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高中生物:ATP。

2020-01-24  花好月圆s...


1、ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷,是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是:它的高能磷酸键(也即酸酐键,用“~”表示)水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上(一般大于20.92 kJ/mol。一分子ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。

2、ATP的结构式是:

4、ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量,用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下几种。

渗透能——主动运输。

②机械能——如,肌细胞的收缩,草履虫纤毛的摆动,精子鞭毛的摆动,有丝分裂期间染色体的运动,腺细胞分泌物的分泌等。

电能——如,大脑的思考依赖神经冲动在神经纤维上的传导,电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等。

化学能——细胞内物质的合成需要化学能,如,小分子物质转变为大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应。

光能——如,萤火虫的发光。

热能——有机物氧化分解释放的能量,一部分用于生成ATP,大部分转化为热能

知识点一


ATP的结构和功能

1.ATP的名称:三磷酸腺苷

2.ATP的结构简式:A—PPP其中:A代表腺苷T代表三个,P代表磷酸基团~代表高能磷酸键

3.ATP的组成元素CHONP

4.ATP水解掉两个磷酸后的简式:A—P

5.ATP结构式

【思考】

②=____________

③=____________

④=____________

⑤=____________

6.ATP功能:细胞代谢所需能量的直接来源

【解惑】细胞内糖类、脂肪中储存的能量过于稳定,不易被生物体利用,ATP化学性质不稳定

知识点二


ATP和ADP相互转化

1.反应式:

2.ATP水解的实质:远离A的高能磷酸键水解,ATP是一种高能磷酸化合物,水解放出的能量高达30.54kJ/mol 

3.ATPADP转化示意图

【解惑】ATP的含量很少,但转化十分迅速。构成生物体的活细胞,内部时刻进行着ATPADP的相互转化细胞内ATP的含量总是处在动态平衡之中,对于构成生物内部稳定的供能环境,具有重要意义。吸能反应和ATP水解联系,放能反应和ATP合成联系。

据下表思考ATPADP相互转化是可逆反应吗?


ATP的合成

ATP的水解

反应式

ADP+Pi+能量→ATP

ATP →ADP+Pi+能量

所需酶

ATP合成酶

ATP水解酶

反应场所

叶绿体、线粒体、细胞质基质

生物体的需能部位

能量来源

光合作用(光能)、细胞呼吸(化学能)


能量去路

形成高能磷酸键

用于各项生命活动

知识点三


ATP的利用

ATP水解释放的能量可转化为:化学能、光能、电能、机械能、渗透能等

知识点四


能源或能源物质总结

1.细胞中主要的能源物质:葡萄糖

2.植物细胞中特有的储量物质:淀粉   

3.动物细胞中特有的储能物质:糖原 

4.生物体内良好的储能物质:脂肪        

5.生物体进行各项生命活动所需的直接能源物质:ATP

6.生物体进行各项生命活动的最终能源:太阳能  

练习题

1、下列对人体细胞内ATP的描述,正确的是(       

A. ATP主要在线粒体生成

B. 它含有三个高能磷酸键

C. 是生物的主要能源物质

D. 细胞内储有大量的ATP,以供生理活动需要

分析:人体细胞内的ATP,主要是通过细胞呼吸方式在线粒体中生成的,含有2个高能磷酸键,且ATP水解时释放的能量直接用于生物体的各项生命活动,是生物体的直接能源物质,但人体内的ATP储量较少迅速合成迅速分解。

答案:A

2、下列对“ATPADPPi+能量”的叙述中,正确的一项是(  )

A. 反应向左进行和向右进行时所需要的酶都是一样的

B. 反应向右进行时释放能量,向左进行时储存能量

C. 整个反应是一个动态平衡的过程

D. 植物细胞和动物细胞发生这个反应的生理过程一样

分析:生物体进行的从“ATPADPPi+能量”的过程和从“ADPPi+能量→ATP”的过程是两个截然不同的生理过程,它们发生的场所、所需要的酶都是不同的,所以A项错。也正是两个过程发生的场所、所需要的酶都不同,所以就不存在动态平衡问题,故C项不对。植物细胞可以通过光合作用产生ATP和消耗ATP,也可通过呼吸作用产生ATP,而动物细胞则不能通过光合作用产生ATP,而主要通过呼吸作用产生,所以D项也不对。

答案:B

3、下列有关ATP的叙述,正确的是

①人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等

②若细胞内Na浓度偏高,为维持Na浓度的稳定,细胞消耗ATP的量增加

③人在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,细胞产生ATP的量增加

④人在饥饿时,细胞中ATPADP的含量难以达到动态平衡

A. ①②

B. ②③

C. ③④

D. ①④

分析:①错。人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,故消耗的葡萄糖多,合成的ATP多,则放热也多。

②对。细胞要把浓度过高的Na通过主动运输的方式运到细胞外,消耗更多ATP

③对。人在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,促进细胞内物质的氧化分解,则产生的ATP的量就会增加。

④错。人在饥饿时,细胞中ATPADP的含量也是处于动态平衡当中的。只是饥饿时和吃饱时的平衡不是同一水平上的平衡。

答案:B

只有ATP是直接能源物质吗?

肌肉收缩消耗ATP过程示意图

细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的,但细胞中有些需要能量的生命活动却可以由ATP以外的其他物质(如GTP、CTP和UTP等)提供。
例如,蛋白质合成时肽链的延伸过程、磷脂合成以及糖原合成过程所需的能量则分别直接来自于GTP、CTP和UTP,但物质氧化时释放的能量大都必须先合成ATP,然后ATP可使GDP、CDP或UDP生成相应的GTP、CTP和UTP。

End

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