2018版高中生物苏教版必修1学案：4.1.1 ATP

ATP和酶
第一课时ATP
学习目标
1．简述ATP的化学组成和特点。

2.简述A TP和ADP的相互转化(难点)。

3.解释A TP在能量代谢中的作用。

|基础知识|
一、A TP的分子结构及特点
1．全称腺嘌呤核苷三磷酸。

2．简称ATP。

3．组成1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸。

4．A TP的分子结构简式为A—P～P～P，其中字母或符号代表含义：A代表腺嘌呤核苷；T代表3；
P代表磷酸基团；～代表高能磷酸键。

二、A TP与ADP的相互转化
1．A TP水解的实质末端的高能磷酸键断裂。

2．转化的过程
(1)ATP水解产物：
腺嘌呤核苷二磷酸(ADP)和无机磷酸(Pi)，同时释放出能量。

(2)转化的反应式：ATP ADP＋Pi＋能量。

3．意义直接为生物体的各种需能反应提供能量。

三、A TP的利用
1．机械能，如肌细胞收缩等
2．电能，如神经传导冲动等生物电
3．光能，如萤火虫产生荧光等
4．化学能，如用于细胞的分裂和生长等
|自查自纠|
判断正误：
(1)ATP中文名称为腺嘌呤核苷三磷酸，结构简式为A－P－P－P，其中A为腺嘌呤。

() (2)1分子ATP中含有1个腺嘌呤核苷，2个高能磷酸键，3个磷酸基团。

() (3)ATP的化学性质不稳定，末端的高能磷酸键易水解断裂，释放出大量能量。

() (4)ATP与ADP相互转化的反应式可表示为A TP ADP＋Pi＋能量。

() (5)ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，且是生物界的共性。

()
(6)ATP可直接为生物体的各种需能反应提供能量。

()
答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√
|图解图说|
★萤火虫的发光，电鳗的放电都属于ATP的转化。

想一想
ATP在细胞内的含量是很少的，如成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为2～10 mg，而一个正常成年人在静止状态下24 h，将有40 kg的ATP发生转化。

为满足能量需要，分析生物体是如何解决这一矛盾的？
提示：A TP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。

探究点A TP
1．1分子ATP完全水解，会得到哪些成分？
提示：1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子无机磷酸(Pi)。

2．试从化学组成上分析A TP和RNA具有怎样的内在联系？
提示：A TP水解脱掉两个磷酸基团后剩余腺嘌呤核苷(腺嘌呤＋核糖)＋磷酸基团＝腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。

3．请分析下列化合物中“A”的含义，这些化合物中“A”是否代表同一物质？
提示：(1)中A为腺嘌呤核苷即“腺嘌呤＋核糖”，(2)、(3)中的A均代表“腺嘌呤”4．阅读教材P63图4－1，探究下列问题：
(1)ATP发生水解和合成反应时能量的变化是否相同？
提示：不相同。

能量的变化是：A TP发生水解时释放能量，合成ATP时储存能量。

(2)人体内形成ATP的场所和消耗A TP的场所分别有哪些？
提示：①人体内主要通过细胞呼吸产生ATP，其场所是细胞质基质和线粒体。

②消耗ATP的部位比较广泛，只要是需能部位均有ATP的消耗。

5．生物体的各种生命活动都需要能量，因此生物体内储存着很多的A TP，这种说法是否正确？为什么？
提示：不正确。

生物体活细胞中A TP和ADP在不停地相互转化，这既可避免一时用不尽的能量白白流失掉，又保证了及时供应生命活动所需的能量，因此生物体内并没有储存较多的ATP。

6．A TP、糖类、脂肪同为能源物质，三者在功能上有何不同？
提示：
【例】下列对A TP
()
①A TP可以水解为一个核苷酸分子和两个磷酸分子
②A TP分子中含有三个高能磷酸键
③1个A TP分子脱去两个磷酸基团可形成用于合成RNA的原料
④细胞质中有ATP的分布，细胞核中无ATP的分布
⑤A TP是细胞生命活动的直接能源物质
A．①③B．②④
C．③④D．④⑤
尝试解答
解析A TP水解时若两个高能磷酸键均断裂则形成一个核苷酸分子和两个磷酸分子，故①正确；ATP分子中含有两个高能磷酸键，故②错误；1个ATP分子脱去两个磷酸基团后为AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，是合成RNA的原料之一，故③正确；细胞质和细胞核中均有ATP的分布，故④错误；A TP是细胞生命活动的直接能源物质，故⑤正确。

答案 B
ATP在细胞内的含量很少，但A TP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，所以细胞内ATP 的含量总处于动态平衡之中。

细胞内A TP和ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。

【跟踪训练】
ATP 在细胞内能够释放并储存能量，从其结构上看是由于
( )
①腺嘌呤核苷很容易吸收和释放能量
②第二个磷酸基团很容易从A TP 上脱离和结合
③第三个磷酸基团很容易从A TP 上脱离，使A TP 转变为ADP
④ADP 可以迅速与磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP 形成ATP A ．①③ B ．②④ C ．③④
D ．①④
解析 从ATP 的简式A －P ～P ～P 可知，分子中含有两个高能磷酸键。

远离A 的那个高能
磷酸键水解时断裂，形成ADP 和Pi ，释放出其中的能量。

该键在一定条件下很容易断裂和重新形成，有利于保证能量的释放和储存。

靠近A 的那个高能磷酸键不易断裂和重新形成。

答案
C
1．腺嘌呤核苷三磷酸的分子结构简式为
( )
A ．A —P —P —P
B ．A —P —P ～P
C ．A —P ～P ～P
D ．A ～P ～P ～P 解析 要记住ATP 的分子结构简式中高能磷酸键的表示方法。

答案 C
2．一分子ADP 中，含有的腺嘌呤核苷、磷酸基团和高能磷酸键的数目依次是
( )
A．1、2、2 B．1、2、1
C．2、1、2 D．2、1、1
答案 B
3．A TP转化为ADP可表示为下图，式中a和b分别代表
()
A．H2O、[H]B．Pi、H2O
C．H2O、Pi D．能量、Pi
解析A TP在水解时，远离A的那个磷酸基团就脱离下来，形成Pi，同时释放能量。

答案 C
4．在ATP中，大量的化学能储存在
() A．腺嘌呤核苷与磷酸基团之间
B．磷酸基团内部
C．磷酸基团之间
D．腺嘌呤核苷内部
解析A TP的化学结构简式可写成A－P～P～P，其中腺嘌呤核苷与磷酸基团之间是普通的化学键，磷酸基团之间是高能磷酸键。

ATP分子中大量的化学能就贮存在高能磷酸键中。

答案 C
5．如图是腺嘌呤核苷三磷酸的分子结构，请回答下列问题。

(1)ATP的结构简式为，图中虚线部分的名称是。

(2)一分子ATP可以看作是由个磷酸分子、个核糖分子和个腺嘌
呤缩合而成的。

(3)ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的水解，水解时释放的能量是生物体
进行、和等生命活动所需能量的直接来源。

答案(1)A—P～P～P腺嘌呤核苷(2)31 1
(3)高能磷酸键肌肉收缩发电、发光主动运输。