人教生物必修1学案：5-2 细胞的能量“货币”ATP（含答案）

5-2 细胞的能量“货币”ATP
学有目标——课标要求必明 记在平时——核心语句必背
1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。 2.根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。 1.ATP的结构简式是A－P～P～P，其中“A”表示腺苷，“P”代表磷酸基团，“～”代表特殊的化学键。 2.ATP与ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都一样。 3.动物、人、真菌和大多数细菌等合成ATP的途径是通过呼吸作用。 4.绿色植物合成ATP的途径是光合作用和呼吸作用。 5.许多吸能反应与ATP的水解相联系，许多放能反应与ATP的合成相联系。
【主干知识梳理】
一、ATP的结构与功能
1．ATP的结构
(1)中文名称：腺苷三磷酸。
(2)结构简式：A—P～P～P。
(3)符号含义：A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表特殊的化学键。
2．ATP的特点
(1)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，也就是具有较高的转移势能。
(2)高能量：ATP水解释放的能量高达30.54 kJ/mol，是细胞内的一种高能磷酸化合物。
3．ATP的功能
ATP能够直接为生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
二、ATP和ADP之间的相互转化
1．相互转化的反应式
。
2．相互转化的特点
(1)ATP和ADP相互转化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中。
(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。
3．合成ATP的能量来源
(1)绿色植物：呼吸作用、光合作用。
(2)动物、人、真菌和大多数细菌等：呼吸作用。
三、ATP的利用
1．ATP利用的实例
2．ATP供能的原理
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
3．ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系：
(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
【教材微点发掘】
1．ATP是生命活动的直接能源物质，结合教材第86页相关内容和下图，回答下列问题：
(1)ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构简式是A—P～P～P，其中A代表腺苷，T代表三，表示含有3个磷酸基团，P代表磷酸基团，“—”代表普通磷酸键，“～”代表特殊的化学键。由此可见ATP主要通过两个特殊的化学键储存能量。
(2)ATP的组成元素有C、H、O、N、P。若ATP完全水解，会得到腺嘌呤、核糖和磷酸(填成分)。
(3)ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？
提示：不是。在ATP中，“A”代表腺苷(腺嘌呤＋核糖)；在碱基中，“A”代表腺嘌呤。
2．下图为ATP为主动运输供能示意图，请按照过程顺序排列____________________。(用箭头和图号表示)
答案：图1→图3→图2
3．把ATP比喻成能量的“货币”，此处的“货币”的含义有哪些？
提示：(1)ATP和ADP的相互转化，伴随着能量的释放和储存。此外，ATP和ADP的数量还处于动态平衡之中。
(2)ATP广泛存在生物的各种细胞中，各类生物(植物、动物、细菌和真菌等)都能以ATP作为直接能源物质，也反映了生物界的统一性，说明了多种多样的生物都有共同的起源，就像货币在某国家内可以流通一样。
(3)教材在阐述将ATP比喻为能量“货币”的原因时，是从ATP与吸能反应和放能反应的关系入手的。放能反应促进ATP的合成(ADP与磷酸合成ATP，需吸能)；吸能反应伴随ATP的水解(ATP分解为ADP和磷酸，要放能)。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
(4)ATP可以重复使用，就像货币一样。
新知探究(一)　ATP分子的结构
【拓展·深化】
1．ATP的元素组成与结构
2．不同化合物中“A”的辨析
化合物 结构简式 “A”含义 共同点
ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成) 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA 腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸 腺嘌呤
【典题·例析】
[典例1]　天宫二号与神舟十一号飞船成功对接，航天员在轨完成“太空养蚕”，如图表示太空蚕——“秋丰白玉”体内发生的两个化学反应。下列相关说法正确的是(　　)
A．ATP分子中的A是由脱氧核糖和腺嘌呤组成的
B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
C．细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系
D．乳酸菌细胞中不会发生图中ATP与ADP间相互转化的能量供应机制
[解析]　ATP分子中的A是由核糖和腺嘌呤组成的，A错误；光合作用过程中合成ATP的能量来源于光能，呼吸作用过程中合成ATP能量来源于化学能，ATP水解释放的能量也可以转化成光能(如萤火虫发光)和化学能(如合成蛋白质)，B正确；细胞中的吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，C错误；乳酸菌细胞中会发生图中ATP与ADP间相互转化的能量供应机制，D错误。
[答案]　B
[典例2]　下图中的四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的名称正确的是(　　)
A．①腺嘌呤脱氧核苷酸 B．②腺苷
C．③腺嘌呤 D．④腺嘌呤核糖核苷酸
[解析]　①是ATP，ATP去掉两个磷酸基团(P)后余下的圆圈内的部分为腺嘌呤核糖核苷酸；②是腺嘌呤核糖核苷酸，圆圈内是腺嘌呤；③是DNA分子，圆圈内是腺嘌呤脱氧核苷酸；④是单链的RNA，圆圈内是腺嘌呤核糖核苷酸。
[答案]　D
归纳拓展
ATP与核糖核苷酸的关系
组成ATP和核苷酸的元素是相同的，都是C、H、O、N、P。ATP中存在一个普通磷酸键和两个特殊的化学键。破坏了两个特殊的化学键，剩余的部分就是一分子的腺嘌呤核糖核苷酸。
【应用·体验】
1．下列关于细胞的能量“货币”——ATP的叙述，正确的是(　　)
A．ATP中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸
B．ATP中远离“A”的特殊的化学键易水解
C．ATP的结构简式可表示为A—P—P—P
D．细胞中ATP的含量少，化学性质十分稳定
解析：选B　ATP中的“T”代表三个(磷酸基团)；ATP中远离“A”的特殊的化学键易水解；ATP的结构简式可表示为A—P～P～P；细胞中ATP的含量少，但其化学性质活跃。
2．如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是(　　)
A．b键断裂后形成ADP和Pi
B．图中的3表示ATP中的字母A
C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位
D．组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P
解析：选D　a键断裂后形成ADP和Pi；图中3表示腺嘌呤，2与3结合为腺苷，即ATP中的A；由1、2、3各一分子形成的物质是组成RNA的基本单位之一；ATP的组成元素为C、H、O、N、P。
新知探究(二)　ATP和ADP的相互转化及ATP的利用
【探究·深化】
[情境质疑]
ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。下图表示ATP和ADP的相互转化过程，请结合该图分析：
1．写出ATP与ADP相互转化的反应式：ATPADP＋Pi＋能量。
2．转化的过程分析：
(1)ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用下，ATP(A—P～P～P)分子中远离A的那个特殊的化学键容易断裂，远离A的那个磷酸基团就脱离下来，形成游离的Pi(磷酸)，同时，储存在这个特殊的化学键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP(分子简式：A—P～P)。
(2)在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP(A—P～P～P)。
(3)ATP水解释放的能量是储存在特殊的化学键内的化学能，释放出来后供各项生命活动利用；合成ATP的能量主要来源于呼吸作用分解的有机物中的化学能和光合作用吸收的光能。
3．下列过程需要ATP水解提供能量的是①②③④⑤。
①主动运输　②生物发光、发电　③肌肉收缩　④淀粉合成　⑤大脑思考　⑥根细胞吸收水分
[重难点拨]
1．ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP ATPADP＋Pi＋能量
酶的类型 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在特殊的化学键中的能量
能量去路 储存于形成的特殊的化学键中 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
2.细胞的能源物质归纳
(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。
(2)主要能源物质：糖类。
(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。
(4)主要储能物质：脂肪。
(5)直接能源物质：ATP。
(6)最终能量来源：太阳能。
【典题·例析】
[典例1]　对“ATP ADP＋Pi＋能量”的叙述，正确的是(　　)
A．①过程和②过程所需的酶都是一样的
B．①过程的能量供各项生命活动利用，②过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解
C．①过程和②过程时刻发生，处于动态平衡之中
D．ATP中的能量可来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
[解析]　①过程为水解酶催化的水解反应，②过程为合成酶催化的合成反应；①过程释放的能量可供各项生命活动利用，②过程的能量来自呼吸作用分解糖类等有机物释放的能量，在绿色植物中还可来源于光合作用吸收并转化的光能；生物体内ATP的水解与合成时刻发生，处于动态平衡之中；ATP中的活跃化学能可来源于光能，但不能来源于热能，ATP中的活跃化学能可以转化为光能、热能、机械能、电能等多种形式的能。
[答案]　C
[典例2]　下列有关ATP的叙述错误的是(　　)
A．ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B．图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动
C．图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D．ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成
[解析]　细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了机体对能量的需求，A正确；图中两次ATP的水解，前者能量储存在有机物中，后者能量可用于各项生命活动，B正确；图中两次合成ATP，前者ATP的合成是通过光合作用，所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C正确；一分子ATP由3个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成，D错误。
[答案]　D
【应用·体验】
1．ATP-ADP循环的示意图如下。下列叙述正确的是(　　)
A．能量①只能来自化学能
B．蛋白质的合成过程需要反应①供能
C．反应②中ATP中的特殊的化学键都断裂
D．能量②可用于乳酸在人体肝脏中再生成葡萄糖
解析：选D　能量①可来自光能、化学能；蛋白质的合成需要ATP提供能量，即需要反应②供能；ATP的结构简式为A—P～P～P，含有2个特殊的化学键，反应②中有一个特殊的化学键断裂；乳酸在人体肝脏中再生成葡萄糖消耗能量，需要反应②提供能量。
2．ATP是生物体内重要的能源物质，下列有关叙述错误的是(　　)
A．AMP可以作为合成ADP及mRNA的原料
B．甲过程中释放的能量可以用于细胞分裂
C．丁过程中合成ATP所需能量可以是光能、化学能、热能
D．催化甲过程和丁过程的酶肯定不是同一种酶
解析：选C　AMP是腺苷一磷酸，可作为合成ADP的原料(AMP＋Pi＋能量→ADP)，又是腺嘌呤核糖核苷酸，可作为合成mRNA的原料，A正确；ATP是生物体内的直接能源物质，其水解释放的能量可以用于各项生命活动，B正确；光能在光合作用的光反应中可转化为ATP中的能量，细胞呼吸中有机物分解释放出的能量，也可合成ATP，但热能无法用于合成ATP，C错误；酶具有专一性，催化甲过程和丁过程的酶不是同一种酶，D正确。
科学视野——生命活动的直接能源物质
ATP是生命活动最主要的直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质，除ATP外，还有UTP、GTP和CTP。UTP是由一个尿嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的；GTP是由一个鸟嘌呤、一个核糖、三个磷酸连接而成的；CTP是由一个胞嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的。每个分子去掉两个磷酸后都是构成RNA的基本单位，它们的关系如下图所示：
这四种物质中，其中ATP是生物体的直接能源物质，就是说你在运动，吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质时都会消耗ATP，ATP是能量“货币”。GTP 可用于合成蛋白质，CTP可用于合成脂质，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)。
【素养评价】
1．ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们彻底水解的产物只有碱基不同，下列相关叙述错误的是(　　)
A．ATP是细胞内唯一的直接能源物质
B．一分子GTP中有2个特殊的化学键和1个普通磷酸键
C．CTP中的“C”是由胞嘧啶和核糖构成的
D．UTP彻底水解的产物有尿嘧啶、磷酸和核糖
解析：选A　ATP是细胞内的直接能源物质，但不是唯一的，少数由GTP、CTP和UTP提供能量，A错误；GTP结构与ATP相似，故一分子GTP中有2个特殊的化学键和1个普通磷酸键，B正确；CTP中的“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C正确；UTP彻底水解的产物有尿嘧啶、磷酸和核糖，D正确。
2．ATP是细胞的直接能源物质。dATP(d表示脱氧)是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P。下列有关分析错误的是(　　)
A．一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成
B．细胞内生成dATP时有能量的储存，常与放能反应相联系
C．在DNA合成过程中，dATP是构成DNA的基本单位之一
D．dATP具有特殊的化学键，可能为细胞的某些反应提供能量
解析：选C　dATP与ATP结构类似，从其结构简式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A正确；细胞内生成dATP时可形成特殊的化学键，有能量的储存，常与放能反应相联系，B正确；DNA的基本组成单位是四种脱氧核苷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸，在DNA合成过程中，dATP不是构成DNA的基本单位，C错误；dATP含有2个特殊的化学键，可能为细胞的某些反应提供能量，D正确。
3．ATP荧光仪是专门设计用于快速检测微生物数量的测试仪器，其工作原理是ATP的含量与活细胞的活性、种类和数量成一定的比例关系。ATP可以和虫荧光素作用而发出生物光，光的强度和微生物的数量成一定的比例关系，其反应式如下，下列有关ATP及ATP荧光仪工作原理的叙述，错误的是(　　)
虫荧光素＋ATP＋O2虫荧光素(被氧化的)＋AMP＋CO2＋PPi＋光
A．检测过程中ATP内的化学能转变成光能
B．荧光的强度能反映微生物的数量
C．ATP释放能量需要酶的参与
D．微生物体内ATP的产生都需要氧气的参与
解析：选D　不同种类的微生物产生ATP的条件不同，厌氧微生物产生ATP不需要氧气的参与，若有氧气存在，其代谢反而受到抑制，ATP的产生量会减少。
[课时跟踪检测]
[理解·巩固·落实]
1．判断下列有关叙述的正误
(1)ATP是高能磷酸化合物，只含有3个特殊的化学键。(　　)
(2)ATP水解为ADP释放的能量来自特殊的化学键。(　　)
(3)两个相邻的磷酸基团都带正电荷，会出现相互排斥。(　　)
(4)ATP在细胞内的含量很高，才能满足细胞对于能量的需求。(　　)
(5)所有生物细胞内ATP合成所需要的能量都来自细胞呼吸作用分解有机物释放的能量。(　　)
(6)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2．生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是(　　)
A．太阳能、糖类、ATP B．ATP、糖类、脂肪
C．ATP、脂肪、太阳能 D．ATP、糖类、太阳能
解析：选D　生物体内生命活动的直接能源物质是ATP，主要能源物质是糖类，最终能源物质是太阳能。
3．驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每行走一步需要消耗一个ATP分子。下列相关叙述错误的是(　　)
A．驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架
B．细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道
C．由活细胞产生的ATP合成酶在体外也具有催化活性
D．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率
解析：选D　驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架，A正确；细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道，B正确；只要条件适宜，由活细胞产生的ATP合成酶在体外也具有催化活性，C正确；代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率，D错误。
4．在ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，下图圆圈中的“A”依次表示(　　)
A．腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤、腺苷
B．腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤
C．腺苷、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤
D．腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤
解析：选C　由图可知，图①中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；图②中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；图③中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成；图④中的A为腺嘌呤。
5．如图1为ATP的结构简图，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法错误的是(　　)
A．图1的A与ATP中的“A”为同一种物质，b、c为特殊的化学键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c断裂并释放能量
C．酶1和酶2的作用机理都是降低化学反应所需的活化能
D．ATP与ADP快速转化依赖于酶的高效性
解析：选A　图1的A代表腺嘌呤，ATP中的“A”代表腺苷；图2中反应向右进行时，ATP转化为ADP，图1中的c断裂并释放能量；酶1和酶2的作用机理都是降低化学反应所需的活化能；ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性。
6．下列四项中，能正确表示运动员比赛时其肌细胞中ATP含量变化的是(纵轴表示细胞中的ATP含量，横轴表示时间)(　　)
解析：选B　比赛时运动员首先要消耗ATP，但体内ATP含量很少，其能量供应有限，所以有减少趋势。ATP被利用后可由ADP迅速转化，随着ATP的再生，其含量又会进一步增加，故肌细胞中ATP含量的变化趋势为先降低，后升高。
7.根据如图所示能量的释放、转移和利用，回答有关问题：
(1)在一般情况下，人体生理活动所需能量都是通过分解__________________等能源物质获得的，通过A________过程，将能源物质转变成CO2和H2O。
(2)上述过程产生的能量，一部分以化学能的形式储存在B中，B代表________，B是由ADP和C______化合而来；另一部分以______形式散失。
(3)若用32P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出细胞内的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团却已带上了放射性标记。这一事实证明____________________________________。你得出结论的依据是________________________________________________________________________。
解析：(1)糖类为细胞主要能源物质，脂类和蛋白质也能供能。有氧呼吸将能源物质转变成CO2和H2O，同时生成ATP，供给生命活动需要。(2)细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，一部分以化学能的形式储存在B(ATP)中，ADP和Pi结合生成ATP。(3)人体大量消耗ATP，但消耗后可迅速合成，使细胞内的ATP保持动态平衡。
答案：(1)糖类、脂类、蛋白质　氧化分解
(2)ATP　磷酸　热能
(3)细胞内的ATP含量保持动态平衡，ATP浓度不变，但部分ATP被分解，新的ATP又重新合成　部分ATP的末端磷酸基团带上了放射性标记
[迁移·应用·发展]
8．在线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。下列有关叙述错误的是(　　)
A．当温度较高时会影响腺苷酸激酶的活性
B．腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶
C．腺苷酸激酶的释放不会影响细胞内ADP、ATP的含量
D．心肌细胞可以通过自身的核糖体合成腺苷酸激酶
解析：选C　温度影响酶的活性，腺苷酸激酶的活性也受温度的影响，A正确；由题干信息“它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP”，可知腺苷酸激酶能催化ATP 水解，则腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶，B正确；腺苷酸激酶的释放会消耗ATP，会使ATP 含量减少，ADP 含量增加，C错误；腺苷酸激酶本质为蛋白质，心肌细胞可以通过自身的核糖体合成腺苷酸激酶，D正确。
9．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP生成量会下降。下列有关叙述正确的是(　　)
A．正常情况下，蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗
B．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用
C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D．蚜虫ATP生成量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定
解析：选A　黑暗中蚜虫合成ATP的生理过程是呼吸作用，伴随着O2的消耗，A正确；蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自呼吸作用释放的化学能，还来自光能，B错误；蚜虫做同一强度的运动时，消耗的ATP只来自呼吸作用，故在阳光下和黑暗中的ATP消耗量相同，C错误；蚜虫ATP生成量在阳光下比黑暗时多，但阳光下消耗的ATP也增加，ATP的消耗与ATP的生成处于动态平衡中，故体内的ATP含量处于稳定状态，D错误。
10．经研究证实ATP是细胞的能量“货币”。请分析回答下列问题：
(1)ATP分子结构简式是______________，中文名称为____________。研究发现，正常成年人剧烈运动状态下每分钟有0.5 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是______________(写方程式并标明条件)。
(2)细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，三个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。
(3)用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入两支试管中，各加入少量的水，使之混合，可以观察到试管中发出淡黄色荧光。约过15 min荧光消失，如下图所示。这时再将ATP溶液加入其中一支试管中，将葡萄糖溶液加入另一支试管中，发现加ATP溶液的试管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的试管中不发荧光。
上述对照实验说明：
①萤火虫发光是将__________能转变成__________能的过程。
②这一过程所需的能量由__________提供。
③________不是生命活动的直接能源。
解析：(1)ATP的中文名称是腺苷三磷酸，其结构简式为A—P～P～P，其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团。ATP在生物体内含量很少，但在细胞内ATP与ADP的相互转化十分迅速。(2)ATP由一个腺苷和三个磷酸基团组成。ATP在有关酶的催化作用下，脱去三个磷酸基团后只剩下“A”，即腺苷。(3)分析题意可知，荧光消失后，加入ATP的一组发出荧光，而加入葡萄糖的一组没有发出荧光，这说明该过程所需的能量由ATP提供，萤火虫发光是将化学能转变成光能，葡萄糖不是生命活动的直接能源。
答案：(1)A—P～P～P　腺苷三磷酸　ATP ADP＋Pi＋能量　(2)腺苷　(3)①化学　光　②ATP　③葡萄糖