應向右進行時，屬于水解反應，酶為水解酶，釋放的能量被生命活動消耗掉；當反應向左進行時，屬于合成反應，酶為合成酶，能量不再是原來的能量。所以在此能量是不可逆的，但物質(zhì)是可逆的。] 方法點撥　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應 反應式 ATP→ADP＋Pi＋能量 Pi＋ADP＋能量→ATP 類型 水解反應 合成反應 條件 水解酶 合成酶 場所 細胞膜、葉綠體 基質(zhì)、細胞核等 細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、 葉綠體的類囊體薄膜 能量轉(zhuǎn)化 放能 貯能 能量去向 各種生命活動消耗 儲存于ATP中 綜上所述，對反應式“ATP ADP＋Pi＋能量”在生物體內(nèi)的過程可判斷為“物質(zhì) 是可逆的，能量是不可逆的，且酶也是不相同的”。 4．A　[活細胞中不停地進行代謝，所以ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化就會不斷地進行，ATP與ADP是兩種不同的物質(zhì)，并且ATP在生物體內(nèi)含量較低，之所以能滿足生命活動的需要就是因為ATP和ADP不斷的相互轉(zhuǎn)化，酶是能夠保障生物體各項生命活動在常溫常壓下快速順利地進行的必要條件。] 知識鏈接　(1)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的意義 ATP在細胞內(nèi)含量很少，ATP和ADP之間在細胞內(nèi)相互轉(zhuǎn)化十分迅速，使細胞內(nèi)ATP含量總是處于動態(tài)平衡之中。 (2)磷酸肌酸與ATP的關(guān)系 磷酸肌酸也是高等動物細胞內(nèi)的高能化合物，在動物和人體的肌細胞內(nèi)存在且貯存量比ATP多，但不能作為生命活動的直接能源，只是能量的一種儲存形式。 ①當細胞內(nèi)的有機物被氧化分解釋放出能量、合成ATP數(shù)量過多時，部分ATP把能量轉(zhuǎn)移到磷酸肌酸中，轉(zhuǎn)化反應如下： ATP＋肌酸ADP＋磷酸肌酸 ②細胞中的ATP大量減少時，磷酸肌酸與ADP反應生成ATP，維持細胞中的ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定。轉(zhuǎn)化反應如下： ADP＋磷酸肌酸ATP＋肌酸 5．(1)ATP　(2)螢火蟲的熒光是由ATP釋放的能量轉(zhuǎn)化而成的　(3)ATP中的化學能轉(zhuǎn)化成光能 解析　ATP是生物體內(nèi)的直接能源物質(zhì)，它釋放的能量可以直接轉(zhuǎn)化成光能、電能、機械能等。 知識鏈接　ATP中能量的轉(zhuǎn)化 ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于生物體的各項生命活動。這些形式主要有： (1)機械能。生物體內(nèi)的細胞以及細胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運動所消耗的能量就是機械能。例如，肌細胞的收縮、細胞分裂期間染色體的運動等。 (2)電能。生物體內(nèi)神經(jīng)沖動的傳導和某些生物產(chǎn)生生物電，形成的就是電能。 (3)滲透能。細胞的主動運輸是逆濃度梯度進行的，消耗的能量也是來自ATP。 (4)化學能。在生物體的物質(zhì)代謝中，到處都需要ATP轉(zhuǎn)化的化學能。 (5)光能。目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機制還沒有完全弄清楚，但是已知道，用于發(fā)光的能量仍然直接來源于ATP。 6．D　[ATP是人體生命活動的直接能源物質(zhì)。在實際生活中，常作為一種藥品，有提供能量和改善患者新陳代謝的作用，常用于輔助治療肌肉萎縮、心肌炎等疾病。] 思路導引　正確解答該題應圍繞以下問題展開思考：(1)上述癥狀的出現(xiàn)最直接的原因是什么？(2)誰是生命活動的直接能源物質(zhì)？(3)ATP可以注射，也可以口服嗎？為什么？ 知識鏈接　生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié) (1)細胞中重要的能源物質(zhì)——葡萄糖； (2)植物細胞中儲存能量的物質(zhì)——淀粉； (3)動物細胞中儲存能量的物質(zhì)——糖原； (4)生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)——脂肪； (5)生物體進行各項生命活動的主要能源物質(zhì)——糖類； (6)生物體進行各項生命活動的直接能源物質(zhì)——ATP； (7)生物體進行各項生命活動的最終能源——太陽能。 課后作業(yè) 1．D　[三磷酸腺苷的分子結(jié)構(gòu)式可簡寫為A—P～P～P，其中，P與P之間的高能磷酸鍵儲存著大量的能量，所以稱為高能磷酸化合物。] 2．A　[組成ATP的化學元素有C、H、O、N、P。1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子的磷酸組成ATP，其中含有兩個高能磷酸鍵，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。] 3．D　[ATP在細胞內(nèi)的含量很少，生命活動利用的能量很多，所以其生成速率很快。] 4．D　[兩者之間的相互轉(zhuǎn)化的反應式為：ATP ADP＋Pi＋能量。] 5．D 6．D　[高等動物體內(nèi)產(chǎn)生ATP的過程僅有細胞呼吸，而高等植物產(chǎn)生ATP的過程有光合作用和細胞呼吸。] 7．D　[由反應式ATP ADP＋Pi＋能量可知，當體內(nèi)ADP含量偏高時，一定 是ATP分解釋放能量用于生命活動，也就證明此時細胞內(nèi)缺少能量。所以A項可排除；B項中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量過剩時，與題目相矛盾，也可排除。] 8．B　[ADP含量增加，是生命活動消耗ATP所導致的。水、甘油進出細胞屬自由擴散，不消耗能量，而物質(zhì)的合成過程需要消耗ATP。] 9．D 10．B　[ATP是生物體生命活動的直接能源物質(zhì)，合成ATP時所需的能量可以來自細胞呼吸分解有機物所釋放的能量，還可來自光合作用。] 11．D　[由圖中能量的方向可以看出，A為ATP，B為ADP；能量1來自ATP中高能磷酸鍵的水解所釋放的化學能，能量2在動物體內(nèi)來自有機物氧化分解釋放的化學能，在植物體內(nèi)除來自有機物氧化分解所釋放的化學能外，還可來自光能；酶1和酶2分別是水解酶和合成酶；X1和X2是同一種物質(zhì)Pi。] 12．A　[真核細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的部位有：細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。洋蔥根尖細胞內(nèi)無葉綠體；蛔蟲的體細胞內(nèi)沒有線粒體。] 13．D　[考查從題干中提取信息的能力。ATP→AMP，釋放的化學能轉(zhuǎn)化為光能，而光的強度反映微生物的數(shù)量。ATP的產(chǎn)生并不均需O2參與，無氧呼吸過程也可產(chǎn)生ATP。] 14．(1)2　(2)呼吸作用　光合作用　(3)生命活動　(4)儲存在ATP中的高能磷酸鍵中的化學能　(5)不一樣，因為①和②是兩個不同的反應，而酶具有專一性　(6)合成ATP　各項生命活動　不可逆的　可逆的 解析　本題主要考查ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用。注意從條件、場所、能量來源和去路分析，ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化是不可逆反應。