内容正文:
第三单元 细胞的能量供应和利用
【对点训练5】 (2024·山东日照高三校联考期
末)肿瘤细胞培养是研究抗癌药物检测的重
要手段,研究人员从寄主为夹竹桃的红花桑
寄生叶中提取一种物质———Nispex,并对其
抗肿瘤效果进行了研究。
科研人员通过细胞培养的方法来探究了
Nispex是否具有抗肿瘤的作用。首先在两
组相同的培养瓶中装入等量的癌细胞悬浮
液,实验组应加入 ,对照组要加入
等量的生理盐水。两组悬浮液均在适宜条
件下培养,一段时间后观察肿瘤细胞的生长
速度和细胞凋亡率。若实验结果为
,则说明Nispex具有抗
肿瘤的作用。
第2课时 细胞的能量“货币”ATP
A?A
解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
考点 细胞的能量“货币”ATP
-
1.ATP
2.ATP的供能原理
两个相邻
的磷酸基
团都带
而相
互排斥等
ATP中的
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,即具有较高
的转移势能
→
ATP在酶的作用
下水解时,脱离
下来的
挟能量与
其他分子结合,
从而使后者发生
变化
→
3.ATP和ADP的相互转化
反应式
↓ADP+Pi+能量
酶
→ATP
←
↓
ATP的合成
ATP
酶
→ADP+Pi+
能量
→
↓
ATP的水解
所需酶
↓
ATP合成酶← ATP水解酶→
反应
场所
↓
←
生物体的需能
部位
→
能量
来源
↓
(光合作用)、
(细胞呼吸)
←
远离腺苷(A)的那
个特殊化学键
→
能量
去路
↓储存在ATP(远
离A的那个特殊
化学键)中
←
可直接转化成其他形式
的能量(如机械能、电能
等),用于各项生命活动
→
共性
↓
↓
ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的
细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性
4.ATP的利用
(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2+释
放为例)
061
hh
(2)ATP———细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应:一般与ATP的 反应相
联系,由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。
②放能反应:一般与 ATP的 相联
系,释放的能量储存在ATP中。如细胞内有
机物的氧化分解反应。
#5
1.源于必修1
P86“相关信息”:
(1)写出图中标出的“A”的含义。
① ;② ;③ ;
④ 。
(2)dNTP家族与ATP有何不同?
.U
2.源于必修1
P86正文内容拓展:在某细胞培养
液中加入32P标记的磷酸分子,短时间后分离
出细胞中的ATP,发现其含量变化不大,但部
分ATP的末端P已带上放射性标记,分析该
现象得到的结论是什么?
.U
3.源于必修1
P89“练习与应用”:
(1)植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以
ATP作为能量“通货”,这说明了什么问题?
(2)细胞中需要能量的生命活动都是由ATP
直接提供的吗?
.U
. A
(1)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成 ATP
的场所。(2019·全国卷Ⅲ) ( )
(2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能
反应。 ( )
(3)细胞代谢旺盛时ATP合成速率变快。 ( )
(4)活 细 胞 内 不 一 定 能 合 成 酶,一 定 能 产 生
ATP。 ( )
(5)ATP能够及时转化成ADP,这有效地保证
了细胞内能量的供应。 ( )
(6)酶的催化反应都需要消耗ATP。 ( )
2
1.ATP的功能与动物细胞、植物细胞的代谢
光能
光反应
→
ATP中活跃
的化学能
暗反应
→
(CH2O)中
的化学能
细胞呼吸
(细胞质基质、线粒体)←
热能(散失)←
化学能←
ADP+Pi
酶ATP中活跃的化学能
(用于各项生命活动)
←
2.ATP产生速率与O2 供给量之间的关系
-5
考向1 结合ATP的结构和特点考查生命观念
1.(2023·重庆万州区模拟)物质甲、乙通过反
应①②相互转化的过程如图所示,α、β、γ所示
位置的磷酸基团分别记为Pα、Pβ、Pγ,下列说
法不正确的是 ( )
A.由甲、乙物质中的核糖和腺嘌呤组成的结
构称为腺苷
B.反应①常与放能反应相联系,反应②常与
吸能反应相联系
062
第三单元 细胞的能量供应和利用
C.反应②可以发生在线粒体内膜、叶绿体类
囊体薄膜、细胞质基质中
D.用32P标记Pα的甲作为RNA合成的原料,
可使RNA分子被标记
2.(2023·海南中学校考三模)人工合成DNA
常用 的 原 料 是 dNTP(d表 示 脱 氧),包 括
dATP、dGTP、dCTP、dTTP四种。科学研究
常用32P标记 DNA 分子,现用α、β、γ表示
ATP或dATP上三个磷酸基团所处的位置
(A—Pα~Pβ~Pγ 或dA—Pα~Pβ~Pγ)。下列
有关叙述正确的是 ( )
A.组成DNA、ATP和dATP的化学元素相
同,且五碳糖都是核糖
B.以dNTP作为人工合成DNA的原料,需要
添加一定量的ATP为合成DNA新链提供
能量
C.将ATP中“γ”位磷酸基团去掉,所得物质
是RNA的单体之一
D.制备32P标记的DNA片段,所用dATP的
α位磷酸基团必须是32P
考向2 围绕ATP和ADP的转化、利用考查
科学思维
3.(2024·四川成都月考)如图展示了生物体内
与ATP有关的部分反应,下列叙述错误的是
( )
A.过程②⑥为ATP的水解,通常与吸能反应
相联系
B.叶肉细胞内③的速率大于④的速率时,植
物体的干重一定增加
C.若过程③的产物为糖类,其可在细胞内转
化为氨基酸、脂肪等其他有机物
D.1个ATP含有1个腺苷和3个磷酸基团
34
细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所
细胞膜 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐
叶绿体
产生ATP:光反应
消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转
录、蛋白质合成等
细胞质
基质 产生ATP:细胞呼吸第一阶段消耗ATP:许多生化反应的进行
核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等
线粒体
产生ATP:有氧呼吸第二、第三阶段
消耗ATP:自身DNA复制、转录、蛋白质
合成等
高尔
基体
消耗ATP:植物细胞形成细胞壁、动物
细胞形成分泌物等生命活动
内质网 消耗ATP:有机物的合成、加工、运输等
4.(2023·湖北武汉模拟)常用32P来标记DNA
分子进行有关研究。用α、β和γ表示ATP或
dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位
置(A—Pα~Pβ~Pγ 或dA-Pα~Pβ~Pγ)。下
列说法正确的是 ( )
A.若将 ATP的一个磷酸基团转移到DNA
末端上,同时产生ADP,则含32P的磷酸基
团应在ATP的α位上
B.若将ATP的一个磷酸基团转移到DNA末
端上,同时产生ADP,则含32P的磷酸基团
应在ATP的γ位上
C.若用带有32P标记的dATP作为DNA生物
合成的原料,从而将32P标记到新合成的
DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在
dATP的β位上
D.若用带有32P标记的dATP作为DNA生
物合成的原料,从而将32P标记到新合成的
DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在
dATP的γ位上
1.(2023·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
( )
A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
2.(2022·浙江卷)下列关于腺苷三磷酸分子的
叙述,正确的是 ( )
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基
团组成
063
hh
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高
能磷酸键
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
3.(2021·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“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
4.(2021·海南卷)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
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
5.(2021·北京卷)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
学习至此,请完成课时作业9
第3课时 细胞呼吸的原理和应用
A?A
1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.活动:探究酵母菌
细胞呼吸的方式。
考点一 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
-
1.实验原理
F 依据变黄色的时间长短和石灰水变混浊
的程度,可以检测CO2 产生情况。
2.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液:酵母菌+
,分别装入A、B两个锥形瓶中。
(2)检测CO2 产生的实验装置:
(3)检测是否有酒精产生:取A、B瓶中滤液各
2
mL分别注入1号、2号两支干净的试管中。
064
参
考
答
案
法发 挥 作 用,损 毁 处 理 后 不 产 生
NREM,注射5 HT后无变化;丙组小
鼠正常睡眠。
典例4:②旗叶提供充足的CO2,其他叶
提供充足的14CO2 ③检测比较两组
籽粒的放射性强度 甲组籽粒的放射
性强度明显大于 乙 组 籽 粒 的 放 射 性
强度
解析:为验证“在小麦的灌浆期和成熟
期,小麦 种 子 中 的 有 机 物 主 要 由 旗 叶
提供”,由 于 甲 组 的 实 验 设 置 为:旗 叶
提供充足的14CO2,其他叶提供充足的
CO2,故 乙 组 应 为 旗 叶 提 供 充 足 的
CO2,其他叶提供充足的14CO2,其他条
件相同且 适 宜,将 小 麦 培 养 至 籽 粒 成
熟并收获籽粒,检测比较甲、乙两组籽
粒的放射 性 强 度;若 甲 组 籽 粒 的 放 射
性强度明显大于乙组籽粒的放射性强
度,则科研人员的推测正确。
对点训练5:一定量的Nispex 实验组中
肿瘤细胞的生长 速 度 比 对 照 组 中 的
慢,凋亡率高
解析:探究 Nispex是否具有抗肿瘤的
作用,自变量是是否添加 Nispex,所以
实验组 应 加 入 一 定 量 的 Nispex,对 照
组要加入等量的生理盐水。因变量是
肿瘤细 胞 的 生 长 速 度 和 细 胞 凋 亡 率,
实验组中肿瘤细胞的生长速度比对照
组中的慢,凋亡率高,则说明Nispex具
有抗肿瘤的作用。
第2课时 细胞的
能量“货币”ATP
考点 细胞的能量“货币”ATP
必备知识梳理
1.C、H、O、N、P A—P~P~P 腺苷
磷酸基团 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核
糖核苷酸 ADP ATP 特 殊 的 化
学键
2.负电荷 特殊化学键 末端磷酸基团
3.细胞质基质、线粒体、叶绿体 光能
化学能
4.(2)①水解 ②合成
深耕教材
1.(1)腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷
酸 腺嘌呤核糖核苷酸
(2)dNTP是脱氧核糖核苷三磷酸的缩
写,是包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP
等在内的统称,N是指含氮碱基,代表
变量指代 A、T、G、C中的一种。在生
物DNA合成中以及PCR中起原料作
用;ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩
写,由一分子腺苷、三分子磷酸基团和
特殊化学键组成。
2.①ATP中远离 A的磷酸基团容易脱
离;②该过程中 ATP既有合成又有水
解;③部分32P标记的 ATP是重新合
成的。
3.(1)这说明生物界具有统一性,也说明
种类繁多的生物有着共同的起源。
(2)不是。化学结构与 ATP相似的物
质GTP(鸟苷三磷酸)等也能作为能量
来源。
秒判正误
(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√
(6)×
命题规律探究
1.B 甲、乙 物 质 分 别 为 ATP、ADP,
ATP、ADP的核糖和腺嘌呤组成的结
构称为腺苷,A正确;①为 ATP的 水
解,一般与吸能反应相联系,②为ATP
的合成,一般与放能反应相联系,B错
误;ATP的合成场所有线粒体内膜(有
氧呼吸的第三阶段)、叶绿体类囊体薄
膜(光反应)和细胞质基质(有氧、无氧
呼吸的第一阶段),C正确;RNA的基
本单位 为 核 糖 核 苷 酸,用32P标 记 Pα
的 甲 作 为 RNA 合 成 的 原 料,可 使
RNA分子被标记,D正确。
2.D 组成DNA、ATP和dATP的化学
元素相同,都是C、H、O、N、P,且 ATP
中的五碳糖是核糖,DNA和dATP中
的 五 碳 糖 是 脱 氧 核 糖,A 错 误;以
dNTP作为人工合成DNA的原料,首
先考虑到dNTP自身含有特殊的化学
键,水解应当可以供能,故不需要额外
添加 ATP,实际情况是dNTP的靠近
脱氧核 糖 的 特 殊 的 化 学 键 容 易 断 裂,
产生的焦磷酸水 解 后 可 对 DNA聚 合
酶继续 进 行 反 应 提 供 能 量,使dNTP
顺利连入DNA新链,所以是不需要添
加 ATP 来 提 供 能 量 的,B 错 误;将
ATP中的β、γ位磷酸基团去掉,所得
物质 是 合 成 RNA分 子 的 单 体———腺
嘌呤核 糖 核 苷 酸,C错 误;制 备 DNA
片段 M 时,需要dATP脱掉β和γ位
磷酸基团,故制备 DNA片段时,所 用
dATP的α位 磷 酸 基 团 必 须 是32P,D
正确。
3.B 过程②⑥是 ATP的水解,释放能
量,与吸 能 反 应 相 联 系,A正 确;叶 肉
细胞内③的速率大于④的 速 率 时,植
物干重不 一 定 增 加,因 为 还 有 其 他 部
分不能进行光合作用的细胞还要通过
呼吸作用消耗有机物,B错误;过程③
表示光合 作 用 暗 反 应 阶 段,其 产 物 为
糖类,可在细胞内转化为氨基酸、脂肪
等其他有机物,C正确;ATP的结构简
式是A—P~P~P,其中 A代表腺苷,
T是三的意思,P代表磷酸基团,1个
ATP含有1个腺苷和3个磷酸基团,D
正确。
4.B ATP水解时断裂的是远离腺苷的
特殊的化学键,含32P的磷酸基团应在
ATP的γ位上,A错误,B正确;dATP
断裂两个特殊的化学键后是合成DNA
的原料,只剩下α位上的磷酸基团,故
应标记α位上的磷酸基团,C、D错误。
真题演练感悟高考
1.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体内摄取的物
质是ATP,D正确。
2.D 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、
1分子核糖和3分子磷酸基团组成的,
A错误;ATP分子的结构式可以简写
成A—P~P~P,其中腺苷和磷酸基团
之间的 化 学 键 是 普 通 的 化 学 键,B错
误;ATP在水解酶的作用下水解,在合
成酶的作 用 下 ADP和 磷 酸 吸 收 能 量
合成 ATP,C错 误;吸 能 反 应 一 般 与
ATP的水解相联系,放能反应一般与
ATP的合成相联系,故吸能反应和放
能反应之间的纽带就是ATP,D正确。
3.B 磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的
作用下,其 氨 基 酸 的 羟 基 被 磷 酸 基 团
取代,变 成 有 活 性、有 功 能 的 蛋 白 质,
去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白
磷酸酶的 作 用 下 去 掉 磷 酸 基 团,复 原
成羟基,失去活性的过程,这些过程体
现了蛋 白 质 结 构 与 功 能 相 适 应 的 观
点,A正确;磷酸化需要特定的氨基酸
序列,失 去 特 定 氨 基 酸,将 无 法 磷 酸
化,因此,这些蛋白质特定磷酸化位点
的氨基酸缺失,会影响细胞信号传递,
B错误;ATP在 蛋 白 质 磷 酸 化 的 过 程
中提供能量,参与细胞信号传递过程,
C正确;蛋白质的磷酸化和去磷酸化都
要在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下
进行,温度影响酶的活性,因此蛋白质
磷酸化 和 去 磷 酸 化 反 应 受 温 度 的 影
响,D正确。
4.B 根据题意可知,该实验不能说明细
胞内 全 部 ADP都 转 化 成 ATP,A 错
误;根据 题 干 信 息“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”可 知32P标 记 的 ATP水 解
产生的腺苷没有放射性,B正确;根据
题干信 息 放 射 性 几 乎 只 出 现 在 ATP
的末端磷酸基团可知,32P在ATP的3
个磷 酸 基 团 中 出 现 的 概 率 不 同,C错
误;该实验不能说明ATP与ADP相互
转化主要发生在细胞核内,D错误。
5.B ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基
团,故元素组成为C、H、O、N、P,A正
确;在无氧条件下,无氧呼吸过程中也
能合成ATP,B错误;ATP合成过程中
需要ATP合成酶的催化,C正确;ATP
是生物体 的 直 接 能 源 物 质,可 直 接 为
细胞提供能量,D正确。
第3课时 细胞呼吸的原理和应用
考点一 实验:探究酵母菌
细胞呼吸的方式
必备知识梳理
1.溴麝香草酚蓝 灰绿色
2.(1)质量分数为5%的葡萄糖溶液
(3)重铬酸钾的浓硫酸
3.甲 不变色
4.(1)有氧和无氧 (2)酒精和CO2
深耕教材
1.(1)变量不同:对照实验是只有一个条
件不同,其他条件都相同。对比实验
是将两个研究内容相似的实验进行对
比,设置两个或两个以上的实验组,通
过对结果的比较分析,来探究某种因
素对实验对象的影响。
(2)实验设计不同:可以将对照实验分
为空白对照、自身对照、条件对照和相
互对照,一 般 设 置 对 照 组 和 实 验 组。
如果并不知道实验中的自变量对实验
结果所造成的影响,需要通过对比分
析两组(或多组)实验结果来进 行 确
定,此时就可以称这些实验为对比实
验,对比实验也可称为相互对照实验。
2.①探究酵母菌细胞呼吸的方式的实
验;②鲁宾和卡门的同位素标记实验;
③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标
记T2噬菌体侵染细菌的实验;④比较
过氧化氢在不同条件下的分解的实验。
秒判正误
(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√
(6)×
命题规律探究
1.B a瓶 内 左 侧 玻 璃 管 要 插 入 NaOH
溶液的液 面 下,保 证 空 气 中 的 二 氧 化
碳被充分吸收,A错误;呼吸作用会散
失热量,短时间内b瓶和d瓶的温度会
升高,且b瓶中种子进行有氧呼吸,散
失热量较多,温度升高更快,B正确;c
瓶中澄清石灰水变混浊,不排除b瓶内
的种子进行无氧呼吸,C错误;马铃薯
块茎无氧 呼 吸 的 产 物 为 乳 酸,不 产 生
二氧化碳,D错误。
2.C 在 1号 注 射 器 中,Fe3+ 会 催 化
H2O2 分解产 生 氧 气,若 先 关 闭 A阀
门可使注射 器 中 氧 气 含 量 升 高,有 利
-537-