第5 章第2节理解教材新知把握热点考向应用创新演练考向一考向二知识点一知识点二随堂基础巩固课时跟踪训练4 4细胞内细胞内ATPATP与与ADPADP的相互转化是的相互转化是生物界的共性。生物界的共性。5 5动物、人、真菌等合成动物、人、真菌等合成ATPATP的途的途径是呼吸作用。径是呼吸作用。6 6绿色植物合成绿色植物合成ATPATP的途径是光合的途径是光合作用和呼吸作用。作用和呼吸作用。7 7ATPATP是生命活动的直接能源物质。是生命活动的直接能源物质。自读教材自读教材夯基础夯基础三磷酸腺苷三磷酸腺苷腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团高能磷酸键高能磷酸键2 2结构特点结构特点 判断正误判断正误 (1)ATP(1)ATP是高能磷酸化合物，只含有一个高能磷酸键。是高能磷酸化合物，只含有一个高能磷酸键。( () )(2)ATP(2)ATP的结构是不稳定的，在有关酶作用下，远离的结构是不稳定的，在有关酶作用下，远离A A的高能磷酸键容易水解，释放出大量能量。的高能磷酸键容易水解，释放出大量能量。 ( () )3 3功能功能直接给细胞的生命活动直接给细胞的生命活动 。提供能量提供能量 1 1结合结合ATPATP的结构简式，分析的结构简式，分析3030个腺苷和个腺苷和6060个磷个磷酸最多能组成多少个酸最多能组成多少个ATP?ATP?提示：提示：2020个。个。2 2一分子一分子ATPATP彻底水解后会得到一分子腺嘌呤、彻底水解后会得到一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子核糖和3 3分子磷酸。据此分析分子磷酸。据此分析ATPATP与腺嘌呤核糖与腺嘌呤核糖核苷酸有何关系？核苷酸有何关系？提示：提示：ATPATP去掉去掉2 2个磷酸基团后的剩余部分即为腺个磷酸基团后的剩余部分即为腺嘌呤核糖核苷酸。嘌呤核糖核苷酸。 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1 1ATPATP的元素组成与结构的元素组成与结构2 2ATPATP与核苷酸的关系与核苷酸的关系3 3ATPATP的结构与功能的相互关系的结构与功能的相互关系(1)ATP(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。能量供应库。ATPATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证成，可保证ATPATP数量的相对稳定和能量的持续供应。数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质中的在供能中处于核心地位，许多能源物质中的能量需转移到能量需转移到ATPATP中才能为生命活动供能。在生命活动中，中才能为生命活动供能。在生命活动中，ATPATP中的能量可转化为不同形式的能量。中的能量可转化为不同形式的能量。 特别提醒特别提醒 DNADNA和和RNARNA的组成中的的组成中的A A表示腺嘌呤这种碱基，而表示腺嘌呤这种碱基，而在在ATPATP中中A A代表的是腺苷，即核糖与腺嘌呤的组合体。代表的是腺苷，即核糖与腺嘌呤的组合体。ATPATP结构简式中的结构简式中的“”是普通的化学键，所含是普通的化学键，所含能量较少，能量较少，“”表示的是高能磷酸键，水解时释放的表示的是高能磷酸键，水解时释放的能量较多。能量较多。自读教材自读教材夯基础夯基础光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用3 3ATPATP的利用的利用 填空填空 细胞的细胞的 ；生物发电、发光；生物发电、发光；肌肉收缩；肌肉收缩；大脑思考；大脑思考；细胞内的各种细胞内的各种 。主动运输主动运输吸能反应吸能反应 1 1ATPATP在细胞内的含量是很少的，如成年人细胞在细胞内的含量是很少的，如成年人细胞内内ADPADP和和ATPATP的总量仅为的总量仅为2 210 mg10 mg，而一个正常成年人，而一个正常成年人在静止状态下在静止状态下24 h24 h将有将有40 kg40 kg的的ATPATP发生转化。为满足发生转化。为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？ 提示：提示：ATPATP与与ADPADP在细胞内的相互转化是十分迅速在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。能量的需要。 2 2ATPATP与与ADPADP相互转化的过程是否是可逆反相互转化的过程是否是可逆反应？应？( (从反应条件、能量来源和去向、反应进行从反应条件、能量来源和去向、反应进行的场所分析的场所分析) ) 提示：提示：不是。不是。ATPATP合成的场所是细胞质基质、合成的场所是细胞质基质、线粒体及叶绿体，能量来源是化学能或光能；线粒体及叶绿体，能量来源是化学能或光能；ATPATP水解的场所是各种需能部位，能量来源于高水解的场所是各种需能部位，能量来源于高能磷酸键。能磷酸键。跟随名师跟随名师解疑难解疑难(2)(2)图示图示2 2： (3)ATP (3)ATP在生物体内含量很低，但是在生物体内含量很低，但是ATPATP与与ADPADP在细胞内的转在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内化十分迅速，从而使细胞内ATPATP的含量总是处于动态平衡中。的含量总是处于动态平衡中。2 2ATPATP与与ADPADP的相互转化分析的相互转化分析反应式反应式ATPADPPi能量能量能量能量PiADPATP类型类型水解反应水解反应合成反应合成反应条件条件水解酶水解酶合成酶合成酶场所场所活细胞内多种场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、细胞质基质、线粒体、叶绿体叶绿体能量转化能量转化放能放能吸能吸能能量来源能量来源高能磷酸键高能磷酸键呼吸作用、光合作用呼吸作用、光合作用能量去向能量去向用于各项生命活动用于各项生命活动储存于储存于ATP中中 据此可知：据此可知：ATPATP与与ADPADP之间的转化并不是简单的可逆反应之间的转化并不是简单的可逆反应 。 特别提醒特别提醒 生物体内生物体内ATPATP“取之不尽，用之不取之不尽，用之不竭竭”的原因在于的原因在于ATPATP与与ADPADP的迅速转化，且在转化的迅速转化，且在转化过程中，物质是重复利用的，而不是生物体内过程中，物质是重复利用的，而不是生物体内ATPATP含量很高。含量很高。 例例11ATPATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是ATPATP的分子结构图，下列有关叙述错误的是的分子结构图，下列有关叙述错误的是 ( () )A AATPATP分子的结构简式可表示为分子的结构简式可表示为A AP PP PP PB B组成组成ATPATP的化学元素是的化学元素是C C、H H、O O、N N、P PC C图中虚线部分的名称是腺苷图中虚线部分的名称是腺苷D D图中图中处的化学键断裂，处的化学键断裂，ATPATP转化为转化为ADPADP 思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析 选项选项分析分析A项正确项正确ATP的结构简式表示为的结构简式表示为APPPB项正确项正确由图可知，由图可知，ATP分子中含有分子中含有C、H、O、N、P五种元素五种元素C项正确项正确腺苷是由腺嘌呤和核糖连接而成的，图腺苷是由腺嘌呤和核糖连接而成的，图中虚线部分为腺苷中虚线部分为腺苷D项错误项错误ATP水解时，远离水解时，远离A的高能磷酸键易断的高能磷酸键易断裂，即裂，即处的化学键断裂处的化学键断裂 答案答案 D DA A过程和过程和过程所需的酶都是一样的过程所需的酶都是一样的B B过程的能量供各项生命活动利用，过程的能量供各项生命活动利用，过程的过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解能量来自糖类等有机物的氧化分解C C过程和过程和过程时刻发生，处于动态平衡之中过程时刻发生，处于动态平衡之中D DATPATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能为光能、热能 思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析 过程为水解酶催化的水解反应，过程为水解酶催化的水解反应，过过程为合成酶催化的合成反应；程为合成酶催化的合成反应；过程释放的能量可供各项过程释放的能量可供各项生命活动利用，生命活动利用，过程的能量来源于呼吸作用中糖类等有过程的能量来源于呼吸作用中糖类等有机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收机物的氧化分解，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能；生物体内并转化的光能；生物体内ATPATP的水解与合成时刻发生，处的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中；于动态平衡之中；ATPATP中的活跃化学能可来源于光能，但中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能；不能来源于热能；ATPATP中的活跃化学能可以转变为光能、中的活跃化学能可以转变为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能。热能、机械能、电能等多种形式的能。 答案答案 C C下列过程中能使细胞内下列过程中能使细胞内ADPADP的含量增加的是的含量增加的是( () )A AH H2 2O O进入根毛细胞进入根毛细胞B B肺泡中的肺泡中的O O2 2进入血液进入血液C C肠道中甘油进入小肠绒毛上皮细胞肠道中甘油进入小肠绒毛上皮细胞D D胰岛细胞分泌胰岛素胰岛细胞分泌胰岛素解析：解析：ATPATP水解供能，会使水解供能，会使ADPADP含量增加，选项含量增加，选项A A、B B、C C都不消耗都不消耗ATPATP。胰岛细胞分泌胰岛素消耗能量。胰岛细胞分泌胰岛素消耗能量。答案：答案：D D1 1验证验证ATPATP是生命活动的直接能源物质。是生命活动的直接能源物质。2 2探究萤火虫的发光强度与探究萤火虫的发光强度与ATPATP浓度的关系。浓度的关系。典例剖析典例剖析在自然界中生物的发光现象普遍存在，请设计实在自然界中生物的发光现象普遍存在，请设计实验探究萤火虫的发光强度与验探究萤火虫的发光强度与ATPATP浓度的关系。浓度的关系。实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATPATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及实验所需其他材料。同的试管若干、标签纸若干及实验所需其他材料。(1)(1)实验步骤：实验步骤：配制不同浓度的配制不同浓度的ATPATP溶液，置于小烧杯中，贴溶液，置于小烧杯中，贴上标签；上标签；将将_分成若干等份，分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签；分别放入试管中，贴上标签；在每支试管中加入在每支试管中加入_；观察发光现象并记录。观察发光现象并记录。(2)(2)实验现象预测及结论：实验现象预测及结论：现象预测现象预测结论结论发光现象随发光现象随ATPATP浓度升浓度升高而增强高而增强荧光强度与荧光强度与ATPATP浓度浓度_发光现象随发光现象随ATPATP浓度升浓度升高而高而_荧光强度与荧光强度与ATPATP浓度浓度_荧光强度与荧光强度与ATPATP浓度浓度无关无关 解析解析 为了探究萤火虫的发光强度与为了探究萤火虫的发光强度与ATPATP浓度的关浓度的关系，首先应配制一系列不同浓度的系，首先应配制一系列不同浓度的ATPATP溶液，随后将等量溶液，随后将等量的荧光器晒干后研制的粉末放入上述溶液中，观察不同浓的荧光器晒干后研制的粉末放入上述溶液中，观察不同浓度度ATPATP溶液中粉末的发光情况。溶液中粉末的发光情况。实验现象有实验现象有3 3种可能：种可能：随随ATPATP浓度增大，发光现象增浓度增大，发光现象增强，可说明荧光强度与强，可说明荧光强度与ATPATP浓度成正比。浓度成正比。(3)(3)实验讨论：实验讨论：最可能的实验结果是哪一个？最可能的实验结果是哪一个？_。萤火虫发光是萤火虫发光是_能转变成能转变成_能的过程。能的过程。随随ATPATP浓度增大，发光现象减弱，可说明荧光强浓度增大，发光现象减弱，可说明荧光强度与度与ATPATP浓度成反比。浓度成反比。随随ATPATP浓度增大，发光现象无变化，可说明荧光浓度增大，发光现象无变化，可说明荧光强度与强度与ATPATP的浓度无关。的浓度无关。实验最可能的结果是实验最可能的结果是，萤火虫发光是，萤火虫发光是ATPATP中活跃中活跃化学能转变成光能的过程。化学能转变成光能的过程。 答案答案 (1)(1)荧光器粉末荧光器粉末等量不同浓度的等量不同浓度的ATPATP溶液溶液(2)(2)成正比成正比减弱成反比减弱成反比在不同浓度的在不同浓度的ATPATP溶液中发光现象没有差别溶液中发光现象没有差别(3)(3)第第种结果种结果ATPATP中活跃的化学光中活跃的化学光