第10讲 细胞的能量货币ATP- 备战2025年高考生物一轮复习课件+知识清单

第10讲 细胞的能量货币ATP 1.与能量有关的物质 生物体内主要的能源物质 生物体内主要的储能物质 动物细胞中的储能物质 植物细胞中的储能物质 (主要的)直接的能源物质 能量的最终来源 2.能量转化的过程光能 ____和____中 活跃的化学能 (CH2O)中稳定的化学能 脂肪、淀粉、糖原等 合成_______ 转化成______ 各项生命活动 光反应 暗反应 细胞呼吸 用于 转化 转化 （1）能合成ATP的生理过程：____________、______________（以及化能合成作用）。 ①对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，通过_________________合成ATP； ②对于绿色植物和蓝细菌等自养生物来说，通过_____________________________合成ATP； ③对于硝化细菌来说，通过_____________________________合成ATP。 （2）光合作用产生的ATP只能用于________，只有___________产生的ATP才能用于各项生命活动 （3）能合成ATP的细胞结构：________________________________________。★★★★★ （4）能合成ATP的细胞器：__________________________。 3.ATP（中文名称是___________________） （1）ATP的组成元素：_________________（由这些元素组成的物质还有______________________）。 （2）ATP的结构简式：__________________。 其中“A”代表___________，“P”代表___________，“～”代表_________________(这种化学键不稳定)。 （3）ATP的结构式 A 核糖 ① ② ③ ④ ①是_______________； ②是_______________； ③是_______________； ④是_______________。 细胞中除了ATP，还有UTP、CTP、GTP，一共四种NTP，它们都可以作为直接能源物质；如果将核糖换为脱氧核糖，还有四种dNTP，在PCR反应中既可以提供能量，又能为反应提供原料，所以PCR不需要加入ATP。 （4）ATP供能的原理 ①ATP中含有____个特殊的化学键，_____个磷酸基团； ②由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定； ③______磷酸基团有一种离开ATP 而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能； ④当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的______磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 可见ATP 水解的过程就是释放能量的过程 ATP 为主动运输供能示意图 载体蛋白 载体蛋白 载体蛋白 载体蛋白磷酸化导致其__ ___________发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能__________ _____________。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的________磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着_____________，这就是载体蛋白的_________。 ATP水解释放的________使蛋白质等分子________，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，__________发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 （5）ATP______的过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达_______kJ，所以说ATP是一种________化合物。 计算：①在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。1mol葡萄糖经有氧呼吸，能合成______molATP。 ②1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP 中，近69%的能量都以热能的形式散失了。1mol葡萄糖经无氧呼吸，能合成______molATP。 4.ATP的功能： （1）（主要的）直接的能源物质（此外还有GTP等）； （2）脱去____个磷酸基团后，可以作为合成RNA的原料。 （3）*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.ATP和ADP的相互转化 ATP ADP + Pi + 能量酶 （1）活细胞中ATP的含量______，但是ATP的含量却能基本保持稳定。 原因是：ATP与ADP的相互转化是__________地发生并且处于_________之中的。 （2）ATP和ADP的相互转化_______可逆反应。其中___________可逆，_________不可逆。 ATP水解 ATP合成 酶 能量 来源 去路 场所 （3）细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类。 许多吸能反应与_____________的反应相联系，由___________提供能量； 许多放能反应与_____________相联系，释放的能量储存在______中，用来为______________直接供能。 能量通过___________在吸能反应和放能反应之间流通。 6.ATP产生量与O2供给量的关系 O2 ATP 产生量 0 O2 ATP 产生量 A B C 0 （1）左图A点表示在______条件下，细胞可以通过________产生少量的ATP。 AB段表示随O2增多，细胞的_________增强，产生的ATP随之增加。 BC段表示O2超过一定范围后，ATP不再增加，限制因素可能是___________________。 （2）右图可以表示___________________细胞，其ATP来自______________，与O2无关。 7.不同物质中“A”的含义 ①_______________；②_______________；③_______________；④_______________。 8.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___________________________________________________________。 (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___________________________________________________________________________。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲 细胞的能量货币ATP 新人教版高考生物 一轮复习 by：Biology Teacher Yóu 1.与能量有关的物质 生物体内主要的能源物质   生物体内主要的储能物质   动物细胞中的储能物质   植物细胞中的储能物质   主要的直接的能源物质   能量的最终来源   糖类 (葡萄糖) 脂肪 糖原 淀粉 ATP 太阳光能 2 2.能量转化的过程 光能 ____和______中 活跃的化学能 (CH2O)中稳定的化学能 合成_______ 转化成______ 各项生命活动 光反应 细胞呼吸 用于 转化 转化 脂肪、淀粉、糖原等 暗反应 ATP NADPH ATP 热能 3 （1）能合成ATP的生理过程：__________、____________（以及化能合成作用）。 ①对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，通过_______________合成ATP； ②对于绿色植物和蓝细菌等自养生物来说，通过_______________________合成ATP； ③对于硝化细菌来说，通过_____________________________合成ATP。 细胞呼吸 光合作用 细胞呼吸 细胞呼吸 、光合作用 细胞呼吸 、化能合成作用 4 （2）光合作用产生的ATP只能用于__________，只有___________产生的ATP才能用于各项生命活动 （3）能合成ATP的细胞结构：_________________________________。★★★★★ （4）能合成ATP的细胞器：____________________。 暗反应 细胞呼吸 细胞质基质 、线粒体 、叶绿体 线粒体 、叶绿体 5 3.ATP（中文名称是_______________） （1）ATP的组成元素：__________________ （由这些元素组成的物质还有________________________）。 （2）ATP的结构简式：______________。 其中“A”代表___________，“P”代表_____________， “～”代表_____________________(这种化学键不稳定)。 腺苷三磷酸 C、H、O、N、P 核酸、磷脂、NADPH A-P～P～P 腺苷 磷酸基团 一种特殊的化学键 6 ①是_______________________； ②是_______________________； ③是_______________________； ④是_______________________。 （3）ATP的结构式 腺苷 A   核糖 ① ② ③ ④ AMP（腺嘌呤核糖核苷酸） ADP（腺苷二磷酸） ATP（腺苷三磷酸） 细胞中除了ATP，还有UTP、CTP、GTP，一共四种NTP，它们都可以作为直接能源物质；如果将核糖换为脱氧核糖，还有四种dNTP，在PCR反应中既可以提供能量，又能为反应提供原料，所以PCR不需要加入ATP。 7 （4）ATP供能的原理 ①ATP中含有____个特殊的化学键，_____个磷酸基团； ②由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定； ③________磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能； ④当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的________磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 可见ATP水解的过程就是释放能量的过程 两 三 末端 末端 8 ATP为主动运输供能示意图 末端 参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能_________ _________。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的______磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着__________，这就是载体蛋白的________。 载体蛋白磷酸化导致其 _________发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 催化ATP 水解的酶 末端 能量的转移 磷酸化 空间结构 载体蛋白 载体蛋白 载体蛋白 9 ATP为主动运输供能示意图 下列相关叙述错误的是（ ） A.图中载体蛋白既具有物质运输功能，又具有催化功能 B.载体蛋白磷酸化过程伴随着能量的转移和活性改变 C.Ca2＋与载体蛋白结合后，最终导致载体蛋白的空间结构发生变化 D.加入ATP合成抑制剂会提高Ca2＋跨膜运输的速率 载体蛋白 载体蛋白 载体蛋白 D 10 ATP水解释放的___________使蛋白质等分子__________，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，__________发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 磷酸基团 磷酸化 空间结构 11 （5）ATP________的过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达___________kJ，所以说ATP是一种____________化合物。 计算： ①在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。1mol葡萄糖经有氧呼吸，能合成______mol ATP。 ②1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP 中，近69%的能量都以热能的形式散失了。1mol葡萄糖经无氧呼吸，能合成______mol ATP。 水解 30.54 高能磷酸 32 2 12 4.ATP的功能： （1）(主要的)直接的能源物质（此外还有GTP等）； （2）脱去______个磷酸基团后，可以作为合成RNA的原料。 （3）*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。 两 13 （1）活细胞中ATP的含量______，但是ATP的含量却能基本保持稳定。 原因是：ATP与ADP的相互转化是__________地发生并且处于_________之中的。 5.ATP和ADP的相互转化 很少 ATP ADP + Pi + 能量 酶 时刻不停 动态平衡 （2）ATP和ADP的相互转化_______可逆反应。其中________可逆，_______不可逆。 不是 物质 能量 14   ATP水解 ATP合成 酶     能量 来源     去路     场所     ATP水解酶 ATP合成酶 远离腺苷(A)的那个特殊化学键 光合作用、细胞呼吸 用于各项生命活动 储存在远离A的那个特殊化学键中 生物体的任何需能部位 叶绿体 、细胞质基质 、线粒体 15 （3）细胞内的化学反应可以分成吸能反应和放能反应两大类。 许多吸能反应与_____________的反应相联系，由___________提供能量； 许多放能反应与_____________相联系，释放的能量储存在______中，用来为______________直接供能。 能量通过___________在吸能反应和放能反应之间流通。 ATP水解 ATP水解 ATP的合成 ATP 吸能反应 ATP分子 16 （1）左图A点表示在______条件下，细胞可以通过___________产生少量的ATP。 AB段表示随O2增多，细胞的_____________增强，产生的ATP随之增加。 BC段表示O2超过一定范围后，ATP不再增加，限制因素可能是_____________。 （2）右图可以表示_____________________细胞，其ATP来自___________，与O2无关。 6.ATP产生量与O2供给量的关系 无氧 O2 ATP 产生量 A B C 0 O2 ATP 产生量 0 无氧呼吸 有氧呼吸 酶 、ADP 、Pi 哺乳动物成熟的红 无氧呼吸 17 ①_____________________；②_____________________； ③_____________________；④_____________________。 7.不同物质中“A”的含义 腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 18 8.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_________________________________________________________________。 (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和ADP在细胞内快速相互转化，细胞内ATP维持动态平衡。 ATP水解成腺苷酸，不仅为发光物质的合成提供能量，同时也提供原料。 19 练习 1.(经典高考题)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是(　　) A.酒精发酵过程中有ATP生成 B.ATP可为物质跨膜运输提供能量 C.ATP中末端的特殊的化学键水解可释放能量 D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成 D 20 练习 2.(经典高考题)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　) A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用 B.机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP C.在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATP D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用 B 21 练习 3.(经典高考题)ATP是细胞的能量“通货”，下列有关ATP的说法中正确的是(　　) A.ATP彻底水解可产生3种有机物 B.人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，但也能合成ATP C.虽然所有细胞合成ATP的途径都相同，但它们消耗ATP的途径是不同的 D.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系 B 22 练习 4.(经典高考题)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是(　　) A.叶肉细胞合成的糖运输到果实 B.吞噬细胞吞噬病原体的过程 C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 D.细胞中由氨基酸合成新的肽链 C 23 练习 5.(经典高考题)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是(　　) A.DNA复制需要消耗能量 B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量 C.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP D.细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生 C 24 练习 6.(2021·北京)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、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 25 练习 7.(2021·海南)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 B 26 练习 8.(2021·湖南)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 B 27 本课结束 28 $$