生命活动的能量通货——ATP
一、教学内容及考纲要求
知识内容 要求
ATP在能量代谢ATP的生理功能和结构简式 B
ATP与ADP的相互转化以及ATP的形成途径 中的作用 ATP和ADP的相互转化过程中的能量来源和去路
二、重要的结论性语句
ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。ATP分子中含有两个高能磷酸键，当ATP分解时，远离A的那个高能磷酸键断裂将能量释放出来，其中含有大量的能量。ATP在细胞内的含量是很少的。ATP和ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的。
三、重、难点知识归类、整理 1．ATP的结构与功能
（1）ATP的结构简式：A－P～P～P，其中A代表腺苷，它的全称是腺嘌呤核苷；T代表3； P代表磷酸
基团；“—”代表化学键；“～”代表高能磷酸键。
（2）ATP去掉两个磷酸基团后，剩余的部分为腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA的基本组成单位之一。 （3）ATP是生物体进行各项生命活动的直接能源。
2．ATP与ADP的相互转换
ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应。反应的场所、条件、反应式中的“能量”均不同
反应式 ATP合成 酶 ADP＋Pi＋能量→ATP 场所 条件 能量来源 能量去路 酶 ATP→ADP＋Pi＋能量 ATP水解 线粒体、叶绿体、细胞质基质 细胞内所有需要能量的进行生命活动的结构 由ATP合成酶催化 由ATP水解酶催化 合成ATP的能量主要来自 ATP水解释放的能量是储存光能（光合作用）和化学能 在远离A的高能磷酸键中能（细胞呼吸） 量 储存在ATP中 用于各项生命活动
3.理解新陈代谢与酶和ATP的关系
新陈代谢是细胞内一系列有序的化学反应的过程，是生物体自我更新的过程。酶和ATP是新陈代谢过程中必不可少的两种物质。新陈代谢的一系列化学反应都是在酶的催化作用和ATP的供能条件下完成的。
4.生物体生命活动的直接能源、主要能源和最终能源
生物体生命活动的直接能源是ATP， ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、腺体分泌、合成代谢、神经传导和生物电等。生物体内的糖类、脂类和蛋白质等有机物中都含有大量的能量，但生命活动的主要能源物质是糖类，糖类在体内氧化分解释放的能量，一部分合成了ATP用于各项生命活动，另一部分以热能的形式散失掉了。糖类等有机物中含有的能量最终来自绿色植物光合作用所固定的太阳能，所以，生物体生命活动的最终能源是太阳光能。
四、例题解析：
例1.ATP与ADP之间的相互转变是真正意义上的可逆反应吗？
例2.（05上海）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．根尖分生区细胞有丝分裂
课堂练习
1．糖类物质和ATP分别是生命活动的（ ）
A．贮备能源、主要能源 B．主要能源、直接能源 C．最终能源、直接能源 D．直接能源、主要能源 2．ATP的组成是（ ）
A．一个腺苷，两个磷酸基 B．两个腺苷，两个磷酸基 C．三个腺苷，一个磷酸基 D．一个腺苷，三个磷酸基
3．三磷酸腺苷的分子简式和18个三磷酸腺苷所含有的高能磷酸键的数目是（ ）
A．A－P—P和18个 B．A－P～P～P和18个 C．A—P—P和48个 D．A－P～P～P和36个 4．在ATP中，大量的化学能储存在（ ）
A．腺苷内部 B．腺苷与磷酸基之间 C．磷酸基之间 D．磷酸基内部 5．一个ADP中，含有腺苷、磷酸基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．2，2，1
6．下列有关“①ATP→ADP＋Pi＋能量”、“②ADP＋Pi＋能量→ATP”的反应的叙述中，错误的是（ ）
A．①、②反应过程分别表示能量的释放利用和储存过程 B．所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用
C．①和②在活细胞中永无休止地循环进行保证了生命活动的顺利进行 D．①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行
7．ATP分子在细胞内能够释放能量、储存能量，从结构上看，原因是（ ）
①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②三个磷酸基很容易从ATP上脱离和结合③远离腺苷A的磷酸基很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP ④ADP可以迅速与磷酸结合，吸收能量形成高能磷酸键，使ADP转变成ATP
A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 8．下列关于细胞内合成 ATP 的叙述中，错误的是 A．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP B．只要供给二氧化碳，叶绿体就能形成ATP C．在叶绿体中形成ATP 需要光能 D．在线粒体中形成ATP 需要氧气
9．下列有关ATP的叙述，正确的是（ ） A.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所 B.光合作用产物中的化学能全部来自ATP 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
课后练习
1．ATP是生物细胞内生命活动的直接能源，真核细胞中有ATP的分解，但是不能合成ATP的部位是 A．线粒体 B．叶绿体基粒 C．叶绿体基质 D．细胞质基质
2．ATP转化为ADP时，释放的能量可用于
A．矿质元素离子的体内运输 B．根对水分的渗透吸收 C．有丝分裂间期染色体复制 D．O2进入红细胞 3．ATP转化为ADP可表示如下图，式中X和Y分别代表（ ）
A．H2O、［H］ B.Pi、H2O C．H2O、Pi D．能量、Pi
4．电鳗具有一对纵长的发电器，能发出很强的电流，电压可达550～800 V。组成该发电器的细胞中应含有较多的（ ）
A．核糖体 B．线粒体 C．阴阳离子 D.内质网 5．下列有关植物细胞中ATP的叙述中，正确的是（ ）
A．能产生ATP的细胞器只是线粒体
B．ATP在细胞中含量很多才能满足生命活动的顺利进行 C．ATP与ADP的相互转化是可逆反应
D．远离腺苷A的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能 6．下列过程中，能使细胞内ADP的含量增加的是（ ）
A．水分子进入根毛细胞 B．肺泡中的氧气进入血液 C．肠道中甘油进入小肠绒毛上皮细胞 D．胰腺细胞分泌胰岛素 7．下列有关ATP的叙述中，错误的是（ ）
A．生物体内ATP与ADP之间时刻发生相互转化
B．骨骼肌剧烈运动时收缩所需要的能量直接来自ATP C．动植物形成ATP的途径分别是细胞呼吸和光合作用 D．ATP中含有的元素是C、H、O、N、P
8．在人的思维活动中，神经元细胞体中ATP水解释放的能量转变成为（ ）
A．机械能 B．渗透能 C．电能 D．化学能 9．下列有关人体中能源物质的说法中，错误的是（ ）
A．糖类中的纤维素不能作为人体的供能物质 B．蛋白质中贮存能量少，只能作为结构物质 C．脂质中的类脂主要用于膜结构的构建
D．糖元也是人体经常被“动员”起来的储能物质
10．（08广东）关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是
A．无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源
B．有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP C．线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧
D．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
11．（08上海）1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为
A．2n/5m B．2m/5n C．n/5m D．m/5n 二、非选择题
12．根据ATP与ADP相互转化中的反应条件、能量来源和反应场所的不同，回答下面的问题：
（1）ADP转变成ATP时，属于合成反应，需要的酶属于 酶，所需要的能量是 能或 能；合成ATP的生理过程是 ；
（2）ATP转变成ADP时，属于分解反应，需要的酶属于 酶，所释放的化学能来自 。
13．将一些萤火虫尾部的发光器割下，其中含有荧光素和荧光素酶，将其等量放入甲、乙两试管中，加少量水混合，看到发出淡黄色荧光。过一段时间待荧光消失后，在甲试管放入2 mL某溶液，乙试管放入2 mL葡萄糖溶液，结果只有甲试管又发出荧光。请问：
（1）甲试管放入的某溶液是 溶液；
（2）荧光素发光是由于某溶液中的物质发生了 反应，其表示式为 ；
（3）设定乙试管的目的是 ，由此证明某物质是 。 14．人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某运动员参加短跑比赛过程中，肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化如右图所示。请根据图回答下面的问题：
（1）a→b的变化过程，ATP被水解，释放的能量用于 。 （2）b→c过程中，ATP含量增加，说明 加强，释放更多的能量，供ADP合成ATP，补充消耗的ATP。
（3）从整个曲线看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明 。 15．右图表示ATP水解产生ADP过程。请回答下面的问题：
（1）图中A表示 ，P代表 ，如果ATP脱去两个磷酸基后可作为 物质基本结构单位中的一种；
（2）图中① ,其中蕴藏着 ； （3）图中②为 过程，其作用是 ； （4）图示过程中未标出的另一种反应物是 ，催化该过程的酶与催化ATP再生时的酶 同一种酶，后者在高
等植物细胞中主要分布在 。
答 案
例1： 解析：（1）从反应条件分析：ATP水解是一种水解反应，催化该反应的酶是水解酶；ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。
（2）从能量分析来看：ATP水解所释放的能量来自于高能磷酸键中，而合成ATP所需的能量来自光合作用吸收的光能和呼吸作用分解有机物释放的化学能。
（3）从ATP的合成与分解场所分析：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP的分解场所较多。
答案：在生物体内的反应可概括为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是循环的，能量是不循环的”。 例2：
解析：神经冲动的传导、细胞有丝分裂需要消耗ATP，小肠通过主动运输吸收葡萄糖需要消耗ATP，含羞草受到刺激小叶合拢是由于叶枕中细胞紧张度的变化引起，不消耗ATP。 答案：B
课堂练习1.B 2.D 3.D 4.C 5.B 6.B 7.C 8. B 9．D
课后练习1.C 2.C 3.C 4.B 5.D 6.D 7.C 8.C 9.B 10.B 11.B 12.（1）合成 光 化学 光合作用（光反应）和呼吸作用（细胞呼吸）
（2）水解 高能磷酸键的断裂
13.（1）ATP （2）水解 ATPADP＋Pi＋能量 （3）作为对照 直接能源物质
14.（1）肌肉收缩等生命活动 （2）细胞呼吸 （3）ATP在细胞内含量虽少，但与ADP之间的相互转化却十分迅速，使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中，构成生物体内部的稳定供能环境
15.（1）腺苷 磷酸基 RNA （2）高能磷酸键 大量的化学能 （3）高能磷酸键水解释放能量 为各项生命活动提供能量 （4）水 不是；叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体