高一生物：《細(xì)胞的能量“通貨”──ATP》
一、基本知識(shí)整理
1、糖類是生物體內(nèi)主要能源物質(zhì)，脂肪是生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)，太陽能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量的最終來源，ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。
2、ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
⑴化學(xué)組成：由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個(gè)相連的磷酸基團(tuán)構(gòu)成。
⑵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①ATP的中文名稱叫三磷酸腺苷，結(jié)構(gòu)簡式AP～P～P，其中A代表腺苷即腺嘌呤+核糖，T表示3個(gè)，P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵。ATP中大量的能量儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中，高能磷酸鍵水解釋放的能量達(dá)到30.54 kJ/mol。②1個(gè)ATP分子中含有一個(gè)腺苷、三個(gè)磷酸基團(tuán)和2個(gè)高能磷酸鍵。其中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易于斷裂釋放出其中的能量，吸收能量后也易于形成。③當(dāng)ATP的一個(gè)高能磷酸鍵水解，形成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi);當(dāng)ATP的兩個(gè)高能磷酸鍵同時(shí)水解時(shí)，形成焦磷酸(PPi)和一磷酸腺苷(AMP)即腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一。
二、重點(diǎn)知識(shí)歸納
1、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)換
在酶的作用下，ATP中遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵水解，釋放出其中的能量，同時(shí)生成ADP和Pi;在另一種酶的作用下，ADP接受能量與一個(gè)Pi結(jié)合轉(zhuǎn)化成ATP.其反應(yīng)式如下：ATP ADP+Pi+能量。
反應(yīng)式中物質(zhì)可逆，能量不可逆，是一個(gè)不可逆反應(yīng)。原因有如下三個(gè)：
(1)反應(yīng)條件不同：ATP的分解是水解反應(yīng)，催化反應(yīng)的是水解酶;而ATP是合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的是合成酶。(2)能量的來源是不同的：ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能;而合成ATP的能量主要是太陽能和化學(xué)能。(3)合成與分解的場所不盡相同：ATP合成的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體(呼吸作用)和葉綠體(光合作用);而ATP分解的場所較多。
2、ATP的形成途徑：對(duì)于動(dòng)物和人來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需要的能量，來自細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化分解釋放出的化學(xué)能，生理過程是呼吸作用。對(duì)于綠色植物來說，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需要的能量，來自有機(jī)物氧化分解釋放出的化學(xué)能和太陽能，生理過程是呼吸作用和光合作用。
三、難點(diǎn)知識(shí)突破
1、ATP在能量代謝中的作用：
⑴細(xì)胞內(nèi)糖類、脂類等較穩(wěn)定能源物質(zhì)中的能量不能直接利用，需通過呼吸作用，分解有機(jī)物釋放能量并傳遞給ATP，成為活躍的化學(xué)能直接供細(xì)胞進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)。故ATP是生物體內(nèi)各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。
⑵ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少且含量相對(duì)穩(wěn)定。因ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的相互轉(zhuǎn)化十分迅速的，其消耗與再生的速度是相對(duì)平衡的，使ATP的含量維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的、動(dòng)態(tài)平衡的水平。
⑶細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)有些是吸能反應(yīng)，有些是放能反應(yīng)。ATP水解是放能反應(yīng)，它放出的能量用于肌肉收縮、神經(jīng)細(xì)胞等生命活動(dòng)。吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。ATP合成是一個(gè)吸能反應(yīng)，所需能量來自細(xì)胞中的放能反應(yīng)如糖的氧化等，故放能反應(yīng)一般與ATP合成的相聯(lián)系，釋放的能量儲(chǔ)存在ATP中。
2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及在能量代謝中的作用的模型構(gòu)建
點(diǎn)撥：1、在ATP的合成中，綠色植物：能量來自于呼吸作用和光合作用;人、高等動(dòng)物、真菌和大多數(shù)細(xì)菌：能量來自于呼吸作用。2、ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，其中主要轉(zhuǎn)化如下六種形式的能：⑴滲透能：用于主動(dòng)運(yùn)輸?shù)然顒?dòng);⑵機(jī)械能用于肌細(xì)胞的收縮等活動(dòng);⑶電能用于神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)和生物電等活動(dòng);⑷化學(xué)能用于物質(zhì)合成等活動(dòng);⑸光能用于螢火蟲的發(fā)光等活動(dòng);⑹熱能用于動(dòng)物體溫的維持等活動(dòng)。
(責(zé)任編輯：康彥林)
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