2025版高考生物一轮总复习教案必修1第三单元细胞的能量供应和利用第一讲酶和ATP考点三细胞的能量“货币”ATP

这是一份2025版高考生物一轮总复习教案必修1第三单元细胞的能量供应和利用第一讲酶和ATP考点三细胞的能量“货币”ATP，共6页。

知|识|巩|固
1．ATP的结构和功能
2．ATP和ADP的相互转化过程比较
提醒：细胞中ATP含量很少，ATP与ADP之间的转化非常迅速、及时。无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
3．ATP的利用
提醒：这些生命活动所涉及的化学反应都是吸能反应，需ATP水解提供能量才能顺利进行。
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。( × )
(2)ATP脱去两个磷酸基团后，可作为RNA分子的合成原料。( √ )
(3)ATP含有3个特殊的化学键，但是只有一个特殊的化学键会发生断裂。( × )
(4)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。( √ )
(5)ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。( × )
延|伸|探|究
1．ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊化学键容易水解的原因。
提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊化学键容易水解。
2．人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，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。
提示：ATP与ADP时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡之中。
3．萤火虫尾部发光的原理是什么？
提示：萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在ATP提供能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．归纳概括ATP与核苷酸的关系
2．ATP产生量与O2供给量的关系
精|准|命|题
考向一 运用结构与功能观，考查ATP的结构和功能
》例1 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 )
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
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；④和⑤之间特殊的化学键的形成过程总需要获取能量，因此总是与放能反应相关联，B正确；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量不变，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。
ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析
(1)ATP结构中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。
(2)DNA结构中的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)RNA结构中的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)核苷酸结构中的A为腺嘌呤。
可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。
〔变式训练1〕 (2024·天津十二校联考一模)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法不正确的是( A )
A．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP
B．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化
C．蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质空间结构的变化来实现
D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系
解析：蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP，A错误。
考向二 ATP与ADP相互转化
》例2 如图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图。据下图判断，有关叙述正确的是( C )
A．甲为ADP，大肠杆菌体内ATP→甲过程发生在线粒体中
B．催化丙→乙→甲过程的酶与酶3、酶2相同
C．酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有能量释放，且乙→丙释放的能量最少
D．物质丙是构成RNA的基本组成物质之一
解析： 图中甲为ADP，大肠杆菌是原核生物，细胞中没有线粒体，A错误；酶具有专一性，酶2和酶3分别是催化甲→乙和乙→丙的酶，催化丙→乙→甲过程的酶是另两种酶，它们不相同，B错误；物质丙为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，物质乙为腺嘌呤核糖核苷酸，物质乙是构成RNA的基本组成物质之一，D错误。
〔变式训练2〕 (2024·广东佛山市质检)ATP合酶是合成ATP所需要的酶，分子结构由突出于膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成。当H＋顺浓度梯度穿过ATP合酶时，该酶能促使ADP与Pi形成ATP。下列关于ATP合酶的分析，错误的是( C )
A．ATP合酶在线粒体、叶绿体内都有分布
B．ATP合酶既具有催化作用，同时也具有运输作用
C．ATP和ADP的相互转化过程都需要ATP合酶的催化
D．ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP时，伴随着能量的储存
解析： 在线粒体基质和线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上都能合成ATP，因此在线粒体和叶绿体中均有ATP合酶，A正确；结合题干信息“当H＋顺浓度梯度穿过ATP合酶时，该酶能促使ADP与Pi形成ATP”，可推测ATP合酶既具有催化作用又具有运输作用，B正确；ATP合酶能催化ADP与Pi形成ATP，不能催化ATP水解，ATP转化为ADP的过程中，需要能够水解ATP的酶的参与，C错误；ATP合酶催化ADP与Pi形成ATP时，能量储存在远离A的特殊化学键中，D正确。
细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所