1.簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)。
2．解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
素養(yǎng)達(dá)成
設(shè)疑激趣
“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢?！贝蠹曳浅Ｊ煜ぬ瞥娙硕拍吝@首情景交融的詩作《秋夕》?？墒谴蠹蚁脒^沒有：
(1)螢火蟲為什么要發(fā)光呢？
(2)螢火蟲的發(fā)光需要能量嗎？
(3)我們知道，糖類、脂肪和蛋白質(zhì)中都儲存著能量。這些物質(zhì)能為螢火蟲發(fā)光直接提供能量嗎？
夯基提能·分層突破——互動(dòng)·探究·智涂
探究點(diǎn)一 ATP是一種高能磷酸化合物
下圖是ATP的組成，據(jù)圖分析：
1．ATP的組成元素有哪些？含有幾個(gè)磷酸基團(tuán)？幾個(gè)特殊的化學(xué)鍵？
2．ATP中的“A”、“T”和組成DNA中的“A”、“T”含義相同嗎？
3．ATP徹底水解會(huì)得到哪些成分？
4．ATP分子去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是什么物質(zhì)？利用圖示表示出其結(jié)構(gòu)。
5．ATP和RNA在組成成分上有怎樣的聯(lián)系？
1.ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用“一、二、三”來總結(jié)，即一個(gè)腺苷、二個(gè)特殊的化學(xué)鍵、三個(gè)磷酸基團(tuán)。
2．幾種化合物中“A”含義的區(qū)別
3．對ATP認(rèn)識的誤區(qū)
(1)ATP是一種物質(zhì)，不是能量，ATP中儲存有大量的能量，所以不可將ATP與能量等同。
(2)ATP脫去一個(gè)磷酸基團(tuán)成為ADP，再脫去一個(gè)磷酸基團(tuán)成為RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，簡稱AMP。
1.ATP的元素組成與結(jié)構(gòu)
(1)組成圖解
(2)結(jié)構(gòu)圖解
(3)ATP與RNA的關(guān)系：ATP脫掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后即為腺嘌呤核糖核苷酸，圖示如下：，是組成RNA的基本單位之一。ATP徹底水解會(huì)得到腺嘌呤、核糖和磷酸。
2．ATP的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系
(1)ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證了細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)相對穩(wěn)定的能量供應(yīng)庫。ATP中遠(yuǎn)離腺苷的特殊的化學(xué)鍵容易水解和形成，可保證ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定和能量的持續(xù)供應(yīng)。
(2)ATP在供能中處于核心地位，許多能源物質(zhì)中的能量需轉(zhuǎn)移到ATP中才能為生命活動(dòng)供能。在生命活動(dòng)中，ATP中的能量可轉(zhuǎn)化為不同形式的能量。
1．(合格考)ATP是腺嘌呤核苷酸的衍生物，如圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式可表示為A－P～P～P
B．ATP的水解，主要是指圖中②處的水解
C．許多吸能反應(yīng)與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系
D．圖中①處的化學(xué)鍵斷裂，ATP轉(zhuǎn)化為ADP
2．(等級考)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 ②32P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．①②③D．②③④
3．(等級考)實(shí)驗(yàn)研究表明，向經(jīng)過連續(xù)收縮發(fā)生疲勞的離體肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收縮；向同一條肌肉上滴加ATP溶液，靜置一段時(shí)間后，肌肉能發(fā)生明顯收縮。這表明( )
A．葡萄糖是能源物質(zhì)
B．ATP是直接能源物質(zhì)
C．葡萄糖是直接能源物質(zhì)
D．ATP不是能源物質(zhì)
探究點(diǎn)二 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用
1.資料分析：一個(gè)成年人安靜狀態(tài)下，24h內(nèi)有40kg的ATP水解。劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量，供運(yùn)動(dòng)所需。在正常人體中ATP和ADP的總量很少，且基本保持一定，大約為2mg～10mg。在人體安靜狀態(tài)時(shí)，肌肉內(nèi)ATP所含的能量只能供肌肉收縮1～2s。
(1)從該資料可看出生物體內(nèi)ATP有什么特點(diǎn)？
(2)ATP會(huì)不會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況？
2．在活細(xì)胞中，下圖中的循環(huán)過程永不停止地進(jìn)行著。請運(yùn)用所學(xué)知識，分析回答ATP與ADP循環(huán)中的有關(guān)問題：
(1)在綠色植物的葉肉細(xì)胞內(nèi)，與①相應(yīng)的生理活動(dòng)有哪些？
(2)酶1和酶2分別起什么作用？二者相同嗎？
(3)動(dòng)物細(xì)胞中，能量E1的來源是什么？②中能量E2的去向有哪些？
3．有人說ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過程是個(gè)可逆反應(yīng)。這種說法合適嗎？通過下面的分析來解答：
(1)從反應(yīng)條件上看：ATP的分解是一種________反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶Ⅰ屬于________酶；而ATP的合成是一種________反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶Ⅱ?qū)儆赺_______酶。由酶的專一性可知，上述反應(yīng)的條件是________(相同、不相同)的。
(2)從ATP合成與分解的場所上看：ATP合成的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、________和__________；而ATP分解的場所有________(使主動(dòng)運(yùn)輸消耗的能量)、________(DNA復(fù)制和RNA合成所消耗的能量)等，因此，其合成與分解的場所________________。
(3)從能量上看：ATP水解的能量是儲存在________內(nèi)的化學(xué)能，釋放出來后供________利用，不能再由Pi和ADP形成ATP而儲存；而合成ATP的能量主要是________中的化學(xué)能和________，因此，反應(yīng)中的能量流向是________(可逆、不可逆)的。
綜上所述，ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的過程________(是、不是)可逆反應(yīng)。
[特別提醒]
1．細(xì)胞中ATP的含量并不多：ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，但它在細(xì)胞中的含量很少。ATP與ADP時(shí)刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，這是細(xì)胞的能量供應(yīng)機(jī)制。
2．ATP為生命活動(dòng)提供的是化學(xué)能
ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接供能物質(zhì)，但并非所有生命活動(dòng)所需的能量都是由ATP提供的，如GTP、CTP、UTP等都是細(xì)胞內(nèi)的直接供能物質(zhì)。
3．生物體中與能量有關(guān)的物質(zhì)
(1)直接能源物質(zhì)——ATP。
(2)主要的能源物質(zhì)——糖類。
(3)主要的儲能物質(zhì)——脂肪。
(4)植物特有的儲能物質(zhì)——淀粉。
(5)動(dòng)物特有的儲能物質(zhì)——糖原。
(6)最終能量來源——太陽能。
1.ATP的轉(zhuǎn)化及相關(guān)圖示
(1)圖示1：ATPeq \(,\s\up11(ATP水解酶),\s\d4(ATP合成酶))ADP＋Pi＋能量。
(2)圖示2：
(3)ATP在生物體內(nèi)含量很低，但是ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量總是處于動(dòng)態(tài)平衡中。
2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化分析
綜上所述，ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的過程應(yīng)判斷為“物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的”或解釋為“物質(zhì)是可以循環(huán)利用的，能量是不能循環(huán)的”。
3．ATP是能量的貨幣
ATP為細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)直接提供能量。例如，在主動(dòng)運(yùn)輸中，ATP水解后磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到載體上并使其活化，提高了載體的自由能水平，從而驅(qū)動(dòng)載體主動(dòng)運(yùn)輸特定物質(zhì)，運(yùn)輸完成后釋放磷酸基團(tuán)(圖a)，隨后載體恢復(fù)原狀。細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有些是需要吸收能量的，吸能反應(yīng)常常與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量，如蔗糖的合成(圖b)。
ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)
在細(xì)胞內(nèi)部，釋放能量和消耗能量的過程通常在不同部位發(fā)生。ATP這樣的載能分子，能夠?qū)⒛芰繌姆拍芊磻?yīng)發(fā)生的部位轉(zhuǎn)移到吸能反應(yīng)發(fā)生的部位。綠色植物在光合作用過程中捕獲光能，用于處于低能狀態(tài)的CO2和H2O合成高能狀態(tài)的有機(jī)物；有機(jī)物在生物的細(xì)胞呼吸過程中氧化分解，釋放能量用于細(xì)胞的各項(xiàng)耗能活動(dòng)：這些過程都離不開ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(如圖)。
ATP是細(xì)胞中吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)的紐帶
由于ATP分子結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，細(xì)胞中絕大多數(shù)生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的。因此，ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)?？梢孕蜗蟮匕袮TP比作細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”。正是由于細(xì)胞內(nèi)具有ATP這種能量“貨幣”，細(xì)胞才能及時(shí)而持續(xù)地滿足各項(xiàng)生命活動(dòng)對能量的需求。
1．(合格考)有人把ATP比作細(xì)胞的能量“貨幣”，說明ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的( )
A．直接能源物質(zhì)B．儲備能源物質(zhì)
C．間接能源物質(zhì)D．主要能源物質(zhì)
2．(合格考)ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量及其生成速度分別為( )
A．很多、很快B．很少、很慢
C．很多、很慢D．很少、很快
3．(等級考)ATP(甲)是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，據(jù)圖判斷下列敘述正確的是( )
A．在主動(dòng)運(yùn)輸過程中，乙的含量會(huì)明顯增加
B．丙中不含磷酸鍵，是RNA基本組成單位之一
C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成
D．甲→乙和乙→丙過程中，起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)相同
4．(等級考)(不定項(xiàng))ATP是一種非常重要的化合物，它是細(xì)胞的能量“貨幣”，其結(jié)構(gòu)簡式為A—P～P～P。ATP的水解可以為物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸供能，下圖是ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的示意圖。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．ATP中遠(yuǎn)離A的兩個(gè)磷酸基團(tuán)被水解后，剩余部分是組成DNA的一種基本單位
B．參與Ca2＋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶
C．在運(yùn)輸Ca2＋的載體蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨能量的轉(zhuǎn)移
D．由圖可知，細(xì)胞中Ca2＋的跨膜運(yùn)輸是由ATP水解提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸，而ATP水解總是跟放能反應(yīng)有關(guān)
強(qiáng)化落實(shí)·學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)——?dú)w納·提升·素養(yǎng)
高效課堂·實(shí)踐運(yùn)用——鞏固·達(dá)標(biāo)·反饋
1.下列關(guān)于水稻細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．能與ADP相互轉(zhuǎn)化
B．只能由細(xì)胞呼吸產(chǎn)生
C．可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量
D．細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都有ATP的分布
2．下列關(guān)于生物體中ATP結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是( )
A．ATP與ADP的轉(zhuǎn)化始終處于動(dòng)態(tài)平衡中
B．ATP是細(xì)胞中唯一的直接能源物質(zhì)
C．ADP脫去一個(gè)磷酸基團(tuán)，可作為DNA的組成單位
D．吸能反應(yīng)總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系
3.
如圖①②代表物質(zhì)M、N間的相互轉(zhuǎn)化過程，則( )
A．螢火蟲體內(nèi)的能量c可來源于光能
B．吸能反應(yīng)一般和物質(zhì)M的合成相聯(lián)系
C．能量d用于過程①時(shí)大部分以熱能形式散失
D．M、N間的相互轉(zhuǎn)化是生物界共有的能量供應(yīng)機(jī)制
4．驅(qū)動(dòng)蛋白能催化ATP水解，還能與細(xì)胞骨架特異性結(jié)合，并沿著骨架定向行走，將所攜帶的細(xì)胞器或大分子物質(zhì)送到指定位置。驅(qū)動(dòng)蛋白每行走一步需要消耗一個(gè)ATP分子。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．驅(qū)動(dòng)蛋白能識別ATP分子和細(xì)胞骨架
B．細(xì)胞骨架是物質(zhì)和細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)能壍?br>C．由活細(xì)胞產(chǎn)生的ATP合成酶在體外也具有催化活性
D．代謝旺盛的細(xì)胞中ATP的水解速率遠(yuǎn)大于合成速率
5．鈉鉀泵位于動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜上，鈉鉀泵通過磷酸化和去磷酸化過程發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致與Na＋、K＋的親和力發(fā)生變化，具體過程如圖所示：
(1)ATP上的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到鈉鉀泵的一個(gè)天冬氨酸上，導(dǎo)致鈉鉀泵的________變化，________被排出，其移出膜外的跨膜運(yùn)輸方式是________；胞外的________結(jié)合上去，其結(jié)合能導(dǎo)致________釋放，恢復(fù)鈉鉀泵的空間結(jié)構(gòu)，如此循環(huán)重復(fù)。
(2)鈉鉀泵的化學(xué)本質(zhì)是________，據(jù)圖推測鈉鉀泵在物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過程中的作用有：①協(xié)助Na＋、K＋跨膜運(yùn)輸；②__________________。
疑難解答·名師指津——釋疑·解惑·教材
問題探討
1．提示：螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。
2．提示：有。螢火蟲腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質(zhì)。
3．提示：有。螢火蟲腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變成光能時(shí)，螢火蟲才能發(fā)光。
練習(xí)與應(yīng)用
一、概念檢測
1．B 2.D 3.B 4.C
二、拓展應(yīng)用
1．提示：吸能反應(yīng)：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)，需要消耗能量，是吸能反應(yīng)，這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時(shí)釋放能量來提供的。
放能反應(yīng)：如丙酮酸的氧化分解，能夠釋放能量，是放能反應(yīng)，這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)，儲存在ATP中。
2．提示：在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：①ATP分子中含有的化學(xué)能比較少；②ATP分子中所含的是活躍的化學(xué)能，而葡萄糖分子中所含的是穩(wěn)定的化學(xué)能。
3．提示：植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌等生物的細(xì)胞內(nèi)都具有能量“貨幣”ATP，這可以從一個(gè)側(cè)面說明生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類繁多的生物有著共同的起源。
第2節(jié) 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP
夯基提能·分層突破
探究點(diǎn)一
【師問導(dǎo)學(xué)】
1．ATP的組成元素為C、H、O、N、P。含有3個(gè)磷酸基團(tuán)。2個(gè)特殊的化學(xué)鍵。
2．不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含義是3。DNA中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。
3．ATP徹底水解會(huì)得到腺嘌呤、核糖和磷酸。
4．ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的結(jié)構(gòu)是腺嘌呤核糖核苷酸，圖示如下：
5．ATP是構(gòu)成RNA的基本單位之一。
【隨堂檢測】
1．解析：ATP的結(jié)構(gòu)簡式表示為A－P～P～P；ATP水解實(shí)際上是指ATP分子中特殊的化學(xué)鍵水解，主要是遠(yuǎn)離A的特殊的化學(xué)鍵的水解；許多吸能反應(yīng)與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；ATP水解時(shí)，遠(yuǎn)離A的特殊的化學(xué)鍵易斷裂，即②處的化學(xué)鍵斷裂，ATP轉(zhuǎn)化為ADP。
答案：D
2．解析：由于是部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記，說明ATP中遠(yuǎn)離A的P容易水解，①正確；部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記，說明部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的，②正確；由于題干中沒有說明ATP供能的過程，所以不能說明ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)，③錯(cuò)誤；ATP含量變化不大和部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記，說明該過程中ATP既有合成又有分解，④正確。
答案：B
3．解析：根據(jù)題意“向經(jīng)過連續(xù)收縮發(fā)生疲勞的離體肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收縮”說明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一條肌肉上滴加ATP溶液，靜置一段時(shí)間后，肌肉能發(fā)生明顯收縮”說明ATP是直接能源物質(zhì)。
答案：B
探究點(diǎn)二
【師問導(dǎo)學(xué)】
1．(1)消耗大，含量低，快速轉(zhuǎn)化，不能長時(shí)間儲存。
(2)不會(huì)。ATP和ADP可以時(shí)刻不停地發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。
2．(1)光合作用和細(xì)胞呼吸。
(2)酶1催化ATP的合成，是ATP合成酶；酶2催化ATP的水解，是ATP水解酶。二者不相同。
(3)來自于呼吸作用中糖類等有機(jī)物氧化分解釋放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解；轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量，用于生物的各項(xiàng)生命活動(dòng)。
3．(1)水解 水解 合成 合成 不相同
(2)線粒體 葉綠體 細(xì)胞膜 細(xì)胞核 不盡相同
(3)特殊的化學(xué)鍵 各項(xiàng)生命活動(dòng) 有機(jī)物 光能 不可逆 不是
【隨堂檢測】
1．解析：ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
答案：A
2．解析：ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，通過ATP與ADP迅速的相互轉(zhuǎn)化提供穩(wěn)定的供能環(huán)境。
答案：D
3．解析：圖中甲為ATP，乙是ADP，生物體內(nèi)的ATP和ADP含量非常少，但二者都處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，所以主動(dòng)運(yùn)輸過程中，乙的含量不會(huì)明顯增加；丙是腺嘌呤核糖核苷酸，含有一個(gè)磷酸鍵；丁為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成；催化甲→乙和乙→丙過程的酶不同，空間結(jié)構(gòu)不同。
答案：C
4．解析：ATP中的“～“代表一種特殊的化學(xué)鍵，斷開兩個(gè)這種化學(xué)鍵，就形成了A—P，又叫AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，它是組成RNA的一種基本單位，A錯(cuò)誤；如圖所示，參與Ca2＋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶，當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，酶活性就被激活了，B正確；在運(yùn)輸Ca2＋的載體蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨能量的轉(zhuǎn)移，此過程就是載體蛋白的磷酸化，C正確；細(xì)胞中Ca2＋的跨膜運(yùn)輸是主動(dòng)運(yùn)輸，需要ATP水解釋放能量為其供能，而細(xì)胞內(nèi)許多吸能反應(yīng)與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，D錯(cuò)誤。
答案：AD
高效課堂·實(shí)踐運(yùn)用
1．解析：在相關(guān)酶的催化作用下，ATP能與ADP相互轉(zhuǎn)化，A正確；某些植物細(xì)胞ATP可以來自細(xì)胞呼吸或光合作用，B錯(cuò)誤；ATP可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量，C正確；細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都有ATP的分布，如物質(zhì)的合成均需要消耗能量，D正確。
答案：B
2．解析：ATP與ADP的轉(zhuǎn)化始終處于動(dòng)態(tài)平衡中，A正確；ATP是細(xì)胞中主要的直接能源物質(zhì)，B錯(cuò)誤；ADP脫去一個(gè)磷酸基團(tuán)，可作為RNA的組成單位，C錯(cuò)誤；ATP不是細(xì)胞中唯一的直接能源物質(zhì)，吸能反應(yīng)不一定總是與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，D錯(cuò)誤。
答案：A
3．解析：螢火蟲體內(nèi)的能量c主要來自呼吸作用，不能來源于光能，A錯(cuò)誤；吸能反應(yīng)消耗ATP，和物質(zhì)M的水解相聯(lián)系，B錯(cuò)誤；能量d可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，和過程①?zèng)]有關(guān)系，C錯(cuò)誤；M、N間的相互轉(zhuǎn)化是生物界共有的能量供應(yīng)機(jī)制，D正確。
答案：D
4．解析：由題干信息“驅(qū)動(dòng)蛋白能催化ATP水解，還能與細(xì)胞骨架特異性結(jié)合”可推知，驅(qū)動(dòng)蛋白能識別ATP分子和細(xì)胞骨架，A正確；由題意可知，細(xì)胞骨架是物質(zhì)和細(xì)胞器運(yùn)輸?shù)能壍?，B正確；只要條件適宜，由活細(xì)胞產(chǎn)生的ATP合成酶在體外也具有催化活性，C正確；對細(xì)胞的正常生活來說，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是處于動(dòng)態(tài)平衡之中的，故代謝旺盛的細(xì)胞中ATP的水解速率等于合成速率，D錯(cuò)誤。
答案：D
5．解析：(1)由圖可知，ATP上的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到鈉鉀泵上，導(dǎo)致鈉鉀泵的空間結(jié)構(gòu)變化，胞內(nèi)Na＋被排出，此過程需要ATP提供能量，運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸。胞外的K＋結(jié)合上去，其結(jié)合能導(dǎo)致磷酸基團(tuán)釋放，恢復(fù)鈉鉀泵的空間結(jié)構(gòu)，如此循環(huán)重復(fù)。(2)鈉鉀泵的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，據(jù)圖推測鈉鉀泵在物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過程中的作用有：①協(xié)助Na＋、K＋跨膜運(yùn)輸；②催化ATP水解，為Na＋、K＋跨膜運(yùn)輸提供能量。
答案：(1)空間結(jié)構(gòu) Na＋ 主動(dòng)運(yùn)輸 K＋ 磷酸基團(tuán)
(2)蛋白質(zhì) 催化ATP水解反應(yīng)式
ATP→ADP＋Pi＋能量
能量＋Pi＋ADP→ATP
類型
水解反應(yīng)
合成反應(yīng)
條件
水解酶
合成酶
場所
活細(xì)胞內(nèi)多種場所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體
能量轉(zhuǎn)化
放能
吸能
能量來源
特殊的化學(xué)鍵
呼吸作用、光合作用
能量去向
用于各項(xiàng)生命活動(dòng)
儲存于ATP中
網(wǎng)
絡(luò)
建
構(gòu)
eq \a\vs4\al()
主
干
落
實(shí)
1.ATP的結(jié)構(gòu)簡式是A－P～P～P，其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基團(tuán)，“～”代表特殊的化學(xué)鍵。
2．一個(gè)ATP分子中有1個(gè)腺苷，3個(gè)磷酸基團(tuán)，其中含有2個(gè)特殊的化學(xué)鍵。
3．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式是ATP eq \(,\s\up11(酶Ⅰ),\s\d4(酶Ⅱ)) ADP＋Pi＋能量。
4．細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。
5．動(dòng)物、人、真菌等合成ATP的途徑是呼吸作用。
6．綠色植物合成ATP的途徑是光合作用和呼吸作用。
7．ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》電子課本

第2節(jié) 細(xì)胞的能量“貨幣”ATP

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細(xì)胞》

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