最新生物化学ATP知识

第8讲 细胞的能量“通货”—ATP

【温故知新】

1、生物体的三大能源物质是糖类、脂质、蛋白质、其中糖类是主要能源物质；生物体的主要储能物质是脂肪；动植物细胞的储能物质分别是糖原和淀粉，生物体生命活动的直接能源主要是ATP ；生物体的最终能量来源是太阳能；生物体的高能磷酸化合物有ATP 、NADPH 、磷酸肌酸等。

2、A TP 是英文名称缩写（简称），其全称为三磷酸腺苷。其中A 代表腺苷、T

代表三个、P 代表磷酸基团。

3、A TP 的结构简式为A – P~P~P ，其中“~”代表高能磷酸键。

4、高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20.92kJ/mol 以上的磷酸化合物，ATP 水解时释放的能量高达30.54kJ/mol ，远远高于高能磷酸化合物水解时释放的能量。故ATP 是各种细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，动物细胞内还有另一种高能磷酸化合物：磷酸肌酸。

5、A TP 的水解实际上是指A TP 分子中高能磷酸键的水解。

6、A TP 水解释放能量的反应式为：A TP ADP+Pi+能量

7、ADP 转化为ATP 的反应式为：ADP+Pi+能量 ATP 。式中能量的来源为：①

绿色植物的光合作用；②动、植物以及微生物的呼吸作用。因此生物体细胞中合成ATP 的部位有：叶绿体基粒，细胞质基质以及线粒体等。

8、磷酸肌酸与ATP 的互变反应式：A TP+肌酸 ADP+磷酸肌酸。 【重难探究】

1、认识ATP

ATP 也叫三磷酸腺苷、腺三磷。A TP 的分子结构比较复杂，它的结构式是：

通过上式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合形成A TP 。ATP 中两个磷酸基团之间（也就是P 与P 之间）用“～”表示的化学键是高能磷酸键。高能磷酸键水解时，释放出的能量是正常化学键的2倍以上。例如，A TP 末端磷酸基团水解时，释放出的能量是30.5kJ/mol ，而6-磷酸葡萄糖水解时，释放出的能量只有13.8kJ/mol 。一般说来，水解时释放20.92kJ/mol 以上能量的化合物叫高能化合物。显然，A TP 是一种高能化合物。各种细胞都是用ATP 作为直接能源的。实际上，ATP 是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质。

【练习1】下列关于ATP 的叙述中，正确的是：（D ）

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。

酶 酶 酶1 酶2

B ．三磷酸腺苷可简写为：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

【练习2】1分子ADP 含有腺苷、磷酸基和高能磷酸键的数目依次是（B ）

A ．1、2、2

B ．1、2、1

C ．2、1、2

D ．2、1、1

2、正确区分生物的主要能源、储存能源、直接能源和最终能源以及它们之间的相互关系。生物的新陈代谢需要能量。糖类是细胞的重要能源物质，脂肪是生物体内储存能量的物质，正常情况下一般由糖类氧化解释放能量，而糖类等氧化分解所释放的能量不能直接用于生命活动，其中一少部分能量以热能的形式散失掉了。糖类等有机物中的能量几乎全部来自太阳能，所以太阳能是生命活动的最终能源。

【练习3】生物体内生命活动所需直接能源物质和主要能源物质依次是 ( C )

A ．葡萄糖、ATP

B ．糖元、脂肪

C ．ATP 、糖类

D ．糖类、脂

3、A TP 与ADP 的相互转变是不可逆的。理由如下：（1）从该过程的条件上分析：ATP 的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属水解酶；而A TP 的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。

（2）从该过程的能量上分析：A TP 水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，被各项生命活动所利用。而合成A TP 的能量主要来自有机物分解释放的化学能和光合作用中吸收的太阳能。因此，A TP 合成所需能量的来源和ATP 水解时释放能量的去向不同。

（3）从该过程进行的场所上分析：A TP 合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而A TP 分解的场所较多。因此其合成与分解的场所不尽相同，显然，上述反应不是同时进行的。

综上所述，A TP 与ADP 的相互转化反应并不是可逆的，但也不能单纯地利用化学上的观点来判断反应是否可逆。因为A TP 与ADP 在活细胞中是永无止境地循环的，两者在一定条件下的循环过程使A TP 不会因为能量的不断消耗而用尽，从而保证生命过程的顺利进行。

【练习4】 对“A TP ADP+Pi+能量”的叙述中，正确的一项是 （ B ） A ．反应向左进行和向右进行时需的酶都是一样的

B ．反应向右进行时释放能量，向左进行时贮存能量

C ．整个反应是一个动态平衡的过程

D ．植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程都一样

【练习5】下列有关ATP 和ADP 的描述中，哪一项是正确的？（C ）

A 、ATP 在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi ，释放大量的能量

B 、ATP 在酶的作用下，可以加上一个Pi ，储存能量

C 、ATP 和ADP 的相互转化都需要酶的参加

D 、ATP 和ADP 的相互转化都不需要酶的参加

4、A TP 的再生与利用

【练习6】下列有关ATP 的叙述，正确的是（D ）

A 、线粒体是蓝藻细胞产生A TP 的主要场所

B 、光合作用产物中的化学能全部来自A TP

C 、ATP 分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成

D 、细胞连续分裂时，伴随着ATP 与ADP 的相互转化

5、A TP 中能量的利用：

酶1 酶2