四川 文新明

找準(zhǔn)線索 系統(tǒng)復(fù)習(xí) 攻克失分點
——以ATP為線索的基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

四川 文新明

細胞內(nèi)多種生命活動都是耗能過程，如蛋白質(zhì)、核酸、纖維素的合成，離子、葡萄糖、氨基酸的主動運輸，神經(jīng)傳導(dǎo)，肌肉收縮等，而能量是由細胞中的能量“通貨”—ATP提供。對于ATP相關(guān)知識相對較簡單，在教材或復(fù)習(xí)資料中所占篇幅較小，因而常被忽略和輕視，反而成為了學(xué)生的易錯點和失分點。筆者以ATP為線索，展開系統(tǒng)復(fù)習(xí)，效果明顯。

1．中文名稱

ATP的中文名稱叫三磷酸腺苷，是一種高能磷酸化合物，從分子結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P可以看出ATP包括一個腺苷和三個磷酸基團，故而得名。對它的記憶可歸納為一個腺苷，兩個高能磷酸鍵，三個磷酸基團。

2．化學(xué)元素組成

由于一分子ATP由一個腺苷（一分子腺嘌呤，一分子核糖），三個磷酸基團組成。腺嘌呤含C、H、O、N，核糖含C、H、O，磷酸基團含H、O、P。所以，ATP元素組成為C、H、O、N、P五種元素，與DNA、RNA、及其基本單位—核苷酸的化學(xué)元素組成完全一樣。

3．與能量的關(guān)系

高能磷酸鍵只存在于磷酸基與磷酸基之間，腺苷與磷酸基之間為普通化學(xué)鍵。同時，離“A”腺苷最遠端的高能磷酸鍵更活躍，最容易斷裂釋放出能量，也最容易重新形成而儲存能量。根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P中離“A”的遠近可以確定兩個“～”的活躍程度的不同。

4．ATP合成與水的生成

根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式不難得出在磷酸基與磷酸基之間形成高能磷酸鍵時要脫去水分子，而三個磷酸基之間形成兩個“～”時應(yīng)脫去兩分子水，即脫去的水分子數(shù)與形成的“～”數(shù)相等。而ATP水解時則要消耗水，即一個“～”斷裂消耗一分子水，兩個“～”都斷裂則需消耗兩分子水。其規(guī)律與氨基酸之間脫水縮合類似。

5．與代謝的關(guān)系

在ATP形成過程中，即A—P～P+Pi+能量→A—P～P～P時，其中的能量對于綠色植物而言，既可來自光合作用中吸收的光能，又可來自呼吸作用中釋放的化學(xué)能。而對于人、動物、真菌等均來自于呼吸作用所釋放的化學(xué)能。而ATP水解即A—P～P～P→A—P～P+Pi+能量過程所釋放的能量可直接用于各項生命活動。如：肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)與物質(zhì)的合成與吸收等。

6．相關(guān)生理過程及場所

為便于理解記憶，可引導(dǎo)學(xué)生歸納成下表：

場所相關(guān)生理過程細胞質(zhì)基質(zhì)有氧呼吸的第1階段和無氧呼吸的第1階段線粒體有氧呼吸的Ⅱ、Ⅲ階段葉綠體類囊體薄膜光合作用的光反應(yīng)階段ATP合成ATP水解（舉例）葉綠體基質(zhì)光合作用的暗反應(yīng)階段生物膜主動運輸、胞吞、胞吐細胞核DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄細胞質(zhì)中核糖體、高爾基體等細胞器蛋白質(zhì)、多糖等合成及各種耗能過程

7．“A”的含義辨析

如圖所示，四個圖中都含有一個“A”，但其“A”的含義是不同的。ATP中的“A”為腺苷，DNA中的“A”為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，RNA中的“A”為腺嘌呤核糖核苷酸，而核苷酸中的“A”僅為含氮堿基腺嘌呤。所以，四個圖中的共同點是化學(xué)元素組成相同，且都含有一個腺嘌呤含氮堿基。而在A—P～P～P中去掉后面兩個磷酸基，余下的部分“A—P”即為組成RNA的四種基本單位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。

8．強化訓(xùn)練

【例1】下列有關(guān)ATP的敘述，不正確的是 ( )

A.人體成熟的紅細胞在O2充足時也只能通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP

B.在平靜和劇烈運動狀態(tài)，細胞內(nèi)ATP的含量都能保持動態(tài)平衡

C.ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，其中兩個高能磷酸鍵都易斷裂、易形成

D.ATP中的“A”與構(gòu)成RNA中的堿基“A”表示的不是同一物質(zhì)

【解析】ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，ATP中有兩個高能磷酸鍵，但只有遠離A的那個高能磷酸鍵易斷裂、易形成。

【答案】C

【例2】下列關(guān)于ATP、ADP的說法中，錯誤的是( )

A.動物有氧呼吸過程中產(chǎn)生大量ATP的階段需要氧氣參與

B.ATP與ADP的組成元素相同，都只含有C、H、O、N、P五種元素

C.ATP在生物體內(nèi)含量很多，是生物體生命活動所需能量的直接來源

D.葉綠體中ADP由葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜運動，ATP則是向相反方向運動

【解析】ATP在細胞內(nèi)的含量是很少的，但是在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化十分迅速，它在細胞內(nèi)的含量總是處于動態(tài)平衡之中，這對于構(gòu)成生物體內(nèi)部穩(wěn)定的供能環(huán)境具有重要意義；動物有氧呼吸的第三階段氫與氧結(jié)合生成水，產(chǎn)生大量的ATP；葉綠體中光反應(yīng)的場所為類囊體薄膜，暗反應(yīng)的場所為葉綠體基質(zhì)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。

【答案】C

【例3】下圖表示ATP水解產(chǎn)生ADP的過程。請據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖中A表示_______，P代表_______，ATP脫去兩個磷酸基團后可作為_______(填物質(zhì)名稱)基本結(jié)構(gòu)單位的一種。

（2）圖中①表示_______，其中蘊藏著_______。

（3）圖中②表示__________________的過程，其作用是________________________。

（4）催化該過程的酶與催化ATP生成的酶________(“是”或“不是”)同一種酶，高等植物細胞內(nèi)ATP在_________________________________________________________________（填部位名稱）生成。

（5）人體細胞中的ATP主要來自______(填生理過程)。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol·L-1，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是________。

（6）細胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，3個磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是_______。

【解析】（1）由ATP的結(jié)構(gòu)簡式可知，A表示腺苷、P表示磷酸基團、①代表高能磷酸鍵，ATP水解掉兩個高能磷酸鍵后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可作為形成RNA的原料。（2）高能磷酸鍵中蘊藏有大量能量。（3）高能磷酸鍵水解時，可釋放大量能量供生命活動所需。（4）催化ATP水解與生成的酶不同，在植物細胞中ATP的生成部位是葉綠體類囊體的薄膜、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。（5）ATP可以來自細胞呼吸、光合作用。在人體細胞內(nèi)只有細胞呼吸。為滿足能量需要，人體內(nèi)的ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化迅速。（6）ATP是由一個腺苷和三個磷酸基團構(gòu)成的，因此3個磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是腺苷。

【答案】（1）腺苷 磷酸基團 RNA

（2）高能磷酸鍵 大量能量

（3）高能磷酸鍵水解 釋放大量能量供生命活動所需

（4）不是 葉綠體類囊體的薄膜、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

（5）細胞呼吸 ATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化

（6）腺苷

通過以ATP為線索的系統(tǒng)的鞏固復(fù)習(xí)，不但幫助學(xué)生明確了生命活動，細胞代謝與能量，與ATP的緊密關(guān)系，同時學(xué)生也能進一步理解能量，ATP與糖類、脂肪等能源物質(zhì)的關(guān)系，并且對于能量的釋放、轉(zhuǎn)移、利用等過程有一個比較完整清晰的認(rèn)識。

四川省宜賓市第一中學(xué)校）