ATP的结构与功能
1．A TP的结构
(1)组成元素：C、H、O、N、P。
(2)结构简式：A—P～P～P。
(3)各字母所代表的含义：
A：腺苷；P：磷酸基团；“～”：高能磷酸键。
(4)辨析下列物质结构中“A”的含义
①中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；②中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；③中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成；④中的A为腺嘌呤。
2．A TP与ADP相互转化
(1)反应式：。
(2)根据写出的反应式回答：
①酶1、酶2是同一种酶吗？
提示：不是。酶1是A TP水解酶，酶2是ATP合成酶。
②酶1催化的反应式中能量来源和去路是什么？
提示：来源：储存在A TP高能磷酸键中的能量；去路：用于各项生命活动。
③在动、植物体内由酶2催化的反应式中的能量来源是什么？
提示：植物：光能和细胞呼吸产生的化学能；动物：细胞呼吸产生的化学能。
④合成ATP和A TP分解的场所有哪些？
提示：合成A TP：细胞质基质、线粒体、叶绿体；分解ATP：生物体内需能部位，如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等。
(1)ATP转化为ADP也需要消耗水
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。
(2)ATP≠能量
ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。
(3)误认为细胞中含有大量ATP
生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。
角度一以基础判断的形式，考查ATP的来源、结构及生理作用
1．判断正误
(1)(2014·江苏卷T1B)每个ADP分子中含有两个高能磷酸键。(×)
(2)(2013·四川卷T1C)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生ATP的合成与分解。(×)
(3)(2012·北京卷T1A)线粒体内膜上不能合成ATP。(×)
(4)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生A TP的唯一来源。(×)
(5)人在饥饿时，细胞中A TP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)
(6)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。(×)
2．(2014·全国卷)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关A TP的叙述，错误的是()
A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
C．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP
D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的A TP来源于呼吸作用
解析：选B细胞核无法进行呼吸作用，它所需要的ATP主要由线粒体提供。机体在睡眠时生命活动仍然进行，如细胞分裂、神经传导等，仍需要消耗ATP。有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段均在细胞质基质中进行，均能合成ATP。植物根以主动运输方式吸收矿质离子所需的ATP由呼吸作用产生。
3．下列有关植物细胞中A TP的叙述，正确的是()
A．能产生A TP的细胞器只有线粒体
B．植物被水淹时，根细胞不能产生ATP
C．ATP与ADP的相互转化是可逆反应
D．远离腺苷(A)的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能
解析：选D植物细胞中能产生A TP的细胞器有线粒体和叶绿体；植物被水淹时，根细胞进行无氧呼吸产生ATP；ATP与ADP的相互转化在物质方面是可逆的，但在能量方面是不可逆的；远离腺苷(A)的高能磷酸键中的能量可以来自有机物氧化分解释放的化学能，也可以来自光能。
角度二结合生物体中发生的生理过程，考查A TP的结构与作用
4．(2014·江苏高考)下列生命活动中不需要ATP 提供能量的是()
A．叶肉细胞合成的糖运输到果实
B．吞噬细胞吞噬病原体的过程
C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖
D．细胞中由氨基酸合成新的肽链
解析：选C叶肉细胞合成的糖如葡萄糖通过主动运输进入果实细胞，需要消耗ATP；吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性，需要消耗A TP；淀粉酶催化淀粉水解的过程不需要消耗能量，如人体肠道中食物的消化；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链，需要消耗ATP。
5．(2015·合肥模拟)ATP是生命活动中的直接能源物质，下列有关ATP的说法正确的是()
A．物质跨膜运输时，细胞内进行旺盛的A TP和ADP的相互转化
B．光合作用暗反应合成有机物所需的能量完全由光反应产生的A TP提供
C．肌肉细胞中大量线粒体组成肌质体，有利于储存大量ATP为运动供能
D．ATP中的化学能在一些细胞中可来自光能，在另一些细胞中可再转化为光能
解析：选D物质跨膜运输的方式有自由扩散、协助扩散、主动运输，自由扩散、协助扩散不消耗能量，A错误；光合作用暗反应合成有机物所需的能量由光反应产生的ATP与[H]提供，B错误；细胞中ATP含量少，但ATP与ADP之间转化迅速，C错误；光合作用过程中合成的ATP中的化学能来自光能，A TP中的化学能可再转化为光能，D正确。
角度三依托反应式或相关图示，考查生物体中ATP与ADP的转化
6．(2015·济南模拟)下列有关“”的反应，叙述不正确的是()
A．这一反应无休止地在活细胞中进行
B．生物体内ADP转化成ATP所需能量都来自细胞呼吸
C．在ATP与ADP的相互转化中，伴随着能量的储存和释放
D．这一过程保证了生命活动顺利进行
解析：选B活细胞中始终进行ATP的分解与合成过程，并伴随能量的储存和释放，以保证生命活动顺利进行。植物体内合成A TP所需能量来自细胞呼吸和光合作用。
7．(2015·银川一中模拟)ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是()
A．在主动运输过程中，乙的含量会明显增加
B．丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一
C．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成
D．甲→乙和乙→丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同
解析：选C生物体内A TP与ADP的含量比较少，且处于动态平衡；甲→乙，乙→丙是不同的酶促反应，酶的种类不同，空间结构也不同；丙中含有一个普通磷酸键；ATP合成要消耗磷酸基团(戊)。
8.(2015·江淮十校联考)A TP合成酶是细胞中常见的蛋白质，它由两部分组成，
F0为嵌入生物膜的疏水端，F1为生物膜外的亲水端(如图所示)，下列叙述错误的
是()
A．ATP合成酶与A TP的共有组成元素一定包括C、H、O、N
B．ATP脱去两个磷酸基团后形成一磷酸腺苷(AMP)，AMP是某些酶的基本组成单位之一
C．ATP合成酶存在于原核细胞细胞膜、真核细胞线粒体内膜、叶绿体类囊体膜等生物膜上
D．人体剧烈运动时肌肉细胞中的ATP水解供能，此时肌肉细胞中A TP合成酶没有活性
解析：选D ATP合成酶是蛋白质，因此和ATP的共有组成元素一定包括C、H、O、N，A项正确。AMP是腺嘌呤核糖核苷酸，可以构成RNA，有些酶是RNA，B项正确。从图中可以看出ATP合成酶在膜结构上，可存在于原核细胞的细胞膜、真核细胞线粒体内膜、叶绿体类囊体膜等生物膜上，C项正确。人体剧烈运动时肌肉细胞中的ATP水解供能的同时也在不断产生A TP，A TP合成酶很活跃，D项错误。
ATP和ADP之间的相互转化是不可逆反应的分析
(1)反应条件不同：ATP分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶；而ATP合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。
(2)能量来源不同：A TP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，供代谢消耗，这个能量不能再反过来用于合成A TP，而合成ATP的能量主要有化学能和光能。
(3)反应场所不同：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所较多，凡是生命活动需要能量的地方都有ATP的分解。
[知识体系构建]
填充：①A—P～P～P②
③光合作用④蛋白质⑤RNA⑥专一性
⑦高效性⑧作用条件较温和⑨降低活化能
[关键语句必背]
1．一个本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
2．两个必清：
(1)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。
(2)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
3．三个特性：
(1)专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(2)高效性：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
(3)作用条件较温和：酶能催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
4．四个条件：
(1)低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。
(2)高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。