第2课时细胞的能量“通货”——ATP
目标要求ATP在能量代谢中的作用。
1．ATP的结构
源于必修1P88“相关信息”：
写出图中标出的“A”的含义：
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
2．ATP与ADP的相互转化
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量eq\o(――→,\s\up7(酶))ATP
ATPeq\o(――→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量
所需酶
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)
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存在高能磷酸键中
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
(1)源于必修1P89“图5－6”：①ATP与ADP的相互转化不是(填“是”或“不是”)一个可逆反应。分析原因：从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
②必修1P89“图5－6”：人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。
(2)源于必修1P90“拓展题”：在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“通货”的，由此说明：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源。
3．ATP的利用
考向一ATP的结构和特点分析
1．(2022·威海高三期末)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是()
A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变
D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
答案A
解析①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。
2．在有关DNA分子的研究中常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。下列说法错误的是()
A．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
B．一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子核糖和一分子腺嘌呤组成
C．用32P标记dATP的α位磷酸基团，利用其合成DNA，可将32P标记到新合成的DNA分子上
D．用32P标记细胞中染色体的DNA，一次有丝分裂后子细胞中所有染色体都有放射性
答案B
解析一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，B错误；dA—Pα～Pβ～Pγ脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一，若用32P标记dATP的α位磷酸基团，利用其合成DNA，可将32P标记到新合成的DNA分子上，C正确；用32P标记细胞中染色体的DNA，依据DNA分子的半保留复制可知，在有丝分裂前的间期DNA完成复制后，每条染色体含有两个DNA分子，且分别位于组成该染色体的两条姐妹染色单体上，而且每个双链DNA分子的两条链中只有一条链含有32P标记，在有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，分别移向细胞两极，进而分别进入两个子细胞中，因此一次有丝分裂后子细胞中所有染色体都有放射性，D正确。
考向二ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，可以影响蚜虫体色。这些类胡萝卜素还能吸收光能，把它传送给负责能量生产的组织细胞。下列有关叙述错误的是()
A．蚜虫体内细胞合成ATP时，需要的能量不只来自光能
B．蚜虫体内细胞合成ATP时，一定会伴随着氧气的消耗
C．蚜虫体内类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体的生存机会
D．温度、光照等环境因素会影响蚜虫体内ATP的合成速率
答案B
解析蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用释放的化学能，A正确；蚜虫体内细胞合成ATP时，不一定会伴随着氧气的消耗，如蚜虫体内细胞进行无氧呼吸以及有氧呼吸第一、二阶段都能产生ATP，但都不需要消耗氧气，B错误；由题意可知，类胡萝卜素可以吸收、传递、转化光能，影响ATP的合成量，因此类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体生存机会，C正确；温度会影响酶的活性，蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼