2019-2020学年高中生物北师大版必修一教学案：第5章 第1节 生命活动的直接能源——ATP Word版含答案

第1节生命活动的直接能源——ATP[自读教材·夯基础]1．A TP 是生命活动的直接能源物质(1)原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP 直接提供能量。

(2)实例：用于有机物合成、细胞分泌、肌肉收缩和兴奋传导等生命活动。

2．A TP 是细胞内流通的“能量货币”(1)合成代谢一般与A TP 水解的反应相联系，由A TP 水解提供能量。

(2)分解代谢一般与A TP 的合成相联系，释放的能量储存在ATP 中。

(3)能量通过ATP 分子在合成代谢和分解代谢之间进行周转。

[跟随名师·解疑难]细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP 直接供能的1.一切生命活动都离不开能量。

糖类是为生命活动提供能量的主要能源物质，A TP 是生物体的直接能源物质。

2．1个A TP 分子由1个腺苷和3个磷酸基组成，含有2个高能磷酸键，其中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易断裂，释放出其中的化学能。

3．A TP 中能量的储存和释放，是通过A TP 与ADP 的相互转化来实现的，细胞内部时刻进行着A TP 与ADP 的相互转化。

植物细胞 动物细胞 需能的生命活动 需能的生命活动⎭⎪⎬⎪⎫细胞分裂植株的生长根对矿质元素离子的吸收主动运输等←A TP →⎩⎪⎨⎪⎧吸收与分泌物质合成神经传导和生物电肌肉收缩等ATP 中的化学能可以直接转化成其他各种形式的能，用于各项生命活动。

这些能量的形式主要有以下6种：(1)渗透能：细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能来自ATP 。

(2)机械能：细胞内各种结构的运动都是在做机械运动，所消耗的就是机械能。

例如，肌细胞的收缩、草履虫纤毛的摆动、精子尾部的摆动、有丝分裂期间染色体的运动、腺细胞对分泌物的分泌等，都是由A TP 提供能量来完来的。

(3)电能：大脑的思考，神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。

电能是由ATP 提供的能量转化而成的。

(4)化学能：细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。

(5)光能：生物体用于发光的能量直接来自ATP ，如萤火虫的发光。

(6)热能：通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。

此外，ATP 释放的能量中，一部分能量也能用于动物体温的提升和维持。

1．下列植物的生理活动中，不消耗ATP 的是( ) A ．根毛细胞吸收水分 B ．小肠上皮细胞吸收氨基酸 C ．根细胞吸收无机盐D ．分生区细胞的分裂解析：根毛细胞是渗透吸水，不消耗能量。

答案：A2．据测定，世界著名重量级拳王——霍利菲尔德平均每次出拳的力量高达200磅，能引起如此之高的拳击力量的直接供能物质是( )A ．人体细胞内的ATPB ．人体细胞内的葡萄糖C ．人体细胞内的脂肪D ．人体细胞内的蛋白质解析：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP 直接提供能量。

答案：A[自读教材·夯基础](1)中文名称：三磷酸腺苷。

(2)结构简式：A－P～P～P。

(3)符号含义：(4)结构特点：①A TP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键。

②A TP的化学性质不稳定。

在有关酶的催化作用下，远离腺苷的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。

(5)功能：直接给细胞生命活动提供能量。

[跟随名师·解疑难]1．A TP的分子组成及特点2．A TP的结构特点(1)组成特点：一分子ATP含一个腺苷和三个磷酸基。

(2)高能磷酸键：一分子A TP中含有两个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键易水解和重新形成。

[关键一点]ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷，二个高能磷酸键，三个磷酸基。

3．A TP的生理功能细胞代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的。

A TP是细胞代谢所需能量的直接来源。

4．A TP的结构与功能的相互关系(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。

ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。

(2)ATP在供能中处于核心地位，其他能源物质只有转化为ATP才能为生命活动供能。

在生命活动中，A TP中的能量可转化为不同形式的能。

3．“高能磷酸键”中的“高能”是指该键()A．键能高B．活化能高C．水解释放的能量多D．A、B、C都是解析：ATP为高能磷酸化合物，其含有的高能量主要贮存在高能磷酸键中，而这个高能磷酸键是指在水解时释放的能量高。

答案：C4．A TP中大量化学能储存在()A．腺苷内B．磷酸基内C．腺苷和磷酸基连接的键内D．高能磷酸键内解析：ATP是高能磷酸化合物，其分子简式为A－P～P～P，其中腺苷与磷酸基之间的化学键不是高能磷酸键，远离腺苷的两个是高能磷酸键。

ATP的大量化学能就储存在高能磷酸键中。

答案：D[自读教材·夯基础](1)相互转化反应式：A TP酶Ⅰ＋ADP＋Pi＋能量。

酶Ⅱ(2)ATP合成的能量来源：①动物、人、真菌及大多数细菌：呼吸作用。

②绿色植物：光合作用、呼吸作用。

(3)ATP释放的能量来源：ATP中远离A的高能磷酸键。

(4)相互转化特点：①A TP和ADP相互转化时刻不停地发生且处于动态平衡之中。

②A TP和ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。

[跟随名师·解疑难]1．A TP水解释放能量(1)反应式：A TP ――――→ATP 水解酶ADP ＋Pi ＋能量。

(2)能量来源：ATP 中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。

(3)能量去路：用于各种需能的生命活动。

(4)反应场所：活细胞内的多种场所(如细胞膜、细胞质基质和细胞核等)。

2．A TP 合成储存能量(1)反应式：ADP ＋Pi ＋能量――――――→ATP 合成酶A TP 。

(2)能量来源：①绿色植物、动物、人、真菌和大多数细菌呼吸作用分解有机物释放的能量。

②绿色植物光合作用吸收转化的光能。

(3)能量去路：ATP 中高能磷酸键的形成。

(4)反应场所：叶绿体、线粒体和胞质溶胶。

3．A TP 和ADP 相互转化的意义ATP 在细胞内含量很少，由于ATP 和ADP 之间在细胞内相互转化十分迅速，使细胞内ATP 含量总是处于动态平衡之中。

5．在生物体内，A TP 与ADP 是可以相互转变的。

对这种转变的叙述，错误的是( ) A ．ATP 转变成ADP 时，释放能量 B ．ADP 转变成A TP 时，需要能量 C ．这一转变过程需要酶参与D ．这一转变过程说明物质与能量代谢都是可逆的解析：ATP 与ADP 的相互转变都需要酶的催化，而且是两种不同的酶。

ATP 转变成ADP 时，释放能量，供生命活动利用；ADP 转变成ATP 时，需要能量。

两者之间的相互转变不是可逆反应，物质可逆而能量不可逆。

答案：D6．A TP 是生物体内的高能化合物。

人和动物的生命活动所需要的ATP 主要通过________作用释放的能量来合成。

植物体内ADP 转化成ATP 所需要的能量主要来自________作用和________作用。

A TP 中________水解，释放能量用于生命活动。

解析：植物叶肉细胞中含有叶绿体和线粒体，可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP ，而动物细胞中只含有线粒体，只能通过呼吸作用形成A TP 。

答案：呼吸 光合 呼吸 高能磷酸键[例1]两个小玻璃瓶中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃瓶中发出淡黄色荧光，经过15 min 荧光消失。

这时，再将ATP溶液加入其中一个玻璃瓶中，将葡萄糖溶液加入另一个玻璃瓶中，可观察到加A TP溶液的玻璃瓶中有荧光出现，而加葡萄糖溶液的玻璃瓶中没有荧光出现(如下图)。

(1)干燥后研成粉末状的物质含有____________________________________________。

(2)两个玻璃瓶最后的实验现象说明_________________________________________________________________________________________________________________。

(3)写出萤火虫发光过程中能量的转化形式_________________________________________________________________________________________________________。

[解析]ATP是生物体内的直接能源物质，它释放的能量可以直接转化成光能、电能、机械能等。

[答案](1)ATP(2)萤火虫的荧光是由ATP释放的能量转化而成的(3)A TP中的化学能转化成光能1．在下列生理活动中，不能使ADP增加的是()A．植物细胞发生质壁分离B．抗体的合成与分泌C．肌肉细胞吸收K＋D．正常人在一般情况下，原尿中含有一定量的葡萄糖，而尿液中却没有解析：不能使ADP增加，即不消耗ATP。

所列生理活动中，植物细胞发生质壁分离是渗透作用的结果，不消耗能量；抗体的合成与分泌需要消耗A TP；肌肉细胞吸收K＋以及肾小管对葡萄糖的吸收均属于主动运输，需要载体协助并且消耗能量。

答案：A[例2]ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是()①腺苷很容易吸收能量和释放能量②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合③第三个磷酸基(远离腺苷的那个)很容易从ATP上脱离，使ATP转化为ADP，同时释放能量④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)，使ADP转变成A TPA．①③B．②④C．③④D．①④[解析]ATP含有三个磷酸基，一个普通化学键、两个高能磷酸键，ATP水解时第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)断裂，储存在高能磷酸键中的能量释放出来，A TP转化为ADP。

在有关酶的催化下，ADP与Pi结合，吸收能量，又可形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)，ADP又转化为ATP。

[答案] C2．下列关于A TP的叙述中，正确的是()A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物B．三磷酸腺苷可简写为A～P～P－PC．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基中D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中解析：三磷酸腺苷的分子式可简写为A－P～P～P，其中，P与P之间的高能磷酸键储存着大量的能量，所以称为高能磷酸化合物。

答案：D[例3]对：“A TP酶ⅠADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的一项是()酶ⅡA．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基组成B．反应向左进行和向右进行所需的酶都是一样的C．ATP和ADP之间可以时刻转化，处于动态平衡之中D．绿色植物体内合成ATP所需的能量完全来自光合作用[解析]A项ATP由1个腺苷和3个磷酸基组成，腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖组成；B项反应向左进行是ATP的合成反应，酶Ⅱ属于合成酶，反应向右进行是ATP的水解反应，酶Ⅰ属于水解酶；C项ATP和ADP在细胞内时刻不停地发生相互转化，从而保证了生命活动的顺利进行；D项绿色植物体内合成A TP的能量来源有两个：一是光合作用吸收的光能；二是呼吸作用分解有机物释放的化学能。