第5章 第2节　细胞的能量“通货”——atp

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第2节
细胞的能量“通货”——ATP
1．细胞内许多化学反应都需要能量，细胞中的__________、
__________等有机物都储存着化学能，但直接给细胞的生命活动
提供能量的是__________。
糖类
脂肪
ATP
三磷酸腺苷
2．ATP 的分子结构和化学组成
A－P～P～P
(1)ATP 是__________________的英文名称缩写。
(2)ATP 的结构式可以简写成________________。简式中的
________代表腺苷，腺苷由____________和________组成，____
代表磷酸基团，～代表高能磷酸键，高能磷酸键水解时释放的能
量多达________kJ/mol。
A
腺嘌呤
核糖
30.54
P
3．ATP 和 ADP 可以相互转化
(1)ATP 分子中________A 的那个高能磷酸键，在一定的条
件下容易水解，于是远离 A 的那个 P 脱离开来，形成游离的
______，并释放出大量的能量，ATP 转化为 ADP。
(2)在有关酶的催化作用下，ADP 可以接受____________，
同 时 与 一 个 游 离 的 Pi 结 合 ， 形 成 ATP ， 转 化 式 为
________________________________________________。
远离
Pi
能量
4．ADP 转化成 ATP 的能量来源
(1)动物和人等：来自细胞进行呼吸作用时_____________
____________________。
(2)绿色植物：来自______________和______________。
有机物的氧化放能
呼吸作用
光合作用
1．一般情况下，生物体的主要能源物质、直接能源物质、
储备能源物质依次是(
)
A．糖类、蛋白质、脂肪
B．ATP、糖类、脂肪
C．糖类、ATP、脂肪
D．糖类、ATP、蛋白质
【解析】生物体中的主要能源物质是糖类。直接能源物质是
ATP，原因是 ATP 上所带的能量可以被细胞直接利用。储备能源
物质是脂肪。蛋白质是生物体内的结构物质和功能物质，而不是
能源物质。
【答案】C
2．ATP 在有关酶的催化下，水解时(
)
A．两个高能磷酸键同时水解
B．远离 A 的那个高能磷酸键很容易水解
C．一分子 ATP 水解释放出 30.54 kJ 能量
D．离 A 近的那个高能磷酸键很容易水解
【解析】ATP 在有关酶的催化下水解时，远离 A 的那个高
能磷酸键很容易水解，水解后生产 ADP 和Pi。1 mol ATP 水解释
放出 30.54 kJ 能量，而不是一分子 ATP 水解释放这么多的能量。
【答案】B
3．ATP 转化为 ADP 可用下式表示，式中 X 代表(
)
A．H2O
C．P
B．[H]
D．Pi
【解析】ATP 在酶的催化下，水解转化生成 ADP 和 Pi，并
且释放出能量。
【答案】D
4．ATP 分子在细胞内能够储存能量和释放能量，从结构上
看，其原因是(
)
①腺苷很容易吸收和释放能量
②第三个高能磷酸键很容
易断裂与再结合
③第三个磷酸基很容易从 ATP 上脱离，第二
个高能磷酸键断裂，使 ATP 转化形成 ADP
④ADP 可以迅速与
磷酸基结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使 ADP 转变成
ATP
A．①③
C．③④
B．②④
D．①④
【解析】转化过程中，ATP 分子的第三个磷酸基很容易从
ATP 上脱离或与 ADP 结合。
【答案】C
5．下列有关 ATP 的叙述中，正确的是(
)
A．线粒体是蓝藻细胞产生 ATP 的主要场所
B．吸能反应与 ATP 水解相联系，放能反应与 ATP 合成相
联系
C．ATP 分子由 1 个嘌呤和 3 个磷酸基团组成
D．人躺卧休息的时候，不需要消耗 ATP
【解析】蓝藻是原核生物，没有线粒体；ATP 分子由 1 个腺
苷和 3 个磷酸基团组成；人体在躺卧时，体内进行生命活动，需
要消耗 ATP。
【答案】B
◎ATP 的结构
腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖与 3 个相连的磷
酸基团结合，形成 ATP。ATP 分子中的第三个磷酸基团水解时，
能释放 30.54 kJ/mol 的能量。ATP 分子还可以同时水解两个磷酸
基团(第二个磷酸基团和第三个磷酸基团)，而形成一磷酸腺苷
(AMP)和焦磷酸(PPi)。后一种水解方式在某些生物合成中具有特
殊意义。AMP 在一定情况下，参与 RNA 合成。
【例题】人体细胞进行正常的生命活动，每天需要水解 200～
300 mol ATP，但人体细胞中 ATP 的总量只有约 0.1 mol。下列有
关 ATP 的叙述中，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．ATP 由 2 个磷酸基和 1 个鸟嘌呤构成
C．主动运输需要 ATP 释放能量
D．ATP 和 ADP 的相互转化需要酶的参与
【名师点拨】ATP 由 3 个磷酸基和 1 个腺苷组成。
【答案】B
【变式训练】在某细胞培养液中加入 32P 标记的磷酸分子，
短时间内分离出细胞的 ATP，发现其含量变化不大，但部分 ATP
)
的末端 P 已带上放射性标记，该现象不能说明(
A．ATP 中远离 A 的 P 容易脱离
B．部分 32P 标记的 ATP 是重新合成的
C．ATP 是细胞内的直接能源物质
D．该过程中 ATP 既有合成又有分解
【解析】由于 ATP 和 ADP 的相互转化非常快，在短期内能
转换产生许多带放射性标记的 P。但细胞中 ATP 的总量很少。由
于ATP 的末端 P 已带上放射性标记，说明ATP 中远离A 的 P 容
易脱离和合成。这个过程没有表明 ATP 的用途去向。
【答案】C
反应式表示 ATP 与 ADP 之间可以相互变换，但是这个变换
并不是简单的可逆反应，这可以从几个方面说明：
(1)反应式向右进行，是 ATP 的分解过程，所需要的酶是ATP
水解酶，释放的能量可以用于多种生理活动；
(2)反应式向左进行，是 ATP 的合成过程，所需要的酶是合
成酶，反应所需的能量通常来自光合作用或呼吸作用，因此发生
场所只有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
2．消耗 ATP 的各种生理活动
(1)机械能：如肌肉收缩、鞭毛虫鞭毛的运动、胞吐、胞吞
等。
(2)电能：神经元或肌肉细胞中的生物电等。
(3)吸收能：主动运输所需的能量等。
(4)合成能：小分子合成为大分子的过程中消耗的能量等。
(5)光能：萤火虫发光等。