資源簡介

5.2 細胞的能量“貨幣”ATP學案
【預習新知】
ATP是一種高能磷酸化合物
請仔細閱讀教材第86頁，完成下面的問題。
1．ATP的名稱與簡式
(1)中文名稱：__________。
(2)結構簡式：__________。
2．功能
ATP是細胞內的一種________化合物，是細胞生命活動的________物質。
ATP與ADP可以相互轉化
1.轉化過程
（1）ATP轉化為ADP：ATPADP＋Pi＋能量。
（2）ADP轉化為ATP過程：ADP＋Pi＋能量ATP。
2.轉化過程中能量來源和去向
（1）ADP合成ATP的能量來源
①綠色植物，既可來自光能，也可以來自呼吸作用所釋放的能量。
②動物、人、真菌和大多數細菌，均來自細胞進行 時有機物分解所釋放的能量。
（2）ATP水解成ADP釋放的能量去向：各項生命活動。
3.相互轉化特點
（1）ATP和ADP相互轉化是時刻不停地發生且處于 之中的。
（2）ATP和ADP相互轉化的能量供應機制體現了生物界的共性。
ATP的利用
請仔細閱讀教材第88～89頁，完成下面的問題。
1．ATP是生命活動的直接能源物質
(1)原因：細胞中絕大多數需要能量的生命活動都是由________直接提供能量。
(2)ATP起作用的機理：ATP水解釋放的磷酸基團使____________等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，________發生變化，_________也被改變，因而可以參與各種化學反應。
(3)實例：大腦思考、電鰩發電、__________________、________________、______________等。
2．ATP是細胞內流通的能量“貨幣”
(1)化學反應中的能量變化與ATP的關系
(2)能量通過________在吸能反應和放能反應之間流通。
【鞏固訓練】
1.螢火蟲尾部的發光細胞中含有熒光素和熒光素酶，熒光素接受ATP提供的能量后就被激活，在熒光素酶的催化作用下，熒光素與氧發生化學反應，形成氧化熒光素并且發出熒光。下列與ATP有關的敘述中正確的是( )
A.植物細胞中合成ATP所需的能量全部來自光反應固定的太陽能
B.葉肉細胞的細胞質基質中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體
C.人在緊張狀態下，細胞內產生ATP的速率遠超過產生ADP的速率
D.螢火蟲持續發光的過程中，體內ATP的含量仍會保持相對穩定
2.下列關于ATP的敘述，錯誤的是( )
A.ATP的組成元素是C、H、O、N、P
B.ATP水解時遠離腺苷的末端磷酸基團容易脫離
C.ATP合成時的能量可來自呼吸作用和光合作用等
D.劇烈運動時ATP會大量水解，導致ADP含量遠高于ATP
3.ATP 在生物體的生命活動中發揮著重要作用。下列有關 ATP 的敘述，錯誤的是( )
A.人體成熟的紅細胞、蛙的紅細胞、雞的紅細胞中均能合成 ATP
B.ATP 中的“A”與 DNA、RNA 中的堿基“A”是同一物質
C.能產生 ATP 的細胞不一定能產生酶，能產生酶的細胞都能產生 ATP
D.ATP 中的能量可以來源于光能、化學能，也可以轉化為光能和化學能
4.ATP的結構如圖所示，①③表示組成ATP的化學基團，②④表示化學鍵。下列有關敘述正確的是( )
A.①為腺嘌呤，即ATP結構簡式中的A
B.②為一種穩定的化學鍵
C.在ATP與ADP的相互轉化中，③可重復利用
D.若化學鍵④斷裂，可生成化合物ADP
5.臨床上，ATP常作為藥物用于輔助治療心肌炎、腦出血等后遺癥。ATP藥物分為ATP片劑和ATP注射液，ATP片劑可以口服，ATP注射液可供肌肉注射或靜脈滴注。注射ATP溶液時，ATP幾乎不能進入細胞，而是作為興奮性神經遞質與多處細胞膜上的受體結合。下列敘述錯誤的是( )
A.1個ATP分子中含有1分子腺嘌呤核糖核苷酸和2分子磷酸基團
B.ATP片劑可以口服的原理是人體消化道內沒有ATP水解酶，且可以直接被吸收
C.患者注射ATP溶液后，其腦細胞內的代謝反應主要靠自身合成的ATP來直接供能
D.患者心肌細胞內可以大量合成并儲存ATP，因此只需注射低濃度的ATP溶液
6.細胞代謝往往伴隨著能量的變化，ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。ATP的合成過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是( )
A.ATP的合成需要小分子之間多次脫水縮合
B.ATP的水解產物可為RNA的合成提供原料
C.ATP水解時，催化③和④處化學鍵斷裂的酶相同
D.ATP的水解往往伴隨著吸能反應，為其提供能量
7.ATP被喻為生物體的能量“貨幣”，為生命活動直接提供能量。下圖是ATP的結構示意圖，下列敘述正確的是( )
A.④是特殊化學鍵
B.①表示腺苷
C.②表示脫氧核糖
D.③斷裂后釋放的能量最多
8.下列關于細胞中ATP的敘述正確的是( )
A.細胞中ATP的元素組成與磷脂分子不同
B.肝細胞的細胞核中一定沒有ATP的分布
C.ATP可為紅細胞和小腸絨毛細胞吸收葡萄糖提供能量
D.心肌細胞較上皮細胞中的ATP與ADP轉化速度更快
9.細胞中某生命活動過程和某物質結構如圖所示，下列敘述錯誤的是( )
A. 在肌肉收縮時，圖1所示過程可以提供能量
B. ③處的化學鍵較②處不穩定，且所含的能量也較多
C. ATP中的結構①即圖2中的A，該結構在RNA中也存在
D. ADP失去一個磷酸基團之后，即可用于圖2中物質的合成
10.H+-ATPase能將ATP水解，并利用水解產生的能量將H+從細胞內轉運到細胞外，從而降低H+積累對細胞的毒害作用。據此分析，H+-ATPase具有的功能是( )
A.催化、運輸
B.催化、信息交流
C.運輸、調節
D.免疫、信息傳遞
參考答案
1.答案：D
解析：A、植物細胞合成ATP所需能量來自于光合作用固定的太陽能和有機物的氧化分解，A錯誤；
B、葉綠體是葉肉細胞進行光合作用的場所，光合作用中光反應可產生ATP，但其全部用于葉綠體內的生命活動，不能用于細胞質基質中的生命活動，線粒體是葉肉細胞有氧呼吸的主要場所，其產生的ATP一般用于除暗反應外的各項生命活動，細胞質基質可進行細胞呼吸的第一階段，該過程也產生ATP，故葉肉細胞細胞質基質中消耗的ATP應來自細胞質基質和線粒體，B錯誤；
C、ATP、ADP處于動態平衡之中，人體緊張時，ATP合成速率與ADP的產生速率達到動態平衡，C錯誤；
D、ATP在個體內含量很少，但TP與ADP相互轉化，會保持含量動態平衡，進而持續發揮作用，因此螢火蟲持續發光的過程中，體內ATP的含量仍會保持相對穩定，D正確。
故選D。
2.答案：D
解析：正常的細胞中，ATP和ADP的相互轉化是時刻不停地發生并且處于動態平衡之中的，D項錯誤。
3.答案：B
解析：A、ATP是生命活動的直接能源物質，人體成熟的紅細胞、蛙的紅細胞、雞的紅細胞中均能合成ATP,A正確;B、ATP中的“A”是指腺苷;DNA、RNA中的堿基“A”是指腺嘌呤，不是同一物質，B錯誤;C、ATP是生物體生命活動的直接供能物質，但在細胞內含量很少，C正確;D、植物進行光合作用，將光能轉化為ATP中的化學能，呼吸作用將有機物中的化學能轉化為ATP中的能量;螢火蟲發火是ATP中的能量轉化為光能，ATP中的能量可以用于氨基酸脫水縮合形成蛋白質，這是ATP中的能量轉化為化學能;故ATP中的能量可以來源于光能、化學能，也可以轉化為光能和化學能，D正確。
4.答案：C
解析：①為腺嘌呤，而ATP結構簡式中的A是腺苷，A錯誤；化學鍵②和④為特殊的化學鍵，由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等，這種特殊的化學鍵不穩定，B錯誤；③是磷酸基團，在ATP與ADP的相互轉化中可重復利用，C正確；若化學鍵④斷裂，即丟掉兩個磷酸基團，可生成化合物AMP，D錯誤。
5.答案：D
解析：1個ATP分子中含有1分子腺嘌呤核糖核苷酸和2分子磷酸基團，A正確；由于人體消化道內沒有ATP的水解酶，而且ATP可以直接被吸收，所以ATP片劑可以直接口服，B正確；根據題干信息可知，注射的ATP幾乎不能進入細胞，患者注射ATP溶液后，其腦細胞內的代謝反應主要靠自身合成的ATP來直接供能，C正確；細胞內的ATP含量很少，但ATP和ADP之間的轉化效率很高，細胞內不可能大量合成并儲存，D錯誤。
6.答案：C
解析：ATP的合成需要小分子之間多次脫水縮合，A正確：ATP的水解產物可為某些RNA的合成提供原料.B正確：ATP水解時，催化③和④處化學鍵斷裂的酶不相同，C錯誤；ATP的水解往往伴隨著吸能反應，供應能量，D正確。
7.答案：A
解析：A、④是特殊的化學鍵，斷裂時釋放大量能量，A正確；
B、①表示腺嘌呤，B錯誤；
C、②表示核糖，C錯誤；
D、④斷裂后釋放的能量最多，D錯誤。
故選A。
8.答案：D
解析：ATP的元素組成與磷脂分子相同,A錯誤;細胞核中有ATP的分布,B錯誤;紅細胞吸收葡萄糖屬于協助擴散,不需要消耗能量,C錯誤;心肌細胞較上皮細胞中的ATP與ADP轉化速度更快,D正確。
9.答案：D
解析：在肌肉收縮時需消耗能量，圖1所示過程為ATP的水解過程，釋放的能量可使肌肉中的能量增加，形狀改變，即肌肉收縮，A正確；ATP分子的結構式可以簡寫成A—P～P～P，水解時遠離A的高能磷酸鍵(即③處)容易斷裂，較②處不穩定，且所含的能量也較多，B正確；ATP中的①為腺嘌呤，即圖2中的A，該結構在RNA中也存在，C正確；ADP失去一個磷酸基團之后為腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，不能用于圖2中物質(DNA)的合成，D錯誤。
10.答案：A
解析：分析題意，H+-ATPase能將ATP水解，并利用水解產生的能量將H+從細胞內轉運到細胞外，由此可知，H+-ATPase具有的功能是催化、運輸，A正確。
故選A。

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