?第2節(jié)　細(xì)胞的能量“貨幣”ATP

一、ATP是一種高能磷酸化合物

1．中文名稱：腺苷三磷酸。
2．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：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。
3．特點(diǎn)
(1)ATP不穩(wěn)定的原因是ATP中兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得特殊的化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。
(2)ATP的水解過程就是釋放能量的過程，1 mol ATP水解釋放的能量高達(dá)30.54 kJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。
4．功能：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
5．ATP的供能機(jī)理：ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。

(1)ATP由1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)構(gòu)成(　　)
(2)ATP是高能磷酸化合物，含3個(gè)特殊化學(xué)鍵，其中末端的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能
(　　)
(3)ATP是細(xì)胞內(nèi)主要的能源物質(zhì)(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×
易混辨析　生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié)
(1)能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、ATP。
(2)主要能源物質(zhì)：糖類。
(3)儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪、淀粉(植物細(xì)胞)、糖原(動(dòng)物細(xì)胞)。
(4)主要儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪。
(5)直接能源物質(zhì)：ATP。
(6)最終能量來源：太陽(yáng)能。



根據(jù)ATP結(jié)構(gòu)式思考下列問題：

(1)圖中①②③的結(jié)構(gòu)分別是什么？
提示　腺嘌呤、核糖、磷酸基團(tuán)。
(2)腺苷是由圖中哪些結(jié)構(gòu)組成的？
提示?、佗凇?br /> (3)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)？
提示　腺嘌呤核糖核苷酸。
(4)若ATP完全水解，會(huì)得到哪些成分？
提示　腺嘌呤、核糖、磷酸。
歸納總結(jié)　ATP的分子組成(如圖)

(1)元素組成：ATP是由C、H、O、N、P五種元素組成的，這與核酸的元素組成是相同的。
(2)AMP是RNA的基本組成單位之一。
(3)ATP的結(jié)構(gòu)組成可以用“1、2、3”來總結(jié)，“1”表示1個(gè)腺苷，“2”表示兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵，“3”表示3個(gè)磷酸基團(tuán)。
二、ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用

1．ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化
(1)相互轉(zhuǎn)化的過程及能量來源圖解

(2)ATP與ADP轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)
①ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處在動(dòng)態(tài)平衡之中。
②ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。
2．ATP的利用
(1)ATP的利用

(2)ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的機(jī)理
①參與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)，其酶活性就被激活了。
②在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。
③載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2＋的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2＋釋放到膜外。
3．ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”
(1)吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。
(2)放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
(3)能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。

(1)細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存有大量的ATP，為生命活動(dòng)提供能量(　　)
(2)吸能反應(yīng)伴隨著ATP的合成，放能反應(yīng)伴隨著ATP的水解(　　)
(3)人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×

1．成人體內(nèi)ATP的總量是2～10 mg，但一個(gè)成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為40 kg，在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP的消耗可達(dá)0.5 kg/min；在安靜狀態(tài)時(shí)，肌肉內(nèi)ATP所釋放能量只能維持肌肉收縮1～2 s。
(1)ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量多嗎？
提示　含量很低。
(2)生物體如何補(bǔ)充生命活動(dòng)所需要的大量的ATP?
提示　通過ATP和ADP之間迅速地轉(zhuǎn)化。
2．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？請(qǐng)完善下表并得出結(jié)論。
反應(yīng)
ATPADP＋Pi＋能量
ADP＋Pi＋能量ATP
反應(yīng)類型
水解反應(yīng)
合成反應(yīng)
酶的類型
水解酶
合成酶
場(chǎng)所
活細(xì)胞所有部位
線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等
能量來源
特殊化學(xué)鍵中的化學(xué)能
有機(jī)物中的化學(xué)能、光能
能量去向
用于各項(xiàng)生命活動(dòng)
儲(chǔ)存于特殊化學(xué)鍵中

結(jié)論：物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。
歸納總結(jié)　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用
(1)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
①ATP合成：需要酶的催化，由動(dòng)物的呼吸作用和植物的光合作用與呼吸作用提供能量。
②ATP水解：需要酶的催化，連接末端磷酸基團(tuán)的那個(gè)特殊化學(xué)鍵水解釋放能量，釋放的能量用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。
③兩者轉(zhuǎn)化時(shí)，物質(zhì)可逆，能量不可逆。
(2)ATP的利用特點(diǎn)
①ATP是生物體內(nèi)的直接能源物質(zhì)。
②雖然在生物體內(nèi)含量少，但是ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化十分迅速。


1．ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P～P～P，其中A表示腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表特殊的化學(xué)鍵。
2．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。
3．合成ATP的途徑包括光合作用和呼吸作用。
4．ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。




1．ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，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(jiǎn)式可表示為A－P～P～P
B．圖中虛線部分的名稱是腺苷
C．組成ATP的化學(xué)元素是C、H、O、N、P
D．圖中①處的化學(xué)鍵易斷裂，ATP轉(zhuǎn)化為ADP
答案　D
解析　ATP中遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵②易斷裂，可轉(zhuǎn)化為ADP和Pi，D錯(cuò)誤。
2．下列有關(guān)腺苷三磷酸(ATP)的敘述，正確的是(　　)
A．ATP中的A代表腺嘌呤
B．ATP是一種大分子高能磷酸化合物
C．ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)可使載體蛋白磷酸化
D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化無需酶的催化
答案　C
解析　ATP中的A代表腺苷，A錯(cuò)誤；ATP分子量偏小，不屬于大分子化合物，B錯(cuò)誤；ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化需要酶的催化，D錯(cuò)誤。
3．如圖是ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化圖，由此可確定(　　)

A．M為ADP，N為ATP
B．能量1和能量2來源相同
C．X1和X2是同一種物質(zhì)
D．酶1和酶2是同一種酶
答案　C
解析　M生成N的過程釋放能量，所以M為ATP，N為ADP，A錯(cuò)誤；能量1來源于ATP中特殊化學(xué)鍵中的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，能量2是光能或化學(xué)能，所以能量1和能量2的來源是不同的，B錯(cuò)誤；X1和X2都是磷酸基團(tuán)，C正確；酶1和酶2一個(gè)是水解酶一個(gè)是合成酶，D錯(cuò)誤。
4．(2019·山東師范大學(xué)附中高一月考)下列有關(guān)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．細(xì)胞內(nèi)ATP的含量很少，是細(xì)胞的能量“貨幣”
B．ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成
C．ATP和ADP迅速相互轉(zhuǎn)化保證了持續(xù)為細(xì)胞提供能量
D．ATP水解掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后是RNA的基本組成單位之一
答案　B
5．(2019·遼陽(yáng)縣集美學(xué)校高一期末)下列有關(guān)ATP的敘述中，不正確的是(　　)
A．ATP的合成一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系
B．ATP中的能量可以來源于光能、化學(xué)能
C．細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)一般需要消耗ATP
D．“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”
答案　D

A組　基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
題組一　ATP是一種高能磷酸化合物
1．ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為A—P～P～P，下列圖示能正確表示ATP的是(　　)
A.
B.
C.
D.
答案　A
解析　ATP的分子結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊化學(xué)鍵。
2．ATP中含有的化學(xué)元素與下面哪種物質(zhì)含有的化學(xué)元素種類相同(　　)
A．纖維素 B．核酸
C．脂肪 D．蛋白質(zhì)
答案　B
解析　ATP的組成元素為C、H、O、N、P，纖維素的組成元素為C、H、O，A錯(cuò)誤；核酸的組成元素為C、H、O、N、P，B正確；脂肪的組成元素為C、H、O，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)的組成元素主要是C、H、O、N，D錯(cuò)誤。
3．(2020·遼寧高一期末)下圖為ATP分子的結(jié)構(gòu)式，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．圖中五碳糖為核糖
B．圖中虛線框中的基團(tuán)是腺苷
C．該分子中有2個(gè)特殊的化學(xué)鍵
D．該分子水解掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后為核糖核苷酸
答案　B　
解析　圖中虛線框中的基團(tuán)是腺嘌呤，B錯(cuò)誤。
題組二　ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化
4．下列關(guān)于ATP的敘述，不正確的是(　　)
A．ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)
B．ATP中的A代表腺嘌呤，P代表磷元素
C．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的
D．生成ATP所需能量可來自光能，也可來自呼吸作用釋放的能量
答案　B
解析　ATP中的A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，B錯(cuò)誤。
5．(2020·北京高一期末)下列有關(guān)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．細(xì)胞內(nèi)ATP的含量很少，但消耗量很大
B．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程中所需酶的種類相同
C．ATP和ADP迅速相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對(duì)能量的需求
D．人體細(xì)胞內(nèi)形成ATP的主要生理過程是呼吸作用
答案　B
解析　ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化中所需要的酶不相同，分別為ATP合成酶和ATP水解酶，B錯(cuò)誤。
6．以下為ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖，對(duì)這一過程的敘述不正確的是(　　)
ATPADP＋Pi＋能量
A．存在著能量的釋放和儲(chǔ)存
B．保證了生命活動(dòng)的順利進(jìn)行
C．持續(xù)不斷地在生物活細(xì)胞中進(jìn)行
D．此過程物質(zhì)與能量變化都是可逆的
答案　D
解析　此過程物質(zhì)變化是可逆的，而能量變化是不可逆的，D錯(cuò)誤。
題組三　ATP的利用
7．(2020·遼河油田第二高級(jí)中學(xué)高一期末)據(jù)測(cè)定，世界著名重量級(jí)拳王——霍利菲爾德平均每次出拳的力量高達(dá)200磅，試問能引起如此之高的拳擊力量的直接供能物質(zhì)是(　　)
A．人體細(xì)胞內(nèi)的ATP B．飲食中的淀粉
C．人體細(xì)胞內(nèi)的糖類 D．人體細(xì)胞內(nèi)的脂肪
答案　A
8．螢火蟲腹部的發(fā)光器由部分組織細(xì)胞構(gòu)成，離體的發(fā)光器會(huì)逐漸失去發(fā)光能力。將發(fā)光器研磨液分為兩組，分別滴加等體積的ATP溶液和葡萄糖溶液后，ATP組立即重新出現(xiàn)熒光，葡萄糖組重新出現(xiàn)熒光的時(shí)間滯后。下列敘述不正確的是(　　)
A．發(fā)光器離體后細(xì)胞內(nèi)能源物質(zhì)逐漸耗盡
B．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明ATP是直接的能源物質(zhì)
C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明葡萄糖不能作為能源物質(zhì)
D．有機(jī)物中的化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為發(fā)光的光能
答案　C
解析　實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明葡萄糖不是熒光器發(fā)光的直接能源，但是不能說明葡萄糖不能作為能源物質(zhì)，C錯(cuò)誤。
9．(2020·山東高一期末)ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，下列有關(guān)ATP的正確說法是(　　)
A．ATP中的磷酸基團(tuán)均具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能
B．吸能反應(yīng)與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系
C．細(xì)胞生命活動(dòng)均由ATP直接提供能量
D．一分子ATP徹底水解產(chǎn)生3分子磷酸、1分子腺苷
答案　B
解析　ATP中遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，A錯(cuò)誤；吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，B正確；細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的，C錯(cuò)誤；一分子ATP徹底水解產(chǎn)生3分子磷酸和1分子核糖、1分子腺嘌呤，D錯(cuò)誤。
10．(2019·葫蘆島市第八高級(jí)中學(xué)高一月考)如圖是細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

(1)在人體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量來自__________作用，右側(cè)的能量用于________(舉一例)。
(2)在綠色植物體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量來自__________作用和________作用。
(3)從圖中可知，在適宜的溫度和酶的作用下，ADP轉(zhuǎn)變成ATP時(shí)還需要的條件是________。將ADP轉(zhuǎn)化為ATP的圖示改寫成反應(yīng)式的形式__________________。
(4)經(jīng)測(cè)定，正常成年人靜止?fàn)顟B(tài)下24 h將有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量?jī)H為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是___________。
答案　(1)呼吸　大腦思考　(2)呼吸　光合　(3)能量　ADP＋能量＋PiATP　(4)ATP和ADP的這種相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡之中
解析　(1)在人體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量用來合成ATP，來自呼吸作用釋放的能量，右側(cè)的能量是ATP水解釋放的能量，用于細(xì)胞中耗能的生命活動(dòng)，如大腦思考、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)取?2)在綠色植物體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量來自光合作用和呼吸作用。(3)從圖中可知，在適宜的溫度和酶的作用下，ADP轉(zhuǎn)變成ATP時(shí)還需要能量。ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng)式為：ADP＋能量＋PiATP。(4)細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量很少，為滿足細(xì)胞的能量需要，ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化在細(xì)胞內(nèi)時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。
B組　綜合強(qiáng)化練
1．(2020·天津市濱海新區(qū)塘沽第一中學(xué)高一期末)下列有關(guān)ATP的說法，正確的是(　　)
A．人體細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存有大量的ATP
B．光合作用和呼吸作用都能產(chǎn)生ATP
C．線粒體是藍(lán)細(xì)菌產(chǎn)生ATP的主要場(chǎng)所
D．ATP合成所需的能量由磷酸提供
答案　B
解析　細(xì)胞內(nèi)的ATP含量不高，消耗后可迅速由ADP＋Pi合成，A錯(cuò)誤；光合作用和呼吸作用都能產(chǎn)生ATP，B正確；藍(lán)細(xì)菌為原核生物，無線粒體，其產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C錯(cuò)誤；合成ATP的能量由光能(光合作用)或者有機(jī)物的化學(xué)能(呼吸作用)提供，D錯(cuò)誤。
2．(2020·山東高一期末)有關(guān)ATP的敘述，下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．動(dòng)物CO中毒，會(huì)降低Ca2＋通過離子泵跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾?br /> B．ATP與ADP循環(huán)中，放能反應(yīng)釋放的能量可用于吸能反應(yīng)
C．各植物組織中，呼吸作用強(qiáng)度相同的條件下ATP生成量也一定相同
D．物質(zhì)跨膜運(yùn)輸消耗ATP時(shí)，載體蛋白磷酸化后構(gòu)象改變
答案　C
解析　Ca2＋通過離子泵跨膜運(yùn)輸需要ATP供能，動(dòng)物CO中毒，會(huì)抑制呼吸作用而降低ATP生成量，進(jìn)而降低Ca2＋通過離子泵跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾?，A正確；ATP的水解會(huì)釋放能量，該過程一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，B正確；呼吸作用強(qiáng)度相同的情況下，同一植物的綠色細(xì)胞和非綠色細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量不一定相同，因綠色細(xì)胞還可在光照條件下進(jìn)行光合作用產(chǎn)生ATP，C錯(cuò)誤；物質(zhì)跨膜運(yùn)輸消耗ATP時(shí)，載體蛋白磷酸化后構(gòu)象改變，D正確。
3．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)胞的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記，該現(xiàn)象不能說明(　　)
A．ATP中末端的P容易脫離
B．部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的
C．ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)
D．該過程中ATP既有合成又有分解
答案　C
解析　依題干信息ATP的含量變化不大，說明該過程中ATP既有合成又有分解；部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記，說明ATP中末端的P容易脫離，且32P參與了ATP的重新合成，故選C項(xiàng)。
4．下列生理過程伴隨著形狀改變，其中不一定需要ATP供能的是(　　)
A．在胰島素分泌過程中細(xì)胞膜的形狀發(fā)生改變
B．在籃球比賽等運(yùn)動(dòng)過程中骨骼肌發(fā)生收縮
C．載體蛋白協(xié)助運(yùn)輸葡萄糖過程中形狀發(fā)生改變
D．植物細(xì)胞在KNO3溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原
答案　C
解析　胰島素分泌到細(xì)胞外的過程屬于胞吐，需要ATP供能，A錯(cuò)誤；在籃球比賽等運(yùn)動(dòng)過程中，骨骼肌的收縮需要消耗ATP，B錯(cuò)誤；載體蛋白運(yùn)輸葡萄糖時(shí)可能不需要ATP，如葡萄糖通過協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞；也可能需要ATP，如葡萄糖通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞，C正確；植物細(xì)胞會(huì)通過主動(dòng)運(yùn)輸吸收鉀離子和硝酸根離子，需要ATP供能，當(dāng)細(xì)胞液濃度增大后，會(huì)吸水而自動(dòng)復(fù)原，D錯(cuò)誤。
5．(2020·天津高一期末)下圖是人體細(xì)胞代謝部分簡(jiǎn)圖，圖中甲表示ATP，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．甲→乙→丙→丁過程中，起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)不同
B．丙是RNA的基本組成單位之一
C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成
D．在紅細(xì)胞吸收葡萄糖時(shí)，細(xì)胞中乙的含量會(huì)顯著增加
答案　D
解析　腺苷三磷酸是一種不穩(wěn)定的高能化合物，由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成，簡(jiǎn)稱ATP。甲表示ATP，乙表示ADP，丙表示AMP，丁表示腺苷，戊表示游離磷酸。葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的方式為協(xié)助擴(kuò)散，不需要消耗能量，因此乙(ADP)的含量不會(huì)顯著增加，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6．Na＋—K＋泵是存在于動(dòng)物細(xì)胞膜上的一種載體蛋白，具有ATP酶活性，這種泵每消耗1分子的ATP，就逆濃度梯度將3分子的Na＋泵出細(xì)胞外，將2分子的K＋泵入細(xì)胞內(nèi)。其具體過程如圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．該蛋白將Na＋泵到細(xì)胞外的跨膜運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸
B．該蛋白既能催化ATP的水解，又能催化ATP的合成
C．若O2供應(yīng)不足，將會(huì)影響圖示過程的進(jìn)行
D．該蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，有利于其與離子的結(jié)合和分離
答案　B
解析　Na＋—K＋泵能催化ATP水解，不能催化ATP的合成，B錯(cuò)誤。
7．(2019·山東師范大學(xué)附中高一月考)人的骨骼肌細(xì)胞中ATP的含量只能維持劇烈運(yùn)動(dòng)3 s以內(nèi)的能量供應(yīng)。某運(yùn)動(dòng)員參加短跑比賽過程中，肌肉細(xì)胞中ATP的相對(duì)含量隨時(shí)間的變化如下圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

(1)a→b的變化過程，ATP被水解，釋放的能量用于________________________。
(2)b→c過程中，ATP含量增加，說明________________加強(qiáng)，釋放更多的能量，供ADP合成ATP，補(bǔ)充消耗的ATP。
(3)從整個(gè)曲線看，肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零，說明____________________________。
(4)寫出細(xì)胞新陳代謝放能反應(yīng)中ADP與ATP之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系式______________________，在吸能反應(yīng)中ADP與ATP之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系式______________________________。
答案　(1)肌肉收縮等各項(xiàng)生命活動(dòng)　(2)呼吸作用　(3)ATP在細(xì)胞內(nèi)含量雖少，但與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化卻十分迅速，使細(xì)胞內(nèi)的ATP的含量總是處于動(dòng)態(tài)平衡之中，構(gòu)成生物體內(nèi)部的穩(wěn)定供能環(huán)境　(4)ADP＋Pi＋能量ATP　ATPADP＋Pi＋能量
解析　(1)由圖可知，a→b段ATP含量減少，ATP被水解，釋放大量的能量，用于肌肉收縮等各項(xiàng)生命活動(dòng)，來維持劇烈運(yùn)動(dòng)。(2)b→c段ATP含量增加，是由于呼吸作用的加強(qiáng)，釋放了更多的能量，供ADP合成ATP，補(bǔ)充消耗的ATP。(3)從整個(gè)曲線看，肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零，說明雖然ATP在細(xì)胞內(nèi)含量少，但與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化卻十分迅速，使細(xì)胞內(nèi)的ATP的含量總是處于動(dòng)態(tài)平衡之中，使生物體內(nèi)部的供能環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，保證各項(xiàng)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。(4)細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)伴隨著ATP的合成，吸能反應(yīng)伴隨著ATP的水解。
8．腌制的臘肉往往含有大量的細(xì)菌，可利用“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”對(duì)市場(chǎng)上臘肉中的細(xì)菌含量進(jìn)行檢測(cè)：①將臘肉研磨后離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(jì)(測(cè)定發(fā)光強(qiáng)度的儀器)反應(yīng)室內(nèi)，加入適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進(jìn)行反應(yīng)；②記錄發(fā)光強(qiáng)度并計(jì)算ATP含量；③測(cè)算出細(xì)菌數(shù)量。分析并回答下列問題：

(1)熒光素接受細(xì)菌細(xì)胞中________提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度可以計(jì)算出生物組織中ATP的含量，原因是發(fā)光強(qiáng)度與ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。
(2)“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”中涉及的能量轉(zhuǎn)換的形式是________能→________能。生物細(xì)胞中ATP的水解一般與____________(填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”)相聯(lián)系。
(3)研究人員用不同條件處理熒光素酶后，測(cè)定酶濃度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系如圖所示。若要節(jié)省熒光素酶的用量，可以使用________處理；高溫和Hg2＋處理后酶活性________(填“可以”或“不可以”)恢復(fù)；Hg2＋處理后酶活性降低可能是因?yàn)開________________________。
答案　(1)ATP　正比　(2)化學(xué)　光　吸能反應(yīng)　(3)Mg2＋　不可以　Hg2＋破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)
解析　(1)ATP是生命活動(dòng)所需能量的直接來源。熒光素接受ATP提供的能量，在熒光素酶的催化下，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光，其發(fā)光強(qiáng)度與ATP的含量成正比，所以根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度可以計(jì)算出生物組織中ATP的含量。
(2)“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”中涉及的能量轉(zhuǎn)換是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?；放能反?yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系。
(3)分析曲線圖可知：用Mg2＋處理后，在較低熒光素酶濃度的條件下就能達(dá)到較高的發(fā)光強(qiáng)度，因此使用Mg2＋處理，能夠節(jié)省熒光素酶的用量。高溫和Hg2＋處理后酶活性不可以恢復(fù)。Hg2＋處理后酶活性降低可能是因?yàn)镠g2＋破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)。

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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(jí)： 必修1《分子與細(xì)胞》

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