细胞的能量“货币”ATP-高一生物上学期同步必备知识清单(人教版2019必修1)(解析版).docx

新人教版生物学必修1《分子与细胞》知识梳理
第五章 细胞的能量供应和利用
第2节 细胞的能量“货币”ATP
一、ATP（腺苷三磷酸）
1. ATP的功能： ATP 是细胞生命活动的直接能源物质。（提醒：ATP并不是唯一的直接能源物质）
2. ATP的结构
（1）ATP中文名称： 三磷酸腺苷 ，是细胞内的一种高能磷酸化合物。
（2）ATP的结构简式： A—P～P～P ，其中“A”代表 腺苷 (由 腺嘌呤 和 核糖 组成)，“T”代表三，“P”代表 磷酸基团 ，“—”代表 普通磷酸键 ，“～”代表 高能磷酸键 。
一个ATP分子中有 1 个A， 2 个高能磷酸键， 3 个磷酸基团。
（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫 ADP(二磷酸腺苷) ；ATP去掉2个磷酸基团后叫 AMP(一磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸) ，是组成 RNA 的基本单位之一。
（4）ATP的组成元素： C、H、O、N、P 。(注：DNA、RNA、磷脂、ATP组成元素都是CHONP)
（5）特点：ATP在细胞中含量 少 ，化学性质 不稳定 ， 远离A 的高能磷酸键容易水解。1molATP水解时释放的能量多达30.54kJ∕mol，所以说ATP是高能磷酸化合物。

二、ATP和ADP之间的相互转化

1.ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP。能量来自 太阳能 或物质氧化分解释放的 化学能 ，
能量去向是储存于ATP 远离A的高能磷酸键 中。
①动物、人、真菌和大多数细菌合成ATP的生理过程是 呼吸作用 。
绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程是 呼吸作用 、 光合作用 。
绿色植物根尖细胞中合成ATP的生理过程是 呼吸作用 。
②动物细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 。
绿色植物叶肉细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 、 叶绿体 。
绿色植物根尖细胞中能合成ATP的细胞器是 线粒体 。
2.ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量。能量来自ATP 远离A的高能磷酸键 的水解，能量去向是用于 各项生命活动 。
3.ATP与ADP的相互转化反应式 不属于 (属于/不属于)可逆反应，其中 物质 可逆， 能量 不可逆，酶 不相同 (相同/不相同)。
三、ATP的利用
1.吸能反应一般与 ATP水解 的反应相联系，由ATP水解提供能量。
放能反应一般与 ATP的合成 相联系，释放的能量储存在ATP中。
2.主动运输、胞吞、胞吐、生物发电、生物发光、肌细胞收缩、物质合成、大脑思考所需能量的直接来源都是 ATP 。
3.主动运输

（1）参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。

（2）在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。

（3）载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参加各种化学反应。

四、能源相关知识归纳
1.能量的最终来源： 太阳能 。
2.细胞中的三大能源物质： 糖类、脂肪、蛋白质 。
3.生物体生命活动的主要能源物质： 糖类 。
4.细胞生命活动的主要能源物质： 葡萄糖 。
5.植物细胞中的储能物质： 淀粉 ；动物细胞中的储能物质： 糖原 。
6.细胞内良好(主要)的储能物质： 脂肪 。
7.细胞生命活动的直接能源物质： ATP 。

课后习题及答案
1. 能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是 （ ）
A. A-P-P~P      B. A-P~P~P C. A~P~P-P     D. A~P~P~P
2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（ ）
A. 脂肪酸    B. 氨基酸 C. 腺苷二磷酸      D. 腺苷三磷酸
3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于ATP的叙述，错误的是 （ ）
A. 细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B. ATP合成所需的能量由磷酸提供
C. ATP可以水解为ADP和磷酸
D. 正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
4.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（ ）
A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
答案：1.B；2.D；3.B；4.C

二、拓展应用
1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系。
吸能反应，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量，是吸能反应，这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应，如丙酮酸的氧化分解能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，还用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。

2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。
在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。

3.在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这是否也说明生物界的统一性？这你理解生物的进化有什么启示？

植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同起源。