第
2节细胞的能量“货币”ATP
内容标准要求核心素养对接学业质量水平
1.简述ATP的化学组成和特点。
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2.简述ATP和ADP的相互转化。
3.解释ATP在能量代谢中的作用。1.生命观念——结构与功能观：认同
ATP的结构与功能相适应。
水平一"
2.科学思维——分析与综合：ATP与
ADP之间的相互转化；理解ATP是
驱动细胞生命活动的直接能源物
质。
水平二
研读教材·梳理探究
ATP分子的结构及特点
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的分子结构
的名称与简式
[典例1] 下列关于ATP的叙述中，错误的是()
(
分子中含有三个特殊化学键
B.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸
中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
解析ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的，它含有一个普通磷酸键和两个特殊化学键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A错误，C正确；细胞中ATP的含量不多，但能不断地合成和水解，从而保证细胞中稳定的供能环境，B正确；ATP分子中的“A”代表腺苷，而DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤，D正确。
~
答案A
联想质疑
★ATP的分子结构
）
中含有的能量是什么能主要储存在哪些部位
提示：化学能；特殊的化学键。
个腺苷和60个磷酸最多可以组成多少个ATP这些ATP分子中所含的特殊的化学键有多少个
提示：20；40。
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ATP与ADP的相互转化及利用———————————————知识梳理———————————————
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一、ATP与ADP的相互转化
与ADP转化的实质：ATP中能量的储存与释放主要通过末端磷酸基团的结合和脱离来实现。
2.转化的过程
(1)ATP水解产物：
;
二磷酸腺苷(ADP)和无机磷酸(Pi)，同时释放出能量。
(2)转化的反应式：ATP 酶1
酶2ADP＋Pi＋能量。
(3)细胞内ATP含量与转化特点
含量很少但转化迅速，细胞内ATP含量总处于动态平衡的状态，从而保证了能量的持续供应。
(4)合成ATP所需能量的来源：
￥
所有活细胞均可通过细胞呼吸释放的能量合成ATP
①人、动物、真菌、大多数细菌：来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。
②绿色植物：除来自呼吸作用所释放的能量，还可以来自光能。
二、ATP的生理功能
1.细胞中绝大多数消耗能量的生命活动是由ATP直接供能。
2.功能举例
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生命观念——ATP与ADP的相互转化与利用
如图为ATP与ADP的相互转化示意图，请回答下列问题：
；
(1)图中的酶1和酶2相同吗
提示不相同。酶1催化ATP的合成，是一种合成反应，属于合成酶；酶2催化ATP的水解，是一种水解反应，属于水解酶。
(2)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：ATP发生水解时释放能量，合成ATP时储存能量。
(3)ATP是细胞的能量“通货”，为什么还说细胞的主要能源物质是糖类它们有何内在联系
《
提示糖类是主要的能源物质，但糖类氧化分解时所释放的能量需转移到ATP中，方可被用于各种耗能反应，事实上，细胞中ATP形成时所需能量正是源于多种生化反应所释放的能量。
(4)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ATP，这种说法是否正确为什么
提示不正确。生物体活细胞中ATP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。
[典例2] 如图表示ATP与ADP之间的转化图，下列分析错误的是()
!
为ATP，B为ADP B.能量1和能量2来源不同
C.酶1和酶2是同一种酶和C2是同一种物质
解析在水解酶的作用下，ATP远离腺苷A的那个磷酸基团脱离形成磷酸，同时储存的能量释放出来，ATP转化成ADP; 在另一种酶的催化作用下，ADP可以吸收能量，与磷酸结合形成ATP。分析图示可知，A为ATP，B为ADP，C1、C2都为磷酸。
答案C
【一题多变】
]
(1)从两个相邻磷酸基团之间特殊化学键的稳定性方面分析，为什么ATP与ADP间能迅速地相互转化
提示因为末端磷酸基团稳定性较低，当ATP在ATP酶的作用下水解时，脱离下来的磷酸基团使能量与其他分子结合，从而使之发生变化，容易合成也容易水解。
(2)如果图中的变化发生于人体的骨骼肌，能量2来自哪里能量1又用于哪些过程提示能量2来自呼吸作用，能量1用于骨骼肌的收缩及其他一些吸能反应。
联想质疑
"
★在剧烈运动时，每小时约要消耗30 kg ATP，但ATP在细胞内含量很少，转化速度很快！
（
★萤火虫的发光，电鳗的放电都伴随着ATP和ADP的转化。
（
★ATP与ADP的相互转化。
~
★ADP转化成ATP时能量的主要来源
：
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课堂小结
随堂检测
在一定条件下很容易断裂和重新形成的化学键是()与P之间的化学键
-
B.前两个P之间特殊化学键
C.离A较近的那个特殊化学键
D.远离A的那个特殊化学键
解析ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键易断裂，也容易重新形成。
答案D
2.下图表示ATP的结构，相关叙述正确的是()
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.组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P
解析图中3是腺嘌呤，a键断裂后形成ADP和Pi，由1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位。
答案D
分子在细胞内能够释放能量和储存能量，从结构上看，其原因是()
①腺嘌呤核苷很容易吸收能量和释放能量②三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合③远离腺苷的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP
④ADP可以迅速地与磷酸结合，吸收能量形成特殊的化学键，使ADP转变成ATP
A.①③
B.③④
C.②④
D.①④
解析从ATP的结构简式A—P～P～P可知，分子中含有两个特殊的化学键。末端的特殊的化学键很容易吸收能量和释放能量，①错误；末端的磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合，②错误；在酶的作用下，末端的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP，③正确；ADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成第二个特殊的化学键，使ADP转变成ATP，④正确。
答案B
4.下列关于ATP与ADP相互转化的叙述，正确的是()
和ADP相互转化是一种可逆反应
B.细胞可以利用热能将ADP转化为ATP
转化成ADP时，所有的特殊化学键都断裂
D.动植物、细菌和真菌的细胞内都是以ATP作为能量“通货”的，说明了生物界具有统一性
解析ATP和ADP相互转化所需的酶不同，不是可逆反应；ADP转化为ATP时的能量来自呼吸作用和光合作用，热能不能转化为ATP中的能量；ATP转化成ADP 时是末端的特殊化学键断裂。
答案D