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3-2　ATP　
1.ATP的结构
ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是一
种与能量有关的物质
(1)ATP是___________的英文名称缩写，是一种高能磷酸化合物，其结构式可以简写为A—P～P～P，其中A代表___________，P代表___________，～代表___________。
(2)ATP与RNA的关系：ATP去掉_____________后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。
(3)ATP的结构特点：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易断裂和重建。
三磷酸腺苷
腺苷
磷酸基团
高能磷酸键
两个磷酸基团
1.ATP的结构
教材隐性知识：源于必修1 P86“相关信息”：
ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系
腺苷
腺苷
腺嘌呤
脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
腺嘌呤
脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
ATP与核苷酸的关系
细胞质基质、线粒体
叶绿体
光能
化学能
特殊化学键
反应式 ATP ADP+Pi+能量 能量+Pi+ADP ATP
酶 ATP水解酶 ATP合成酶
场所 活细胞内多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体
能量来源 高能磷酸键 呼吸作用、光合作用
能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中
2、ATP与ADP的相互转化
光能、化学能→ATP中的化学能→多种形式的能量
能量根本来源
直接能量来源
3、ATP的利用
酶活性
吸能
磷酸化
空间结构
放能
P89
提醒　①细胞中ATP含量很少，ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
②吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，需要ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存于ATP中。
③ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性
④ATP与ADP相互转化过程中物质可逆，能量不可逆，
催化的酶不相同，反应场所不同，因此，不是可逆反应。
能源与能源物质
4.ATP产生量与O2供给量的关系分析
小积累
细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所
小积累
不同生物ATP的形成途径和场所
小积累
不同生物ATP的形成途径和场所
例．下列有关ATP的叙述，错误的是(　　)
A．ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B．图中有两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动
C．图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D．由光能转化形成的ATP与有机物氧化分解产生的ATP都可用于各项生命活动
答案：D
解析：本题综合考查ATP与ADP的相互转化以及ATP的利用。ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了机体对能量的需求，A正确；图中第一次ATP水解释放的能量用于光合作用暗反应合成有机物质，第二次ATP水解释放的能量可用于肌肉收缩、主动运输等各项生命活动，B正确；据图可知，第一次合成ATP所需的能量来自光能，人体细胞无法利用光能合成ATP，C正确；由光能转化形成的ATP只能用于光合作用的暗反应，有机物氧化分解产生的ATP可用于各项生命活动，D错误。
例．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP含量会下降。下列有关叙述正确的是(　　)
A．正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗
B．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用
C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D．蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定
答案：A
解析：本题考查ATP的合成与利用。黑暗时蚜虫合成ATP所需的能量来自呼吸作用，其进行有氧呼吸时会伴随着O2的消耗，A正确；由于蚜虫体内含有类胡萝卜素，能吸收光能，故合成ATP时所需的能量可来自光能和呼吸作用，B错误；蚜虫做同一强度的运动，消耗的ATP只来自呼吸作用，阳光下和黑暗中消耗的ATP量一样，C错误；蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，但消耗量也增加，仍处于动态平衡，故蚜虫体内的ATP含量处于稳定状态，D错误。
例．如图从左到右表示ATP合成和分解的过程，下列叙述不正确的是(　　)
A．ATP生成ADP的过程中断裂了远离A的高能磷酸键
B．能量1在动物体内可以来自细胞呼吸，在植物体内可以来自光合作用和细胞呼吸
C．能量2可以用于各种生命活动，例如红细胞吸收葡萄糖分子的过程
D．原核细胞中也可以发生ATP和ADP的相互转化过程
答案：C解析：本题考查ATP与ADP的相互转化。ATP中远离A的高能磷酸键断裂并释放出能量，ATP就转化成了ADP，A正确；能量1为用于合成ATP的能量，在动物体内可以来自细胞呼吸，在植物体内可以来自光合作用和细胞呼吸，B正确；能量2为ATP水解释放出的能量，可用于各项生命活动，但哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖不消耗能量，C错误；原核细胞的各项生命活动也需要ATP供能，也能发生ATP与ADP的相互转化过程，D正确。
例.ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内4种高能磷酸化合物,它们的结构只有碱基不同。下列叙述错误的是(　　)A.ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应B.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的D.UTP断裂两个特殊的化学键后可作为基因转录的原料
答案：C　细胞内的吸能反应常伴随着ATP的水解,放能反应总是与ATP的合成相关联,A项正确。ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内4种高能磷酸化合物,它们的结构只有碱基不同,1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质——磷酸、核糖和碱基,B项正确。CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的,C项错误。UTP断裂两个特殊的化学键后是尿嘧啶核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,可作为基因转录的原料,D项正确。
例.下图是生物界中的能量“货币”ATP的“循环”示意图。下列有关叙述正确的是(　　)
A.图中的“M”指的是腺苷,“N”指的是核糖B.食物为ATP“充电”指的是细胞呼吸分解有机物C.图中不同来源的ATP均可用于胞吞和胞吐D.ATP的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要
答案：B　题图中的“M”指的是腺嘌呤,A项错误。生物会吸收食物中的有机物,有机物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能,需通过细胞呼吸来完成,B项正确。如果ATP来自光反应,则这部分ATP只能用于暗反应,不能用于胞吞和胞吐,C项错误。ATP的合成和分解均需要酶的催化,D项错误。
例.下图是ATP的结构示意图，其中①、②、③表示化学键。下列叙述正确的是（　　）
A.ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，这是放能反应B.根尖细胞形成③所需的能量来源于光能也可来源于化学能C.细胞内的吸能反应所需能量都是由③断裂后直接提供D.②和③都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位
【答案】D【解析】肌肉收缩过程中需消耗能量，ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，是吸能反应，A错误；根尖细胞不能进行光合作用，所以形成③（合成ATP）所需的能量只能来自于呼吸作用，即有机物中的化学能，B错误；细胞内的吸能反应所需能量主要是由③断裂后直接提供，但人体中还有其他物质可以为生命活动提供能量，C错误；②和③都断裂后所形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，D正确。
例.如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法正确的是( )
A.图1中的A代表的是腺苷，b、c为特殊化学键B.图1中a是DNA合成的原料之一C.ATP中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能D.细胞内的吸能反应一般和ATP的合成有关，放能反应和ATP的水解有关
答案：C解析：A、图1中的A代表的是腺嘌吟，b、c为特殊化学键，A错误；B、图1中的a代表腺嘌吟核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，B错误；C、ATP中的能量可用于各种生命活动，可以转变为光能、化学能等，形成ATP的能量可来自于呼吸作用释放的能量或植物的光合作用，C正确；D、细胞内的吸能反应一般和ATP的水解有关，放能反应和ATP的合成有关，D错误。故选：C。
例.下列关于不同细胞内的ATP的变化以及去向情况描述中,正确的是( )A.人体小肠绒毛上皮细胞吸收甘油分子时,ATP消耗量增加B.哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体,不能产生ATPC.植物细胞光合作用产生的ATP,可为多项生命活动提供能量D.酵母菌中RNA的组成单位可以来源于ATP的水解产物
答案：D解析：A、人体小肠绒毛上皮细胞吸收甘油分子是自由扩散，不需要消耗ATP，A错误； B、哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体，但是可以通过无氧呼吸产生ATP，B错误； C、植物细胞呼吸作用产生的ATP，可为多项生命活动提供能量，C错误； D、酵母菌中RNA的组成单位---腺嘌呤核糖核苷酸可以来源于ATP水解掉两个磷酸基团的产物，D正确。 故选：D。
例.天宫二号与神舟十一号飞船成功对接，宇航员在轨完成“太空养蚕”。如图表示太空蚕——“秋丰白玉”体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法正确的是( )
A.ATP分子中的A由脱氧核糖和腺嘌呤组成B.ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能C.细胞中的吸能反应一般与ATP合成的反应相联系D.乳酸菌细胞中不会发生图中ATP与ADP间相互转化的能量供应机制
答案：B解析：ATP分子中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成，A项错误。ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能，B项正确。细胞中的吸能反应一般与ATP水解的反应相联系；放能反应一般与ATP合成的反应相联系，C项错误。细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，原核细胞内也会发生，D项错误。
例. ATP作为细胞的“能量”货币，是由其分子结构决定的。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成，这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为α、β、γ磷酸基团。下列有关说法正确的是( ) A.γ磷酸基团具有较高的转移势能，因此ATP分子中只有γ磷酸基团能够水解B.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输的速率C.人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度D.神经元兴奋时，Na+内流和释放神经递质均需ATP水解供能
答案：B解析：A、γ磷酸基团是远离腺苷的磷酸基团，具有较高的转移势能，但ATP分子中不只有磷酸基团能够水解，腺嘌呤和核糖之间也可以水解，A错误；B、离子通过离子泵的跨膜运输需要载体和消耗能量，属于主动运输，人体一氧化碳中毒减少能量的供应，进而会降低离子泵的跨膜运输离子的速率，B正确；C、人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快，处于动态平衡，C错误；D、神经元兴奋，动作电位产生时Na+的内流，是通过离子通道运输的被动运输过程，不需要细胞呼吸提供能量，不需要ATP水解，神经递质释放方式是胞吐，需要消耗能量，需ATP水解，D错误。
例.ATP、GIP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基不同。如图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，表示磷酸基团（Pi）的位置。下列叙述错误的是( )
A.叶肉细胞中蔗糖的合成过程一定消耗ATPB.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质C.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷D.ATP水解释放的能量可用于生物的各项生命活动，包括ATP的合成
答案：D解析：本题主要考查ATP的结构及其能量的来源与去路。叶肉细胞中，一分子葡萄糖和一分子果糖合成一分子蔗糖，该过程一定消耗ATP，A正确；1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，即磷酸、核糖和G（鸟嘌呤），B正确；分析题图可知，物质A为腺嘌呤，物质B为核糖，腺嘌呤和核糖组成腺苷，C正确；ATP水解释放的能量可用于生物体内各项生命活动，ATP的合成主要利用的是光能或有机物分解产生的能量，D错误。
例.每个细菌内的ATP含量基本相同，因此可利用下图所示原理来检测样品中细菌的数量。下列叙述错误的是( )
A.该实验中ATP水解释放的能量转化为了光能B.荧光素酶可为ATP的水解提供活化能C.ATP中的A表示腺苷，由1分子腺嘌呤和1分子核糖构成D.荧光强度与样品中细菌的数量呈正相关
答案：B解析：由题中所示原理可知，该反应中ATP水解释放的能量部分转化为了荧光的光能；酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，酶具的催化作用，能显著降低化学反应的活化能，进而改变化学反应进行的速率，所以，荧光素酶不是给ATP的水解提供活化能；ATP的名称为腺苷三磷酸，结构简式是A-P~P~P，其中A代表腺苷（由1分子腺嘌呤和1分子核糖构成），T是三的意思，P代表磷酸基团，"~"代表高能磷酸键；荧光越强，说明ATP含量越高，从而说明细菌数量越高，故荧光强度与细菌数量呈正相关；故选B。

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