关于ATP的专题复习

关于ATP的专题复习海南华侨中学吴山在海南省2009年高考生物的考试说明中，对ATP相关内容的考试范围是：“ATP在能量代谢中的作用”，其要求较高，属于二级水平。因为新陈代谢是生命的最基本的特征，是生物与非生物最根本的区别，它包括同化作用与异化作用，异化作用释放能量，同化作用需要能量，而同化作用所需要的能量正是由异化作用所释放的，所以，同化作用与异化作用都进行着能量代谢。在能量代谢中，生物体各种生命活动所需能量的直接来源就是ATP，它在生物体内的不断地消耗与再生，保证了各顶生命活动的正常进行。纵观往年各省高考题，常以此内容作为考察的重点。如：1、（2007·海南高考）下面关于ATP的叙述，错误的是（）A、细胞质和细胞核中都有ATP的分布B、ATP合成所需的能量由磷酸提供C、ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D、正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化【答案】选B2、（2008·海南高考）关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述,错误的是()A、叶绿体色素与ATP的合成有关B、叶绿体色素参与ATP的分解C、叶绿体色素与O2和﹝H﹞的形成有关D、叶绿体色素能吸收和传递光能【答案】选B3、（2008·广东高考）关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是（）A、无氧条件下，光合作用是细胞中ATP的惟一来源B、有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都产生ATPC、线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D、细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体【答案】选B4、（2006·天津高考）下列有关ATP的叙述，正确的是（）A、线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B、光合作用产物中的化学能全部来自ATPC、ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成D、细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化【答案】选D从以上几道例题看出，高考中较关注ATP的分布、结构、ATP与ADP的相互转化、ATP在光合作用、呼吸作用中的变化、ATP形成的条件等。那么，在高考二轮复习中如何进行ATP专题的复习，才能达到对重要知识的深化、对相似或相近的知识的归类、整理和比较？本人从以下几方面进行探讨，在复习重点知识的同时，配以练习强化训练。1ATP的结构ATP(三磷酸腺苷)是腺嘌呤核苷的衍生物．可以看成是含三个磷酸根的腺嘌呤核苷酸。ATP的结构简式：A－P～P～P。其中A代表腺苷，T代表三个，P表示磷酸．所以称之为三磷酸腺苷。1．1ATP、ADP与AMP的关系ATP的结构中，远离A的高能磷酸键既容易形成又容易断裂，形成时可以储存活跃化学能；断裂时，可以将活跃的化学能释放，用于生命活动的各个方面。ATP分子中远离A的高能磷酸键断裂后形成ADP，ADP分子中唯一的高能磷酸键如果再断裂就形成一磷酸腺苷（简称AMP），AMP就是RNA的腺嘌呤核糖核苷酸。练习：1、判断对错（1）ATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，～代表高能磷酸键，P表示磷酸基团（×）（2）ATP有3个磷酸基团，含有3个高能磷酸键（×）（3）ATP分子中含有1个腺嘌呤，2个高能磷酸键，3个磷酸基团（×）（4）ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸（√）（5）ATP分子与RNA分子具有相同的腺苷（√）2、在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（）A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④【答案】选D3、30个腺苷和60个磷酸基最多能组成多少个ATP（）A．30个B．60个C．10个D．20个【答案】选D2ATP的生理功能有机物中能量都不能直接被生物体利用，需经氧化分解后转移到ATP中，供生物体利用，对于所有的细胞来说，几乎都是用ATP作为直接能源，凡是不能单独由酶催化的化学反应，几乎都是由ATP供应能量，使化学反应能够进行。2．1ATP与ADP的相互转化在ATP与ADP的转化中，ATP既可储能，又可作为生命活动的直接能源。ATP的化学性质不稳定，远离A的那个高能磷酸键很容易水解和重新形成，并相应地伴随有能量的释放和储存。反应式：ADP＋Pi＋能量ATP2．1．1该转化不是一个可逆过程①从反应条件分析：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶．而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶，由酶的专一性可知上述反应的条件是不相同的。②从ATP合成与分解的场所分析：ATP合成的场所在所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所有细胞膜(供主动运输消耗的能量)、叶绿体基质(将ATP中的能量释放出来．储存在合成的有机物中)、细胞核(DNA复制和RNA合成所消耗的能量)等。因此，其合成与分解的场所不尽相同。显然上述反应并不是同时进行的。③从能量分析：ATP，水解的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，释放出来后供各种生命活动利用．不能再由Pi和ADP形成ATP而储存；而合成ATP的能量主要是有机物中的化学能和太阳能。ATP水解释放的能量不能再用于ATP的合成。因此，反应的能量来源酶1酶2是不同的；反应中的能量流向是不可逆的。④从反应时间分析：ATP的合成和分解并不是同时发生的。细胞中能量供应充足时，更多地发生ATP的合成反应；细胞中吸能反应多时，更多地发生ATP的分解反应。综上所述，在生物体内的反应可判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”，或解释为“物质是循环的，能量是不循环的”，正因为ATP与ADP在活细胞中的一定条件下进行循环，才能使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证生命活动能及时得到能量而顺利进行。练习：1、根据反应式ATPADP+Pi+能量，回答下列问题：（1）ATP分子结构简式为，在ATPADP过程中，是由于键断裂而释放出大量能量。（2）在光合作用的光反应中反应方向向，能量来自；在光合作用的暗反应中反应方向向，能量用于。（3）在绿色植物体内，发生ADPATP的生理过程是在细胞内和（细胞器）和中进行的。（4）在呼吸作用中，反应方向，能量来自。（5）根吸收无机盐离子的过程，反应方向向，能量用于。【答案】（1）A－P~P~P远离腺苷的高能磷酸（2）左阳光右还原C3化合物（3）线粒体叶绿体细胞质基质（4）左有机物（5）右主动运输2．根据反应式“ATPADP+Pi+能量”，以下提法正确的是A．物质和能量都是可逆的B．物质和能量都是不可逆的C．物质是可逆的、能量都是不可逆的D．物质是不可逆的、能量都是可逆的【答案】选C3、下列有关“①ATPADP+Pi+能量”、“②ADP+Pi+能量ATP”的反应的叙述中，不正确的是（）A、①、②反应过程分别表示能量的利用和储存过程B、所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用C、①和②在活细胞中永无休止地循环进行保证了生命活动的顺利进行D、①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行【答案】选B2．1．2不同生物形成ATP的能量来源（1）真核生物植物——细胞呼吸、光合作用（根无）动物——细胞呼吸真菌——细胞呼吸（2）原核生物自养型细菌——细胞呼吸、光合作用（光合细菌）、化能合成作用（硝化细菌）异养型细菌——细胞呼吸蓝藻——细胞呼吸、光合作用（3）病毒——宿主提供2．1．3不同细胞结构ATP与ADP的相互转化（以真核生物为例）可见，光合作用中光反应合成的ATP只供给暗反应利用，最终转化为稳定的化学能储存在有机物中；呼吸作用中在细胞质基质与线粒体产生的ATP，则供给除暗反应以外的各项生物活动；细胞核生命活动所需ATP是由细胞质供给的，这体现了核质间的能量关系。细胞内ATP的含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP的含量很稳定，因为ATP与ADP之间的转化非常迅速，通过这种转化而实现储能、放能，而且总处在不停地动态平衡中。这是生命系统稳定性的具体表现之一。植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有ATP与ADP相互转化的能量供应机制，这从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映了种类繁多的生物有着共同的起源。练习：1、判断对错：（1）蓝藻细胞中有的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP（×）（2）小麦根尖成熟区细胞能产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质（√）（3）在ATP与ADP相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用（×）（4）在有氧和无氧的条件下，活细胞的细胞质基质中都能形成ATP（√）（5）ATP与ADP相互转化，使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行（×）（6）细胞耗能是总是与ATP水解的反应相联系，细胞释放能量时总是伴随ATP的合成（√）2、在叶绿体中，[H]和ADP的运动方向是（）A、[H]和ADP同时由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动B、[H]和ADP同时由叶绿体基质向类囊体的薄膜运动C、[H]由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，ADP的运动方向正好相反D、ADP由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，[H]的运动方向正好相反【答案】选C3、下列关于人体内ATP的叙述中，错误的是（）细胞结构ADPATPATPADP主要的生理功能举例细胞膜上的载体√葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输细胞质基质√√呼吸作用的第一阶段；许多生化反应的进行叶绿体√√光反应产生ATP；暗反应消耗ATP线粒体√√有氧呼吸第二、三阶段可产生ATP；自身DNA复制等核糖体√氨基酸合成蛋白质时要消耗ATP高尔基体√植物细胞细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分泌内质网√有机物的合成、运输细胞核√DNA的复制、转录A、ATP有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用B、在线粒体中大量产生ATP时，一定伴随着氧气的消耗C、在生命活动旺盛的细胞中，线粒体和ATP的含量都较多D、细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的【答案】选C4、细胞中不存在ADP的场所包括（）A、线粒体基质B、细胞质基质C、叶绿体外膜D、细胞核内容物【答案】选C5、下列有关植物细胞中ATP的叙述中，正确的是（）A、能产生ATP的细胞器只有线粒体B、ATP在细胞中含量很多才能满足生命活动的顺利进行C、ATP与ADP的相互转化是可逆反应D、远离腺苷的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能【答案】选D6、生物体内不产生ATP的过程是（）A、光反应B、暗反应C、有氧呼吸D、无氧呼吸【答案】选B7、下列过程能使ADP含量增加的是（）A、消化道内蛋白质的消化B、线粒体内的[H]与02结合C、水在光下分解D、细胞分裂时纺锤丝的收缩【答案】选D2．2ATP的利用ATP主要为肌肉收缩、神经传导、生物电、合成和分泌、主动运输、胞吐和胞吞、暗反应中C3的还原等生命活动提供能量。细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的，即ATP中的能量可转化为多种形式的能量，包括渗透能、机械能、电能、化学能、光能、热能。在细胞内的化学反应中，吸能反应（耗能反应）一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间循环流通。因此可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。练习：1、萤火虫的尾部能发光，其光能由（）A、电能转变而来B、ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来C、热能转变而来D、有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来【答案】选B2、据报道，汶川地震中一小女孩在被困100小时后获救。在这100小时当中，她生命活动所需的能量直接来自于（）A、糖类B、脂肪C、ATPD、蛋白质3、硝化细菌各项生命活动所需能量，直接来自于体外无机物氧化释放的化学能（×）3．ATP与葡萄糖在储存能量方面，ATP与葡萄糖相比，具有以下不同与联系：（1）ATP分子中含有的化学能比葡萄糖的少。1mol葡萄糖彻底氧化分解，能释放出2870KJ的能量，而高能磷酸键水解时释放能量达30.54Kj/mol。所以一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94。（2）ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。（3）1mol的葡萄糖彻底氧化分解，释放的能量中有1161kJ储存在ATP中，