还剩33页未读，
继续阅读
2025届高考 一轮复习 人教版 细胞的能量“货币”ATP 课件(多选版)
展开
这是一份2025届高考 一轮复习 人教版 细胞的能量“货币”ATP 课件(多选版)，共41页。PPT课件主要包含了高能磷酸化合物，不稳定，转移势，化学能，特殊化学键，直接能源物质，共同的起源，化学能转化为光能，光合作用，悟高考•瞻动向等内容，欢迎下载使用。
【精梳·攻教材】一、ATP的结构1.ATP的结构:
2.ATP的结构特点:(1)特殊化学键:含有2个特殊的化学键,因此ATP是一种________________。(2)化学性质:ATP的化学性质________,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的________能。
【名师点睛】 细胞内供能的高能磷酸化合物(1)碱基不同:ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物,都能为生命活动直接提供能量。脱去两个磷酸基团,可以作为RNA合成的原料。(2)五碳糖不同:dATP、dGTP、dCTP和dUTP也能为生命活动直接提供能量。脱去两个磷酸基团,可以作为DNA复制的原料。
二、ATP与ADP 的相互转化
细胞质基质、线粒体、叶绿体
三、ATP的利用1.ATP的利用实例:2.ATP是细胞内的能量“货币”:3.ATP的功能:驱动生命活动的______________。
【辨·清易错】1.1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。( )分析:1个ATP分子中含有1个腺苷和3个磷酸基团。2.DNA与ATP中所含元素的种类相同。( )3.人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( )分析:在正常人体内,细胞内的ATP与ADP迅速转化,维持动态的平衡,保证能量的供应。4.无氧条件下,叶肉细胞光合作用产生ATP为各项生命活动供能。( )分析:光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应,不能用于其他各项生命活动。
5.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。( )分析:内质网膜不能合成ATP。6.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。( )7.人在剧烈运动时,ATP的合成速率大于ATP的水解速率。( )分析:人在剧烈运动时,ATP的合成速率和水解速率均加快,二者仍能保持动态平衡。
【写·练表达】1.(必修1 P87图5—4延伸)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,释放能量,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,原因是___________________________________________________________。2.(必修1 P89“拓展应用”3延伸)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都是以ATP作为能量“货币”的,由此说明:______________________________________________________。
ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化,并且处于动态平衡
生物界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】腊肉是餐桌上的一道美食,但一些黑心商家用病死猪肉腌制的腊肉往往含有大量的细菌,可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测。检测原理涉及如图所示的相互转化过程。(1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转化形式是 ,该过程由图中 (填“酶1”或“酶2”)催化,生物细胞中该过程往往伴随着 (填“吸能”或“放能”)反应。 (2)细胞内由酶2催化的化学反应发生在 和 生命活动中。 聚焦考查点:ATP的产生与应用。
呼吸作用(二者可颠倒)
【解析】(1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”检测原理是:荧光素接受ATP提供的能量后可被激活,在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。该过程中发生的能量转化是ATP中的化学能转化为光能。ATP水解由图中酶1催化,生物细胞内ATP水解时会释放能量,通常与吸能反应相联系。(2)细胞内由酶2催化的化学反应为生成ATP的过程,包括光合作用和呼吸作用。
【破解策略】“归纳法”梳理细胞内产生与消耗ATP的生理过程
【精练·提能力】1.(2024·衡水中学模拟)ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述,错误的是( )A.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATPB.ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质C.ATP是生物体生命活动的直接能源物质,但在细胞内的含量很少D.ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能
【解析】选B。ATP是生命活动的直接能源物质,人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP,A正确。ATP中的“A”是指腺苷,DNA、RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤,两者不是同一物质,B错误。ATP是生物体生命活动的直接能源物质,但在细胞内的含量很少,ATP与ADP的相互转化为各项生命活动提供能量,C正确。植物进行光合作用,将光能转化为ATP中的化学能,呼吸作用将有机物中的化学能转化为ATP中的能量;萤火虫发光时ATP中的能量转化为光能,ATP中的能量可以用于氨基酸脱水缩合形成蛋白质,此时ATP中的能量转化为化学能。所以ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能,D正确。
2.ATP作为直接能源物质,可参与细胞中的许多化学反应,如反应:A+ATP+H2O→B+ADP+Pi+H+……①下列相关叙述正确的是( )A.ATP的3个磷酸基团都具有较高的转移势能B.反应①中A生成B的反应是放能反应C.催化反应①的酶在偏酸性的环境中能够保持活性D.细胞中反应①的持续进行,会导致ATP的含量明显下降
【解析】选C。ATP中含有3个磷酸基团,远离A的磷酸基团具有较高的转移势能,A 错误;分析题干中的反应①,A生成B时伴随着 ATP 的水解,则该反应为吸能反应,B 错误;分析题干,反应①有 H+生成,若反应①需要酶,则催化该反应的酶在偏酸性条件下能够保持活性,C 正确;细胞中 ATP与ADP的转化处于动态平衡之中,不会因反应①的进行造成 ATP 的含量明显下降,D 错误。
3.(多选)(2024·保定模拟)ATP是直接给细胞的生命活动提供能量的有机物,ATP的化学性质不稳定,下图为ATP与ADP相互转化的示意图。有关说法错误的是( )A.葡萄糖与果糖脱水缩合形成蔗糖时伴随ATP的水解B.所有生物体内,都存在ATP与ADP的相互转化,这体现了生物界的统一性C.真核细胞中,甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同D.红细胞中能合成ATP的场所只有细胞质基质
【解析】选B、C、D。葡萄糖与果糖脱水缩合形成蔗糖的过程需要ATP水解供能,所以该过程伴随ATP的水解,A正确;病毒中不存在ATP与ADP 的相互转化,B错误;甲(ATP合成)、乙(ATP水解)过程所需要的酶不同,但反应场所可以相同,如细胞质基质,C错误;哺乳动物成熟的红细胞中ATP合成场所是细胞质基质,鸡的红细胞中ATP合成场所是线粒体和细胞质基质,D错误。
4.生物体内的高能磷酸化合物有多种,它们在人体合成代谢中有一定差异,如表所示。下列相关叙述,最为准确的是( )A.GTP脱去两个磷酸基团是DNA的合成的原料之一B.UTP除了用于糖原合成,其脱去两个磷酸基团后还可作为转录的原料C.无光情况下,叶肉细胞内合成ATP的场所是线粒体D.在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中,消耗的能量均不能来自ATP
【解析】选B。GTP分子脱去两个磷酸后,可得到鸟嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位,A错误;表中显示,UTP可用于糖原合成,另外其脱去两个磷酸后可得到尿嘧啶核糖核苷酸,可作为合成RNA的原料,因而可作为转录的原料,B正确;无光情况下,叶肉细胞不能进行光合作用,此时叶肉细胞内合成ATP的过程只能是细胞呼吸,发生的场所是线粒体和细胞质基质,C错误;ATP作为能量“货币”,在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中,消耗的能量可来自ATP,D错误。
【从教材走向高考】5.(必修1 P89插图改编)萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下,激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光。(1)萤火虫合成ATP时的能量来源是_____________________________________。请从化学结构的角度解释ATP能为荧光素供能的原因是________________________________________。 (2)ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶。ATP合成酶广泛分布于萤火虫细胞的细胞质基质以及 。 (3)用所给材料设计实验证明荧光素酶具有专一性。要求:写出实验思路和预期结果及结论。____________________________________________________________________________。答案:(3)实验思路:取两支试管并编号为A、B;分别加入等量的激活的荧光素,其他条件相同。A试管加入荧光素酶,B试管加入淀粉酶。观察试管是否发出荧光。预期结果及结论:A试管发出荧光,B试管不发出荧光,荧光素酶具有专一性(实验材料:激活的荧光素、荧光素酶、淀粉酶)
细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量
ATP含有特殊化学键,水解能释放出大量的能量
线粒体内膜和线粒体基质(或线粒体)
【解析】(1)萤火虫不能进行光合作用,所以萤火虫合成ATP时的能量来源是细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。ATP是直接给细胞的生命活动提供能量的物质,结构上含有两个特殊化学键,其中远离A的那个特殊化学键很容易水解,于是远离A的那个P就脱离下来,形成游离的Pi,同时释放大量的能量,ATP就转化成ADP,释放的能量就为荧光素供能。(2)ATP在动物细胞中通过细胞呼吸产生,场所为细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜(或线粒体)。(3)酶具有专一性,从题干可知,荧光素接受ATP提供的能量后,在荧光素酶的催化作用下,与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光。利用此原理可证明荧光素酶的专一性,因此实验思路和预期结果及结论如下:取两支试管并编号为A、B;分别加入等量的激活的荧光素,其他条件相同。A试管加入荧光素酶,B试管加入淀粉酶。观察试管是否发出荧光。预期结果及结论:A试管发出荧光,B试管不发出荧光,荧光素酶具有专一性。
【加固训练】1.(2024·娄底模拟)细胞代谢往往伴随着能量的变化,ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP的合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )A.ATP的合成需要小分子之间多次脱水缩合B.ATP的水解产物可为RNA的合成提供原料C.ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶相同D.ATP的水解往往伴随着吸能反应能量
【解析】选C。由图可知,核糖与腺嘌呤、核糖与磷酸、磷酸与磷酸之间均有脱水缩合,故ATP合成需要小分子之间多次脱水缩合,A正确;ATP的水解产物可为某些RNA的合成提供原料:ATP脱去两分子磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,B正确;酶具有专一性,ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶不相同,C错误;ATP的水解能释放能量,故ATP水解往往伴随着吸能反应,D正确。
2.(2023·太原模拟)泡发过久的木耳、变质的银耳会被椰毒假单胞杆菌污染,产生米酵菌酸(一种不饱和脂肪酸)使人中毒。AAC是位于线粒体内膜上专门运输ATP和ADP的载体蛋白。米酵菌酸和ATP与AAC的结合部位相同。下列有关叙述正确的是( )A.一般来说,ATP可通过AAC出入细胞B.米酵菌酸可导致细胞能量供应不足C.米酵菌酸的分子结构与ATP相似D.AAC在发挥作用时自身构象不会发生改变
【解析】选B。由题可知,AAC位于线粒体的内膜,不在细胞膜上,故ATP无法通过AAC出入细胞,A错误;结合题干“米酵菌酸和ATP与AAC的结合部位相同”可推测米酵菌酸通过与AAC结合阻止了ATP的运输,导致细胞的能量供应不足,B正确;米酵菌酸为一种不饱和脂肪酸,与ATP的结构不同,C错误;载体蛋白在运输物质时构象会发生变化,D错误。
【感悟高考】1.(2021·北京等级考)ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )A.含有C、H、O、N、PB.必须在有氧条件下合成C.胞内合成需要酶的催化D.可直接为细胞提供能量
【解析】选B。ATP含有5种元素,为C、H、N、O、P,A正确;细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时,都可以合成ATP,B错误;在有关酶的作用下,细胞内的ADP和Pi接受能量能合成ATP,C正确;ATP分解释放能量,可以直接被生命活动利用,D正确。
2.(2021·湖南选择考)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是( )A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
【解析】选B。由题干和图中信息可知:蛋白质磷酸化和去磷酸化改变了蛋白质的空间结构,进而实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与信息传递功能相适应的观点,A正确;这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,就不能发生磷酸化和去磷酸化,进而影响细胞信号传递,B错误;由图中信息可知ATP参与细胞信号传递,C正确;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应需要蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用,而酶的活性受温度的影响,D正确。
3.(2023·天津等级考)衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,则其需要从宿主细胞内摄取的物质是 ( )A.葡萄糖B.糖原C.淀粉D.ATP【解析】选D。细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的,衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,不能进行细胞呼吸,缺乏能量,ATP是直接的能源物质,因此衣原体需要从宿主细胞内摄取的物质是ATP,D正确。
4.(2020·全国Ⅲ卷)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
【解析】(1)(2)葡萄糖分解为乙醇和CO2是无氧呼吸过程,发生的场所为细胞质基质。(3)(4)光合作用的光反应阶段包括水的光解和ATP的合成,产物有氧气、NADPH和ATP,能量变化为光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。(5)在线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段,最终的产物为CO2 和H2O。
【预测高考】锁定新情境:细菌会发光 为保证食品安全,执法人员会使用ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进行检测。其设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。基于核心素养的新考向:1.(物质与能量观)图甲为萤火虫尾部发光器发光的原理,据图分析可知萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的 催化荧光素反应,从而放出光子而发出荧光,催化过程中消耗的能量由 水解直接提供。
【解析】1.由题图可知,萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的荧光素酶催化荧光素反应形成荧光素酰腺苷酸,后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。催化过程中消耗的能量由ATP水解直接提供。
2.(批判性思维)图乙中的荧光检测仪可检测上述反应中荧光强度,从而推测微生物含量。该仪器可用作检测微生物含量的前提包括 。 ①细胞中储备的ATP非常多;②所有生物活细胞中都含有ATP;③不同细胞中ATP浓度差异不大;④荧光强度与ATP供应呈正相关;⑤试剂与样品混合后发荧光属于放能反应综合上述材料分析,为保证该反应顺利进行,检测试剂中除荧光素酶外,至少应有 。根据酶的特性,检测试剂应在低温保存,使用时再恢复至常温,原因是____________________________________________________________________________。
低温条件下酶的空间结构稳定,使用时升高温度可使酶的活性升高并恢复最大活性
【解析】2.细胞内的ATP含量较少,①错误;所有生物活细胞中都含有ATP,不同细胞中ATP浓度差异不大,这是以荧光强度推测微生物含量的前提,②③正确;荧光强度与ATP供应呈正相关,所以ATP越多,荧光强度越大,④正确;根据图甲可知,该过程需要ATP水解供能,属于吸能反应,即试剂与样品混合后发荧光属于吸能反应,⑤错误。综上分析,该仪器可用作检测微生物含量的前提包括②③④。为保证该反应顺利进行,检测试剂中除荧光素酶外,至少应有荧光素、氧气。由于低温条件下酶的活性较低,且酶的分子结构较稳定,使用时升高温度可使酶的活性升高,因此检测试剂应在低温保存,使用时再恢复至常温。
3.(结果分析)严谨的检测操作才能保证测量结果准确。执法人员检测前通常会带上无菌手套,主要是为了避免 导致检测到的微生物含量偏 。检测时用拭子反复擦拭可以破坏微生物的细胞膜,进而更准确地检测出ATP的含量,因为ATP产生于 。 4.(关注食品安全)若测试餐具时显示ATP含量超过警戒值,可要求商家通过 (写出1项即可)措施降低微生物含量,以保证食品安全卫生。为避免太空环境引起微生物变异,威胁到航天员的健康,火箭发射前可用ATP荧光检测系统对太空舱进行卫生检测,此时警戒值应 (填“上调”“下调”或“不变”)。
【精梳·攻教材】一、ATP的结构1.ATP的结构:
2.ATP的结构特点:(1)特殊化学键:含有2个特殊的化学键,因此ATP是一种________________。(2)化学性质:ATP的化学性质________,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的________能。
【名师点睛】 细胞内供能的高能磷酸化合物(1)碱基不同:ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物,都能为生命活动直接提供能量。脱去两个磷酸基团,可以作为RNA合成的原料。(2)五碳糖不同:dATP、dGTP、dCTP和dUTP也能为生命活动直接提供能量。脱去两个磷酸基团,可以作为DNA复制的原料。
二、ATP与ADP 的相互转化
细胞质基质、线粒体、叶绿体
三、ATP的利用1.ATP的利用实例:2.ATP是细胞内的能量“货币”:3.ATP的功能:驱动生命活动的______________。
【辨·清易错】1.1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。( )分析:1个ATP分子中含有1个腺苷和3个磷酸基团。2.DNA与ATP中所含元素的种类相同。( )3.人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( )分析:在正常人体内,细胞内的ATP与ADP迅速转化,维持动态的平衡,保证能量的供应。4.无氧条件下,叶肉细胞光合作用产生ATP为各项生命活动供能。( )分析:光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应,不能用于其他各项生命活动。
5.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。( )分析:内质网膜不能合成ATP。6.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。( )7.人在剧烈运动时,ATP的合成速率大于ATP的水解速率。( )分析:人在剧烈运动时,ATP的合成速率和水解速率均加快,二者仍能保持动态平衡。
【写·练表达】1.(必修1 P87图5—4延伸)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,释放能量,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,原因是___________________________________________________________。2.(必修1 P89“拓展应用”3延伸)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都是以ATP作为能量“货币”的,由此说明:______________________________________________________。
ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化,并且处于动态平衡
生物界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】腊肉是餐桌上的一道美食,但一些黑心商家用病死猪肉腌制的腊肉往往含有大量的细菌,可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测。检测原理涉及如图所示的相互转化过程。(1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转化形式是 ,该过程由图中 (填“酶1”或“酶2”)催化,生物细胞中该过程往往伴随着 (填“吸能”或“放能”)反应。 (2)细胞内由酶2催化的化学反应发生在 和 生命活动中。 聚焦考查点:ATP的产生与应用。
呼吸作用(二者可颠倒)
【解析】(1)“荧光素—荧光素酶生物发光法”检测原理是:荧光素接受ATP提供的能量后可被激活,在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。该过程中发生的能量转化是ATP中的化学能转化为光能。ATP水解由图中酶1催化,生物细胞内ATP水解时会释放能量,通常与吸能反应相联系。(2)细胞内由酶2催化的化学反应为生成ATP的过程,包括光合作用和呼吸作用。
【破解策略】“归纳法”梳理细胞内产生与消耗ATP的生理过程
【精练·提能力】1.(2024·衡水中学模拟)ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述,错误的是( )A.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATPB.ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质C.ATP是生物体生命活动的直接能源物质,但在细胞内的含量很少D.ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能
【解析】选B。ATP是生命活动的直接能源物质,人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP,A正确。ATP中的“A”是指腺苷,DNA、RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤,两者不是同一物质,B错误。ATP是生物体生命活动的直接能源物质,但在细胞内的含量很少,ATP与ADP的相互转化为各项生命活动提供能量,C正确。植物进行光合作用,将光能转化为ATP中的化学能,呼吸作用将有机物中的化学能转化为ATP中的能量;萤火虫发光时ATP中的能量转化为光能,ATP中的能量可以用于氨基酸脱水缩合形成蛋白质,此时ATP中的能量转化为化学能。所以ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能,D正确。
2.ATP作为直接能源物质,可参与细胞中的许多化学反应,如反应:A+ATP+H2O→B+ADP+Pi+H+……①下列相关叙述正确的是( )A.ATP的3个磷酸基团都具有较高的转移势能B.反应①中A生成B的反应是放能反应C.催化反应①的酶在偏酸性的环境中能够保持活性D.细胞中反应①的持续进行,会导致ATP的含量明显下降
【解析】选C。ATP中含有3个磷酸基团,远离A的磷酸基团具有较高的转移势能,A 错误;分析题干中的反应①,A生成B时伴随着 ATP 的水解,则该反应为吸能反应,B 错误;分析题干,反应①有 H+生成,若反应①需要酶,则催化该反应的酶在偏酸性条件下能够保持活性,C 正确;细胞中 ATP与ADP的转化处于动态平衡之中,不会因反应①的进行造成 ATP 的含量明显下降,D 错误。
3.(多选)(2024·保定模拟)ATP是直接给细胞的生命活动提供能量的有机物,ATP的化学性质不稳定,下图为ATP与ADP相互转化的示意图。有关说法错误的是( )A.葡萄糖与果糖脱水缩合形成蔗糖时伴随ATP的水解B.所有生物体内,都存在ATP与ADP的相互转化,这体现了生物界的统一性C.真核细胞中,甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同D.红细胞中能合成ATP的场所只有细胞质基质
【解析】选B、C、D。葡萄糖与果糖脱水缩合形成蔗糖的过程需要ATP水解供能,所以该过程伴随ATP的水解,A正确;病毒中不存在ATP与ADP 的相互转化,B错误;甲(ATP合成)、乙(ATP水解)过程所需要的酶不同,但反应场所可以相同,如细胞质基质,C错误;哺乳动物成熟的红细胞中ATP合成场所是细胞质基质,鸡的红细胞中ATP合成场所是线粒体和细胞质基质,D错误。
4.生物体内的高能磷酸化合物有多种,它们在人体合成代谢中有一定差异,如表所示。下列相关叙述,最为准确的是( )A.GTP脱去两个磷酸基团是DNA的合成的原料之一B.UTP除了用于糖原合成,其脱去两个磷酸基团后还可作为转录的原料C.无光情况下,叶肉细胞内合成ATP的场所是线粒体D.在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中,消耗的能量均不能来自ATP
【解析】选B。GTP分子脱去两个磷酸后,可得到鸟嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位,A错误;表中显示,UTP可用于糖原合成,另外其脱去两个磷酸后可得到尿嘧啶核糖核苷酸,可作为合成RNA的原料,因而可作为转录的原料,B正确;无光情况下,叶肉细胞不能进行光合作用,此时叶肉细胞内合成ATP的过程只能是细胞呼吸,发生的场所是线粒体和细胞质基质,C错误;ATP作为能量“货币”,在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中,消耗的能量可来自ATP,D错误。
【从教材走向高考】5.(必修1 P89插图改编)萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下,激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光。(1)萤火虫合成ATP时的能量来源是_____________________________________。请从化学结构的角度解释ATP能为荧光素供能的原因是________________________________________。 (2)ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶。ATP合成酶广泛分布于萤火虫细胞的细胞质基质以及 。 (3)用所给材料设计实验证明荧光素酶具有专一性。要求:写出实验思路和预期结果及结论。____________________________________________________________________________。答案:(3)实验思路:取两支试管并编号为A、B;分别加入等量的激活的荧光素,其他条件相同。A试管加入荧光素酶,B试管加入淀粉酶。观察试管是否发出荧光。预期结果及结论:A试管发出荧光,B试管不发出荧光,荧光素酶具有专一性(实验材料:激活的荧光素、荧光素酶、淀粉酶)
细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量
ATP含有特殊化学键,水解能释放出大量的能量
线粒体内膜和线粒体基质(或线粒体)
【解析】(1)萤火虫不能进行光合作用,所以萤火虫合成ATP时的能量来源是细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。ATP是直接给细胞的生命活动提供能量的物质,结构上含有两个特殊化学键,其中远离A的那个特殊化学键很容易水解,于是远离A的那个P就脱离下来,形成游离的Pi,同时释放大量的能量,ATP就转化成ADP,释放的能量就为荧光素供能。(2)ATP在动物细胞中通过细胞呼吸产生,场所为细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜(或线粒体)。(3)酶具有专一性,从题干可知,荧光素接受ATP提供的能量后,在荧光素酶的催化作用下,与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光。利用此原理可证明荧光素酶的专一性,因此实验思路和预期结果及结论如下:取两支试管并编号为A、B;分别加入等量的激活的荧光素,其他条件相同。A试管加入荧光素酶,B试管加入淀粉酶。观察试管是否发出荧光。预期结果及结论:A试管发出荧光,B试管不发出荧光,荧光素酶具有专一性。
【加固训练】1.(2024·娄底模拟)细胞代谢往往伴随着能量的变化,ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP的合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )A.ATP的合成需要小分子之间多次脱水缩合B.ATP的水解产物可为RNA的合成提供原料C.ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶相同D.ATP的水解往往伴随着吸能反应能量
【解析】选C。由图可知,核糖与腺嘌呤、核糖与磷酸、磷酸与磷酸之间均有脱水缩合,故ATP合成需要小分子之间多次脱水缩合,A正确;ATP的水解产物可为某些RNA的合成提供原料:ATP脱去两分子磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,B正确;酶具有专一性,ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶不相同,C错误;ATP的水解能释放能量,故ATP水解往往伴随着吸能反应,D正确。
2.(2023·太原模拟)泡发过久的木耳、变质的银耳会被椰毒假单胞杆菌污染,产生米酵菌酸(一种不饱和脂肪酸)使人中毒。AAC是位于线粒体内膜上专门运输ATP和ADP的载体蛋白。米酵菌酸和ATP与AAC的结合部位相同。下列有关叙述正确的是( )A.一般来说,ATP可通过AAC出入细胞B.米酵菌酸可导致细胞能量供应不足C.米酵菌酸的分子结构与ATP相似D.AAC在发挥作用时自身构象不会发生改变
【解析】选B。由题可知,AAC位于线粒体的内膜,不在细胞膜上,故ATP无法通过AAC出入细胞,A错误;结合题干“米酵菌酸和ATP与AAC的结合部位相同”可推测米酵菌酸通过与AAC结合阻止了ATP的运输,导致细胞的能量供应不足,B正确;米酵菌酸为一种不饱和脂肪酸,与ATP的结构不同,C错误;载体蛋白在运输物质时构象会发生变化,D错误。
【感悟高考】1.(2021·北京等级考)ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )A.含有C、H、O、N、PB.必须在有氧条件下合成C.胞内合成需要酶的催化D.可直接为细胞提供能量
【解析】选B。ATP含有5种元素,为C、H、N、O、P,A正确;细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时,都可以合成ATP,B错误;在有关酶的作用下,细胞内的ADP和Pi接受能量能合成ATP,C正确;ATP分解释放能量,可以直接被生命活动利用,D正确。
2.(2021·湖南选择考)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是( )A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
【解析】选B。由题干和图中信息可知:蛋白质磷酸化和去磷酸化改变了蛋白质的空间结构,进而实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与信息传递功能相适应的观点,A正确;这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,就不能发生磷酸化和去磷酸化,进而影响细胞信号传递,B错误;由图中信息可知ATP参与细胞信号传递,C正确;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应需要蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用,而酶的活性受温度的影响,D正确。
3.(2023·天津等级考)衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,则其需要从宿主细胞内摄取的物质是 ( )A.葡萄糖B.糖原C.淀粉D.ATP【解析】选D。细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的,衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶,不能进行细胞呼吸,缺乏能量,ATP是直接的能源物质,因此衣原体需要从宿主细胞内摄取的物质是ATP,D正确。
4.(2020·全国Ⅲ卷)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
【解析】(1)(2)葡萄糖分解为乙醇和CO2是无氧呼吸过程,发生的场所为细胞质基质。(3)(4)光合作用的光反应阶段包括水的光解和ATP的合成,产物有氧气、NADPH和ATP,能量变化为光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。(5)在线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段,最终的产物为CO2 和H2O。
【预测高考】锁定新情境:细菌会发光 为保证食品安全,执法人员会使用ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进行检测。其设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。基于核心素养的新考向:1.(物质与能量观)图甲为萤火虫尾部发光器发光的原理,据图分析可知萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的 催化荧光素反应,从而放出光子而发出荧光,催化过程中消耗的能量由 水解直接提供。
【解析】1.由题图可知,萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的荧光素酶催化荧光素反应形成荧光素酰腺苷酸,后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光。催化过程中消耗的能量由ATP水解直接提供。
2.(批判性思维)图乙中的荧光检测仪可检测上述反应中荧光强度,从而推测微生物含量。该仪器可用作检测微生物含量的前提包括 。 ①细胞中储备的ATP非常多;②所有生物活细胞中都含有ATP;③不同细胞中ATP浓度差异不大;④荧光强度与ATP供应呈正相关;⑤试剂与样品混合后发荧光属于放能反应综合上述材料分析,为保证该反应顺利进行,检测试剂中除荧光素酶外,至少应有 。根据酶的特性,检测试剂应在低温保存,使用时再恢复至常温,原因是____________________________________________________________________________。
低温条件下酶的空间结构稳定,使用时升高温度可使酶的活性升高并恢复最大活性
【解析】2.细胞内的ATP含量较少,①错误;所有生物活细胞中都含有ATP,不同细胞中ATP浓度差异不大,这是以荧光强度推测微生物含量的前提,②③正确;荧光强度与ATP供应呈正相关,所以ATP越多,荧光强度越大,④正确;根据图甲可知,该过程需要ATP水解供能,属于吸能反应,即试剂与样品混合后发荧光属于吸能反应,⑤错误。综上分析,该仪器可用作检测微生物含量的前提包括②③④。为保证该反应顺利进行,检测试剂中除荧光素酶外,至少应有荧光素、氧气。由于低温条件下酶的活性较低,且酶的分子结构较稳定,使用时升高温度可使酶的活性升高,因此检测试剂应在低温保存,使用时再恢复至常温。
3.(结果分析)严谨的检测操作才能保证测量结果准确。执法人员检测前通常会带上无菌手套,主要是为了避免 导致检测到的微生物含量偏 。检测时用拭子反复擦拭可以破坏微生物的细胞膜,进而更准确地检测出ATP的含量,因为ATP产生于 。 4.(关注食品安全)若测试餐具时显示ATP含量超过警戒值,可要求商家通过 (写出1项即可)措施降低微生物含量,以保证食品安全卫生。为避免太空环境引起微生物变异,威胁到航天员的健康,火箭发射前可用ATP荧光检测系统对太空舱进行卫生检测,此时警戒值应 (填“上调”“下调”或“不变”)。
相关课件
2025届高考 一轮复习 苏教版 细胞的能量“货币”ATP 课件(江苏版) (2)： 这是一份2025届高考 一轮复习 苏教版 细胞的能量“货币”ATP 课件(江苏版) (2)，共38页。PPT课件主要包含了细胞呼吸的方式和过程，关键·真题必刷等内容，欢迎下载使用。
2025届高考 一轮复习 苏教版 细胞的能量“货币”ATP 课件(江苏版) (1)： 这是一份2025届高考 一轮复习 苏教版 细胞的能量“货币”ATP 课件(江苏版) (1)，共31页。PPT课件主要包含了ATP的结构和功能，关键·真题必刷等内容，欢迎下载使用。
高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP优质ppt课件： 这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的能量“货币”ATP优质ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了A-P～P～P，ATP，O2供给量，ATP生成量，无氧呼吸，硝化细菌等内容，欢迎下载使用。
