关于ATP的专题复习

关于ATP的专题复习

高考生物的考试说明中，对ATP相关内容的考试范围是：“ATP在能量代谢中的作用”，其要求较高，属于二级水平。纵观往年各省高考题，高考中较关注ATP的分布、结构、ATP与ADP的相互转化、ATP在光合作用、呼吸作用中的变化、ATP形成的条件等。现从以下几方面进行探讨，在复习重点知识的同时，配以练习强化训练。

1 ATP的结构

ATP(三磷酸腺苷)是腺嘌呤核苷的衍生物．可以看成是含三个磷酸根的腺嘌呤核苷酸。ATP 的结构简式：A－P～P～P。其中A代表腺苷，T代表三个，P表示磷酸．所以称之为三磷酸腺苷。

1．1 ATP、ADP与AMP的关系

ATP的结构中，远离A的高能磷酸键既容易形成又容易断裂，形成时可以储存活跃化学能；断裂时，可以将活跃的化学能释放，用于生命活动的各个方面。ATP分子中远离A的高能磷酸键断裂后形成ADP，ADP分子中唯一的高能磷酸键如果再断裂就形成一磷酸腺苷（简称AMP），AMP就是RNA的腺嘌呤核糖核苷酸。

练习：

1、判断对错

（1）ATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，～代表高能磷酸键，P表示磷酸基团（）（2）ATP有3个磷酸基团，含有3个高能磷酸键（）

（3）ATP分子中含有1个腺嘌呤，2个高能磷酸键，3个磷酸基团（）

（4）ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸（）

（5）ATP分子与RNA分子具有相同的腺苷（）

2、在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（）

A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④

3、30个腺苷和60个磷酸基最多能组成多少个ATP（）

A．30个B．60个C．10个D．20个

2 ATP的生理功能

有机物中能量都不能直接被生物体利用，需经氧化分解后转移到ATP中，供生物体利用，对于所有的细胞来说，几乎都是用ATP作为直接能源。

2．1 ATP与ADP的相互转化

在ATP与ADP的转化中，ATP既可储能，又可作为生命活动的直接能源。ATP的化学性质不稳定，远离A的那个高能磷酸键很容易水解和重新形成，并相应地伴随有能量的释放和储存。

酶1

酶2

反应式：ADP＋Pi＋能量ATP

2．1．1 该转化不是一个可逆过程

①从反应条件分析：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶．而ATP 的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶，由酶的专一性可知上述反应的条件是不相同的。

②从ATP合成与分解的场所分析：ATP合成的场所在所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所有细胞膜(供主动运输消耗的能量)、叶绿体基质(将ATP中的能量释放出来．储存在合成的有机物中)、细胞核(DNA复制和RNA合成所消耗的能量)等。因此，其合成与分解的场所不尽相同。显然上述反应并不是同时进行的。

③从能量分析：ATP，水解的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，释放出来后供各种生命活动利用．不能再由Pi和ADP形成ATP而储存；而合成ATP的能量主要是有机物中的化学能和太阳能。ATP水解释放的能量不能再用于ATP的合成。因此，反应的能量来源是不同的；反应中的能量流向是不可逆的。

④从反应时间分析：ATP的合成和分解并不是同时发生的。细胞中能量供应充足时，更多地发生ATP的合成反应；细胞中吸能反应多时，更多地发生ATP的分解反应。

综上所述，在生物体内的反应可判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”，或解释为“物质是循环的，能量是不循环的”，正因为ATP与ADP在活细胞中的一定条件下进行循环，才能使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证生命活动能及时得到能量而顺利进行。练习：

1、根据反应式ATP ADP+Pi+能量，回答下列问题：

（1）ATP分子结构简式为，在ATP ADP过程中，是由于键断裂而释放出大量能量。

（2）在光合作用的光反应中反应方向向，能量来自；在光合作用的暗反应中反应方向向，能量用于。

（3）在绿色植物体内，发生ADP ATP的生理过程是在细胞内和（细胞器）和中进行的。

（4）在呼吸作用中，反应方向，能量来自。

（5）根吸收无机盐离子的过程，反应方向向，能量用于。

2．根据反应式“ATP ADP+Pi+能量”，以下提法正确的是

A．物质和能量都是可逆的B．物质和能量都是不可逆的

C．物质是可逆的、能量都是不可逆的D．物质是不可逆的、能量都是可逆的

3、下列有关“①ATP ADP + Pi + 能量”、“②ADP + Pi + 能量ATP”的反应的叙述中，不正确的是（）

A、①、②反应过程分别表示能量的利用和储存过程

B、所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用

C、①和②在活细胞中永无休止地循环进行保证了生命活动的顺利进行

D、①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行

2．1．2 不同生物形成ATP的能量来源

（1）真核生物

植物——细胞呼吸、光合作用（根无）

动物——细胞呼吸

真菌——细胞呼吸

（2）原核生物

自养型细菌——细胞呼吸、光合作用（光合细菌）、化能合成作用（硝化细菌）异养型细菌——细胞呼吸

蓝藻——细胞呼吸、光合作用

（3）病毒——宿主提供

2．1．3 不同细胞结构ATP与ADP的相互转化（以真核生物为例）

可见，光合作用中光反应合成的ATP只供给暗反应利用，最终转化为稳定的化学能储存在有机物中；呼吸作用中在细胞质基质与线粒体产生的ATP，则供给除暗反应以外的各项生物活动；细胞核生命活动所需ATP是由细胞质供给的，这体现了核质间的能量关系。

细胞内ATP的含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP的含量很稳定，因为ATP与ADP之间的转化非常迅速，通过这种转化而实现储能、放能，而且总处在不停地动态平衡中。这是生命系统稳定性的具体表现之一。

植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有ATP与ADP相互转化的能量供应机制，这从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映了种类繁多的生物有着共同的起源。

练习：1、判断对错：

（1）蓝藻细胞中有的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP（）（2）小麦根尖成熟区细胞能产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质（）

（3）在ATP与ADP相互转化的过程中，能量的来源都是光合作用（）

（4）在有氧和无氧的条件下，活细胞的细胞质基质中都能形成ATP（）

（5）ATP与ADP相互转化，使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行（）（6）细胞耗能是总是与ATP水解的反应相联系，细胞释放能量时总是伴随ATP的合成（）

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