高考生物第一轮复习知识拓展 4.13细胞的能量“通货”—ATP课件 新人教版必修1

第十三课时第十三课时细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP考点一考点一ATP的结构、功能及其相互转化的结构、功能及其相互转化【基础知识整合基础知识整合】 1结构：结构：ATP的结构简式是的结构简式是 ，一个，一个ATP分分子中含有一个子中含有一个 键，两个键，两个 键，三键，三个个 。2功能：直接给细胞的功能：直接给细胞的 提供能量。提供能量。3ATP水解：在有关酶的催化作用下，水解：在有关酶的催化作用下，ATP分子中分子中 的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。APPP普通磷酸普通磷酸高能磷酸高能磷酸磷酸基团磷酸基团生命活动生命活动远离远离A4ATP形成：在有关酶的催化作用下，形成：在有关酶的催化作用下，ADP可以接受可以接受能量，同时与能量，同时与 结合，重新形成结合，重新形成ATP。5ATP形成的能量来源：形成的能量来源：(1)对于动物、人、真菌和对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于大多数细菌来说，均来自于 ，对于绿色，对于绿色植物来说，则来自于植物来说，则来自于 。(2)细胞细胞内内 相互转化的能量供应机制，是生物界相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。的共性。一个游离的一个游离的Pi细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸和光合作用细胞呼吸和光合作用ATP与与ADP【知识拓展知识拓展】1ATP的形成途径的形成途径2ATP与与ADP的相互转化的相互转化ATP的合成的合成ATP的水解的水解反应式反应式ADPPi能量能量ATPATPADPPi能量能量所需酶所需酶ATP合成酶合成酶ATP水解酶水解酶能量来源能量来源光能光能(光合作用光合作用)，化学能，化学能(细胞细胞呼吸呼吸)储存在高能磷酸键中的储存在高能磷酸键中的能量能量能量去路能量去路储存于形成的高能磷酸键中储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动用于各项生命活动反应场所反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位生物体的需能部位由上表可看出，由上表可看出，ATP和和ADP的相互转化过程中，反应类型、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，因此同，因此ATP和和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。可循环利用的。【典例精析典例精析】【例例1 1】下列有关下列有关ATPATP的叙述，正确的是的叙述，正确的是( )( )A A线粒体是蓝藻细胞产生线粒体是蓝藻细胞产生ATPATP的主要场所的主要场所B B叶绿体中消耗叶绿体中消耗ATPATP的场所是类囊体薄膜的场所是类囊体薄膜C CATPATP分子由分子由1 1个腺嘌呤和个腺嘌呤和3 3个磷酸基团组成个磷酸基团组成D D细胞连续分裂时，伴随着细胞连续分裂时，伴随着ATPATP与与ADPADP的相互转化的相互转化D【考查类型考查类型】本题主要考查原核生物、光合作用、本题主要考查原核生物、光合作用、ATP的分子结构、细胞分裂等多个知识点，具有一定的综合性。的分子结构、细胞分裂等多个知识点，具有一定的综合性。【解析解析】蓝藻是原核生物，细胞内只有核糖体一种细胞蓝藻是原核生物，细胞内只有核糖体一种细胞器，无线粒体。叶绿体中，光反应在类囊体上进行，合成器，无线粒体。叶绿体中，光反应在类囊体上进行，合成ATP；在叶绿体基质中进行暗反应，消耗；在叶绿体基质中进行暗反应，消耗ATP。ATP分子分子由由1个腺嘌呤、个腺嘌呤、1个核糖和个核糖和3个磷酸基团连接形成。细胞连个磷酸基团连接形成。细胞连续分裂时，要消耗大量的续分裂时，要消耗大量的ATP，肯定存在着大量的，肯定存在着大量的ATP与与ADP的转化。的转化。【方法归纳方法归纳】本题虽涉及多个知识点，但综合性不强，本题虽涉及多个知识点，但综合性不强，关键是基础要扎实。关键是基础要扎实。考点二考点二ATP的利用的利用 【基础知识整合基础知识整合】 1ATP可用于可用于 、生物发电和发、生物发电和发光、光、 、 、大脑、大脑思考等。思考等。2细胞内的吸能反应一般与细胞内的吸能反应一般与 相联相联系，放能反应一般与系，放能反应一般与 相联系。能量通相联系。能量通过过 在吸能反应和放能反应之间循环流通。正在吸能反应和放能反应之间循环流通。正是由于细胞内具有是由于细胞内具有ATP这种能量这种能量“通货通货”，细胞才能及，细胞才能及时而持续地满足时而持续地满足 对能量的需求。对能量的需求。细胞的主动运输细胞的主动运输 肌细胞收缩肌细胞收缩 细胞内各种吸能反应细胞内各种吸能反应 ATP的水解反应的水解反应 ATP 的合成的合成 ATP分子分子 各项生命活动各项生命活动 【知识拓展知识拓展】与能量有关的知识归纳与能量有关的知识归纳(1)主要能源物质主要能源物质糖类糖类 (2)能源物质能源物质糖类、脂肪、蛋白质糖类、脂肪、蛋白质(3)主要储能物质主要储能物质脂肪脂肪 (4)直接能源物质直接能源物质ATP(5)最终最终(或根本或根本)能源能源光能光能应用指南：联系高等植物不同部位的细胞基本结构，分析其应用指南：联系高等植物不同部位的细胞基本结构，分析其产生产生ATP过程的差异。过程的差异。(1)含有叶绿体的细胞可通过光合作用、细胞呼吸产生含有叶绿体的细胞可通过光合作用、细胞呼吸产生ATP。但是，在无光的条件下，只能通过细胞呼吸产生但是，在无光的条件下，只能通过细胞呼吸产生ATP。(2)不含叶绿体的细胞通过细胞呼吸产生不含叶绿体的细胞通过细胞呼吸产生ATP。在氧气充足时。在氧气充足时通过有氧呼吸；在氧气相对不足时，有氧呼吸和无氧呼吸同时通过有氧呼吸；在氧气相对不足时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行；在无氧时，暂时通过无氧呼吸产生进行；在无氧时，暂时通过无氧呼吸产生ATP，长时间无氧呼，长时间无氧呼吸，将产生大量的酒精或乳酸，使细胞中毒死亡。吸，将产生大量的酒精或乳酸，使细胞中毒死亡。【典例精析典例精析】【例例2 2】下列有关下列有关ATPATP的叙述，正确的是的叙述，正确的是( ) ( ) 人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成生成ATPATP的量与安静时相等的量与安静时相等若细胞内若细胞内NaNa浓度偏高，为维持浓度偏高，为维持NaNa浓度的稳定，细浓度的稳定，细胞消耗胞消耗ATPATP的量增加的量增加人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生胞产生ATPATP的量增加的量增加人在饥饿时，细胞中人在饥饿时，细胞中ATPATP与与ADPADP的含量难以达到动态的含量难以达到动态平衡平衡A A B BC C D DB【考查类型考查类型】本题综合考查细胞呼吸、体温调节、激本题综合考查细胞呼吸、体温调节、激素调节等多个知识点，具有很强的综合性。素调节等多个知识点，具有很强的综合性。【解析解析】安静时细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时肌安静时细胞进行有氧呼吸，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的葡萄糖生成的ATP的量比安静时少。的量比安静时少。Na主要维持细胞主要维持细胞外液的渗透压，主要存在于细胞外液，若细胞内外液的渗透压，主要存在于细胞外液，若细胞内Na浓浓度偏高，为维持度偏高，为维持Na浓度的稳定，需经主动运输运到细浓度的稳定，需经主动运输运到细胞外，此过程细胞消耗胞外，此过程细胞消耗ATP。人是恒温动物，当人在寒。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，代谢增冷环境中时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，代谢增强，细胞产生强，细胞产生ATP的量增加。饥饿状态下，的量增加。饥饿状态下，ATP与与ADP相互转化缓慢，但细胞中相互转化缓慢，但细胞中ATP与与ADP的含量仍处于动态的含量仍处于动态平衡。平衡。【方法归纳方法归纳】要善于用所学的知识进行比较，通过比要善于用所学的知识进行比较，通过比较得到答案。较得到答案。课时练习十四课时练习十四 一、选择题一、选择题(每小题只有一个正确选项每小题只有一个正确选项) 1新陈代谢的进行不仅需要酶，而且需要能量。下列新陈代谢的进行不仅需要酶，而且需要能量。下列关于关于ATP的描述正确的是的描述正确的是 ( )A一个一个ATP分子中含有三个高能磷酸键分子中含有三个高能磷酸键 B动物体内主要的储能物质是动物体内主要的储能物质是ATPCATP是生命活动的直接能源物质是生命活动的直接能源物质 D线粒体是合成线粒体是合成ATP的惟一场所的惟一场所【解析解析】一个一个ATP分子中含有两个高能磷酸键，分子中含有两个高能磷酸键，A错误；动错误；动物体内主要的储能物质是脂肪，物体内主要的储能物质是脂肪，B错误；细胞质基质、叶绿错误；细胞质基质、叶绿体中也可以合成体中也可以合成ATP，D错误。错误。C2下列对下列对ATP的叙述中，错误的是的叙述中，错误的是( )AATP可以水解为一个核苷酸分子和两个磷酸分子可以水解为一个核苷酸分子和两个磷酸分子B它的分子中含有两个高能磷酸键它的分子中含有两个高能磷酸键C细胞质中有细胞质中有ATP的分布，细胞核中无的分布，细胞核中无ATP的分布的分布D正常细胞中的正常细胞中的ATP与与ADP的比值在一定范围内变的比值在一定范围内变化，并处于动态平衡之中化，并处于动态平衡之中C3有关反应式有关反应式ADPPi能量能量 ATP的叙述，其中的叙述，其中错误的是错误的是( )A该反应表明了物质是可逆的，能量是不可逆的该反应表明了物质是可逆的，能量是不可逆的B反应反应过程中所需的酶和色素，可分布在叶绿体的过程中所需的酶和色素，可分布在叶绿体的基粒和基质中基粒和基质中C肺泡内的气体交换时，没有发生反应肺泡内的气体交换时，没有发生反应D有氧呼吸时，反应有氧呼吸时，反应过程主要发生在过程主要发生在H与氧结合与氧结合成水时成水时【解析解析】反应反应过程中所需的酶和色素，分布在叶绿体囊过程中所需的酶和色素，分布在叶绿体囊状结构的薄膜上，状结构的薄膜上，B错误。错误。B4下列关于下列关于ATP的叙述中，正确的是的叙述中，正确的是( )A在线粒体中形成在线粒体中形成ATP时一定伴随着氧气的消耗时一定伴随着氧气的消耗BATP分子由分子由1个腺嘌呤和个腺嘌呤和3个磷酸基团组成个磷酸基团组成C在叶肉细胞内生成在叶肉细胞内生成ATP需要光能需要光能DATP水解水解2次生成的产物之一是腺嘌呤核糖核苷酸次生成的产物之一是腺嘌呤核糖核苷酸D5下列有关下列有关ATP的叙述，其中不正确的是的叙述，其中不正确的是( )A.人体内成熟的红细胞中没有线粒体，但也能产生人体内成熟的红细胞中没有线粒体，但也能产生ATPB.ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能光能和化学能C.在有氧与缺氧的条件下，细胞溶液中都能形成在有氧与缺氧的条件下，细胞溶液中都能形成ATPD.ATP中的中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖组成表示腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖组成【解析解析】ATP中的中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，故成，故D不正确。不正确。D6下列过程中能使下列过程中能使ADP含量增加的是含量增加的是 ( )A钾离子被根细胞吸收钾离子被根细胞吸收 B线粒体中线粒体中H和氧的结合和氧的结合C萎蔫的菜叶放入清水中萎蔫的菜叶放入清水中 D光反应阶段中能量的转化光反应阶段中能量的转化A7. 下列生理过程中，不消耗下列生理过程中，不消耗ATP的一组是的一组是 ( )A蛋白质的合成和加工蛋白质的合成和加工 B染色体的复制和运动染色体的复制和运动CCO2还原和胰岛素分泌还原和胰岛素分泌 D质壁分离和复原质壁分离和复原D二、选择题二、选择题8下图为生物体的新陈代谢与下图为生物体的新陈代谢与ATP关系的示意图，关系的示意图，请回答：请回答：(1)海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由图中的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。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能量是由某人感冒发烧，其体温上升所需要的能量是由图中图中 过程释放出来的。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：能量的过程： 。(4)医药商店出售的医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静注射液可治心肌炎。若人体静脉滴注这种药物，脉滴注这种药物，ATP到达心肌细胞内最少要通过几层到达心肌细胞内最少要通过几层细胞膜细胞膜( )A1层层 B2层层C3层层 D4层层(5)经测定，正常成年人静止状态下经测定，正常成年人静止状态下24 h内将有内将有40 kg ATP发生转化，而细胞内发生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为的总量仅为210 mmol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是理途径是 。ATP与与ADP之间进行相互转化之间进行相互转化C9根据反应式根据反应式ATP ADPPi能量，回答下列问能量，回答下列问题：题：(1)ATP作为生物体生命活动的直接能源物质，其分子结作为生物体生命活动的直接能源物质，其分子结构简式为构简式为 ，在，在ATPADP的过程中，由的过程中，由于于 断裂而释放出大量的能量。断裂而释放出大量的能量。(2)在光合作用的光反应中反应方向向在光合作用的光反应中反应方向向 ，能量来，能量来自自 ；在光合作用的暗反应中反应方向向；在光合作用的暗反应中反应方向向 ，能量，能量用于用于 。APPP远离远离A的那个高能磷酸键的那个高能磷酸键左左阳光阳光右右还原还原C3(3)在绿色植物体内，发生在绿色植物体内，发生ADPATP的生理过程是在细胞的生理过程是在细胞内的内的 、 和和 中进行的。中进行的。(4)在呼吸作用中，反应方向向在呼吸作用中，反应方向向 ，能量来自，能量来自 。(5)根吸收无机盐离子的过程，反应方向向根吸收无机盐离子的过程，反应方向向 ，能量用，能量用于于 。细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体叶绿体叶绿体左左右右主动运输主动运输等有机物等有机物葡萄糖葡萄糖