第三单元　第十二课时　细胞的能量“货币”ATP-2025年高考生物大一轮复习课件

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解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点一　　ATP是一种高能磷酸化合物
考点二　　ATP的合成和利用
ATP是一种高能磷酸化合物
(1)腺嘌呤可以存在于DNA、RNA、ATP和某些酶分子中(　　)(2)AMP(腺苷一磷酸)可为人体细胞RNA的自我复制提供原料(　　)
(3)一分子AMP中只有一个特殊的化学键(　　)
考向一　ATP的结构及其特点1.(2024·济南高三模拟)下列有关ATP的叙述，正确的是A.图中的a是构成DNA的基本单位之一B.图中的A代表腺苷，b、c为特殊的化　学键C.“ATP”中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质D.血浆中的葡萄糖进入红细胞、肾小管对葡萄糖的重吸收会消耗ATP
2.(2024·株洲高三模拟)cAMP(环化腺苷一磷酸)是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的信号分子，其结构组成如图所示。下列分析错误的是A.方框内物质的名称是腺嘌呤B.cAMP分子不含有不稳定的特殊化学键C.ATP在形成cAMP的过程中，初期会释放能量D.cAMP与磷脂分子所含的元素种类不完全相同　
细胞质基质、线粒体、叶绿体
2.ATP的利用(1)ATP是细胞内的能量“货币”
(2)ATP供能机制ATP水解释放的 使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，_________发生变化， 也被改变，因而可以参与各种化学反应。
(1)ATP与ADP的相互转化不是一个可逆反应。分析原因：从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。(2)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，人体内ATP的总含量并没有太大变化，原因是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)ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
(4)研究者发现ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，并且在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。(5)如果将ATP中的A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子组成dNTP家族，均为高能化合物。
(1)酶的水解需要ATP供能， ATP 的水解需要酶的催化(　　)(2)ATP水解酶合成和发挥作用时都伴随ADP的生成(　　)(3)人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP(　　)
(4)细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量(　　)
考向二　ATP的合成和利用3.(2023·常州高三期中)细胞中有序的生命活动需要能量的维持和推动。下列有关叙述不正确的是A.ATP是细胞内唯一直接为生命活动供能的化合物B.人体小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖分子时，ATP的消耗量增加C.ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能D.细胞中的能量通过ATP在吸能和放能反应之间流通
4.(2021·湖南，5)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“货币”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
1.(必修1 P86) ATP是细胞内的一种　　　　　　　　。2.(必修1 P87)ATP与ADP的相互转化是　　　　　　　　并且处于动态平衡之中的。3.(必修1 P89)许多吸能反应与　　　　　的反应相联系；许多放能反应与　　　　　　相联系。
4.写出图中标出的“A”的含义①　 　；② ；③__________________；④ 。5.(必修1 P88)ATP供能机制：ATP水解释放的 使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后， 发生变化， 也被改变，因而可以参与各种化学反应。
6.细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP水解直接提供能量的，但细胞内ATP的含量却能基本保持稳定，原因是______________________________________________________。
ATP与ADP之间存在相互
转化，且这种转化处于动态平衡之中
7.萤火虫发光需要ATP提供能量，其发光机制是尾部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，生成的荧光素化腺苷酸(腺嘌呤核糖核苷酸简称腺苷酸)与氧气在荧光素酶的催化下反应形成发光物质虫荧光酰腺苷酸。(1)将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP含量不变，但ATP中末端磷酸基团已被32P所标记。该实验的结论为 。
ATP和ADP在细胞内快速相互转化，细胞内ATP维持动态平衡
(2)将α、β、γ位置分别被32P标记的ATP(A－Pα～Pβ～Pγ)注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。由此推测发光细胞以这种方式利用ATP的生物学意义是________________________________________________________________。
ATP水解成腺苷酸，不仅为发光物质的合成提供能量，同时
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1.(2021·北京，1)ATP是细胞的能量“货币”，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
2.下列关于ATP的叙述，正确的是A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量B.ATP－ADP循环使得细胞储存了大量的ATPC.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团D.ATP分子中的2个特殊的化学键不易断裂水解
3.(2021·海南，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
4.(2019·天津，2)下列过程需ATP水解提供能量的是A.唾液淀粉酶水解淀粉B.生长素的极性运输C.光反应阶段中水在光下分解D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
5.(2024·张家界高三质检)大多数离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述错误的是A.ATP水解释放的磷酸基团使离子泵磷酸化B.物质通过该类离子泵跨膜运输的方式属于主动运输C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
6.GTP是细胞信号传导的重要物质，其结构和ATP类似，可以和ATP相互转化，研究发现细胞信号传导过程中GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP。下列说法正确的是A.该细胞信号传导过程属于细胞中的放能反应B.GTP中的“G”由鸟嘌呤和脱氧核糖组成C.GTP和ATP彻底水解的产物只有含氮碱基不同D.GTP脱去两个磷酸基团后可作为合成DNA的原料之一
7.磷酸肌酸(C～P)是一种存在于肌肉和其他兴奋性组织(如脑和神经)中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化，细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸(C)，这样可以在短时间内维持细胞中ATP含量的相对稳定。下列叙述错误的是A.肌肉收缩时，ATP的含量保持相对稳定B.磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能C.剧烈运动时，肌肉细胞中磷酸肌酸与肌酸含量的比值会有所升高D.细胞中的磷酸肌酸对于维持ATP含量的相对稳定具有重要作用
8.ATP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动提供能量。科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建了ATP体外合成体系，如图所示。下列说法正确的是A.物质a水解后的产物可作为合成DNA分子的原料之一B.体系Ⅰ模拟的跨膜运输方式为协助扩散C.体系Ⅱ中H＋的跨膜运输释放能量D.由图可知，囊泡内pH高于囊泡外
9.蛋白质磷酸化反应是指ATP末端的磷酸转移到底物蛋白质的特定氨基上所进行的化学反应。磷酸化的蛋白质活性改变后做功，从而参与细胞代谢，如图所示。下列说法错误的是A.ATP末端磷酸基团脱落时伴随能　量的转移B.磷酸化的蛋白质活性改变但并未变性C.ATP推动的细胞做功过程属于吸能反应D.蛋白质的磷酸化过程伴随ATP的水解，水解产物参与RNA的合成
10.科学家将生物膜上能运输H＋的载体蛋白统称为质子泵，常见的质子泵有3类：①V型质子泵，可利用ATP水解的能量，将H＋逆浓度梯度泵入细胞器。②F型质子泵，可利用H＋顺浓度梯度释放的势能合成ATP。③P型质子泵，可在水解ATP的同时发生磷酸化，将H＋泵出细胞并维持稳定的H＋梯度，P型质子泵能被奥美拉唑等药物特异性抑制。下列有关说法错误的是A.V型质子泵运输H＋的方式为主动运输B.F型质子泵常见于液泡膜和溶酶体膜上C.P型质子泵的作用可催化特殊化学键的断裂D.患者服用奥美拉唑后可有效缓解胃酸过多导致的胃溃疡
11.蛋白激酶A(PKA)由两个调节亚基和两个催化亚基组成，其活性受cAMP(经腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节，如图所示。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白质的活性。下列有关说法错误的是
A.调节亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点B.蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解C.ATP不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP、DNA等物质的原料D.cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性　的催化亚基
12.双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)属于非天然核苷酸，ddNTP与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。根据所学知识，判断下列选项不正确的是A.若X表示OH，该结构代表的物　质dNTP脱去两个磷酸基团后可　作为体内DNA分子复制的原料　之一B.若将ddNTP加到正在复制的DNA反应体系中，ddNTP结合到子链后，　子链的延伸会立即终止C.ddNTP、dNTP以及磷脂分子的元素组成都是C、H、O、N、PD.若X表示OH，碱基为A时，该物质可为细胞的生命活动直接提供能量
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。13.(2024·常德高三质检)科学家分别将细菌紫膜质(蛋白质)和ATP合酶重组到脂双层(一种由磷脂双分子层组成的人工膜)上，在光照条件下，观察到如图所示的结果。研究表明每个细菌内的ATP含量基本相同，可利用如图所示反应原理来检测样品中细菌数量。放线菌(原核生物)产生的寡霉素能够改变线粒体内膜上ATP合酶的结构，从而阻断ATP的合成。据此推测，下列说法正确的是
A.从ATP合酶的功能来看，说明某些膜蛋白具有生物催化剂和控制物质进出细胞的功能B.H＋以主动运输的方式通过细菌紫膜质进入脂质体内部，黑暗条件下，当丙的脂双　层内H＋浓度高于外侧就可以产生ATPC.利用题干中反应原理来检测样品中细菌数量时，ATP水解释放的能量部分转化成光　能，荧光强度与样品中细菌数量呈正相关D.放线菌合成寡霉素时需要多种具膜细胞器参与，寡霉素抑制的是细菌细胞内需要　能量的代谢过程
14.(2024·威海高三期末)ATP注射液主要用于脑出血后遗症、心功能不全、进行性肌萎缩等的辅助治疗。研究发现，ATP可以作为兴奋性神经递质与血管、内脏平滑肌细胞及神经细胞上的P2X受体结合。与自身合成的ATP相比，注射浓度远低于细胞内，几乎不能进入细胞。下列叙述不正确的是A.1个ATP分子中含有1分子核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团B.注射的ATP作为辅助治疗药物主要是利用了其信号分子的作用C.肝细胞中的ATP主要通过有氧呼吸第三阶段在线粒体基质产生D.注射的ATP与P2X受体结合，提供能量和信息后，可能被降解
15.(2024·泰安高三联考)研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。下列分析不正确的是A.ATP的结构简式是A—P～P～P，神经细胞　中的ATP主要来自线粒体B.ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可　通过ATP与ADP相互转化而形成C.由图可知，ATP在传递信号过程中，在酶的　作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后形成腺嘌呤D.若要研究ATP能否在神经元之间起传递信号的作用，则图中典型神经递质属　于无关变量，应予以排除