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2019-2020年高中生物 第五章 第19課時(shí) 細(xì)胞的能量“通貨”ATP課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1 目標(biāo)導(dǎo)航　1.簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。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(diǎn) 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(diǎn) (1)ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，含有兩個(gè)________________，______________儲(chǔ)存大量能量。 (2)ATP的化學(xué)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(chǔ)存能量：ADP＋Pi＋能量________。 (3)相互轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：時(shí)刻不停地發(fā)生，并且處于____________之中。 2．形成ATP的能量來源 (1)動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌：____________。 (2)綠色植物：____________和____________。 三、ATP的利用 1．ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì) (1)原因：細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由____________________。 (2)實(shí)例：用于主動(dòng)運(yùn)輸、______________收縮、細(xì)胞內(nèi)各種________反應(yīng)和大腦思考等生命活動(dòng)。 2．ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨” (1)吸能反應(yīng)一般與____________的反應(yīng)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(yīng)一般與________________相聯(lián)系，釋放的能量儲(chǔ)存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解。 (3)細(xì)胞中各種形式的能量轉(zhuǎn)換都以____________________為中心環(huán)節(jié)。 知識(shí)點(diǎn)一　ATP的結(jié)構(gòu)及功能 1．圖中四種化合物的化學(xué)組成中，“○”中所對應(yīng)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(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子，短時(shí)間內(nèi)分離出細(xì)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(tuán)已帶上放射性標(biāo)記，該現(xiàn)象能夠說明的是(　　) ①ATP中遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團(tuán)容易水解?、?2P標(biāo)記的ATP是新合成的　③ATP是細(xì)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(shí)點(diǎn)二　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 3．根據(jù)反應(yīng)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(xiàng)是 (　　) A．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化，在活細(xì)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(dòng)所需能量的持續(xù)供應(yīng) D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，使生物體內(nèi)各項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)能在常溫常壓下快速順利地進(jìn)行 知識(shí)點(diǎn)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(gè)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(shí)，再將ATP溶液加入其中一個(gè)玻璃瓶中，將葡萄糖溶液加入另一個(gè)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(gè)玻璃瓶最后的實(shí)驗(yàn)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(dǎo)致左側(cè)肢體偏癱，為盡快改善患者的新陳代謝，盡快恢復(fù)其右手書寫能力，在治療時(shí)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(chǔ)落實(shí) 1．下列關(guān)于ATP的敘述中，正確的是 (　　) A．ATP分子中所有化學(xué)鍵都儲(chǔ)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(chǔ)存在腺苷和磷酸基團(tuán)中 D．ATP中大量的能量儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中 2．關(guān)于ATP的化學(xué)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(gè)高能磷酸鍵 D．含有腺嘌呤和脫氧核糖 3．ATP在細(xì)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(dòng)運(yùn)輸 B．細(xì)胞呼吸，蒸騰作用 C．細(xì)胞呼吸，滲透作用 D．光合作用，細(xì)胞呼吸 7．分析未進(jìn)食的白鼠細(xì)胞內(nèi)ADP與ATP的含量比，若發(fā)現(xiàn)ADP的含量偏高時(shí)(　　) A．表示此細(xì)胞能量充足 B．表示此細(xì)胞內(nèi)葡萄糖多被用以合成糖原 C．表示此細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖氧化分解將加快 D．表示此細(xì)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(jìn)入小腸絨毛內(nèi)毛細(xì)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(chǔ)能物質(zhì)，因此在細(xì)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(yīng)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(cuò)誤的是 (　　) A．細(xì)胞質(zhì)和細(xì)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(gè)核苷酸和兩個(gè)磷酸 D．正常細(xì)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(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)?、谌~肉細(xì)胞的葉綠體　③人體唾液腺細(xì)胞的線粒體?、苎笫[根尖細(xì)胞的葉綠體?、莼紫x細(xì)胞內(nèi)的線粒體 A．①②③ B．①②③④ C．①②③④⑤ D．①②③⑤ 13．ATP熒光儀是專門設(shè)計(jì)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(xì)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(qiáng)度和微生物的數(shù)量呈一定的比例關(guān)系。其反應(yīng)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(cuò)誤的是 (　　) A．檢測過程中ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能 B．熒光的強(qiáng)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(hào) 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(shí)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(gè)高能磷酸鍵。 (2)圖中的a、b分別代表____________、____________。 (3)c指____________。 (4)在動(dòng)物肌細(xì)胞中，進(jìn)行②反應(yīng)時(shí)，能量來自______________________________。 (5)①②反應(yīng)進(jìn)行時(shí)所需要的酶一樣嗎？為什么？__________________________。 (6)進(jìn)行①反應(yīng)時(shí)能量用于____________，進(jìn)行②反應(yīng)時(shí)能量用于________________，由此可見能量是____________，物質(zhì)是____________。 答案 知識(shí)清單 一、1.三磷酸腺苷　2.A—P～P～P　腺苷　磷酸基團(tuán)　高能磷酸鍵　3.(1)高能磷酸鍵　高能磷酸鍵　(2)遠(yuǎn)離腺苷 二、1.(1)ADP　(2)ATP　(3)動(dòng)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(xì)胞　吸能 2．(1)ATP水解　(2)ATP的合成　(3)ATP的形成和水解 對點(diǎn)訓(xùn)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(shí)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(diǎn) ①組成特點(diǎn)：一個(gè)ATP分子含有1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)。 ②高能磷酸鍵：一個(gè)ATP分子含有2個(gè)高能磷酸鍵，其中遠(yuǎn)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(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)”的觀點(diǎn)。] 實(shí)驗(yàn)鏈接　同位素標(biāo)記法的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用 (1)概述：用同位素標(biāo)記化合物，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用探測儀器進(jìn)行追蹤，可以明白化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程的方法。 (2)方法應(yīng)用：用來研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等。實(shí)例如下： ①標(biāo)記特征元素，研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，如例題中，用32P標(biāo)記磷酸分子，證明ATP中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易分解又易合成，進(jìn)而證明ATP既有合成又有分解。 ②標(biāo)記特征化合物，探究詳細(xì)生理過程，研究生物學(xué)原理。如用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程。 3．B　[上述反應(yīng)式中，當(dāng)反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí)，屬于水解反應(yīng)，酶為水解酶，釋放的能量被生命活動(dòng)消耗掉；當(dāng)反應(yīng)向左進(jìn)行時(shí)，屬于合成反應(yīng)，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(diǎn)撥　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng) 反應(yīng)式 ATP→ADP＋Pi＋能量 Pi＋ADP＋能量→ATP 類型 水解反應(yīng) 合成反應(yīng) 條件 水解酶 合成酶 場所 細(xì)胞膜、葉綠體 基質(zhì)、細(xì)胞核等 細(xì)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(dòng)消耗 儲(chǔ)存于ATP中 綜上所述，對反應(yīng)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(xì)胞中不停地進(jìn)行代謝，所以ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化就會(huì)不斷地進(jìn)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(dòng)的需要就是因?yàn)锳TP和ADP不斷的相互轉(zhuǎn)化，酶是能夠保障生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)在常溫常壓下快速順利地進(jìn)行的必要條件。] 知識(shí)鏈接　(1)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的意義 ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，ATP和ADP之間在細(xì)胞內(nèi)相互轉(zhuǎn)化十分迅速，使細(xì)胞內(nèi)ATP含量總是處于動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的高能化合物，在動(dòng)物和人體的肌細(xì)胞內(nèi)存在且貯存量比ATP多，但不能作為生命活動(dòng)的直接能源，只是能量的一種儲(chǔ)存形式。 ①當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物被氧化分解釋放出能量、合成ATP數(shù)量過多時(shí)，部分ATP把能量轉(zhuǎn)移到磷酸肌酸中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下： ATP＋肌酸ADP＋磷酸肌酸 ②細(xì)胞中的ATP大量減少時(shí)，磷酸肌酸與ADP反應(yīng)生成ATP，維持細(xì)胞中的ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定。轉(zhuǎn)化反應(yīng)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(xué)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(jī)械能等。 知識(shí)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(xiàng)生命活動(dòng)。這些形式主要有： (1)機(jī)械能。生物體內(nèi)的細(xì)胞以及細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)所消耗的能量就是機(jī)械能。例如，肌細(xì)胞的收縮、細(xì)胞分裂期間染色體的運(yùn)動(dòng)等。 (2)電能。生物體內(nèi)神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)和某些生物產(chǎn)生生物電，形成的就是電能。 (3)滲透能。細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度進(jìn)行的，消耗的能量也是來自ATP。 (4)化學(xué)能。在生物體的物質(zhì)代謝中，到處都需要ATP轉(zhuǎn)化的化學(xué)能。 (5)光能。目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)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(dòng)的直接能源物質(zhì)。在實(shí)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(dǎo)引　正確解答該題應(yīng)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(dòng)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(shí)鏈接　生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié) (1)細(xì)胞中重要的能源物質(zhì)——葡萄糖； (2)植物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì)——淀粉； (3)動(dòng)物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì)——糖原； (4)生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)——脂肪； (5)生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)——糖類； (6)生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)——ATP； (7)生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)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(chǔ)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(xué)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(gè)高能磷酸鍵，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。] 3．D　[ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少，生命活動(dòng)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(yīng)式為：ATP ADP＋Pi＋能量。] 5．D 6．D　[高等動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生ATP的過程僅有細(xì)胞呼吸，而高等植物產(chǎn)生ATP的過程有光合作用和細(xì)胞呼吸。] 7．D　[由反應(yīng)式ATP ADP＋Pi＋能量可知，當(dāng)體內(nèi)ADP含量偏高時(shí)，一定 是ATP分解釋放能量用于生命活動(dòng)，也就證明此時(shí)細(xì)胞內(nèi)缺少能量。所以A項(xiàng)可排除；B項(xiàng)中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量過剩時(shí)，與題目相矛盾，也可排除。] 8．B　[ADP含量增加，是生命活動(dòng)消耗ATP所導(dǎo)致的。水、甘油進(jìn)出細(xì)胞屬自由擴(kuò)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(dòng)的直接能源物質(zhì)，合成ATP時(shí)所需的能量可以來自細(xì)胞呼吸分解有機(jī)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(xué)能，能量2在動(dòng)物體內(nèi)來自有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能，在植物體內(nèi)除來自有機(jī)物氧化分解所釋放的化學(xué)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(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的部位有：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。洋蔥根尖細(xì)胞內(nèi)無葉綠體；蛔蟲的體細(xì)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(xué)能轉(zhuǎn)化為光能，而光的強(qiáng)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(dòng)　(4)儲(chǔ)存在ATP中的高能磷酸鍵中的化學(xué)能　(5)不一樣，因?yàn)棰俸廷谑莾蓚€(gè)不同的反應(yīng)，而酶具有專一性　(6)合成ATP　各項(xiàng)生命活動(dòng)　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(yīng)。