2第二节 细胞的能量“货币”ATP-【初高中·衔接直通车】2025年初升高生物衔接直通车

第二节　细胞的能量“货币”ATP 1.ATP的名称与简式 ATP 2.特点 (1)高能量：ATP水解释放的能量多达30.54 kJ/mol，是细胞内的一种高能磷酸化合物。 (2)不稳定：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端的磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。 (3)ATP在细胞内含量很少，但ATP与ADP的相互转化是十分迅速的。 3.ATP的功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 【典题例析】 【例1】　ATP是细胞内的直接能源物质，其分子的结构简式为A①—P②～P③～P(①～③表示化学键)。下列关于ATP的叙述正确的是(　　) A.化学键①～③断裂后释放的能量相等 B.化学键③最易断裂并释放大量的能量 C.ATP在生命活动旺盛的细胞中含量多 D.只有化学键③是特殊化学键 【解析】　①是普通磷酸键，②③是特殊化学键，具有比①多的转移势能，A错误；③是远离腺苷的特殊化学键，容易发生断裂，B正确；ATP在细胞中的含量少，但和ADP的转化速度很快，C错误；②③是特殊化学键，D错误。 【答案】　B 【对点练习】 1.如图所示的ATP结构模式图中有多处错误，下列相关叙述错误的是(　　) A.①处应为腺嘌呤(A) B.②处应为氢原子(H) C.③处应为氧原子(O) D.④处应为特殊的化学键(～) 1.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 续表 项目 ATP的合成 ATP的水解 能量去路 储存于形成的高能磷酸键中 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 特点 ATP和ADP之间的转化时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中 2.ATP是细胞内能量流通的“货币” (1)化学反应中的能量变化与ATP的关系 ①吸能反应：一般与ATP的水解相联系。 ②放能反应：一般与ATP的合成相联系。 (2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 【典题例析】 【例2】　ATP是细胞内的能量“货币”。下列关于ATP的说法，正确的是(　　) A.细胞中的吸能反应较易与ATP的合成相联系 B.线粒体是蓝细菌和黑藻细胞产生ATP的主要场所 C.小麦根尖成熟区细胞产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质 D.细胞中ATP的合成与水解的场所相同 【解析】　细胞中的吸能反应较易与ATP的水解相联系，A错误；蓝细菌细胞中无线粒体，B错误；小麦根尖成熟区细胞无叶绿体，产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质，C正确；细胞中ATP的合成场所为线粒体、细胞质基质和叶绿体，水解场所为各个需能部位，D错误。 【答案】　C 【对点练习】 2.如图为植物细胞中ATP与ADP相互转化示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A.过程①不需要酶的催化 B.过程②发生末端磷酸基团离开ATP的反应 C.过程①所需能量只能来自化学能 D.过程②放出的能量可以用于过程① 1.细胞中为生命活动直接提供能量的物质是ATP，其结构简式是(　　) A.A—P—P～P　　　　B.A—P～P～P C.A—P—P—P D.A～P～P～P 2.ATP是细胞的能量“通货”，下列有关ATP的叙述，正确的是(　　) A.与DNA、RNA相同，组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P B.ATP的结构简式为A—P～P～P，其中A由腺嘌呤和脱氧核糖结合而成 C.动物细胞中产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 D.细胞内的化学反应有些是需要能量的，有些是释放能量的，吸能反应一般与ATP的合成相联系 3.如图表示ATP的结构。下列分析错误的是(　　) A.图中“A”代表的是腺嘌呤 B.图中b、c代表的是特殊的化学键 C.水解时b键更容易断裂 D.图中a是RNA的基本组成单位之一 4.萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列有关叙述正确的是(　　) A.可利用荧光素—荧光素酶生物发光法对生物组织中的ATP进行定量测定 B.荧光素酶提供了激活荧光素所需的活化能从而减少反应对ATP的需求 C.萤火虫合成ATP的过程发生在细胞质基质中 D.荧光素激活的过程属于放能过程 5.如图是ATP和ADP相互转化的示意图，①②表示相关反应。下列有关叙述正确的是(　　) ATPADP＋Pi＋能量 A.ATP分子中的五碳糖是脱氧核糖 B.①和②需要的酶是同一种酶 C.①②过程在活细胞内时刻不停地发生 D.人体肌细胞中储存着大量的ATP 6.(多选)如图表示生物体内发生的两个化学反应，下列相关说法中正确的是(　　) A.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内 B.ATP分子水解时，图中所示的化学键④最易断裂 C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系 D.图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二节　细胞的能量“货币”ATP 新课知识学习 对点练习 1.B　①处应为腺嘌呤(A)，A正确；ATP中的五碳糖为核糖，因此②处就是—OH，B错误；③处应为氧原子(O)，C正确；ATP分子中，磷酸基团之间的化学键为特殊的化学键，即④处应为特殊的化学键(～)，D正确。 2.B　过程①②均需要酶的催化，A错误；过程②是ATP水解，即末端磷酸基团离开ATP的反应，B正确；过程①所需能量来源可以是光能或化学能，C错误；过程②释放的能量可用于各项生命活动，但不能用于合成ATP，D错误。 课时达标演练 1.B　ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P。 2.A　DNA、RNA和ATP的组成元素都是C、H、O、N、P，A正确；ATP的结构简式为A－P～P～P，其中A由腺嘌呤和核糖结合而成，B错误；动物细胞中没有叶绿体，C错误；细胞内的化学反应有些是需要能量的，有些是释放能量的，吸能反应一般与ATP的水解相联系，D错误。 3.C　题图中“A”表示腺嘌呤，A正确；b、c即“～”，表示特殊的化学键，B正确；ATP水解时c键更容易断裂，C错误；a为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，D正确。 4.A　荧光素的激活需要ATP水解释放的能量，因此可利用荧光素—荧光素酶生物发光法通过测定光能的大小，对生物组织中的ATP进行定量测定，A正确；酶不提供能量，而是降低反应的活化能，荧光素酶降低了激活荧光素所需的活化能从而减少了反应对ATP的需求，B错误；萤火虫合成ATP是通过呼吸作用，而有氧呼吸的主要场所是线粒体，C错误；荧光素激活的过程需要吸收ATP水解释放的能量，属于吸能过程，D错误。 5.C　ATP分子中的五碳糖是核糖，A错误；①需要的酶是ATP水解酶，②需要的酶是ATP合成酶，B错误；ATP和ADP在活细胞内时刻不停地发生相互转化，从而保证细胞对ATP的大量需求，C正确；人体肌细胞中储存着少量的ATP，D错误。 6.BD　细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，即该过程也可发生在原核细胞内，A错误；ATP分子水解时，远离腺苷的特殊化学键，即题图中所示的化学键④最易断裂，B正确；细胞中的吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，放能反应一般与ATP的合成反应相联系，C错误；图中酶1和酶2的化学本质相同，都是蛋白质，但是二者的种类不同，酶1是ATP水解酶，酶2是ATP合成酶，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$