【必背知识清单】高中生物(人教版2019)必修第一册 5.2 细胞的能量“货币”ATP 同步必备知识清单

新人教版生物学必修1《分子与细胞》知识梳理

第五章 细胞的能量供应和利用

第2节  细胞的能量“货币”ATP

一、ATP（腺苷三磷酸）

1. ATP的功能：  ATP  是细胞生命活动的直接能源物质。（提醒：ATP并不是唯一的直接能源物质）

2. ATP的结构

（1）ATP中文名称：  三磷酸腺苷  ，是细胞内的一种高能磷酸化合物。

（2）ATP的结构简式：   A—P～P～P   ，其中“A”代表  腺苷  (由  腺嘌呤  和  核糖  组成)，“T”代表三，“P”代表  磷酸基团  ，“—”代表  普通磷酸键  ，“～”代表  高能磷酸键  。

一个ATP分子中有  1  个A，  2  个高能磷酸键，  3  个磷酸基团。

（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫  ADP(二磷酸腺苷)  ；ATP去掉2个磷酸基团后叫  AMP(一磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸)  ，是组成  RNA  的基本单位之一。

（4）ATP的组成元素：  C、H、O、N、P  。(注：DNA、RNA、磷脂、ATP组成元素都是CHONP)

（5）特点：ATP在细胞中含量  少  ，化学性质   不稳定   ，   远离A   的高能磷酸键容易水解。1molATP水解时释放的能量多达30.54kJ∕mol，所以说ATP是高能磷酸化合物。

二、ATP和ADP之间的相互转化

1.ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP。能量来自  太阳能  或物质氧化分解释放的  化学能  ，

能量去向是储存于ATP   远离A的高能磷酸键   中。

①动物、人、真菌和大多数细菌合成ATP的生理过程是  呼吸作用  。

  绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程是  呼吸作用  、  光合作用  。

  绿色植物根尖细胞中合成ATP的生理过程是  呼吸作用  。

②动物细胞中能合成ATP的细胞器是  线粒体  。

  绿色植物叶肉细胞中能合成ATP的细胞器是  线粒体  、  叶绿体  。

  绿色植物根尖细胞中能合成ATP的细胞器是  线粒体  。

2.ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量。能量来自ATP   远离A的高能磷酸键   的水解，能量去向是用于  各项生命活动  。

3.ATP与ADP的相互转化反应式  不属于  (属于/不属于)可逆反应，其中  物质  可逆，  能量  不可逆，酶  不相同  (相同/不相同)。

三、ATP的利用

1.吸能反应一般与   ATP水解   的反应相联系，由ATP水解提供能量。

     放能反应一般与  ATP的合成  相联系，释放的能量储存在ATP中。

2.主动运输、胞吞、胞吐、生物发电、生物发光、肌细胞收缩、物质合成、大脑思考所需能量的直接来源都是  ATP  。

3.主动运输

（1）参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。

（2）在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。

（3）载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参加各种化学反应。

四、能源相关知识归纳

1.能量的最终来源：  太阳能  。

2.细胞中的三大能源物质：   糖类、脂肪、蛋白质   。

3.生物体生命活动的主要能源物质：  糖类  。

4.细胞生命活动的主要能源物质：  葡萄糖  。

5.植物细胞中的储能物质：  淀粉  ；动物细胞中的储能物质：  糖原  。

6.细胞内良好(主要)的储能物质：  脂肪  。

7.细胞生命活动的直接能源物质：  ATP  。

课后习题及答案

1. 能准确表示ATP中三个磷酸基团之间，以及磷酸基团和腺苷之间关系的结构简式是 （   ）

A. A-P-P~P      B. A-P~P~P   C. A~P~P-P     D. A~P~P~P

2.下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是（   ）

A. 脂肪酸      B. 氨基酸     C. 腺苷二磷酸        D. 腺苷三磷酸

3.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下面关于ATP的叙述，错误的是 （   ）

A. 细胞质和细胞核中都有ATP的分布

B. ATP合成所需的能量由磷酸提供

C. ATP可以水解为ADP和磷酸

D. 正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定

A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散

B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的

C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率

D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率

答案：1.B；2.D；3.B；4.C

二、拓展应用

吸能反应，如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应需要消耗能量，是吸能反应，这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应，如丙酮酸的氧化分解能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，还用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。

2.同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出ATP具有哪些特点。

在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点：一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。

植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同起源。