高中生物中細胞能量通貨ATP的介紹

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1、 高中生物中細胞能量通貨 ATP的介紹 高中生物中細胞能量通貨 ATP ATP分子簡式 ATP的元素組成為： C、H、O、N、P，分子簡式 A-P~P~P， 式中的 A 表示腺苷， T 表示三個 ( 英文的 triple 的開頭字母 T) ， P 代表磷酸基 團，“ - ”表示普通的磷酸鍵，“ ~”代表一種特殊的化 學鍵，稱為高能磷酸鍵 ( 能量大于 29.32kJ/mol 的磷酸鍵稱 為高能磷酸鍵 ) 。它有 2 個高能磷酸鍵， 1 個普通磷酸鍵。合 成 ATP的能量，對于動物、

2、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，均來自于細胞進行呼吸作用釋放的能量 ; 對于綠色植物來說， 除了呼吸作用之外，在進行光合作用時， ADP合成 ATP還利用了光能。 ATP在 ATP水解酶的作用下離 A( 腺苷 ) 最遠的 “~”( 高能磷酸鍵 ) 斷裂， ATP水解成 ADP+Pi(游離磷酸基團 )+ 能量。 ATP分子水解時，實際上是指 ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達 30.54kJ/mol ，所以說 ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。 ATP的再生與轉(zhuǎn)化 ATP在細胞中易于再生，所以是源源不斷的能源。這種 通過 ATP

3、的水解和合成而使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能 反應(yīng)的過程稱為 ATP循環(huán)。因為 ATP是細胞中普遍應(yīng)用的能 量的載體，所以常稱之為細胞中的能量通貨。 第 1 頁 細胞內(nèi) ATP與 ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性。從生物能量學的角度來看， ATP是生化系統(tǒng)的核心， 即各種生化循環(huán) ( 如卡爾文循環(huán)、糖酵解和三羧酸循環(huán)等 ) 均與 ATP相耦聯(lián)，或者說將 ATP—ADP與各種代謝 ( 合成與分解 ) 相耦聯(lián)。 ATP是光能轉(zhuǎn)化為化學能的唯一產(chǎn)物，而遺傳系統(tǒng) 是生化系統(tǒng)的一部分，因此， ATP被認為在遺傳密碼子

4、的起源中起到了關(guān)鍵作用。 生物細胞的能量通貨 ATP例題解析 【例 1】ATP在細胞中能夠釋放能量和儲存能量，從其化學結(jié)構(gòu)看，原因是 () ①腺苷很容易吸收能量和釋放能量②第三個高能磷酸 鍵很容易斷裂和再結(jié)合③第三個磷酸基團很容易從 ATP上脫 離 ( 即第二個高能磷酸鍵斷裂 ) ，使 ATP轉(zhuǎn)變成 ADP，同時釋放能量 ④ADP可以在酶的作用下迅速與一分子磷酸結(jié)合，吸收能量形成第二個高能磷酸鍵，使 ADP轉(zhuǎn)變成 ATP A.①③ B.②④ C.③④ D.①④ 解析：解該題，需熟悉 ATP結(jié)構(gòu)簡式 A—P～ P～ P，其中

5、含有兩個高能磷酸鍵，并非三個 ; 在酶的作用下，遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，形成 ADP和 Pi ，該鍵又可接受能量，加上一分子磷酸重新形成 ATP。在這里，高能磷酸鍵的斷裂和再形成，保證了能量的釋放和儲存。 第 2 頁 答案： C 利用 ATP的結(jié)構(gòu)和 ATP與 ADP的相互轉(zhuǎn)化等知 識解答此題。 A. 能量是可逆的 B. 物質(zhì)和能量都是可逆的 C. 物質(zhì)是可逆的，能量不可逆 D. 兩者均是不可逆的 解析： ADP和 Pi 是合成 ATP的原料， 也是 ATP分解的產(chǎn)物，故從轉(zhuǎn)換式中的物質(zhì)來

6、看是可逆的。而從能量方面來分 析， ATP合成所需要的能量主要來自生物體呼吸作用所釋放出來的一部分能量，綠色植物還可來自葉綠體色素吸收的太陽能 ; 而 ATP分解，由高能磷酸鍵斷裂釋放出的能量用于各 項生命活動， 如物質(zhì)吸收和合成、 細胞分裂、動物肌肉收縮、轉(zhuǎn)化為生物電能等，這些能量最終以熱能的形式耗散，生物體無法再加以利用。 答案： C 正確認識 ATP與 ADP的相互轉(zhuǎn)化過程是否是可逆反應(yīng)。本題要從物質(zhì)、能量、酶等方面進行分析。 高考生物的常見考點 1. 基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂過程和基因工程中。 ( 三倍體、病毒、細菌等不能基因重組 )

7、 2. 細胞生物的遺傳物質(zhì)就是 DNA，有 DNA就有 RNA，有 5 種堿基， 8 種核苷酸。 3. 雙縮脲試劑不能檢測蛋白酶活性，因為蛋白酶本身也 第 3 頁 是蛋白質(zhì)。 4. 高血糖癥 ≠ 糖尿病。高血糖癥尿液中不含葡萄糖，只能驗血，不能用本尼迪特試劑檢驗。因血液是紅色。 5. 洋蔥表皮細胞不能進行有絲分裂，必須是連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期。 6. 細胞克隆就是細胞培養(yǎng)，利用細胞增殖的原理。 7. 細胞板 ≠ 赤道板。細胞板是植物細胞分裂后期由高爾基體形成，赤道板不

8、是細胞結(jié)構(gòu)。 8. 激素調(diào)節(jié)是體液調(diào)節(jié)的主要部分。 CO2刺激呼吸中樞使呼吸加快屬于體液調(diào)節(jié)。 9. 注射血清治療患者不屬于二次免疫 ( 抗原 +記憶細胞 才是 ) ，血清中的抗體是多種抗體的混合物。 10. 刺激肌肉會收縮，不屬于反射，反射必須經(jīng)過完整的反射弧，判斷興奮傳導方向有突觸或神經(jīng)節(jié)。 11. 遞質(zhì)分興奮性遞質(zhì)和抑制性遞質(zhì)，抑制性遞質(zhì)能引起下一個神經(jīng)元電位變化，但電性不變，所以不會引起效應(yīng)器反應(yīng)。 12.DNA 是主要的遺傳物質(zhì)中“主要”如何理解 ?每種生 物只有一種遺傳物質(zhì)，細胞生物就是 DNA， RNA也不是次

9、要 的遺傳物質(zhì)， 而是針對“整個”生物界而言的。 只有少數(shù) RNA 病毒的遺傳物質(zhì)是 RNA。 13. 隱性基因在哪些情況下性狀能表達 ?①單倍體，②純 第 4 頁 合子 ( 如 bb 或 XbY)，③位于 Y 染色體上。 14. 染色體組 ≠ 染色體組型 ≠ 基因組三者概念的區(qū)別。染色體組是一組非同源染色體， 如人類為 2 個染色體組，為二倍體生物。 基因組為 22+X+Y，而染色體組型為 44+XX或 XY。 15. 病毒不具細胞結(jié)構(gòu)，無獨立新陳代謝，只能過寄生 生活，用普通培養(yǎng)基無法培養(yǎng)，只能用活細胞培養(yǎng)，如活雞 胚。 16. 病毒在生物學中的應(yīng)用舉例：①基因工程中作載體，②細胞工程中作誘融合劑，③在免疫學上可作疫苗用于免疫預(yù)防。 第 5 頁