第11课时 细胞的能量货币ATP-【生物一起课件】 高中生物高考一轮复习PPT课件

细胞的能量 “货币”ATP 必修一第一轮复习 <第十一课时> 高中生物 考点 1.ATP结构简式 及组成 2.ATP与ADP的 相互转化和ATP 的利用 高考考情具体分析 （2024全国甲卷）（2021北京卷） （2021海南卷） （2023天津卷）（2021海南卷） （2021湖南卷） 聚 焦 高 考 内容索引 考点一 ATP的结构 与功能 考点二 ATP与ADP 的相互转化 考点三 ATP的利用 【考点一】ATP的结构与功能 能源 主要能源 糖类 储能物质 脂肪 最终能源 太阳能 直接能源 ATP 【考点一】ATP的结构与功能 （一）中文名称：腺苷三磷酸 （二）化学元素：C、H、O、N、P （三）结构简式：A–P～P～P 远离腺苷的高能磷酸键易水解，释放能量 腺苷 磷酸基团 A： P： ～： —：普通磷酸键 =腺嘌呤+核糖 高能磷酸键 【考点一】ATP的结构与功能 （四）ATP、ADP和AMP结构关系 腺苷二磷酸(ADP) 腺苷(A) 腺苷一磷酸(AMP) 腺苷三磷酸(ATP) 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤+核糖 【考点一】ATP的结构与功能 （五）结构特点 不稳定： 由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使这种化学键不 稳定，末端磷酸基团有一种离开而与其他分子结合的趋势，也就是具有较 高的转移势能。 能量高： 1 mol ATP 水解释放的能量高达 30.54 kJ，所以说 ATP 是一种高能磷酸化 合物。 【考点一】ATP的结构与功能 （六）功能：驱动细胞生命活动的的直接能源物质 P P P~ ~ 核糖 A P P P~ ~ 脱氧 核糖 A 脱氧腺苷三磷酸（dATP） 改变 改变 G.....GTP C.....CTP U.....UTP 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸（AMP） 不是哦！除ATP外，还有UTP、GTP和CTP ATP是唯一的直接能源物质吗？ 【对点练习】 1．（2024·湖北·模拟预测）ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构简写为 A-P～P～P。其中A代表的是（ ） A．磷酸基团 B．腺嘌呤 C．腺苷 D．特殊化学键 C 【对点练习】 2．（2024·浙江杭州·模拟预测）能量通货ATP的结构如图所示。下列叙述错误 的是（ ） A．①表示腺苷 B．②表示核糖 C．③含P元素 D．④的稳定性较差 A 【对点练习】 3．（2024·天津·二模）如下图是ATP分子的结构式，相关叙述错误的是（ ） A．ATP的结构式可以简写成A-P~P~P B．许多放能反应与ATP水解相联系 C．②③脱离后，ATP剩下的部分可用于组成RNA D．③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化 B 【对点练习】 4．（2024·湖北·模拟预测）ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，有细胞的能量 “货币”之称，下列关于ATP的叙述错误的是（ ） A．ATP能直接给细胞生命活动提供能量 B．人剧烈运动时，肌细胞内ATP合成的速率加快 C．ATP比其水解产物ADP更稳定 D．光合作用中，光能可储存在ATP中 C 【对点练习】 5．（2024·湖北·模拟预测）细胞在进行生命活动的过程中，有时不需要能量， 有时需要能量。其中能直接给细胞生命活动提供能量的物质是（ ）C A．糖类 B．蛋白质 C．ATP D．脂肪 【考点二】ATP与ADP的相互转化 （一）ATP ADP+Pi+能量水解酶 ①反应场所： 生物体的需能部位 ②能量来源： ③能量去路： 远离腺苷（A）的那个特 殊化学键断裂。 用于各项生命活动。 【考点二】ATP与ADP的相互转化 （二）ADP+Pi+能量 ATP水解酶 ①反应场所： 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ②能量来源： ③能量去路： 动物/真菌/细菌光合作用； 绿色植物呼吸作用和光合作用。 储存在ATP中，形成高能磷酸键。 【考点二】ATP与ADP的相互转化 （三）ATP ADP +Pi 合成酶 水解酶 ATP和ADP相互的转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内普遍存在，这 体现了生物界的统一性。 ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，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。 生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。是因为ATP与ADP之 间可以发生快速的相互转化，并且处于动态平衡之中。 【考点三】ATP的利用 （一）ATP利用的实例 ATP的利用 【考点三】ATP的利用 （二）ATP为主动运输供能的过程 1.参与Ca2+ 主动运输的载体 蛋白是一种能催化ATP水解 的酶。当膜内侧的Ca2+ 与 其相应位点结合时，其酶活 性就被激活了。 2.在载体蛋白这种酶的作用 下，ATP分子的末端磷酸基 团脱离下来与载体蛋白结合， 这一过程伴随着能量的转移， 这就是载体蛋白的磷酸化。 3.载体蛋白磷酸化导致其空 间结构发生变化，使Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将 Ca2+ 释放到膜外。 【考点三】ATP的利用 分子的磷酸化及意义： 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。 磷酸基团 空间结构 活性 【考点三】ATP的利用 （三）ATP是细胞内流通的能量货币 ATP水解：ATP ADP+Pi+能量 水解酶 吸能反应 （如蛋白质的合成） 相联系 ATP合成：能量+ ADP+Pi ATP 放能反应 （如葡萄糖的氧化分解 相联系 合成酶 能量通过ATP分子在生物体内的吸 能反应和放能反应之间流通，因 此可以形象地把ATP比喻成细胞内 流通的能量“货币”。 【考点三】ATP的利用 （四）ATP产生量与氧气供给量关系 B C ①A点表示在_________下，细胞可通过无氧呼吸 分解有机物,产生__________。 ②AB段表示随着O2供给量增多，___________ 明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的 能量增多，ATP的产生量随之_____。 ③BC段表示O2供给量超过一定范围后，_____________不再增加，此时的限制因 素可能是________________等。 无氧条件 少量ATP 有氧呼吸 增加 ATP的产生量 酶、ADP、磷酸 O O2供给量 A T P 产 生 量 A 甲 【考点三】ATP的利用 （四）ATP产生量与氧气供给量关系 B C ④乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中 ATP来自___________，与_____无关。无氧呼吸 O2 A T P 产 生 量 O O2供给量乙 【考点三】ATP的利用 （五）细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 细胞质基质 叶绿体 线粒体 核糖体 细胞核 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 产生ATP：细胞呼吸第一阶段产生ATP 消耗ATP：一些吸能反应 产生ATP：光反应产生ATP 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录， 蛋白质合成等 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段产生ATP 消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 消耗ATP：蛋白质的合成等合成代谢 消耗ATP：DNA复制、转录等 【对点练习】 1．（2024·天津北辰·三模）下面是钙泵跨膜运输Ca2+的过程示意图，有关叙述 错误的是（ ） A．a蛋白有运输和催化作用 B．b蛋白磷酸化后其构象发生改变 C．由图可知钙泵是特异性运输Ca2+的通道蛋白 D．动物一氧化碳中毒会减少钙泵跨膜运输Ca2+的速率 C 【对点练习】 2.（2024·安徽芜湖·模拟预测）ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质特定氨基酸位 点发生磷酸化，蛋白磷酸酶可使其去磷酸化，这在细胞中是常见的，如图所示。 下列叙述错误的是（ ） A．蛋白质磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 B．蛋白质磷酸化的过程伴随着能量的转移，受温度的影响 C．磷酸化后的蛋白质分子空间结构发生变化，活性也发生改变 D．磷酸化和去磷酸化导致的蛋白质活性变化体现了结构与功能相适应 A 【对点练习】 3.（2024·黑龙江·模拟预测）磷酸化是指将一个磷酸基团导入一个有机分子，如 蛋白质磷酸化、核苷酸磷酸化等。下列关于磷酸化的叙述错误的是（ ） A．蛋白质磷酸化过程中伴随着ATP的水解，属于吸能反应 B．蛋白质磷酸化和去磷酸化过程中的相关物质和能量都能重复利用 C．蛋白质去磷酸化过程中伴随着ATP的合成，属于放能反应 D．细胞膜上的载体蛋白经磷酸化后被活化，有利于主动运输 B 【对点练习】 4. （2024·吉林·模拟预测）科学家发现，与ATP 分子结构和功能相似的物质还有 GTP、CTP、UTP。其中GTP的结构可简写成G—P~P~P，GTP 可以由GDP 接 收ATP 的一个磷酸基团转变而来，它能为细胞的生命活动提供能量，并可以激活 细胞膜上的G蛋白发挥信号转导作用。下列相关叙述错误的是（ ） A．CTP 与 ATP的合成均与吸能反应相联系 B．GTP 分子末端的磷酸基团具有较高的转移势能 C．UTP 分子彻底水解的产物为磷酸、核糖和尿嘧啶 D．G蛋白发挥信号转导作用消耗的能量可由GTP 提供 A 【对点练习】 5.（2023·湖南株洲·二模）下列关于 ATP 的叙述，错误的是（ ） A．ATP 是细胞生命活动的直接能源物质 B．ATP 的结构简式是“A-P~P~P” C．ATP 水解和 ATP 合成所用的酶是同一种酶 D．细胞依赖ATP 与ADP的快速转化，满足细胞对能量的需求 C 【真题演练】 1.(2024年全国甲） ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图 所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（ ） A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键 C 【真题演练】 2.（2021年北京卷) 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、P B．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 B 细胞的能量“货币”ATP 必修一第一轮复习 <第十一课时> 高中生物 考点 1.ATP结构简式及组成 2.ATP与ADP的相互转化和ATP的利用 高考考情具体分析 （2024全国甲卷）（2021北京卷）（2021海南卷） （2023天津卷）（2021海南卷）（2021湖南卷） 聚焦高考 内容索引 考点一 ATP的结构与功能 考点二 ATP与ADP的相互转化 考点三 ATP的利用 【考点一】ATP的结构与功能 能源 主要能源 糖类 储能物质 脂肪 最终能源 太阳能 直接能源 ATP 【考点一】ATP的结构与功能 （一）中文名称：腺苷三磷酸 （二）化学元素：C、H、O、N、P （三）结构简式：A–P～P～P 远离腺苷的高能磷酸键易水解，释放能量 腺苷 磷酸基团 A： P： ～： —： 普通磷酸键 =腺嘌呤+核糖 高能磷酸键 【考点一】ATP的结构与功能 （四）ATP、ADP和AMP结构关系 腺苷二磷酸(ADP) 腺苷(A) 腺苷一磷酸(AMP) 腺苷三磷酸(ATP) 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤+核糖 【考点一】ATP的结构与功能 （五）结构特点 不稳定： 由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。 能量高： 1 mol ATP 水解释放的能量高达 30.54 kJ，所以说 ATP 是一种高能磷酸化合物。 【考点一】ATP的结构与功能 （六）功能：驱动细胞生命活动的的直接能源物质 P P P ~ ~ 核糖 A P P P ~ ~ 脱氧核糖 A 脱氧腺苷三磷酸（dATP） 改变 改变 G.....GTP C.....CTP U.....UTP 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸（AMP） 不是哦！除ATP外，还有UTP、GTP和CTP ATP是唯一的直接能源物质吗？ 【对点练习】 1．（2024·湖北·模拟预测）ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构简写为A-P～P～P。其中A代表的是（    ） A．磷酸基团 B．腺嘌呤 C．腺苷 D．特殊化学键 C 【对点练习】 2．（2024·浙江杭州·模拟预测）能量通货ATP的结构如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．①表示腺苷 B．②表示核糖 C．③含P元素 D．④的稳定性较差 A 【对点练习】 3．（2024·天津·二模）如下图是ATP分子的结构式，相关叙述错误的是（    ） A．ATP的结构式可以简写成A-P~P~P B．许多放能反应与ATP水解相联系 C．②③脱离后，ATP剩下的部分可用于组成RNA D．③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化 B 【对点练习】 4．（2024·湖北·模拟预测）ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，有细胞的能量“货币”之称，下列关于ATP的叙述错误的是（    ） A．ATP能直接给细胞生命活动提供能量 B．人剧烈运动时，肌细胞内ATP合成的速率加快 C．ATP比其水解产物ADP更稳定 D．光合作用中，光能可储存在ATP中 C 【对点练习】 5．（2024·湖北·模拟预测）细胞在进行生命活动的过程中，有时不需要能量，有时需要能量。其中能直接给细胞生命活动提供能量的物质是（    ） C A．糖类 B．蛋白质 C．ATP D．脂肪 【考点二】ATP与ADP的相互转化 （一）ATP ADP+Pi+能量 水解酶 ①反应场所： 生物体的需能部位 ②能量来源： ③能量去路： 远离腺苷（A）的那个特殊化学键断裂。 用于各项生命活动。 ATP 与 ADP 相互转化示意图 动态平衡 A-P~P(ADP) A-P~P~P(ATP) 能量 能量 Pi 水解酶 合成酶 【考点二】ATP与ADP的相互转化 （二）ADP+Pi+能量 ATP 水解酶 ①反应场所： 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ②能量来源： ③能量去路： 动物/真菌/细菌光合作用； 绿色植物呼吸作用和光合作用。 储存在ATP中，形成高能磷酸键。 ATP 与 ADP 相互转化示意图 动态平衡 A-P~P(ADP) A-P~P~P(ATP) 能量 能量 Pi 水解酶 合成酶 【考点二】ATP与ADP的相互转化 （三）ATP ADP +Pi 合成酶 水解酶 ATP和ADP相互的转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内普遍存在，这体现了生物界的统一性。 ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，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。 生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。是因为ATP与ADP之间可以发生快速的相互转化，并且处于动态平衡之中。 【考点三】ATP的利用 （一）ATP利用的实例 用于生物发光（电能） 用于主动运输 （渗透能） 用于生物放电（电能） 用于大脑思考（电能） 用于肌细胞收缩（机械能） 用于物质合成（化学能） ATP的利用 【考点三】ATP的利用 （二）ATP为主动运输供能的过程 1.参与Ca2+ 主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+ 与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 3.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+ 的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 释放到膜外。 【考点三】ATP的利用 分子的磷酸化及意义： 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。 磷酸基团 空间结构 活性 【考点三】ATP的利用 （三）ATP是细胞内流通的能量货币 ATP水解： ATP ADP+Pi+能量 水解酶 吸能反应 （如蛋白质的合成） 相联系 ATP合成： 能量+ ADP+Pi ATP 放能反应 （如葡萄糖的氧化分解 相联系 合成酶 能量通过ATP分子在生物体内的吸能反应和放能反应之间流通，因此可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。 【考点三】ATP的利用 （四）ATP产生量与氧气供给量关系 B C ①A点表示在_________下，细胞可通过无氧呼吸 分解有机物,产生__________。 ②AB段表示随着O2供给量增多，___________ 明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的 能量增多，ATP的产生量随之_____。 ③BC段表示O2供给量超过一定范围后，_____________不再增加，此时的限制因素可能是________________等。 无氧条件 少量ATP 有氧呼吸 增加 ATP的产生量 酶、ADP、磷酸 O O2供给量 ATP产生量 A 甲 【考点三】ATP的利用 （四）ATP产生量与氧气供给量关系 B C ④乙图可表示哺乳动物成熟的红细胞中 ATP来自___________，与_____无关。 无氧呼吸 O2 ATP产生量 O O2供给量 乙 【考点三】ATP的利用 （五）细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 细胞质基质 叶绿体 线粒体 核糖体 细胞核 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 产生ATP：细胞呼吸第一阶段产生ATP 消耗ATP：一些吸能反应 产生ATP：光反应产生ATP 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录， 蛋白质合成等 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段产生ATP 消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 消耗ATP：蛋白质的合成等合成代谢 消耗ATP：DNA复制、转录等 【对点练习】 1．（2024·天津北辰·三模）下面是钙泵跨膜运输Ca2+的过程示意图，有关叙述错误的是（    ） A．a蛋白有运输和催化作用 B．b蛋白磷酸化后其构象发生改变 C．由图可知钙泵是特异性运输Ca2+的通道蛋白 D．动物一氧化碳中毒会减少钙泵跨膜运输Ca2+的速率 C 【对点练习】 2.（2024·安徽芜湖·模拟预测）ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质特定氨基酸位点发生磷酸化，蛋白磷酸酶可使其去磷酸化，这在细胞中是常见的，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．蛋白质磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 B．蛋白质磷酸化的过程伴随着能量的转移，受温度的影响 C．磷酸化后的蛋白质分子空间结构发生变化，活性也发生改变 D．磷酸化和去磷酸化导致的蛋白质活性变化体现了结构与功能相适应 A 【对点练习】 3.（2024·黑龙江·模拟预测）磷酸化是指将一个磷酸基团导入一个有机分子，如蛋白质磷酸化、核苷酸磷酸化等。下列关于磷酸化的叙述错误的是（    ） A．蛋白质磷酸化过程中伴随着ATP的水解，属于吸能反应 B．蛋白质磷酸化和去磷酸化过程中的相关物质和能量都能重复利用 C．蛋白质去磷酸化过程中伴随着ATP的合成，属于放能反应 D．细胞膜上的载体蛋白经磷酸化后被活化，有利于主动运输 B 【对点练习】 4. （2024·吉林·模拟预测）科学家发现，与ATP 分子结构和功能相似的物质还有GTP、CTP、UTP。其中GTP的结构可简写成G—P~P~P，GTP 可以由GDP 接收ATP 的一个磷酸基团转变而来，它能为细胞的生命活动提供能量，并可以激活细胞膜上的G蛋白发挥信号转导作用。下列相关叙述错误的是（    ） A．CTP 与 ATP的合成均与吸能反应相联系 B．GTP 分子末端的磷酸基团具有较高的转移势能 C．UTP 分子彻底水解的产物为磷酸、核糖和尿嘧啶 D．G蛋白发挥信号转导作用消耗的能量可由GTP 提供 A 【对点练习】 5.（2023·湖南株洲·二模）下列关于 ATP 的叙述，错误的是（    ） A．ATP 是细胞生命活动的直接能源物质 B．ATP 的结构简式是“A-P~P~P” C．ATP 水解和 ATP 合成所用的酶是同一种酶 D．细胞依赖ATP 与ADP的快速转化，满足细胞对能量的需求 C 【真题演练】 1.(2024年全国甲） ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（    ） A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键 C 【真题演练】 2.（2021年北京卷) 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、P B．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 B 【真题演练】 3.(2021年海南卷） 研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min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ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP3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 B 【真题演练】 4.（2023年天津卷）衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是（    ） D A．葡萄糖 B．糖原 C．淀粉 D．ATP 【真题演练】 5.（2021年海南卷）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min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ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP3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 B 【真题演练】 6. （2021年湖南卷） 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 B $$