第3单元 第11讲 细胞的能量“货币”ATP(课件PPT)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 单选）

第三单元　细胞的能量供应和利用 第11讲　细胞的能量“货币”ATP 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 目 录 核心考点突破 01 高考真题演练 02 知能达标训练 03 CONTENTS 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 01 核心考点突破 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 √ × × 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 磷酸基团 空间结构 活性 水解 合成 ATP分子 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 × √ × × 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 返回目录 高考总复习·生物学 1 第三单元　细胞的能量供应和利用 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提示　由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得两个相邻的磷酸基团间的特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊化学键容易水解。 2．(必修1 P86“相关信息”，拓展)假如将ATP和磷脂分子彻底水解，其产物分别是_____________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 提示　1个ATP分子彻底水解形成1个核糖分子、1个腺嘌呤和3个磷酸基团；1个磷脂分子彻底水解形成2个脂肪酸分子，1个甘油分子，1个磷酸基团和1个含氮化合物 1．ATP与核苷酸的关系 2．辨析五种结构中“A”的含义 考向一　ATP的结构及特点分析 1．(2024·广州联考)如图是ATP的结构简式，图中①②表示一种特殊的化学键。下列相关叙述错误的是(　　) A．②断裂后的产物可直接与Pi结合形成ATP B．①断裂后的产物可作为合成RNA的原料 C．细胞中的高能磷酸化合物不止ATP一种 D．ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性 解析　②断裂后的产物是ADP，ADP在有关酶的作用下，可以接受能量与一个游离的Pi结合形成ATP，A错误；①断裂后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本组成单位之一，B正确；根据ATP的结构简式可以推测细胞中可能还会有GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物，C正确；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，D正确。 答案　A 2．(2024·苏州高三模拟)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 解析　分析题图可知，方框内物质的名称是腺嘌呤，A正确；由题意可知，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，所以cAMP分子不含有不稳定的特殊化学键，B正确；ATP在形成cAMP的过程中，初期会断裂特殊化学键，释放能量，C正确；cAMP与磷脂分子所含的元素种类相同，二者都含有C、H、O、N、P，D错误。 答案　D 考向二　ATP与核酸的关系 3．(2024·荆州联考)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(　　) 高能磷酸化合物 ATP GTP UTP CTP 主要用途 能量“货币” 蛋白质合成 糖原合成 脂肪和磷脂的合成 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，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　GTP脱去两个磷酸基团后，可得到鸟嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，A不符合题意；由表可知，UTP可用于糖原合成，其脱去两个磷酸基团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符合题意；无光情况下，叶肉细胞不能进行光合作用，此时叶肉细胞只能通过细胞呼吸合成ATP，场所是线粒体和细胞质基质，C不符合题意；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不符合题意。 答案　B 考点二　ATP的合成和利用 1．ATP和ADP的相互转化 2．ATP的利用 (1)ATP利用的实例 (2)ATP为主动运输供能的过程 (3)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。 (4)ATP是细胞内流通的能量“货币” ①化学反应中的能量变化与ATP的关系： 吸能反应：一般与ATP的_____相联系； 放能反应：一般与ATP的_____相联系。 ②能量通过_____________在吸能反应和放能反应之间流通。 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。( ) 1．(必修1 P87“正文”)人体中ATP的含量很少，剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总量并没有多大变化，请分析原因。 提示　ATP和ADP时刻不停地发生相互转化，并处于动态平衡之中。 2．(必修1 P89“拓展应用”)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__________________________________。 提示　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 3．(必修1 P89文字信息，改编)萤火虫发光的能量转换过程是__________。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成__________并且发出荧光。 提示　荧光素接受ATP提供的能量后就被激活　氧化荧光素 1．细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 2．ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析 考向一　ATP与ADP的相互转化和ATP的利用 1．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，如图是“ATP－ADP循环”示意图，其中①和②表示过程。下列叙述正确的是(　　) A．①过程的能量全部来自化学能 B．②过程的完成需要有水参与 C．植物叶肉细胞中发生过程①的结构是线粒体和叶绿体 D．ADP再脱离一个磷酸基团后，可以作为构成DNA的原料 解析　①过程表示ATP的合成过程，光反应合成ATP所需能量来自光能，细胞呼吸合成ATP所需能量来自有机物中化学能，A错误；②过程表示ATP的水解，该过程有水消耗，同时释放能量供给各项耗能的生命过程，B正确；①过程表示ATP的合成过程，植物叶肉细胞中发生过程①的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C错误；ADP再脱离一个磷酸基团后，成为腺嘌呤核糖核苷酸，可以作为构成RNA的原料，D错误。 答案　B 考向二　ATP与磷酸化、去磷酸化 2．(2025·深圳模拟)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种“分子开关”，分子开关的机理如图所示。下列有关分子开关的说法，错误的是(　　) A．剧烈运动过程中分子开关的频率远高于静息状态 B．“分子开关”的磷酸化与去磷酸化过程属于可逆反应 C．蛋白质的磷酸化是翻译后的修饰 D．细胞膜上存在蛋白质的磷酸化与去磷酸化 解析　剧烈运动过程中，细胞代谢加快，需要的有活性蛋白增多，推测分子开关频率更高，A正确；蛋白质的磷酸化和去磷酸化所需要的酶分别为蛋白激酶和蛋白磷酸酶，不属于可逆反应，B错误；蛋白质磷酸化使无活性蛋白转变为有活性蛋白，属于翻译后的修饰，C正确；细胞膜上行使主动运输功能的载体蛋白存在蛋白质的磷酸化和去磷酸化，D正确。 答案　B 磷酸化和去磷酸化 在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，称光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，称氧化磷酸化。这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。若蛋白质分子加上磷酸基团，称蛋白质分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称蛋白质分子的去磷酸化。磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化。蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团。　 1．(2024·全国甲卷)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 解析　离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一)，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，故C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。 答案　C 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 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 解析　腺苷三磷酸由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成，A错误；腺苷三磷酸分子中，连接两个磷酸基团的化学键称为高能磷酸键(特殊化学键)，B错误；腺苷三磷酸在合成酶和水解酶的作用下不断地合成和水解，C错误；腺苷三磷酸是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，D正确。 答案　D 3．(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 解析　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；题干中“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”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据题意可知：放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 答案　B 4．(2021·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 解析　A代表腺苷，P代表磷酸基团，ATP中有1个腺苷，3个磷酸基团，2个特殊化学键，结构简式为A－P～P～P。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。 答案　B $$