素材：ATP的常见认识误区 高一上学期生物人教版必修1

ATP的常见认识误区在学习细胞代谢之前就要学习ATP，因为ATP是“能量通货”，细胞代谢中会涉及许多能量变化。细胞内的绝大多数生命活动都以ATP作为直接能源物质，ATP是细胞中的能量通货。在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与磷酸结合，重新形成ATP。细胞内的放能反应主要是细胞呼吸。ATP形成的能量来源：对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于细胞呼吸，对于绿色植物来说，则来自于光合作用和细胞呼吸。高一学生在学习这一内容时，常出现认识误区。1.ATP是能量通货的原因是ATP中能量多。其实，ATP中所含的能量不多，且易于生成和水解，便于流通，才作为能量通货。另外，在生物体内的ATP的含量也不多，但可以迅速转化。2.肌肉收缩过程中，肌肉改变形状是放能反应。肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改变形状，这是吸能反应；然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这是放能反应。同时，也说明放能反应不一定会生成ATP。3.ATP是唯一的直接能源物质。生物体内的能量绝大多数是ATP直接提供，有时能量可以来自于其他直接能源物质，如GTP等也可以作为直接能源物质。4.吸能反应中的能量全部来自放能反应。光合作用是吸能反应，但其能量来自太阳光能。5.ATP是RNA的基本单位之一。RNA的基本组成单位之一是腺苷一磷酸(腺嘌呤核糖核苷酸)，ATP是腺苷三磷酸。6.运动时ATP合成速率远小于ATP水解速率。运动时机体仍保持稳态，所以ATP合成速率和ATP水解速率基本相等，但ATP水解速率比安静时快。7.主动转运的能量都来源于ATP。一些糖或氨基酸的主动转运并不直接依靠水解ATP的能量，而是依赖于离子梯度形式贮存的能量。在小肠或肾细胞中，葡萄糖是伴随Na＋一起输入细胞的，Na＋顺浓度梯度进入细胞，葡萄糖逆浓度梯度进入细胞，Na＋浓度差推动葡萄糖输入细胞。8.ATP转化为ADP不需要消耗水。ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水。同样，ATP合成时，ADP和Pi形成ATP会产生水。教材中忽略了水的参与和生成。9.ATP水解酶和合成酶是不同的酶。ATP水解酶和合成酶其实是同一种酶，只不过在催化作用时，构象改变，功能改变。相关的内容可以参考文章后的链接。10.ATP可以进入所有细胞。除了一些寄生的细菌（如衣原体和立克次体）需要从宿主细胞获得ATP，涉及到宿主细胞细胞质基质中的ATP通过寄生细菌细胞膜上的ATP-ADP交换体进入寄生细菌的胞内以外，还没有发现其他的生物在质膜上有这样的ATP-ADP交换体，所以绝大多数生物的细胞是无法把胞外的ATP运输到胞内的。11.ATP在体内除了充当通用的能量货币以外，没有其他的功能。ATP还可以在胞内作为一些重要分子合成的原料（如第二信使cAMP),还可以作为胞内多种限速酶的别构激活剂（如糖酵解的1,6-二磷酸果糖磷酸酶）或抑制剂（磷酸果糖激酶1）调节相关酶的活性。12.DNA复制和转录的能量都来自于ATP。高中教材没有具体说DNA复制和转录的能量，大学教材认为最初的核苷酸参与是脱氧核苷三磷酸（dNTP），即不仅仅是ATP，还有GTP、TTP、CTP、UTP等，不是脱氧核苷一磷酸和二磷酸，参与的脱氧核苷三磷酸的磷酸酐键断裂释放大量自由能，提供聚合反应所需要的能量。试题解析

试题1：（2020年“七彩阳光”模拟试题）如图为ATP结构示意图，下列有关叙述正确的是()A.①＋②＋③构成的物质是DNA的原料之一B.①为腺苷，③为磷酸基团C.肌细胞形状改变过程中有④的断裂发生D.剧烈运动时细胞的ATP含量明显减少解析：①＋②＋③构成的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的原料之一，A错误；①为腺嘌呤，③为磷酸基团，B错误；肌细胞形状改变过程意味着肌肉的收缩，该过程是耗能的过程，故其中有④远离A的高能磷酸键的断裂发生，C正确；剧烈运动时细胞的ATP和ADP相互转化的速度加快，ATP的含量并未减少，D错误。故答案为C。试题2：如图为ATP—ADP循环示意图，以下说法正确的是()A.放能反应所释放的能量均用于ATP的合成B.ATP的水解与放能反应相偶联C.剧烈运动时，肌肉细胞中的ATP含量会显著增加D.ATP水解释放2个磷酸基团后可参与RNA的形成解析：放能反应释放的能量也可以热能的形式散失，部分用于ATP的合成，A错误；ATP的水解与吸能反应相偶联，B错误；剧烈运动时，ATP消耗的快，ATP—ADP转化更迅速，ATP的合成与水解保持动态平衡，ATP的含量不会有显著增加，C错误；ATP水解释放2个磷酸基团后形成AMP(腺苷一磷酸)，即腺嘌呤核糖核苷酸，其是组成RNA的基本单位之一，D正确。故答案为D。试题3：协同运输是物质跨膜运输的一种方式，其过程如下图所示。细胞膜上的载体蛋白同时与Na+和葡萄糖结合后，在膜两侧Na+浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，跨膜的Na+再由另一种载体蛋白运回膜外。对此过程分析错误的是（

）A.图中Na+和葡萄糖的协同运输所需能量间接来自ATP水解B.图中的两种载体蛋白运输Na+的方式都是主动运输C.图中细胞吸收葡萄糖需载体蛋白质的协助D.当细胞内外Na+浓度相等时，Na+和葡萄糖的协同运输不能进行解析：据图分析，细胞的载体蛋白同时与Na+和葡萄糖结合后，在膜两侧Na+浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，则Na+的运输方式是协助扩散，葡萄糖的运输方式是主动运输，而跨膜的Na+再由另一种载体蛋白运回膜外需要载体和能量，属于主动运输。据图分析，图中葡萄糖的协同运输所需动力是Na+浓度差，但Na+再由另一种载体蛋白运回膜外需要载体和能量，属于主动运输，故Na+和葡萄糖的协同运输所需能量