最新高中生物高一生物ATP5 精品.docx
- 文档编号:26858295
- 上传时间:2023-06-23
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:141.61KB
最新高中生物高一生物ATP5 精品.docx
《最新高中生物高一生物ATP5 精品.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新高中生物高一生物ATP5 精品.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
最新高中生物高一生物ATP5精品
第2节细胞的能量“通货”——ATP
知识点一、ATP分子中具有高能磷酸键
1.ATP的中文名称
ATP是英文名称缩写(简称),其全称为三磷酸腺苷。
其中A代表腺苷,T代表三个,P代表磷酸基团。
2.ATP的结构简式
A—P~P~P,其中“~”表示高能磷酸键。
【活学巧记】 一磷酸腺苷(AMP)的腺苷是腺嘌呤和核糖结合而成的,故一磷酸腺苷就是腺嘌呤核糖核苷酸,为RNA的组成单位之一。
ATP是一种有机物,其分子式为C10H16O13N5P3。
ATP能够通过细胞膜跨膜运输,ATP片剂可以口服,而ATP注射液可以肌肉注射或静脉滴注。
3.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物
(1)高能磷酸化合物指水解时释放的能量在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物。
(2)ATP水解时释放的能量高达30.54kJ/mol,远远高于高能磷酸化合物水解时释放的能量,故ATP是各种细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。
(3)ATP水解实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解。
【注意】 在动物细胞内除了ATP为高能磷酸化合物之外,还含有一种高能磷酸化合物是磷酸肌酸。
知识点二、ATP与ADP可以相互转化
1.ATP的水解释放能量
(1)反应式:
ATP
ADP+Pi+能量
(2)能量的来源和去路
(3)ATP的水解一般是远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂,生成的ADP中含有两个磷酸基,叫做二磷酸腺苷,D代表二个。
2.ATP的合成储存能量
(1)反应式:
ADP+Pi+能量
ATP
(2)能量的来源和去路
【活学巧记】 形成ATP的场所绿色植物为:
叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体。
人和动物为细胞质基质和线粒体。
3.ATP与ADP的相互转化
(1)反应式:
ATP
ADP+Pi+能量
(2)细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。
【提醒】 ATP在细胞内的含量很少,但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速,使细胞内ATP的含量总处在动态平衡之中。
4.ATP与ADP的相互转化关系不是可逆反应
ADP+Pi+能量,ADP+Pi+能量→ADP+Pi+能量,ADP+Pi+能量→ATP
类型,水解反应,合成反应
条件,水解酶,合成酶
场所,细胞膜、叶绿体
基质、细胞核等,细胞质基质、
线粒体、叶绿体
能量转化,放能,储能
能量去向,各种生命活动消耗,储存于ATP中综上所述,对反应式“ATP
ADP+Pi+能量”在生物体内的过程可判断为“物质是可逆的,能量是不可逆的,且酶也是不相同的”。
【拓展提升】 磷酸肌酸与ATP的关系
磷酸肌酸也是高等动物细胞内的高能化合物,在动物和人体的肌细胞内存在且储存量比ATP多,但不能作为生命活动的直接能源,只是能量的一种储存形式。
(1)当细胞内的有机物被氧化分解释放出能量,合成ATP数量过多时,部分ATP把能量转移到磷酸肌酸中,转化图示如下:
ATP+肌酸
ADP+磷酸肌酸
(2)细胞中的ATP大量减少时,磷酸肌酸与ADP反应生成ATP,维持细胞中的ATP数量的相对稳定。
转化图示如下:
ADP+磷酸肌酸
ATP+肌酸
知识点三、ATP的利用
1.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是ATP直接提供的。
2.ATP——细胞的能量“通货”
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。
因此,可以形象地把ATP比
喻成细胞内流通的能量“通货”。
【例1】 对“ATP
ADP+Pi+能量”的叙述中,正确的一项是( )
A.反应向左进行和向右进行时所需的酶都是一样的
B.反应向右进行时释放能量,向左进行时储存能量
C.整个反应是一个动态平衡的过程
D.植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程都一样
易错点提示ATP与ADP的转化式实际上表示细胞内ATP与ADP的循环过程,并不表示化学上的可逆反应,这是因为两者反应条件不同、能量的来源不同、进行的场所不完全相同。
必须明确生物体细胞内ATP含量的平衡,是许多个“ATP
ADP+Pi+能量”和“ADP+Pi+能量
ATP”反应在不同场所进行的结果。
解析 这是一道综合分析ATP和ADP相互转化关系的题目,有一定的难度,解析时应从以下两方面入手:
(1)生物体进行的“ATP
ADP+Pi+能量”的过程和“ADP+Pi+能量
ATP”的过程是两个截然不同的生理过程,它们发生的位置、所需的酶是不同的。
也正是因为两个过程是在不同的场所、不同的酶作用下完成的,所以就不存在动态平衡问题,故A项、C项不对。
(2)植物细胞可以通过光合作用产生ATP和消耗ATP,也可以通过细胞呼吸产生ATP,而动物细胞不能进行光合作用,所以D项不对。
答案 B
ATP与ADP相互转化是不可逆的
(1)就反应条件而言:
ATP的分解属水解反应,催化该反应的酶属水解酶。
而ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶属合成酶。
由于酶具有专一性,因此,二者反应条件不同。
(2)从反应场所上看:
ATP合成的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体;而ATP分解的场所较多。
因此,ATP的合成场所与分解场所不完全相同。
(3)从能量来源上看:
ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能;而合成ATP的能量主要有化学能和太阳光能,即二者的能量来源不同。
【例2】 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研成粉末状,取两等份分别装入两只小玻璃管中,各加入少量的水,使之混合,可见到玻璃管中发出淡黄色荧光,约过15min荧光消失,如图所示。
这时,再将ATP溶液加入其中一只玻璃管中,将葡萄糖溶液加入另一只玻璃管中,发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光,而加葡萄糖溶液的管中不发荧光。
分析并回答下列问题:
(1)向A、B两管中加水后,两管均发荧光,这能说明水对生物正常的生命活动有何重要意义?
________________________________________________________________________。
这也说明了发光器研磨成的粉末中含有____________________________________。
(2)上述对照实验说明:
①萤火虫发光是将 能转变成 能的过程;
②这一过程所需的能量由 提供;
③ 不是生命活动的直接能源。
(3)若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液,你认为会发荧光吗?
为什么?
________________________________________________________________________。
易错点提示 葡萄糖等有机物中的能量不能被生物体直接利用,必须转移到ATP中,ATP是细胞内流通的能量“通货”,ATP中的能量可以直接转化成其它各种形式的能量,用于各项生命活动。
这些形式主要有机械能、电能、渗透能、化学能、光能、热能等。
解析 发光器粉末溶于水后发出荧光,说明粉末中含有少量的ATP。
这是因为粉末中的ATP发生了水解反应:
ATP_ADP+Pi+能量(用于发出荧光),这也说明生物体内的化学反应都是在水中进行的。
上述对照实验说明:
萤火虫的发光是将ATP中的化学能转变成光能的过程,这一过程由ATP提供能量,ATP是直接能源物质,而葡萄糖不是直接能源物质。
刚刚切下的萤火虫的发光器细胞仍然具有生物活性,吸收葡萄糖后将葡萄糖氧化分解,释放能量合成ATP供发光使用,但随着细胞死亡将不能发光。
答案
(1)生物体内许多重要的生物化学反应均要在水中才能进行 少量的ATP
③的过程叫做 。
化学 光 ②ATP ③葡萄糖
(3)会发荧光。
因为葡萄糖进入刚切下的发光器的细胞中后仍可以被氧化分解,使细胞生成ATP供发光使用
生物体内的能源物质总结
(1)细胞中重要的能源物质——葡萄糖;
(2)植物细胞中储存能量的物质——淀粉;
(3)动物细胞中储存能量的物质——糖原;
(4)生物体内储存能量的物质——脂肪;
(5)生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类;
(6)生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP;
(7)生物体进行各项生命活动的最终能源——阳光。
1.ATP中的A、T、P分别代表( )
A.胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基团
B.腺嘌呤、胸腺嘧啶、磷酸基团
C.腺苷、三个、磷酸基团
D.腺瞟呤、三个、磷酸基团
答案 C
解析 本题主要考查ATP分子的结构简式,其中A代表腺苷、T代表三个、P代表磷酸基团。
2.一分子ATP中含有的高能磷酸键和磷酸基团的数目分别为( )
A.3和3B.3和2C.2和3D.2和2
答案 C
解析 根据ATP的分子结构简式A—P~P~P可知,ATP中含有高能磷酸键2个,是第二和第三个磷酸键,含有的磷酸基团是3个。
3.为生命活动直接提供能量的是( )
A.糖类等有机物的分解
B.ATP的水解
C.ADP转变成ATP的过程
D.脂肪分解产生大量能量
答案 B
解析 在生物的新陈代谢中,糖类、脂质、蛋白质分解都能提供能量,但这些能量产生时,有一部分以热能形式散失,有一部分能量转移给ADP形成ATP,储存在ATP的高能磷酸键内。
而各种生命活动由ATP直接提供能量,ATP提供能量的过程亦称ATP的水解。
4.高等植物体内产生ATP的生理过程有( )
A.光合作用,主动运输B.细胞呼吸,蒸腾作用
C.细胞呼吸,渗透作用D.光合作用,细胞呼吸
答案 D
解析 高等动物体内产生ATP的过程仅有细胞呼吸,而高等植物产生ATP的过程有光合作用和细胞呼吸。
5.ADP转化为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
答案 D
解析 本题考查的知识点是ATP与ADP的相互转化,反应式为:
ADP+Pi+能量
ATP。
一、ATP分子中具有高能磷酸键
1.ATP名称:
三磷酸腺苷
2.ATP的结构简式:
A—P~P~P,其中“~”表示高能磷酸键。
3.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物
(1)ATP水解时释放的能量高达30.54kJ/mol。
(2)ATP水解实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解。
二、ATP与ADP可以相互转化
1.ATP与ADP相互转化的反应式:
ATP
ADP+Pi+能量
2.能量的来源和去路
3.ATP与ADP的相互转化关系不是可逆反应
物质是可逆的,能量是不可逆的,且酶也是不相同的。
三、ATP的利用
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是ATP直接提供的。
1.下列关于ATP的叙述中,正确的是( )
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量,所以被称为高能磷酸化合物
B.三磷酸腺苷可简写为A~P~P—P
C.ATP中大量的能量储存在腺苷和磷酸基团中
D.ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
答案 D
解析 细胞中的高能化合物有多种,但ATP中远离A的高能磷酸键在酶的作用下易断裂和重新形成,ATP在细胞内不停地与ADP相互转化,与生物体内能量的流通关系密切。
ATP在植物体内的来源有细胞呼吸和光合作用,动物体内ATP的来源只有细胞呼吸。
叶绿体虽然进行光合作用可以产生ATP,但只储存在最终生成的有机物中,不能用于其他生命活动。
几乎所有的生物都以ATP为直接能源物质,ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。
酶
2.关于“ATP=ADP+Pi+能量”的叙述中,正确的是( )
A.物质和能量都是可逆的
B.物质和能量都是不可逆的
C.物质可逆,能量不可逆
D.物质不可逆,能量可逆
答案 C
解析 ATP与ADP相互转变的反应并不是可逆的。
但是我们不能单纯地利用化学上的观点来判断该反应是否可逆,因为ATP与ADP在活细胞中永无休止地循环进行,该反应能够明确地表示二者在一定条件下的循环过程,所以该循环使ATP不会因能量的不断消耗而用尽,从而保证了生命活动的顺利进行。
3.如图是三磷酸腺苷的分子结构,请回答下列问题:
(1)ATP的结构简式为 ,图中虚线部分的名称是 。
(2)一分子ATP可以看作是由 个磷酸分子、 个核糖分子和 个腺嘌呤缩合而成的。
(3)ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的 水解,水解时释放的能量是生物体进行 、 和 等生命活动所需能量的直接来源。
答案
(1)A-P~P~P 腺苷
(2)3 1 1
(3)高能磷酸键 肌肉收缩 大脑思考 离子的主动运输
4.下列选项中ADP含量增加的过程是( )
A.K+进入肾小管壁的上皮细胞
B.苯进入生物细胞
C.线粒体中的氢与氧结合
D.甘油被吸收进入小肠上皮细胞
答案 A
解析 ADP含量增加说明是耗能反应过程。
K+进入肾小管壁的上皮细胞是主动运输方式,需要消耗能量,因而ADP增加;甘油被吸收进入小肠上皮细胞、苯进入生物细胞是自由扩散,不消耗能量;线粒体中的氢与氧结合是放能过程,消耗ADP形成ATP,ADP数量
减少。
一、选择题
1.下面有关ATP和ADP的描述中,正确的一项是( )
A.ATP在酶的作用下,可以连续脱下3个Pi,释放大量能量
B.ATP在酶的作用下,可以加上一个Pi,储存能量
C.ATP和ADP的相互转化都需要酶的参与
D.ATP转化为ADP不需要酶参与
答案 C
解析 ATP分子的简式为A-P~P~P,不可以再加一个Pi;在酶的作用下,可以脱下一个磷酸基变为ADP,断裂一个高能磷酸键,故A、B项错误。
ATP与ADP的相互转化需要不同的酶催化,因此D项也不正确。
2.下列有关ATP的叙述,正确的是( )
①ATP是生物体内储存能量的主要物质 ②ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基之间的化学键中 ③ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解 ④ATP在细胞内的含量很少,但转化速率很快 ⑤ATP只能在线粒体中生成 ⑥ATP是可流通的“能量货币”
A.①②④B.③④⑥
C.③⑤⑥D.③④⑤
答案 B
解析 生物体内主要的储能物质是脂肪而不是ATP,ATP分子的能量储存在磷酸基与磷酸基之间的高能磷酸键中。
在生命活动需要消耗能量时,ATP分子水解断开远离腺苷的高能磷酸键,释放能量用于生命活动。
但由于ATP在细胞内的含量很少,需要随时消耗随时产生,因此它在细胞内的转化速率很快,而且能在生命活动过程中随用随取,就像细胞内的一种“能量货币”。
细胞内产生ATP的场所除线粒体外,还有细胞质基质和叶绿体等。
3.ATP中大量化学能储存在( )
A.腺苷内
B.磷酸基内
C.腺苷和磷酸基连接键内
D.高能磷酸键内
答案 D
解析 ATP是高能化合物,它的分子简式是:
A—P~P~P,其中腺苷与磷酸之间的结合键(—)不是高能磷酸键,另有两个高能磷酸键(~);高能磷酸键内含有较高的能量,ATP分子中的大量化学能就储存在高能磷酸键内,并且远离腺苷的那个高能磷酸键内含有更多的能量。
4.ATP转化为ADP可表示如下:
式中X代表( )
A.H2OB.[H]C.PD.Pi
答案 D
解析 本题考查了ADP和ATP的相互转化。
ADP+Pi+能量
ATP,在这个转化过程中,物质是可逆的,能量是不可逆的。
5.下列哪项能量的转变,不可能在生物体内发生( )
A.光能到化学能B.热能到化学能
C.化学能到光能D.化学能到热能
答案 B
解析 在绿色植物体内,可通过光合作用完成从光能到化学能的转化,因此,选项A中的叙述是正确的;在生物体内可完成从化学能到光能的转化,如一些能发光的生物(某些浮游生物、萤火虫等);在生物体内可完成从化学能到热能的转化,如生物通过呼吸作用产生ATP(自由能)的过程中,葡萄糖中的化学能约有60%的能量转化为热能;在生物体内还可完成从化学能到电能的转化,如一些能产生高压电场的生物(电鳗、电鳐等)因此选项C、D中的叙述是正确的;在生物体内是不能完成从热能到化学能的转换。
6.高等动物能量代谢中有关能量的利用,不正确的是( )
A.用于肌肉收缩B.用于甘油的吸收
C.用于唾液分泌D.用于神经传导
答案 B
解析 细胞吸收甘油为自由扩散。
7.人的红细胞吸收K+是需要消耗能量的,其ATP的合成场所是( )
A.细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.细胞质基质、线粒体
C.只有细胞质基质
D.只有线粒体
答案 C
解析 ATP合成场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,但是,人的成熟的红细胞没有细胞核和线粒体等细胞器,更没有叶绿体,它产生ATP的场所只有细胞质基质。
8.生物体内由于有各种酶作生物催化剂,同时又有细胞中生物膜系统的存在,因此ATP中的能量可以( )
A.直接转换成其他各种形式的能量
B.间接转换成其他各种形式的能量
C.通过糖类、脂肪转换成其他各种形式的能量
D.通过糖类、脂肪和蛋白质转换成其他各种形式的能量
答案 A
解析 C项和D项供选答案物质转变成能量是不可能的,关于能量的形式只能以一种能量转变成另一种能量形式,ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,如机械能、电能和渗透能等。
9.在剧烈运动中,人体骨骼肌所需要的能量,直接来源于( )
A.肌糖原B.磷酸肌酸
C.葡萄糖D.ATP
答案 D
解析 生物体进行生命活动所需要的能量都直接来源于ATP(三磷酸腺苷),除此之外,不可能从其他途径获得能量。
题中的“直接”二字是关键。
肌肉收缩所需要的能量是直接由ATP水解成ADP时释放出来的,肌肉细胞无论是进行有氧呼吸,还是进行无氧呼吸,它们释放的能量都必须转移给ATP,然后才能被肌细胞利用。
假如要问肌肉细胞活动所需要的主要能源物质,则应是糖类。
10.光能转化成骨骼肌细胞内ATP中的能量,需经过的主要生理过程依次是( )
①光合作用 ②细胞呼吸 ③消化吸收 ④主动运输
A.①③④②B.①②③④
C.⑦①④③D.④①③②
答案 A
解析 太阳光能首先被绿色植物通过光合作用固定在有机物中,有机物被动物食用后进入消化道内分解成小分子的有机物,才能被小肠上皮细胞经主动运输进入内环境,再进入细胞内进行氧化分解,把能量释放出来储存到ATP中。
二、非选择题
11.下面为ATP与ADP之间相互转变的反应式:
ATP
ADP+Pi+能量
(1)反应向右进行时,能量用于________,能量来自于____________________________。
(2)反应向左进行时,对动物和人而言,能量来自于____________;对植物而言,能量来自于________、________,它的生物学意义是________________________________________________________________________。
(3)当我们搬动一重物时,肌肉细胞内的ATP—ADP反应向________方向进行。
(4)对植物叶肉细胞而言,形成ATP场所有________________________________________________________________________。
答案
(1)生物的生命活动 ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键的断裂
(2)呼吸作用 呼吸作用 光合作用 及时使ADP形成ATP,以保证细胞内能量的持续供应
(3)右 (4)叶绿体、细胞质基质、线粒体
12.在活细胞中,右图中循环过程永不停止地进行着。
请运用所学知识,分析回答ATP和ADP循环中的有关问题:
(1)ATP作为生物体生命活动的________________物质,其分子结构简式为__________________,在②过程中,是由于____________________键的断裂而释放出能量。
(2)在绿色植物细胞内,与①相应的生理活动主要是在细胞内的________、________、________中进行。
(3)A1和A2分别起什么作用?
二者相同吗?
__________________________________________________________________________________________。
(4)①中能量El的来源有哪些?
②中能量E2的去向有哪些?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)直接能源 A—P~P~P 远离腺苷的高能磷酸
(2)细胞质基质 线粒体 叶绿体
(3)A2起催化作用,催化ATP的水解,是水解酶;A1起催化作用,催化ATP的合成,是合成酶。
二者不相同
(4)植物细胞中能量E1来自于光合作用过程中利用的光能和呼吸作用中糖类等有机物分解释放的能量,动物细胞中的能量E1来自于呼吸作用中糖类等有机物分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。
②中能量E2的去向是转化为其他各种形式的能量,用于生物的各项生命活动,主要有化学能、机械能、电能、渗透能等
解析 ATP是生命活动的直接能源物质,ATP在水解时远离腺苷的那个高能磷酸键断裂。
ATP的水解和合成分别由水解酶和合成酶催化。
绿色植物细胞产生ATP的部位主要是细胞质基质、线粒体、叶绿体。
在光合作用和呼吸作用的过程中,ADP可转化为ATP,所需的能量分别来自光能和糖类等有机物分解释放的能量;ATP水解后,能量转化为其他各种形式的能量,用于生物的各项生命活动,主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新高中生物高一生物ATP5 精品 最新 高中生物 生物 ATP5