第五章　細胞的能量供應和利用 第2節(jié)　細胞的能量“通貨”——ATP

1、.第2節(jié)細胞的能量“通貨ATP學習目的1說出ATP的化學組成和特點。重點2掌握ATP與ADP的互相轉化，理解轉化過程中物質及能量的變化。難點3說明ATP在能量代謝中的作用。核心概念ATP高能磷酸鍵吸能反響放能反響一、ATP的構造和特點二、ATP與ADP的互相轉化1反響式：_ATPADPPi能量。2能量來源與去路：3特點：1ATP與ADP互相轉化時刻不停地發(fā)生并且處于 動態(tài)平衡 中。2細胞內ATP與ADP互相轉化的能量供給機制，是生物界的 共性 。三、ATP的利用1實例：2ATP是細胞內流通的能量“通貨：？考慮1ATP中去除兩個磷酸基團后是構建哪種物質的根本單位？提示：RNA。2人們不管在運動時

2、還是休息時，細胞內時刻進展著ATP與ADP的互相轉化，這種轉化屬于可逆反響嗎？提示：不屬于，所需酶及場所等不同。3細胞內的所有生命活動都需要ATP直接提供能量嗎？舉例說明。提示：不是，如自由擴散等。H判斷題1ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸。2人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以到達動態(tài)平衡。×3ATP可以及時轉化成ADP，這有效地保證了細胞內能量的供給。4ATP在細胞內含量并不高，活細胞都能產生ATP，也都會消耗ATP。5ATP含有3個高能磷酸鍵，但是只有一個高能磷酸鍵會發(fā)生斷裂。×6ATP中的A不代表腺嘌呤，當再脫去兩個磷酸后，形成的物質為RNA的根本單位之一

3、。7酶的合成需要ATP供能，此ATP來自于光合作用和呼吸作用。 ×8酶的催化反響都需要消耗ATP。×9ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反響。10活細胞內ATP與ADP的轉化只能單向進展。×知識點1ATP的構造和生理功能Z1ATP的組成2ATP的構造3ATP的生理功能細胞代謝所需的能量絕大多數(shù)是由細胞內的ATP直接提供的。ATP是細胞代謝所需能量的直接來源。4ATP的構造與功能的互相關系1ATP的構造特點保證了細胞內有一個相對穩(wěn)定的能量供給庫。ATP中遠離腺苷的高能磷酸鍵容易水解和形成，可保證ATP數(shù)量的相對穩(wěn)定和能量的持續(xù)供給。2ATP在供能中處于核心地位，

4、許多能源物質需轉化為ATP才能為生命活動供能。在生命活動中，ATP中的能量可轉化為不同形式的能量。知識貼士DNA和RNA的組成中的A表示腺嘌呤這種堿基，而在ATP中A代表的是腺苷，即核糖與腺嘌呤的組合體。每個ATP分子中只含有2個高能磷酸鍵，其中只有遠離腺苷的高能磷酸鍵易斷裂或合成。D典例12019·合肥高一檢測以下關于ATP的表達，正確的選項是DA三磷酸腺苷可簡寫為APPPBATP被稱為高能磷酸化合物的原因是所有化學鍵都儲存大量能量CATP中的大量能量都儲存在腺苷和磷酸基團中DATP中的大量能量儲存在高能磷酸鍵中解析三磷酸腺苷的構造簡式為APPP：ATP分子中的高能磷酸鍵儲存著大量

5、的能量。變式訓練1以下關于ATP構造的表達正確的選項是BAATP中含有三個高能磷酸鍵BATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素CATP、DNA、RNA中的“A一樣DATP徹底水解后會得到兩種小分子物質解析ATP含有兩個高能磷酸鍵，A錯誤；ATP、DNA、RNA中的“A分別表示腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤，C錯誤；ATP徹底水解后會得到磷酸、核糖和腺嘌呤三種小分子物質，D錯誤。知識點2ATP與ADP間的互相轉化Z1ATP轉化及利用圖示圖示1：圖示2：2解讀1光合作用和呼吸作用等放能反響與ATP的合成相聯(lián)絡，呼吸作用中釋放的能量一部分儲存在ATP中，另一部分以熱能的形式散失。2主動運輸?shù)任芊错懪cATP

6、的分解相聯(lián)絡，所以ATP是直接供能物質。3ATP在生物體內含量很少，又不斷通過各種生命活動大量消耗，但ATP在細胞內的轉化非常迅速，從而使細胞中的ATP總是處于一種動態(tài)平衡之中。知識貼士不要因為ATP是細胞中的直接能源物質就誤認為細胞中的ATP含量很高，細胞內ATP的含量并不高，ATP可以與ADP迅速地互相轉化，滿足機體的能量需要。D典例22019·合肥高一檢測如圖為細胞中ATP與ADP互相轉化示意圖，有關表達錯誤的選項是DA在一個活細胞中，時刻進展著過程和B過程和也可以發(fā)生在同一個細胞器內C過程中需要的能量不是過程釋放的D維持人體體溫的熱能主要來自過程中的能量解析ATP為直接能源物

7、質，在一個活細胞中，時刻進展著ATP與ADP的轉化過程；ATP的合成與水解也可以發(fā)生在同一個細胞器內，如葉綠體；過程為ATP的合成過程，需要的能量來自呼吸作用或光合作用；維持人體體溫的熱能主要來自呼吸作用釋放的能量。方法點撥：1.ATP與ADP互相轉化不是可逆反響，因為能量不同，酶不同。2ATP與ADP互相轉化是非常迅速的，保證了能量的持續(xù)供給。變式訓練2以下有關“ATPADPPi能量的表達，正確的選項是BA反響向左進展和向右進展時所需的酶是一樣的B反響向右進展時釋放能量，向左進展時儲存能量C整個反響是一個動態(tài)平衡的過程D植物細胞和動物細胞中發(fā)生這種反響的生理過程都一樣解析生物體進展的“ATP

8、ADPPi能量和“ADPPi能量ATP是兩個截然不同的生理過程，它們發(fā)生的場所、所需的酶是不同的，也正是因為兩個過程是在不同的場所、不同酶的作用下完成的，所以就不存在動態(tài)平衡問題，故A、C兩項錯誤。植物細胞可以通過光合作用產生ATP和消耗ATP，也可以通過細胞呼吸產生ATP，而動物細胞不能進展光合作用，所以D項錯誤。一、ATP和ADP的互相轉化是不可逆的1ATP與ADP的互相轉化反響式ATPADPPi能量能量PiADPATP類型水解反響合成反響條件水解酶合成酶場所活細胞內多種場所細胞質基質、線粒體、葉綠體能量轉化放能儲能能量來源高能磷酸鍵呼吸作用、光合作用能量去向用于各項生命活動儲存于ATP中

9、綜上所述，ATP和ADP互相轉化的過程應判斷為“物質是可逆的，能量是不可逆的或解釋為“物質是可以循環(huán)利用的，能量是不能循環(huán)的。2ATP與ADP的轉化式的含義細胞內ATP與ADP的循環(huán)過程，并不表示化學上的可逆反響。1從反響條件上看：ATP的水解屬于水解反響，催化該反響的酶屬于水解酶；而ATP的合成是一種合成反響，催化該反響的酶屬于合成酶。由于酶具有專一性，因此，二者反響條件不同。2從反響場所上看：ATP合成的場所為細胞質基質、線粒體和葉綠體；而ATP分解的場所較多。因此，ATP的合成場所與分解場所不完全一樣。3從能量來源上看：ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵中的化學能；而合成ATP的能量

10、主要來源于化學能和光能，即二者的能量來源不同。提示：判斷一個化學反響是不是可逆反響，不僅要看反響物和生成物是否一樣，還要看反響的條件、場所是否一樣。典例3以下有關“a.ATPADPPi能量和“b.ADPPi能量ATP的反響的表達中，正確的選項是Ca、b反響過程分別表示能量的釋放和儲存生物細胞內的b過程所需要的能量來自細胞呼吸a和b在活細胞中永無休止地循環(huán)進展，保證了生命活動的順利進展a反響中的“能量一般不能用于推動b反響的進展a、b反響過程從物質角度看是可逆的，但從能量角度看是不可逆的ABCD解析ATP的形成一般與放能反響聯(lián)絡在一起，ATP的分解一般與吸能反響聯(lián)絡在一起；生物細胞中b過程的能量

11、來自細胞呼吸或光合作用；ATP和ADP的互相轉化是循環(huán)進展的；a反響中的能量和b反響中的能量一般不同，所以a反響中的“能量一般不能用于推動b反響的進展；a、b反響過程從物質的角度來看是可逆的，ATP和ADP以及Pi是可以反復利用的，但能量是不可以反復利用的，因為兩個過程進展的場所、所需的酶等并不一樣。二、ATP與DNA、RNA、核苷酸的聯(lián)絡ATP與DNA、RNA、核苷酸的構造中都含有“A，但在不同物質中“A表示的含義不同，如下圖。1ATP中的A為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。2DNA分子中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成。3RNA分子中的A為腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成。4核苷酸中的A為腺嘌呤。由此可見，它們的共同點是都含有腺嘌呤。典例42019·天津高三模擬如下圖四種化合物的化學組成中，“中所對應的含義最接近的是DA和B和C和D和解析根據(jù)圖分析可知“中所對應的含義分別為：一磷酸腺苷AMP腺嘌呤核糖核苷酸，腺嘌呤，DNA分子上的腺嘌呤脫氧核苷酸，RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，腺苷，腺苷。1ATP是細胞內的一種高能