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一、ATP是细胞内的“能量通货”
细胞的代谢
第三章
知 识 点 一
知识点一　ATP是细胞生命活动的直接能源
1. ATP的功能：ATP是生命活动的________能源。
2. ATP的结构
直接
(1)ATP是由_____个核糖、_____个腺嘌呤和_____个磷酸基团组成的。核糖是一种__________，腺嘌呤是一种____________。核糖与腺嘌呤结合成的基团称为________。
(2)腺苷与_____个磷酸基团组成腺苷三磷酸。
(3)高能磷酸键：连接2个磷酸基团之间的__________稳定性_________，水解时可以释放出___________的能量，被称为______________，以“______”表示。
1
1
3
五碳糖
含氮碱基
腺苷
3
磷酸键
较差
大量
高能磷酸键
~
【判断正误】
(1)ATP中的“A”由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。 (　 　)
(2)ATP中含有三个磷酸基团和三个高能磷酸键。 (　 　)
(3)ATP供能时，高能磷酸键都易断裂水解。(　 　)
×
×
×
【例1】　如图所示为ATP的分子结构式。下列叙述中，错误的是 (　 　)
(　 　)
A. 图中的五碳糖为核糖
B. 图中虚线框中的基团是腺苷
C. 该分子中有2个高能磷酸键
D. 该分子水解掉两个磷酸基团后变成核糖核苷酸
B
【解析】 ATP中的“A”代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成，因此图中的五碳糖为核糖，A正确；图中虚线框中的基团是腺嘌呤，B错误；ATP分子中有2个高能磷酸键，C正确；ATP分子水解掉两个磷酸基团后，剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸，D正确。
【拓展归纳】　ATP的结构图示及描述
知 识 点 二
知识点二　细胞内ATP与ADP保持动态平衡
1. ATP的分布及含量
(1)分布：在活细胞中，ATP广泛分布在_________、_________、__________、____________等结构中。
(2)含量：________。
细胞核
线粒体
叶绿体
细胞溶胶
很低
2. ATP的水解和合成反应
(1)水解反应：在酶的作用下，______________________键水解，形成___________________，释放出__________，同时释放能量。ATP水解时释放出的能量可以被细胞利用，如____________、神经细胞活动以及细胞中许多其他消耗能量的活动。
(2)合成反应：在另一种酶的作用下，_______和___________结合重新形成ATP，在这个过程中吸收的能量以______________的形式储存起来。
远离腺苷的那个高能磷酸
腺苷二磷酸(ADP)
1个磷酸
肌肉收缩
ADP
1个磷酸
高能磷酸键
3. ATP－ADP循环
(1)概念：通过ATP的合成和水解，使____________所释放的能量用于____________，此过程被称为ATP－ADP循环。
放能反应
吸能反应
(2)特点：①ATP－ADP循环速度________，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。
②ATP所含能量________，便于流通使用，是细胞中的“能量通货”。
很快
不多
【判断正误】
(1)细胞内储存有大量ATP，为生命活动提供能量。 (　 　)
(2)剧烈运动时，骨骼肌细胞内ATP的水解速率显著大于其合成速率。 (　 　)
(3)ATP的水解和合成反应是可逆反应。 (　 　)
(4)ATP－ADP循环转化迅速。 (　 　)
√
×
×
×
【例2】　(2025·湖州中学高一)如图所示为萤火虫体内ATP－ADP循环示意图。下列关于该过程的叙述，正确的是 (　 　)
(　 　)
A. 图中的M指的是腺苷，N指的是核糖
B. ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要
C. 食物为ATP充电的过程伴随着放能反应
D. ATP中的能量可以转变为光能，光能也可以转变为ATP中的
能量
C
【解析】 图中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖，A错误；ATP的“充电”需要酶的催化，ATP的“放能”也需要酶的催化，B错误；食物为ATP“充电”的过程伴随着放能反应，ATP的“放能”伴随着吸能反应，C正确；ATP中的能量可以转变为光能，但对于萤火虫而言，不能进行光合作用，故不存在光能转变为ATP中的能量，D错误。
自 我 检 测
1. 一般情况下，生物体的主要能源物质、直接能源物质、储备能源物质及最终能源依次是(　 　)
A. 太阳能、糖类、脂肪、蛋白质
B. ATP、糖类、脂肪、太阳能
C. 糖类、ATP、脂肪、太阳能
D. 糖类、ATP、淀粉、太阳能
C
2. 如图所示为ATP的结构图，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述中，正确的是 (　 　)
A. ①为磷酸基团 B. ②为脱氧核糖
C. ③为腺苷 D. ④比⑤更不稳定
A
【解析】 ATP中含有的五碳糖为核糖，②为核糖，B错误；腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，③为腺嘌呤，C错误；ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键最不稳定，即⑤比④更不稳定，D错误。
3. ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。下列叙述中，正确的是 (　 　)
A. 细胞中的生命活动都需要ATP直接提供能量
B. 细胞内ATP的合成与水解过程中能量来源相同
C. 细胞内ATP的合成需要酶，酶的合成也需要ATP
D. 海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量会显著减
少
C
【解析】 细胞中需能的化学反应需要ATP提供能量，A错误；细胞内ATP的合成过程中能量的来源有细胞呼吸和光合作用，而ATP水解过程中能量的来源是ATP中高能磷酸键水解释放出的能量，能量来源不同，B错误；细胞内ATP的合成需要ATP合成酶，酶的合成过程也需要ATP提供能量，C正确；生物体内ATP的含量处于动态平衡中，所以海水鱼将体内的盐排到海水的过程中，ATP的含量不会显著减少，D错误。
4. (2025·温州高一期中)如图所示为 ATP－
ADP 循环图解，其中①和②表示过程。下列
叙述中，正确的是 (　 　)
A. ATP在细胞中的含量很高
B. ①中能量可来源于光能，②中能量可转化
为光能
C. 生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D. 睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①的速率和运动状态下相近
B
【解析】ATP在细胞中含量很低，A错误；①表示ATP的合成过程，合成ATP所需的能量可以来自光能和化学能，②表示ATP的水解过程，ATP水解释放的能量可以转化为光能和化学能，B正确；②表示ATP的水解过程，该过程往往伴随着吸能反应，但并不是所有的吸能反应所需的能量均来自ATP的水解，C错误；睡眠状态下人体肌肉细胞中反应①（ATP合成）的速率小于运动状态下人体肌肉细胞中ATP合成的速率，D错误。

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