2019-2020同步新教材人教生物必修一新突破讲义：第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP Word版含答案

第2节 细胞的能量“通货”ATP

一、ATP 是一种高能磷酸化合物 1．中文名称：腺苷三磷酸。 2．结构简式：A －P ～P ～P

符号含义⎩⎨⎧A ：腺苷⎩⎨

⎧核糖

腺嘌呤

P ：磷酸基团

～：特殊的化学键

3．特点

(1)ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物，含有2个特殊的化学键，储存大量能量。

(2)ATP 的化学性质不稳定，这是由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥的原因，即末端磷酸基团具有较高的转移势能。在有关酶的催化作用下，末端磷酸基团脱落，释放出大量能量。

二、ATP 与ADP 可以相互转化 1．过程

(1)释放能量：ATP ――→酶

ADP ＋Pi ＋能量。 (2)储存能量：ADP ＋Pi ＋能量――→酶ATP 。 2．能量的来源及去路

3．原因及特点

(1)原因：ATP分子中远离A的那个特殊的化学键很容易水解。

(2)特点：时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。

三、ATP的利用

1．列举利用ATP的实例

(1)用于物质的合成；

(2)用于肌肉收缩；

(3)用于细胞的主动运输。

2．ATP供能的过程

ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，空间结构改变，活性也被改变，因而参与各种化学反应。

3．ATP是细胞内流通的能量“通货”

(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系。

放能反应：一般与ATP的合成相联系。

吸能反应：一般与ATP的水解相联系。

(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。

1．ATP是高能磷酸化合物，含有三个特殊的化学键。()

2．1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。()

3．ATP水解时，两个特殊的化学键都断裂，生成ADP和Pi。()

4．ATP和ADP的相互转化与吸能反应和放能反应联系在一起。()

5．ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处在动态平衡之中，且是生物界的共性。() 提示：1．×ATP中含有两个特殊的化学键。

2．×1个ATP分子中含有1个腺苷和3个磷酸基团。

3．×ATP水解时，远离腺苷的特殊的化学键断裂。

4．√ 5.√

1．根据ATP结构式思考下列问题：

(1)图中①②③的结构分别是什么？

提示：腺嘌呤、核糖、磷酸基团。

(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？

提示：①②。

(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？

提示：腺嘌呤核糖核苷酸。

(4)若ATP完全水解，会得到哪些成分？

提示：腺嘌呤、核糖、磷酸。

2．ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？

提示：不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤＋核糖)；在碱基中，“A”代表腺嘌呤。

[归纳总结]

1．ATP的分子组成(如图)

(1)元素组成：ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的，这与核酸的元素组成是相同的。

(2)AMP是RNA的基本组成单位。

(3)ATP的结构组成可以用“1、2、3”来总结，“1”表示1个腺苷，“2”表示两个特殊的化学键，“3”表示3个磷酸基团。

2．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中末端磷酸基团容易水解和形成，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，许多能源物质中的能量需转移到ATP中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量。

3．生物体内的能源物质总结

(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。

(2)主要能源物质：糖类。

(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。

(4)主要储能物质：脂肪。

(5)直接能源物质：ATP。

(6)最终能量来源：太阳能。

1．下列关于细胞的能量“通货”——ATP的叙述，正确的是()

A．ATP中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸

B．ATP中远离“A”的特殊的化学键易水解

C．ATP的结构简式可表示为A—P—P—P

D．细胞中ATP的含量少，化学性质十分稳定

B[ATP中的“T”代表三个；ATP的结构简式可表示为A—P～P～P。细胞中ATP的含量少，化学性质活跃。]

2．如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是()

A．b键断裂后形成ADP和Pi

B．图中的3表示ATP中的字母A

C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位

D．a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动

D[选项A，a键断裂后形成ADP和Pi。选项B，ATP中的字母A表示腺苷，而题图中的3表示腺嘌呤。选项C，由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成RNA的基本单位。选项D，ATP是生命活动所需能量的直接来源，a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动。]

1．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：ATP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。

2．ATP与ADP相互转化的过程是否是可逆反应？(从反应条件、能量来源和去向、反应进行的场所分析)

提示：不是。ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体及叶绿体，能量来源是化学能或光能；ATP水解的场所是各种需能部位，能量来源于特殊的化学键。

3．ATP与ADP相互转化过程中有没有物质可循环利用？举例说明。

提示：有，例如磷酸、水等。

[归纳总结]

1．ATP与ADP相互转化的原因

2．相互转化的过程

(1)图示

(2)分析

①光合作用和呼吸作用等放能反应与ATP的合成相联系，呼吸作用中释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。