第2节：细胞的能量通货—ATP
梁河一中 杨菊芹
一、学习目标
1．简述ATP的化学组成和特点。
2．写出ATP的分子简式。
3．解释ATP在能量代谢中的作用。
二、基础知识提炼
(一)、ATP的结构和功能
1.ATP的分子组成及特点
(1)组成特点：一分子ATP含一个腺苷和
三个磷酸基团。
(2)高能磷酸键：一分子ATP中含有两个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键
易水解和重新形成。
2.ATP的生理功能
细胞代谢所需的能量是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。
3.ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能中处于核心地位，其他能源物质只有转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能。
思考：（1）ATP结构简式如何写？
（2）ATP 中A、T、P三个字母分别代表什么？
（3）ATP中高能磷酸键指什么，有几个？
(二)、ATP与ADP之间的相互转化[
1.ATP水解释放能量
(1)反应式：ATP → ADP+Pi+能量（ATP水解酶）。
(2)能量ATP中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。
(3)能量去路：用于各种需能的生命活动。
(4)反应场所：活细胞内的多种场所(如细胞膜、细胞质基质和细胞核等)。
2.ATP合成贮存能量
(1)反应式：ADP+Pi+能量→ATP（ATP合成酶）。
(2)能量来源①绿色植物、动物、人、真菌和大多数细菌呼吸作用分解有机物释放的能量。
②绿色植物光合作用吸收转化的光能。
(3)能量去路：ATP中高能磷酸键的形成。
(4)反应场所：叶绿体、线粒体和细胞质基质。
3.ATP和ADP相互转化的意义
ATP在细胞内含量很少，由于ATP和ADP之间在细胞内相互转化十分迅速，使细胞内ATP含量总是处于动态平衡之中。
[名师点睛] ATP与ADP的相互转化关系不是一种可逆反应，其中“物质可逆，能量不可逆”，另外所需酶和反应场所也不同。
思考：（1）ATP水解时得到哪些产物，能量用在何处？
（2）ATP 合成时，能量来源于哪里？
（3）ATP与ADP的转化是可逆反应吗？理由。
(三)、ATP中能量的利用与转化
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接供能的
ATP中的化学能可以直接转化成其他各概式的能，用于各项生命活动。
思考：（1）ATP水解时释放的能量用于哪些生命活动？
三、典型例题解析
问题1 ATP结构简式如何写？
例1 ATP的结构简式是 ( )
A．A—P—P—P B．A～P～P～P C．A—P～P～P D．A—P—P～P
解析：一分子ATP含一个腺苷和三个磷酸基团，含有两个高能磷酸键和一个普通化学键，即A—P～P～P。答案：（C）
问题2 ATP 合成时，能量来源于哪里？
例2 对于植物体来说，ADP+Pi+能量→ATP（酶催化条件下），其所需的能量来自 ( )
A．光合作用 B．细胞呼吸
C．其他高能化合物(如磷酸肌酸) D．光合作用和细胞呼吸
解析：对于植物而言，能量的来源包括呼吸作用和光合作用。答案：（D）
问题3 ATP 合成时，能量来源于哪里？
例3 以下生命活动中，不需要用到ATP的是（ ）
A．主动运输 B．被动运输
C．肌肉收缩 D．植株的生长
解析：被动运输，不需要消耗能力，只需要具备浓度差和半透膜。答案：（B）
四、随堂练习巩固
一、基础题（A组）
1.ATP的结构及特点
（1）中文名称： 。
（2）结构简式： ，其中A代表 ，P代表 ，～代表 。
（3）特点：(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个 ， 储存大量能量。(2)ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下， 的高能磷酸键易水解，释放出大量能量。
2.ATP和ADP可以相互转化
（1）相互转化过程
(3)相互转化特点：时刻不停地发生，并且处于 之中。
（4）形成ATP的能量来源
①动物、人、真菌和大多数细菌： 。
②绿色植物： 和 。
3.ATP的利用
（1）ATP是生命活动的直接能源物质
①原因：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 。
②实例：用于主动运输、 收缩、细胞内 反应和大脑思考等生命活动。
（2）ATP是细胞内流通的能量“通货”
①吸能反应一般与 的反应相联系，由ATP水解提供能量，如蛋白质的合成。
②放能反应一般与 相联系，释放的能量储存在ATP中，如葡萄糖的氧化分解。
③细胞中各种形式的能量转换都以 为中心环节。
二、巩固题（B组题）
1．ATP中的A、T、P分别代表 ( )
A．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基团
B．腺嘌呤、胸腺嘧啶、磷酸基团
C．腺苷、三个、磷酸基团
D．腺嘌呤、三个、磷酸基团 。
2．(2009·丰昙高一检测)下列关于ATP的叙述中，正确的是 ( )
A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B．腺嘌呤核苷三磷酸可简写为A～P—P～P
C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
3．科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩。这说明 ( )
A．葡萄糖是能源物质 B．ATP是能源物质
C．葡萄糖是直接能源物质 D．ATP是直接能源物质
4．下列生命现象中不伴有ATP消耗的是 ( )
A．神经冲动的传导 B．含羞草受到刺激小叶合拢
C．葡萄糖在小肠中被吸收 D．根尖生长点细胞有丝分裂
5．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．叶绿体中的水的分解 D．细胞分裂时纺锤丝的收缩
6．下列关于ATP和ADP相互转化的叙述，正确的是( )
A．ATP和ADP相互转化是一种可逆反应
B．细胞可以利用热能将ADP转化为ATP
C．ATP转化成ADP时，所有的高能磷酸键都断裂
D．动植物、细菌和真菌的细胞内都是以ATP作为能量通货的，说明了生物界具有统一性
7．ATP之所以作为“能量通货”的主要原因是 ( )
A．ATP在细胞内数量很多
B．ATP中的高能磷酸键很稳定
C．ATP 中的高能磷酸键储存的能量多且不稳定
D．ATP是生物体内的唯一可以释放能量的化合物
8．ATP在细胞内的含量及其生成是 ( )
A．很多、很快 B．很少、很慢
C．很多、很慢 D．很少、很快
9．ATP是细胞内的直接能源物质，医药商店出售的ATP注射液可治疗心肌炎。若人体静脉滴注这种药物，ATP到达心肌细胞内至少要通过的细胞膜有 ( )
A．1层 B．2层 C．3层 D．4层
10．对人体细胞内ATP的描述，正确的是 ( )
A．ATP主要在线粒体中生成
B．ATP含有三个高能磷酸键，在动物和植物细胞中的能量来源是相同的
C．转化为ADP的反应是可逆的
D．细胞内储存有大量的ATP，以供生物体生命活动的需要
三、提高题（C组题）
1．分析ATP与ADP相互转化的示意图，回答下列问题：
(1)图中Pi代表磷酸，则B为 ATP 。C为 ADP 。
(2)E1不是物质，在人和动物体内，E1来自 呼吸作用 。在
绿色植物体内则来自 呼吸作用 和 光合作用 。
(3)在植物体内的生命活动中，E2主要用于 细胞分裂
、 植株生长 、 主动运输 和 物质合成 。
(4)Al和A2具有 催化 作用。根据你的分析，它们的
作用分别是促进 ATP合成 和 ATP水解 。
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