5.2细胞的能量“货币”ATP（导学案）生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦细胞的能量“货币”ATP，引导学生掌握ATP的中文名称、结构简式、与ADP的相互转化及利用实例，通过课前预习填空（如组成元素、结构简式）、课堂讨论（如高能磷酸键特点、转化模型）和实例分析，构建从基础到应用的学习支架，衔接前后知识。 资料特色在于融合生命观念（结构与功能观、物质与能量观）、科学思维（对比分析吸能/放能反应、模型构建转化过程）和探究实践（实验讨论、分层习题），设计课前-课中-课后流程，通过荧光素酶实验等实例，帮助学生理解能量“货币”含义，提升自主学习与问题解决能力。

5.2细胞的能量“货币”ATP（导学案） (1)说出ATP的中文名称、组成元素和结构简式，理解ATP是高能磷酸化合物。 (2)阐明ATP与ADP相互转化的过程、特点及生理意义。 (3)举例说明ATP在细胞生命活动中的利用，区分吸能反应和放能反应与ATP的关系。 (4)理解ATP是细胞内的能量“货币”，形成结构与功能相适应的生命观念。 【学习重点】 (1)ATP的结构简式及高能磷酸键的特点。 (2)ATP与ADP的相互转化过程及特点。 (3)ATP的利用实例及吸能反应、放能反应与ATP的关系。 【学习难点】 (1)理解ATP与ADP相互转化中“物质可逆，能量不可逆”。 (2)理解ATP是能量“货币”的含义。 请阅读教材P86-89，完成以下填空。 (1)ATP的中文名称是 ，组成元素是 。 (2)ATP的结构简式是 ，其中A代表 ，P代表 ，~代表 。 (3)ATP是一种高能磷酸化合物，原因是：末端磷酸基团有一种 的趋势，两个相邻磷酸基团都带 而相互排斥，这种特殊化学键 ，具有较高的转移势能。 (4)ATP水解时， 断裂，释放能量，形成 和 。1 mol ATP水解时释放的能量高达 。 (5)ATP与ADP相互转化的反应式是 ，该转化过程中物质是 的，能量是 的，催化反应的酶 。 (6)在ADP转化成ATP的过程中，动物、人、真菌和大多数细菌所需能量来自 ；绿色植物所需能量来自 ；硝化细菌来自 。 (7)吸能反应一般与ATP的 相联系，放能反应一般与ATP的 相联系。能量通过 分子在吸能反应和放能反应之间流通。 一、实验探究→一、ATP是一种高能磷酸化合物 阅读课本p86，完成以下任务。 【讨论】1.ATP的中文名称及组成元素分别为？ 【讨论】2.请书写出ATP的结构简式及各结构的含义？ 【讨论】3.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ 二、实验探究→二、ATP与ADP可以相互转化 阅读课本p86-87，完成以下任务。 【讨论】1.请书写出ATP与ADP相互转化的概念模型 【讨论】2.ATP与ADP的相互转化具有怎样的特点？ 【讨论】3.在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来呢？ 三、实验探究→三、ATP的利用 阅读课本p88-89，完成以下任务。 【讨论】1.请举例说出ATP利用的实例 【讨论】2.完成下列表格 反应类型 吸能反应 放能反应 能量变化 产物能量状态 ATP的角色 实例 【筑基·必备知识通关】 1．ATP被称为细胞的能量“通货”，下列理解最准确的是（　　） A．ATP是细胞内唯一的能源物质 B．ATP与ADP的相互转化实现了能量的储存和释放，如同货币的流通 C．ATP分子中含有三个高能磷酸键，储存大量能量 D．ATP在细胞内含量很高，可以长期储存能量 2．在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“货币”。下列有关ATP的叙述正确的是（    ） A．ATP中的“A”代表腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖组成 B．ATP水解释放的磷酸基团可使某些蛋白质磷酸化 C．细胞中的吸能反应通常伴随着ATP的合成 D．ATP是细胞生命活动唯一的直接能源物质，为所有生命活动直接供能 3．ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是（     ） A．人体剧烈运动时，ATP与ADP的转化速率加快 B．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP C．释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合 D．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP 4．科学家发现萤火虫尾部发光依赖荧光素与荧光素酶，荧光素酶能催化激活型荧光素与氧反应而发出荧光。荧光素被激活需要ATP提供能量，下列相关叙述错误的是（     ） A．荧光素酶可降低荧光素与氧发生化学反应的活化能 B．ATP由一个核糖、一个腺嘌呤、三个磷酸基团构成 C．与反应前相比，荧光素酶在完成催化作用后结构会发生改变 D．荧光素被激活的过程是吸能反应，与ATP的水解相联系 5．下列关于ATP的叙述错误的是（     ） A．细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系 B．活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解 C．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 D．ATP水解脱去两个磷酸基团后的物质可用于合成RNA 【拓能·关键能力进阶】 6．如图是细胞内腺苷三磷酸代谢的过程简图，下列有关叙述正确的是（     ） A．图中的酶都是催化物质水解的，其空间结构一致 B．葡萄糖进入人红细胞时往往与甲→乙的过程无关 C．物质丙表示的是由腺嘌呤和核糖结合而成的腺苷 D．通常利用乙水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化 7．果肉细胞中，液泡膜上的质子泵直接消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+的浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（     ） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．借助TST蛋白可完成H+和蔗糖的反向协同运输 C．质子泵和TST蛋白都可以特异性识别H+、蔗糖 D．H+经TST跨膜运输时需要与其结合 8．植物细胞液泡内的pH低于细胞质基质，其膜上的载体蛋白CLCa将H+运出的同时将细胞质基质中的NO₃⁻ -转运至液泡内。载体蛋白CLCa上存在可阻断该NO₃⁻运输的发夹结构，ATP能稳定发夹结构，AMP（腺苷一磷酸）通过与ATP竞争性结合发夹结构来调节的运输。下列说法错误的是（     ） A．H+进入液泡的跨膜运输方式为主动运输 B．CLCa运输NO₃⁻时，需与NO₃⁻结合，且空间结构发生改变 C．AMP分子中存在一个不稳定的特殊化学键 D．AMP/ATP的比值越大，NO₃⁻进入液泡的量越多 9．人类运动蛋白移动导致肌肉收缩的过程如图所示，下列有关ATP的叙述错误的是（    ） A．运动时细胞ATP的消耗量远大于其储存量，说明ATP与ADP之间时刻不停地相互转化 B．ATP水解时，末端磷酸基团脱离、携能量与其他分子结合，释放能量 C．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，肌肉收缩需要吸收能量 D．图中ATP在合成时，能量可来源于光能、有机物氧化分解释放的能量 10．ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在，它不断与ADP相互转化形成ATP系统。下列叙述正确的是（　　） A．ATP分子的磷酸基团都带正电荷而相互排斥，导致特殊化学键不稳定 B．细胞内所有生命活动消耗的能量都由ATP直接提供 C．ATP水解脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，可使其构象改变 D．发生放能反应时，ATP转化成ADP的量多于ADP转化成ATP的量 6．如图是细胞内腺苷三磷酸代谢的过程简图，下列有关叙述正确的是（     ） A．图中的酶都是催化物质水解的，其空间结构一致 B．葡萄糖进入人红细胞时往往与甲→乙的过程无关 C．物质丙表示的是由腺嘌呤和核糖结合而成的腺苷 D．通常利用乙水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化 7．果肉细胞中，液泡膜上的质子泵直接消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+的浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（     ） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．借助TST蛋白可完成H+和蔗糖的反向协同运输 C．质子泵和TST蛋白都可以特异性识别H+、蔗糖 D．H+经TST跨膜运输时需要与其结合 8．植物细胞液泡内的pH低于细胞质基质，其膜上的载体蛋白CLCa将H+运出的同时将细胞质基质中的NO₃⁻ -转运至液泡内。载体蛋白CLCa上存在可阻断该NO₃⁻运输的发夹结构，ATP能稳定发夹结构，AMP（腺苷一磷酸）通过与ATP竞争性结合发夹结构来调节的运输。下列说法错误的是（     ） A．H+进入液泡的跨膜运输方式为主动运输 B．CLCa运输NO₃⁻时，需与NO₃⁻结合，且空间结构发生改变 C．AMP分子中存在一个不稳定的特殊化学键 D．AMP/ATP的比值越大，NO₃⁻进入液泡的量越多 9．人类运动蛋白移动导致肌肉收缩的过程如图所示，下列有关ATP的叙述错误的是（    ） A．运动时细胞ATP的消耗量远大于其储存量，说明ATP与ADP之间时刻不停地相互转化 B．ATP水解时，末端磷酸基团脱离、携能量与其他分子结合，释放能量 C．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，肌肉收缩需要吸收能量 D．图中ATP在合成时，能量可来源于光能、有机物氧化分解释放的能量 10．ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在，它不断与ADP相互转化形成ATP系统。下列叙述正确的是（　　） A．ATP分子的磷酸基团都带正电荷而相互排斥，导致特殊化学键不稳定 B．细胞内所有生命活动消耗的能量都由ATP直接提供 C．ATP水解脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，可使其构象改变 D．发生放能反应时，ATP转化成ADP的量多于ADP转化成ATP的量 【冲刺·核心素养拓展】 11．ATP含量与细胞的种类、数量及代谢活性密切相关。ATP荧光检测仪已广泛应用于环境微生物的快速检测，其核心原理如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．该反应表明，荧光素酶能为荧光素氧化生成荧光的过程提供大量活化能 B．反应产物中的AMP是合成DNA的原料之一，参与微生物的增殖过程 C．检测过程中，ATP水解释放的化学能转化成了光能 D．若检测体系中的微生物代谢旺盛，则其细胞内ATP与ADP的相互转化速度会减慢 12．GTP（鸟苷三磷酸）的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时，细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白有序排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构，该结构依靠GTP水解提供的能量进行缢缩，使线粒体一分为二。下列说法不正确的是（　　） A．GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成DNA的基本单位 B．GTP酶能显著降低GTP水解所需要的活化能 C．发动蛋白可能具有催化、运动等功能 D．GTP因含两个特殊的化学键而具有较多能量 13．cAMP 是由 ATP 脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的分子，其形成过程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．ATP 和 cAMP 含有的高能磷酸键个数分别是 2 和 0 B．在某些生物中 ATP 转化成 ADP 释放出的能量可转化成电能 C．AMP 与腺嘌呤核糖核苷酸的结构相同，可作为合成 RNA 的原料 D．ATP、ADP、AMP 和 cAMP 都有代表腺苷的①结构 ATP的生理功能与再生 1.ATP是细胞内的能量“货币”：ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、主动运输、生物发光、发电等。糖类、脂肪等有机物中储存的能量不能被直接利用，需先转化为ATP中的能量。 2.ATP的再生：ATP在细胞中含量很少，但通过与ADP的快速相互转化，实现能量的储存和释放。人体每天消耗的ATP量很大，但细胞内ATP含量保持相对稳定，这依赖于ATP与ADP的高效转化。 3.荧光素酶实验：萤火虫发光需要荧光素、荧光素酶、ATP和O₂。该实验可用于探究生命活动的直接能源物质，证明ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 4.ATP与医学：ATP片剂可用于辅助治疗心肌炎、脑出血后遗症等，但ATP不能直接口服进入细胞，需在医生指导下使用。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2细胞的能量“货币”ATP（导学案） (1)说出ATP的中文名称、组成元素和结构简式，理解ATP是高能磷酸化合物。 (2)阐明ATP与ADP相互转化的过程、特点及生理意义。 (3)举例说明ATP在细胞生命活动中的利用，区分吸能反应和放能反应与ATP的关系。 (4)理解ATP是细胞内的能量“货币”，形成结构与功能相适应的生命观念。 【学习重点】 (1)ATP的结构简式及高能磷酸键的特点。 (2)ATP与ADP的相互转化过程及特点。 (3)ATP的利用实例及吸能反应、放能反应与ATP的关系。 【学习难点】 (1)理解ATP与ADP相互转化中“物质可逆，能量不可逆”。 (2)理解ATP是能量“货币”的含义。 请阅读教材P86-89，完成以下填空。 (1)ATP的中文名称是腺苷三磷酸，组成元素是C、H、O、N、P。 (2)ATP的结构简式是A—P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表特殊化学键（高能磷酸键）。 (3)ATP是一种高能磷酸化合物，原因是：末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥，这种特殊化学键不稳定，具有较高的转移势能。 (4)ATP水解时，远离A的高能磷酸键断裂，释放能量，形成ADP和Pi（磷酸）。1 mol ATP水解时释放的能量高达30.54 kJ。 (5)ATP与ADP相互转化的反应式是ATP⇌ADP+Pi+能量，该转化过程中物质是可逆的，能量是不可逆的，催化反应的酶不同。 (6)在ADP转化成ATP的过程中，动物、人、真菌和大多数细菌所需能量来自呼吸作用；绿色植物所需能量来自光合作用和呼吸作用；硝化细菌来自化能合成作用。 (7)吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 一、实验探究→一、ATP是一种高能磷酸化合物 阅读课本p86，完成以下任务。 【讨论】1.ATP的中文名称及组成元素分别为？ (1)ATP的中文名称:腺苷三磷酸 (2)ATP的组成元素:C、H、O、N、P 【讨论】2.请书写出ATP的结构简式及各结构的含义？ ATP的结构简式：A－P～P～P 【讨论】3.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ 1 molATP水解时释放的能量高达30.54 kJ 二、实验探究→二、ATP与ADP可以相互转化 阅读课本p86-87，完成以下任务。 【讨论】1.请书写出ATP与ADP相互转化的概念模型 【讨论】2.ATP与ADP的相互转化具有怎样的特点？ ATP与ADP的相互转化过程不停发生，转化速率快，并且处于动态平衡。 【讨论】3.在ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量从哪里来呢？ 三、实验探究→三、ATP的利用 阅读课本p88-89，完成以下任务。 【讨论】1.请举例说出ATP利用的实例 【讨论】2.完成下列表格 【筑基·必备知识通关】 1．ATP被称为细胞的能量“通货”，下列理解最准确的是（　　） A．ATP是细胞内唯一的能源物质 B．ATP与ADP的相互转化实现了能量的储存和释放，如同货币的流通 C．ATP分子中含有三个高能磷酸键，储存大量能量 D．ATP在细胞内含量很高，可以长期储存能量 【答案】B 【详解】A、细胞内的能源物质包括糖类、脂肪、ATP等，ATP是细胞的直接能源物质，并非唯一的能源物质，A错误； B、ATP合成时可暂时储存能量，ATP水解时可释放能量供给各项生命活动，ATP与ADP的快速相互转化实现了能量的流通，类似货币在交易中的流通作用，符合能量“通货”的表述，B正确； C、ATP的结构简式为，仅含有2个高能磷酸键，C错误； D、ATP在细胞内含量很低，通过与ADP的快速转化满足能量需求，且ATP是直接供能物质，不能长期储存能量，D错误。 2．在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“货币”。下列有关ATP的叙述正确的是（    ） A．ATP中的“A”代表腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖组成 B．ATP水解释放的磷酸基团可使某些蛋白质磷酸化 C．细胞中的吸能反应通常伴随着ATP的合成 D．ATP是细胞生命活动唯一的直接能源物质，为所有生命活动直接供能 【答案】B 【详解】A、ATP中的“A”代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，而非脱氧核糖，A错误； B、ATP水解断裂高能磷酸键后释放的磷酸基团，可使某些蛋白质发生磷酸化，改变其空间结构和功能，B正确； C、细胞的吸能反应需要消耗能量，通常伴随着ATP的水解，放能反应才伴随ATP的合成，C错误； D、ATP是细胞生命活动的主要直接能源物质，并非唯一，GTP、UTP等物质也可作为直接能源为部分生命活动供能，D错误。 3．ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是（     ） A．人体剧烈运动时，ATP与ADP的转化速率加快 B．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP C．释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合 D．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP 【答案】D 【详解】A、人体剧烈运动时能量需求大幅提升，细胞内ATP含量很低，通过加快ATP与ADP的相互转化速率满足能量供应，A正确； B、有氧呼吸第一阶段、无氧呼吸第一阶段的场所都是细胞质基质，两个过程都能产生少量ATP，因此有氧和缺氧条件下细胞质基质都可形成ATP，B正确； C、ATP水解释放的磷酸基团可与载体蛋白、酶等蛋白质结合（即蛋白质磷酸化），进而改变蛋白质的空间结构和功能，C正确； D、机体睡眠时仍在进行呼吸、心跳、细胞代谢、物质合成等生命活动，这些过程都需要消耗ATP，因此睡眠时也会消耗ATP，D错误。 4．科学家发现萤火虫尾部发光依赖荧光素与荧光素酶，荧光素酶能催化激活型荧光素与氧反应而发出荧光。荧光素被激活需要ATP提供能量，下列相关叙述错误的是（     ） A．荧光素酶可降低荧光素与氧发生化学反应的活化能 B．ATP由一个核糖、一个腺嘌呤、三个磷酸基团构成 C．与反应前相比，荧光素酶在完成催化作用后结构会发生改变 D．荧光素被激活的过程是吸能反应，与ATP的水解相联系 【答案】C 【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，荧光素酶可催化荧光素与氧的反应，因此能降低该反应的活化能，A正确； B、ATP中的A代表腺苷（包括腺嘌呤和核糖），P代表磷酸基团；即ATP由一个核糖、一个腺嘌呤、三个磷酸基团构成，B正确； C、酶作为生物催化剂，在催化反应前后自身的结构和性质不会发生改变，因此荧光素酶完成催化作用后结构不变，C错误； D、荧光素被激活的过程需要消耗能量，属于吸能反应，吸能反应一般与ATP的水解相联系，由ATP水解释放的能量供能，D正确。 5．下列关于ATP的叙述错误的是（     ） A．细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系 B．活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解 C．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 D．ATP水解脱去两个磷酸基团后的物质可用于合成RNA 【答案】A 【详解】A、细胞内吸能反应需要消耗能量，一般与ATP的水解相联系，ATP的合成通常和放能反应关联，A错误； B、活细胞的生命活动时刻需要能量，且细胞内ATP含量极低，因此ATP时刻进行合成和水解维持动态平衡，B正确； C、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，细胞绝大多数需能生命活动都由ATP直接供能，C正确； D、ATP水解脱去两个磷酸基团后得到腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，可用于合成RNA，D正确。 【拓能·关键能力进阶】 6．如图是细胞内腺苷三磷酸代谢的过程简图，下列有关叙述正确的是（     ） A．图中的酶都是催化物质水解的，其空间结构一致 B．葡萄糖进入人红细胞时往往与甲→乙的过程无关 C．物质丙表示的是由腺嘌呤和核糖结合而成的腺苷 D．通常利用乙水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化 【答案】B 【详解】A、图中酶分别催化不同的磷酸键水解反应，酶具有专一性，不同酶的空间结构存在差异，A错误； B、葡萄糖进入人红细胞的方式为协助扩散，不需要消耗能量，甲→乙是ATP水解释放能量的过程，因此该运输过程与甲→乙过程无关，B正确； C、丙是腺嘌呤核糖核苷酸，由腺嘌呤、核糖和1分子磷酸组成，丁才是腺嘌呤和核糖结合形成的腺苷，C错误； D、通常利用ATP（甲）水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，而非ADP（乙），D错误。 7．果肉细胞中，液泡膜上的质子泵直接消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+的浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是（     ） A．质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B．借助TST蛋白可完成H+和蔗糖的反向协同运输 C．质子泵和TST蛋白都可以特异性识别H+、蔗糖 D．H+经TST跨膜运输时需要与其结合 【答案】C 【详解】A、质子泵可作为载体蛋白转运H+，同时能催化ATP水解为运输过程供能，因此也是具有ATP水解酶活性的酶，A正确； B、质子泵将H+运入液泡，因此液泡内H+浓度高于细胞质基质，H+经TST顺浓度梯度运出液泡的同时，蔗糖被逆浓度梯度运入液泡，二者运输方向相反，属于反向协同运输，B正确； C、质子泵仅特异性识别并转运H+，不能识别蔗糖，只有TST蛋白可同时识别H+和蔗糖，C错误； D、TST属于载体类转运蛋白，跨膜运输物质时需要与被转运的H+、蔗糖特异性结合，D正确。 8．植物细胞液泡内的pH低于细胞质基质，其膜上的载体蛋白CLCa将H+运出的同时将细胞质基质中的NO₃⁻ -转运至液泡内。载体蛋白CLCa上存在可阻断该NO₃⁻运输的发夹结构，ATP能稳定发夹结构，AMP（腺苷一磷酸）通过与ATP竞争性结合发夹结构来调节的运输。下列说法错误的是（     ） A．H+进入液泡的跨膜运输方式为主动运输 B．CLCa运输NO₃⁻时，需与NO₃⁻结合，且空间结构发生改变 C．AMP分子中存在一个不稳定的特殊化学键 D．AMP/ATP的比值越大，NO₃⁻进入液泡的量越多 【答案】C 【详解】A、液泡内pH低于细胞质基质，说明液泡内H⁺浓度高于细胞质基质，H⁺进入液泡为逆浓度梯度运输，跨膜运输方式为主动运输，A正确； B、CLCa属于载体蛋白，载体蛋白转运物质时需要与被转运的物质特异性结合，且转运过程中空间结构会发生可逆改变，B正确； C、AMP为腺苷一磷酸，结构为腺嘌呤-核糖-磷酸，仅含1个普通磷酸键，不存在不稳定的高能磷酸键（特殊化学键），C错误； D、ATP可稳定阻断NO₃⁻运输的发夹结构，AMP与ATP竞争性结合该发夹结构，AMP/ATP的比值越大，结合到发夹结构的ATP越少，发夹结构越不稳定，对NO₃⁻运输的阻断作用越弱，NO₃⁻进入液泡的量越多，D正确。 9．人类运动蛋白移动导致肌肉收缩的过程如图所示，下列有关ATP的叙述错误的是（    ） A．运动时细胞ATP的消耗量远大于其储存量，说明ATP与ADP之间时刻不停地相互转化 B．ATP水解时，末端磷酸基团脱离、携能量与其他分子结合，释放能量 C．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，肌肉收缩需要吸收能量 D．图中ATP在合成时，能量可来源于光能、有机物氧化分解释放的能量 【答案】D 【详解】A、细胞内ATP的储存量极低，运动时ATP消耗量很大，依靠ATP与ADP之间时刻不停的快速相互转化满足能量供应，A正确； B、ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，末端磷酸基团脱离，释放能量，该磷酸基团可携带能量结合到其他分子上，B正确； C、ATP是细胞的能量“货币”，能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通，肌肉收缩需要消耗ATP水解释放的能量，属于吸能反应，C正确； D、人类细胞不能进行光合作用，合成ATP的能量只能来自呼吸作用中有机物氧化分解释放的能量，无法利用光能，D错误。 10．ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在，它不断与ADP相互转化形成ATP系统。下列叙述正确的是（　　） A．ATP分子的磷酸基团都带正电荷而相互排斥，导致特殊化学键不稳定 B．细胞内所有生命活动消耗的能量都由ATP直接提供 C．ATP水解脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，可使其构象改变 D．发生放能反应时，ATP转化成ADP的量多于ADP转化成ATP的量 【答案】C 【详解】A、ATP分子的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，导致特殊化学键不稳定，A错误； B、ATP是细胞内主要的直接能源物质，并非所有生命活动消耗的能量都由ATP直接提供，如GTP也可直接为部分生命活动供能，且协助扩散等生命活动不消耗能量，B错误； C、ATP水解脱离下来的末端磷酸基团可与载体蛋白结合使其发生磷酸化，进而导致载体蛋白构象改变，该过程是主动运输等生命活动的重要基础，C正确； D、细胞内ATP与ADP的相互转化始终处于动态平衡中，即发生放能反应时，ATP转化成ADP的量与ADP转化成ATP的量处于平衡状态，D错误。 【冲刺·核心素养拓展】 11．ATP含量与细胞的种类、数量及代谢活性密切相关。ATP荧光检测仪已广泛应用于环境微生物的快速检测，其核心原理如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．该反应表明，荧光素酶能为荧光素氧化生成荧光的过程提供大量活化能 B．反应产物中的AMP是合成DNA的原料之一，参与微生物的增殖过程 C．检测过程中，ATP水解释放的化学能转化成了光能 D．若检测体系中的微生物代谢旺盛，则其细胞内ATP与ADP的相互转化速度会减慢 【答案】C 【详解】A、酶可以降低化学反应的活化能，但不能为化学反应提供能量，A错误； B、反应产物中的AMP是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，B错误； C、由图可知，检测过程中，ATP水解释放的化学能转化成了光能，C正确； D、若检测体系中的微生物代谢旺盛，则其细胞内ATP与ADP的相互转化速度会加快，D错误。 故选C。 12．GTP（鸟苷三磷酸）的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时，细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白有序排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构，该结构依靠GTP水解提供的能量进行缢缩，使线粒体一分为二。下列说法不正确的是（　　） A．GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成DNA的基本单位 B．GTP酶能显著降低GTP水解所需要的活化能 C．发动蛋白可能具有催化、运动等功能 D．GTP因含两个特殊的化学键而具有较多能量 【答案】A 【详解】A、GTP去掉两个磷酸基团后形成鸟苷一磷酸（GMP），其五碳糖为核糖，属于RNA的基本单位；而DNA的基本单位是脱氧核苷酸（含脱氧核糖）。因此，A错误； B、GTP酶作为酶，能显著降低GTP水解反应的活化能，这是酶的作用特性，B正确； C、发动蛋白具有GTP酶活性（催化功能），且参与线粒体缢缩（运动相关功能），因此可能兼具催化与运动功能，C正确； D、GTP含三个磷酸基团，其中两个特殊化学键储存大量化学能，水解时可释放能量，D正确。 故选A。 13．cAMP 是由 ATP 脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的分子，其形成过程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．ATP 和 cAMP 含有的高能磷酸键个数分别是 2 和 0 B．在某些生物中 ATP 转化成 ADP 释放出的能量可转化成电能 C．AMP 与腺嘌呤核糖核苷酸的结构相同，可作为合成 RNA 的原料 D．ATP、ADP、AMP 和 cAMP 都有代表腺苷的①结构 【答案】D 【分析】ATP的结构简式为A-P~P~P，由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸组成。 【详解】A、ATP的结构简式为A-P~P~P，含2个高能磷酸键（特殊的化学键），cAMP 是由 ATP 脱去两个磷酸基团后环化而成，含0个高能磷酸键（特殊的化学键），A正确； B、在一些生物（如电鳗）中，ATP 转化成 ADP 释放出的能量可转化成生物电，B正确； C、腺嘌呤核糖核苷酸由1分子腺嘌呤，1分子核糖和1分子磷酸组成，AMP是ATP脱去2个高能磷酸键形成的，即AMP也是由1分子腺嘌呤，1分子核糖和1分子磷酸组成，可作为合成 RNA 的原料，C正确； D、腺苷是由腺嘌呤和核糖组成，分析题图可知，①仅表示腺嘌呤，不能代表腺苷，D错误。 故选D。 ATP的生理功能与再生 1.ATP是细胞内的能量“货币”：ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、主动运输、生物发光、发电等。糖类、脂肪等有机物中储存的能量不能被直接利用，需先转化为ATP中的能量。 2.ATP的再生：ATP在细胞中含量很少，但通过与ADP的快速相互转化，实现能量的储存和释放。人体每天消耗的ATP量很大，但细胞内ATP含量保持相对稳定，这依赖于ATP与ADP的高效转化。 3.荧光素酶实验：萤火虫发光需要荧光素、荧光素酶、ATP和O₂。该实验可用于探究生命活动的直接能源物质，证明ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 4.ATP与医学：ATP片剂可用于辅助治疗心肌炎、脑出血后遗症等，但ATP不能直接口服进入细胞，需在医生指导下使用。 / 学科网（北京）股份有限公司 $