内容正文:
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
1.理解ATP的化学组成和结构简式。
2.掌握ATP与ADP相互转化过程的含义。
3.解释ATP在生理过程中的利用。
1.ATP的结构
(1)中文名称: 三磷酸腺苷 。
(2)结构简式: A-P~P~P 。
2.ATP和ADP可以相互转化
(1)相互转化反应式: ATPADP+Pi+能量 。
(2)ATP释放的能量来源
ATP中 远离A的高能磷酸键 。
(3)相互转化特点
①ATP和ADP相互转化时刻不停地发生且处于 动态平衡 之中。
②ATP和ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的 共性 。
(4)ATP合成的能量来源
①动物、人、真菌和大多数细菌: 呼吸作用 。
②绿色植物: 光合作用 、 呼吸作用 。
3.ATP的利用
(1)实例
(2)ATP是细胞内流通的能量“通货”
1.反应连线:合成ATP的能量来源。
①绿色植物 a.呼吸作用
②动物
③人
b.光合作用
2.判断正误。
(1)ATP的结构简式为A~P—P—P。( )
(2)ATP和葡萄糖一样可以直接为生命活动提供能量。( )
(3)ADP是高能磷酸化合物,含有2个高能磷酸键。( )
(4)细胞内储存有大量的ATP,为生命活动提供能量。( )
(5)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。( )
(6)细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。( )
答案:1.
2.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
[知识点一] ATP的结构
1.ATP的组成
(1)元素组成:ATP是由C、H、O、N、P五种元素组成的,这与核酸的元素组成相同。
(2)结构简式:ATP分子的结构简式为A—P~P~P,其中A代表腺苷,T代表3,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。
(3)ATP的分子组成图示(如图)
2.ATP的结构与功能的相互关系
(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解和形成,可保证ATP含量的相对稳定和能量的持续供应。
(2)ATP在供能系统中处于核心地位,许多能源物质中的能量需转移到ATP中才能为生命活动供能。在生命活动中,ATP中的能量可转化为不同形式的能量。
(3)ATP的水解实际上是指ATP分子中远离腺苷(A)的那个高能磷酸键的水解。
[警示误区] (1)ATP是一种物质,不是能量。能量储存在ATP的高能磷酸键中。
(2)ATP脱去2分子磷酸后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一。
ATP中,A代表腺苷,在碱基中,A代表腺嘌呤。
ATP的结构特点可用“1、2、3”来总结。一个ATP分子中含有1个腺苷、2个高能磷酸键、3个磷酸基团。
3.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物
凡水解时释放20.92 kJ/mol以上能量的磷酸键称为高能磷酸键,ATP中的高能磷酸键水解时释放的能量高达30.54 kJ/mol,而腺苷与磷酸基团相连的化学键水解时释放的能量只有13.8 kJ/mol。
[例1] 下列关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP与DNA、RNA中的五碳糖相同
B.ATP分子中,其相邻的两个磷酸基之间的化学键称为高能磷酸键
C.ATP分子水解去掉两个磷酸基后变成腺嘌呤脱氧核苷酸
D.ATP分子由1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团组成
[解析] ATP与RNA中含有核糖,而DNA中含有脱氧核糖;ATP中共含有两个高能磷酸键,位于磷酸基团之间;ATP分子除去两个磷酸分子之后的结构称为腺嘌呤核糖核苷酸;ATP分子是由1分子腺苷和3分子磷酸组成的。
[答案] B
1.当其他条件均可满足时,20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的高能磷酸键个数是( )
A.20个和30个
B.20个和40个
C.40个和40个
D.40个和60个
解析:B [一个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸、2个高能磷酸键。20个腺苷,对应60个磷酸,即只能形成20个ATP分子,共含有40个高能磷酸键。]
2.科学家发现,小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下列有关ATP的叙述,正确的是( )
A.图中的A代表腺苷,b、c为高能磷酸键
B.a是构成DNA的基本单位之一
C.ATP是生物体内的储能物质
D.ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
解析:D [图中A代表的是腺嘌呤;a是组成RNA的基本单位之一;ATP是生命活动的直接能源物质,不是储能物质;ATP中的A代表腺苷,RNA中的碱基A代表腺嘌呤。]
[知识点二] ATP与ADP之间的相互转化,
1.AT