细胞的能量“通货”―ATP

考纲下载:1.酶在代谢中的作用Ⅱ2.探究影响酶活性的因素3.ATP在能量代谢中的作用Ⅱ4.叶绿体色素的提取和分离5.光合作用的基本过程Ⅱ6.影响光合作用速率的环境因素7.细胞呼吸Ⅱ8.实验:探究酵母菌的呼吸方式第五章细胞的能量供应和利用热点提示1.酶的化学本质、催化特性的实验探究2.影响酶活性的曲线、图表分析及相关实验设计与分析3.结合光合作用与细胞呼吸考查ATP与能量代谢的关系4.光合作用与细胞呼吸过程中的物质转变及相互关系5.影响光合作用和细胞呼吸的因素分析及相关实验设计6.光合色素的种类、颜色、生理作用及实验7.细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮存的原理与应用一、ATP的结构A—P～P～P～～•结构式、结构简式及式中各部分含义：•不同式子中A代表的含义归纳腺苷→AMP→ADP→ATP（一系列磷酸化过程）•ATP与RNA的关系：ATP脱掉2个磷酸集团就是RNA的基本组成单位之一。二、ATP的形成途径自养生物：如绿色植物、光合细菌——2条途径；异养生物：如动物、人——1条途径。•ATP产生量与O2供应量、呼吸强度的关系甲图表示ATP产生量与O2供应量的关系•(1)A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。•(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。此时的限制因素是O2含量。•(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。乙图表示ATP产生量与呼吸强度的关系。例1：下列关于细胞内合成ATP的叙述，不正确的是()A．细胞质基质中ATP的形成与氧气无关B．线粒体和叶绿体都能产生ATP，但最初的能量来源不同C．在叶绿体中合成ATP需要光D．在线粒体中合成ATP所需要的能量都是来自[H]和氧气结合时释放的D例2：由肝糖原转变成肌肉收缩所需要的能量的过程是()①ADP＋Pi＋能量→ATP②C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O＋能量③ATP→ADP＋Pi＋能量④肝糖原→C6H12O6A．①②③④B．④②③①C．④③②①D．④②①③DATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋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三、ATP与ADP的相互转化由上表可看出，ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。1.ATP中的高能磷酸健有何特点？什么是高能化合物？答案：ATP中末端的高能磷酸键易断裂和再生成，断裂时释放出大量的自由能，是一般化学键断裂时放出能量的2倍以上。例如：每摩尔的高能磷酸键放出的能量约是30.54kJ，而一般的P～O键只放出能量8.37～20.92kJ。含有高能磷酸键的化合物就是高能化合物，例如，ATP、ADP。2.ATP是生命活动唯一直接供能物质吗？答案：不是，还有三磷酸胞苷(CTP)、三磷酸鸟苷(GTP)、三磷酸尿苷(UTP)。3.如何理解ATP在活细胞中永无休止的循环？答案：ATP在活细胞中分布非常广泛，但含量并不大，只够肌肉剧烈运动几秒钟之需，因此，每时每刻都在消耗ATP，同时也都在合成ATP。ATP－ADP循环（浙江科技版）通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP－ADP循环。4．ATP中的能量如何被利用？【提示】ATP水解时形成二磷酸腺苷，释放一个磷酸基团，同时释放能量用于另一吸能反应。例如，在肌肉收缩过程中，ATP先将组成肌肉的蛋白质磷酸化，使其中的能量增加从而改变形状，这是吸能反应。然后磷酸化的蛋白质做功，失去磷酸基团，恢复原状，这就是放能反应。上述两个过程可用下图表示。ATP中能量的应用题1：(08天津)下列有关ATP的叙述，正确的是()①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A．①②B．②③C．③④D．①④综合训练【解析】安静时肌细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时肌细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，所以消耗等摩尔的葡萄糖生成的ATP的量比安静时多。Na＋主要维持细胞外液的渗透压，主要存在于细胞外液，若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，需经主动运输运到细胞外，此过程消耗ATP。人是恒温动物，当人在寒冷环境中时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，代谢增加，细胞产生ATP增加。饥饿状态下，ATP和ADP相互转化缓慢，但细胞中ATP与ADP的含量仍处于动态平衡。【答案】B题2：在生物体活细胞内，不断进行着下面的化学反应：ATPADP＋Pi＋能量。请回答下列问题：(1)在动物细胞中，形成ATP需要能量，该能量主要由________来提供，也可以由________提供。(2)在植物叶肉细胞内，形成ATP的场所是________、________、________。(3)合成ATP的能量来源是________，而分解ATP释放的能量用于_______________________。有氧呼吸无氧呼吸线粒体叶绿体细胞质基质光能（或光反应）、有机物分解时释放的部分能量（呼吸作用）暗反应或生物体的各项生命活动解析：考查ATP和ADP的相互转化关系。在动物体内，ATP可以通过有氧呼吸、无氧呼吸形成。在植物体内形成ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。题3:如图为生物体的新陈代谢与ATP关系示意图，回答：(1)海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由图中的_______过程释放的能量转变而来的。(2)某人感冒发烧，其体温上升所需要的热量是由图中____过程释放出来的。(3)用图中的数字依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需能量的过程：_______。(4)医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静脉滴注这种药物，ATP到达心肌细胞内最少要通过细胞膜有层。(5)经测定，正常成年人静止状态下24h将有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为2～10mmol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是。④③①②③④3ATP与ADP之间进行相互转化答案：基础测试ATP与ADP的相互转化答案：