内容正文:
第8讲 ATP和细胞呼吸
[目标要求] 1.解释ATP在能量代谢中的作用。2.说明细胞呼吸,探讨其原理的应用。3.活动:探究酵母菌的呼吸方式。
考点一 ATP的结构与功能
1.ATP的结构
(1)图中各部分名称:A代表腺嘌呤,P代表磷酸基团,①代表腺苷,②代表AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,③代表ADP,④代表ATP,⑤代表高能磷酸键。
(2)特点
①1分子ATP中含有3个磷酸基团,2个高能磷酸键,高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。
②ATP分子中远离A的高能磷酸键容易断裂和重新形成。
2.ATP与ADP的相互转化
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP+Pi+能量ATP
ATPADP+Pi+能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存在高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
教材中的隐性知识 (1)源于必修1 P88“相关信息”
写出图中标出的“A”的含义:
①________;②________;③________________;④__________________。
提示 腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸
(2)源于必修1 P89图5-5:ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应?为什么?
提示 不是可逆反应。因为从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
3.ATP的功能与动物细胞、植物细胞的代谢
(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。
(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
(1)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( × )
(2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( √ )
(3)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( × )
(4)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少( √ )
(5)“能量”就是指ATP,ATP就是“能量”( × )
(1)催化ATP水解的酶与催化ATP生成的酶不是(填“是”或“不是”)同一种酶;高等植物叶肉细胞内ATP在叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体等部位生成。
(2)人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,请分析原因:ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化,并且处于动态平衡之中。
(3)植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以ATP作为能量“通货”,由此说明:生物界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着共同的起源。
考向一 ATP的结构和特点分析
1.(2020·江苏省淮安市六校联盟学情调查)下列有关人体细胞内ATP的叙述,错误的是( )
A.一个ATP分子中含有两个高能磷酸键
B.人体细胞合成ATP时都需要氧气的参与
C.内质网上的核糖体合成免疫球蛋白时需要消耗ATP
D.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
答案 B
解析 人体细胞合成ATP时不一定需要氧气的参与,如有氧呼吸第一、第二阶段均不需要氧气的参与,B错误。
2.(八省联考·湖南,3)ATP是细胞生命活动的能量“通货”。下列叙述错误的是( )
A.糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATP
B.等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同
C.光合作用和呼吸作用都产生ATP,所需的ADP可共用
D.ATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成
答案 A
解析 糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存大量能量,而不是储存大量ATP,A错误;等量的葡萄糖通过酒精发酵产生的ATP比有氧呼吸的少,B正确;ADP是合成ATP的原料,在光合作用和呼吸作用产生ATP过程中可共用,C正确;ATP与ADP可相互转化,一为分解反应,一为合成反应,所需酶不同,D正确。
考向二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3.ATP合酶是合成ATP所需的催化剂,分子结构由凸出于膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成。当H+顺浓度梯度穿过ATP合酶,使ADP与Pi形成ATP。下列关于ATP合酶的分析,正确的是(多选)( )
A.可推测原核生物的细胞内没有ATP合酶
B.线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上有ATP合酶
C.ATP合酶既具有催化作用,也具有运输作用
D.ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP需要温和的条件
答案 BCD
解析 原核生物的细胞需要ATP,含有ATP合酶,A错误;线粒体