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5.2细胞的能量“货币”ATP学案
【学习目标】
1、简述ATP的化学组成和特点，写出ATP的分子简式
2、解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
3、阐明ATP与ADP相互转化的过程及意义
4、举例说明细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量
【学习重难点】
重点：ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。
难点：ATP与ADP相互转化。
【预习新知】
ATP是一种高能磷酸化合物
1．ATP的名称与简式：
(1)中文名称： 。
(2)结构简式：__A—P～P～P__。
(3)符号含义
2．结构特点:
(1)不稳定：由于两个相邻的 都带 而相互排斥等原因，使得“～”这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的 。
(2)高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达 kJ，所以说ATP是细胞内的一种 。
3.功能：
ATP是驱动细胞生命活动的 。
ATP与ADP可以相互转化
1．转化过程
(1)ATP转化为ADP
①ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的 磷酸基团 与其他分子结合，从而使后者发生变化，ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物 (腺苷二磷酸)，脱离下来的磷酸基团如果未移给其他分子，就可以成为游离的 (以Pi表示)。
②反应式：ATPADP＋ ＋能量。
(2)ADP转化为ATP过程
①在有关酶的催化作用下，ADP可以接受 ，同时与 结合，重新形成ATP。
②反应式：ADP＋ ＋ ATP。
2．转化过程中能量来源和去向
(1)ADP合成ATP的能量来源
①绿色植物，既可来自 ，也可以来自 所释放的能量。
②动物、人、真菌和大多数细菌，均来自细胞进行呼吸作用时 分解所释放的能量。
(2)ATP水解成ADP释放的能量去向： 。
3．相互转化特点
(1)ATP和ADP相互转化是时刻不停地发生且处于 之中的。
(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了 。
ATP的利用
1.ATP水解释放的能量用于各项生命活动
（1）实例：细胞的主动运输、肌细胞收缩、生物发电发光、 、细胞内的物质合成。
（2）ATP为主动运输供能的过程分析
①Ca2＋主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的酶，膜内侧的Ca2＋与其载体结合时激活该酶，将ATP水解。
②ATP水解时，脱离下来的磷酸基团与载体蛋白结合即载体蛋白的磷酸化。
③载体蛋白磷酸化导致其 发生变化。
2.ATP是细胞内流通的能量“货币”
（1） 反应一般与ATP水解相联系； 反应一般与ATP合成相联系。
（2）能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通。
【易错提示】
ATP与ADP的相互转化及ATP的利用
(1)ATP与ADP的相互转化
①ATP合成：需要酶的催化，由动物的呼吸作用和植物的光合作用与呼吸作用提供能量。
②ATP水解：需要酶的催化，连接末端磷酸基团的那个特殊化学键水解释放能量，释放的能量用于各项生命活动。
③两者转化时，物质可逆，能量不可逆。
(2)ATP的利用特点
①ATP是生物体内的直接能源物质。
②虽然在生物体内含量少，但是ATP与ADP的相互转化十分迅速。
【巩固训练】
1.下图是细胞中ATP-ADP循环示意图。下列叙述错误的是( )
A. ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖
B. 原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程
C. 能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应
D. 肌肉收缩过程中发生过程甲，不发生过程乙
2.腺苷三磷酸（ATP）是生命中的重要物质。下列关于ATP的叙述中，正确的是( )
A.腺苷三磷酸是生命活动的直接能源物质，其结构简式为A-T～P
B.ATP分子中的3个特殊化学键易断裂水解，称为高能磷酸键
C.ATP中的“A”是腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖结合而成
D.ATP脱去2个磷酸基团后，剩余部分可以作为RNA的组成单位之一
3.诗句“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”中，萤火虫发光的过程与ATP有关。下列有关ATP的叙述，正确的是( )
A.萤火虫发光的过程伴随着ATP的合成
B.ATP供能时ATP分子中远离腺苷的特殊化学键水解
C.细胞内ATP的含量较多，能够满足生命活动对ATP的需求
D.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
4.在北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中，中国队以优异的成绩取得该项目的冠军。在比赛过程中，ATP为肌细胞提供了大量能量。下列有关ATP的叙述，正确的是( )
A.ATP中的A代表的是腺嘌呤
B.在速滑过程中，ATP主要来自有氧呼吸
C.在速滑过程中，ATP与ADP含量难以平衡
D.运动员体内的放能反应与ATP水解密切相关
5.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述错误的是( )
A.ATP分子中的磷酸基团之间存在特殊的化学键
B.ATP分子中末端的磷酸基团具有较高的转移势能
C.ATP中的A指腺嘌呤
D.细胞质和细胞核中都有ATP的分布
6.图表示ATP和ADP之间相互转换的示意图，据此分析，下列说法不正确的是( )
A.图中的X表示ATP，Y表示ADP
B.A1和A2所示的两种酶存在于任何活细胞中
C.剧烈运动时，细胞内反应②的速率明显快于反应①的
D.植物细胞中的E1可表示光能或有机物中的化学能
参考答案
1.答案：D
解析：A、ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，ADP是由1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团组成的，两者都含有腺嘌呤和核糖，A正确；
B、甲是ATP的合成，乙是ATP的水解，原核细胞和真核细胞内都可以发生两过程，B正确；
C、ATP的合成过程，需要吸收能量，所需的能量来自细胞呼吸或光合作用，能量②是ATP水解释放的能量，可用于吸能反应，C正确；
D、肌肉收缩是吸能反应，需要ATP供能，与ATP的水解有关，D错误。
故选D。
2.答案：D
解析：A、腺苷三磷酸是生命活动的直接能源物质，其结构简式为A-P~P~P，ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，A错误；
B、ATP分子的结构简式为A-P~P~P，其中2个特殊化学键易断裂水解，释放能量，B错误；
C、ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，C错误；
D、ATP脱去2个磷酸基团后，剩余部分为腺苷和一个磷酸基团，腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成，故剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的组成单位之一，D正确。
故选D。
3.答案：B
解析：A、萤火虫发光的过程需要ATP供能，因此伴随着ATP的水解，A错误;
B、ATP中远离腺苷的特殊化学键更易断裂，也很容易重新合成，ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的特殊化学键的水解，B正确;
C、生物体对ATP的需求较大，但是细胞内ATP的含量较少，能满足生物体对ATP的需求的主要原因是ATP与ADP的转化速率较快，C错误;
D、加入呼吸抑制剂可使细胞中ATP生成减少，D错误。
4.答案：B
5.答案：C
解析：AB、ATP分子中磷酸基团之间会形成特殊的化学键，ATP分子中末端的磷酸基团具有较高的转移势能，AB正确;C、ATP中的A指腺苷，是由腺嘌呤和核糖组成的，C错误;D、细胞质和细胞核中生命活动需要ATP提供能量，所以都有ATP的分布，D正确。
6.答案：C
解析：A、据图分析，图中的X表示ATP,Y示ADP,A正确;B、活细胞中ATP与ADP之间的相互转化时刻发生，催化两者转化的酶存在于所有活细胞中，可以保证生命活动所需能量的供应，B正确;C、剧烈运动时，消耗能量增多，ATP和ADP的转化加速，但细胞内ATP的分解速率仍等于合成速率，C错误;D、植物叶肉细胞中ATP合成需要能量E，可能来自光合作用的光能或呼吸作用氧化分解有机物释放的化学能，D正确。

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