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第2节 细胞的能量“通货”ATP 用小刀将数十只萤火虫用小刀将数十只萤火虫的发光器割下的发光器割下, ,干燥后研磨干燥后研磨成粉末成粉末, ,取两等份分别装入取两等份分别装入两支试管中两支试管中, ,各加入少量水各加入少量水使之混合使之混合, ,置于暗处置于暗处, ,可见试可见试管内有淡黄色荧光出现管内有淡黄色荧光出现, ,约约过过1515分钟后荧光消失。分钟后荧光消失。A AB B医用葡医用葡萄糖溶萄糖溶液液2mL2mLATPATP注射注射液液2mL2mL这个实验能说明什么问题这个实验能说明什么问题 ? ?A AB B生物的生命活动生物的生命活动ATPATP能量储存能量储存 释放能量释放能量可以可以直接直接进行？进行？能源能源物质物质储存有大量的储存有大量的能量，但不能能量，但不能被直接利用被直接利用糖类、脂肪糖类、脂肪等有机物等有机物储存的能量相储存的能量相对来说少，但对来说少，但能被直接利用能被直接利用ATP银烛秋光冷画屏银烛秋光冷画屏轻罗小扇扑流萤轻罗小扇扑流萤天街夜色凉如水天街夜色凉如水卧看牵牛织女星卧看牵牛织女星 杜牧杜牧七夕七夕 1 1简述简述ATPATP的化学组成和特点。的化学组成和特点。2 2写出写出ATPATP的结构简式。的结构简式。3 3解释解释ATPATP在能量代谢中的作用。在能量代谢中的作用。APAPP PP P腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团普通磷酸键普通磷酸键高能磷酸键高能磷酸键一、一、ATPATP的结构的结构“一二三一二三”巧记巧记ATPATP结构：结构：1 1个腺苷，个腺苷，2 2个高能磷酸键，个高能磷酸键，3 3个个磷酸基团。磷酸基团。A-PA-PP P P PATPATP普通磷酸键普通磷酸键高能磷酸键高能磷酸键三三 ATP ATP是高能磷酸化合物。高能磷酸键水解时释放是高能磷酸化合物。高能磷酸键水解时释放的能量多达的能量多达30.54 kJ/mol30.54 kJ/mol。 ATP ATP在生物体内的含量较低。对于人来说，体内在生物体内的含量较低。对于人来说，体内的的ATPATP只能满足人体进行只能满足人体进行3 3秒钟的运动。秒钟的运动。【点拨【点拨】（1 1）不能认为）不能认为ATPATP中的中的A A表示腺嘌呤，表示腺嘌呤，A A表示的是腺苷。表示的是腺苷。（2 2）不能认为腺苷是）不能认为腺苷是RNARNA的基本组成单位之一，由腺的基本组成单位之一，由腺苷和一分子磷酸基团连接形成的腺嘌呤核糖核苷酸才苷和一分子磷酸基团连接形成的腺嘌呤核糖核苷酸才是是RNARNA的基本组成单位之一。的基本组成单位之一。【例【例1 1】下列关于下列关于ATPATP分子的叙述正确的是分子的叙述正确的是( )( )A.AA.A表示的是腺嘌呤表示的是腺嘌呤B.ATPB.ATP分子中含有分子中含有C C、H H、O O、N N、P 5P 5种元素种元素C.TC.T表示胸腺嘧啶，因而表示胸腺嘧啶，因而ATPATP的结构与核苷酸很相似的结构与核苷酸很相似D.1 mol ATPD.1 mol ATP水解，能释放出水解，能释放出30.54 kJ30.54 kJ的能量，这些的能量，这些能量贮存在能量贮存在2 2个高能磷酸键中个高能磷酸键中B B【解题关键【解题关键】解答本题的关键是：解答本题的关键是：明确明确ATPATP分子结分子结构简式中各字母的含义及构简式中各字母的含义及ATPATP的元素组成；的元素组成；明确高明确高能磷酸键中所贮存的能量值为能磷酸键中所贮存的能量值为30.54 kJ/mol30.54 kJ/mol。【解析【解析】根据根据ATPATP分子的结构简式可知，分子的结构简式可知，A A表示的是表示的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，故腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，故A A项错误；项错误；ATPATP分子分子中含有中含有C C、H H、O O、N N、P5P5种元素，故种元素，故B B项正确；项正确；T T表示表示的不是胸腺嘧啶而是指三，故的不是胸腺嘧啶而是指三，故C C项错误；项错误；ATPATP分子中分子中有有2 2个高能磷酸键，只有远离腺苷的那个易断裂、易个高能磷酸键，只有远离腺苷的那个易断裂、易形成，故形成，故ATPATP水解时释放出的能量应是贮存在水解时释放出的能量应是贮存在1 1个高个高能磷酸键中的能量，能磷酸键中的能量，D D项错误。项错误。二、二、ATPATP和和ADPADP可以相互转化可以相互转化能量能量A-PA-PP PP P(ATP)(ATP)A-PA-PP P(ADP)(ADP)能量能量ATPATP酶酶 酶酶PiPiADP + PiADP + Pi+ +能量能量酶酶PiPi酶酶1.1.转化过程转化过程2.ADP2.ADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源时所需能量的主要来源动物和人等动物和人等绿色植物绿色植物能量能量呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP +Pi+ADP +Pi+ATP ATP 酶酶动物、人等动物、人等: :通过通过呼吸作用呼吸作用分解有机物释放的能量分解有机物释放的能量绿色植物绿色植物: :呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用合作探究：合作探究：ATPATP与与ADPADP的相的相互转化可以看互转化可以看成是化学上的成是化学上的可逆反应吗？可逆反应吗？为什么？请试为什么？请试着从多个方面着从多个方面来说明。来说明。反应条件不同反应条件不同反应场所不同反应场所不同从能量来源看从能量来源看【例【例2 2】ATPATP是细胞中的能量通货，下列关于是细胞中的能量通货，下列关于ATPATP的叙述的叙述中不正确的是中不正确的是( )( )A.A.人在饥饿时，人在饥饿时，ATPATP可水解为可水解为1 1个腺苷和个腺苷和3 3个磷酸基团个磷酸基团B.ATPB.ATP中的中的“A”A”与与ATPATP彻底水解后生成的彻底水解后生成的“A”A”表示不表示不同物质同物质C.ATPC.ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能和化学能D.1D.1个个ATPATP分子脱去分子脱去2 2个磷酸基团可用于形成个磷酸基团可用于形成RNARNA的原料的原料A A【解析【解析】ATPATP只有只有2 2个高能磷酸键，一般可水解产生个高能磷酸键，一般可水解产生1 1个个腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸和2 2个磷酸基团，不会产生个磷酸基团，不会产生3 3个磷酸个磷酸基团；光合作用和细胞呼吸都产生基团；光合作用和细胞呼吸都产生ATPATP，ATPATP中的能量中的能量能转化为光能和化学能；能转化为光能和化学能；1 1个个ATPATP分子脱去分子脱去2 2个磷酸基团个磷酸基团后即腺嘌呤核糖核苷酸，是合成后即腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNARNA的原料。的原料。【解题关键【解题关键】本题主要考查本题主要考查ATPATP的结构组成及功能，解的结构组成及功能，解答本题从以下三个方面突破：答本题从以下三个方面突破：ATPATP的组成成分；的组成成分；ATPATP的结构简式及各字母代表的含义；的结构简式及各字母代表的含义；ATPATP是吸能反应和放能反应的纽带。是吸能反应和放能反应的纽带。 用于大脑思考用于大脑思考 用于生物发电发光用于生物发电发光 用于细胞的主动运输、细胞的生长分裂等用于细胞的主动运输、细胞的生长分裂等用于维持体温恒定用于维持体温恒定三、三、ATPATP的利用的利用 用于各种运动，用于各种运动， 如肌细胞收缩如肌细胞收缩ATPATPATP机械能（如肌细胞收缩）机械能（如肌细胞收缩）渗透能（如主动运输）渗透能（如主动运输）电能（如电鳗放电）电能（如电鳗放电）光能（如萤火虫发光）光能（如萤火虫发光）转转化化为为葡萄糖葡萄糖+果糖果糖蔗糖蔗糖酶酶化学能（如蛋白质合成）化学能（如蛋白质合成）四、理解四、理解ATPATP是细胞的能量是细胞的能量“通货通货”（直接能源（直接能源）ATP ADP+PiATP ADP+Pi+ +能量能量酶酶I I 酶酶IIII1.1.需需( (吸吸) )能反应一般与能反应一般与ATPATP水解的反应相联系水解的反应相联系, ,由由ATPATP水解提供能量。水解提供能量。2.2.放能反应一般与放能反应一般与ATPATP的合成相联系的合成相联系, ,释放的能量储释放的能量储存在存在ATPATP中。中。不要因为不要因为ATPATP是直是直接能源物质就认接能源物质就认为细胞中的为细胞中的ATPATP含含量很高。量很高。ATPATP全称：三磷酸腺苷全称：三磷酸腺苷结构简式：结构简式： A-PA-PP PP P形成途径：形成途径：与与ADPADP相互转化：相互转化：利用：各种形式的能量利用：各种形式的能量光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用ATP ADP+PiATP ADP+Pi+ +能量能量酶酶I I酶酶IIII1.ATP1.ATP中大量化学能储存在中大量化学能储存在( )( )A A腺苷内腺苷内 B B磷酸基团内磷酸基团内 C C腺苷与磷酸基团连接键内腺苷与磷酸基团连接键内 D D高能磷酸键内高能磷酸键内 D D2.ATP 2.ATP 之所以作为能量的直接来源，是因为（之所以作为能量的直接来源，是因为（ ） A.ATP A.ATP 在细胞内数量很多在细胞内数量很多 B.ATP B.ATP 中的高能磷酸键很稳定中的高能磷酸键很稳定 C.ATP C.ATP 中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定 D.ATP D.ATP 是生物体内惟一可以储存能量的化合物是生物体内惟一可以储存能量的化合物 C C3.3.高等植物体内产生高等植物体内产生ATPATP的生理过程有（的生理过程有（ ）A.A.呼吸作用、渗透作用呼吸作用、渗透作用B.B.呼吸作用、蒸腾作用呼吸作用、蒸腾作用C.C.光合作用、呼吸作用光合作用、呼吸作用D.D.光合作用、主动运输光合作用、主动运输C C4.4.对于反应式：对于反应式：ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量，以能量，以下提法正确的是（下提法正确的是（ ）A.A.物质是可逆的，能量是不可逆的物质是可逆的，能量是不可逆的 B.B.物质和能量都是可逆的物质和能量都是可逆的C.C.物质和能量都是不可逆的物质和能量都是不可逆的 D.D.物质是不可逆的，能量是可逆的物质是不可逆的，能量是可逆的酶酶酶酶A A5.ATP5.ATP和和ADPADP的相互转化可表示为：的相互转化可表示为：请结合所学知识，回答下列问题：请结合所学知识，回答下列问题：（1 1）ATPATP的中文名称是的中文名称是_，结构简式为，结构简式为_，简式，简式中的中的A A代表代表_，P P代表代表_，3 3个个ATPATP含有含有_个高能磷酸键。个高能磷酸键。（2 2）上述反应中的酶）上述反应中的酶和酶和酶_（填（填“相同相同”“”“不不同同”）。）。（3 3）在植物细胞内，形成）在植物细胞内，形成ATPATP的生理过程有的生理过程有_作用和作用和_作用；在动物细胞内，形成作用；在动物细胞内，形成ATPATP的生理过程为的生理过程为_作用。作用。【解析【解析】（1 1）ATPATP是三磷酸腺苷，结构简式为是三磷酸腺苷，结构简式为A AP PP PP P，A A代表腺苷，代表腺苷，P P代表磷酸基团，每个代表磷酸基团，每个ATPATP中含有中含有2 2个高能磷酸键，所以个高能磷酸键，所以3 3个个ATPATP中含有中含有6 6个高能磷酸键。个高能磷酸键。（2 2）ATPATP与与ADPADP可以相互转化，但不是可逆反应，因可以相互转化，但不是可逆反应，因为两者中酶不同。为两者中酶不同。（3 3）植物中产生）植物中产生ATPATP的过程为光合作用和呼吸作用，的过程为光合作用和呼吸作用，动物中只有呼吸作用产生动物中只有呼吸作用产生ATPATP。答案答案: :（1 1）三磷酸腺苷）三磷酸腺苷 A AP PP PP P 腺苷腺苷 磷酸基磷酸基团团 6 6 （2 2）不同）不同 （3 3）光合）光合 呼吸呼吸 呼吸呼吸如果你希望成功，那么就要以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。
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