第3章 第12课时 细胞的能量“货币”ATP(教用Word)-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

第12课时　细胞的能量“货币”ATP 高考目标定位 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 判断正误 　(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(　×　) 提示　AMP是RNA合成的原料，正常的人体细胞内不能进行RNA的自我复制。 (3)一分子AMP中只有一个特殊的化学键(　×　) 提示　AMP中不含有特殊的化学键。 考向一　ATP的结构及其特点 【例1】　(2022·浙江高考)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 【答案】　D 【解析】　A、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，A错误； B、ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键，B错误； C、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； D、吸能反应一般与ATP的分解相联系，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。 故选D。 【例2】　(2025·武汉模拟)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 【答案】　C 【解析】　A、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，A正确； B、人体在剧烈运动时，需要大量的ATP水解释放能量，ADP和磷酸合成ATP的速度加快，B正确； C、ATP中远离腺苷的特殊化学键容易断裂，所以其水解产物ADP比ATP更稳定，C错误； D、光合作用中，在光反应阶段，可以将光能转化为活跃的化学能储存在ATP中，D正确。 故选C。 考点二　ATP的合成和利用 1．ATP的合成 2．ATP的利用 (1)ATP是细胞内的能量“货币” (2)ATP供能机制 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 【特别注意】　(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 解读： (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。 判断正误 　(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(　×　) 提示　由于ATP在体内含量不高，且ATP与ADP的相互转化时刻处于动态平衡之中，所以人在剧烈运动时，骨骼肌细胞中ATP的含量也不会明显增多或降低。 (4)细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量(　×　) 提示　细胞内的放能反应是指能够释放能量的反应，并非就是指ATP水解释放能量。 考向二　ATP的合成和利用 【例3】　(经典高考题)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 【答案】　B 【解析】　A、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； B、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。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确； C、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； D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 故选B。 【例4】　(2025·江西上饶模拟)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，动物细胞中也含有dATP(脱氧核糖三磷酸)，每个dATP由磷酸基团、脱氧核糖和腺嘌呤组成。下列叙述错误的是(　　 ) A．与皮肤表皮细胞相比，心肌细胞含有更多的ATP B．与ATP相比，dATP五碳糖2号碳上的羟基被单独的氢原子所取代 C．ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质磷酸化，改变蛋白质的活性 D．若1 mol ATP水解成ADP释放的能量为30.54 kJ，则1 mol ATP彻底水解释放的能量小于91.62 kJ 【答案】　A 【解析】　A、心肌细胞对能量需求更多，其中ATP和ADP相互转化的速度快，因而消耗的ATP多，因而其中含有的ATP的并不会远远高于皮肤表皮细胞，而是基本相同，A错误； B、ATP的五碳糖为核糖，dATP的五碳糖为脱氧核糖，与ATP相比，dATP五碳糖2号碳上的羟基被单独的氢原子所取代，B正确； C、ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，C正确； D、ATP的结构简式为A－P～P～P，含有2个特殊的化学键，一个普通的磷酸键，1 mol ATP彻底水解会断裂两个特殊的化学键，一个普通的磷酸键，若1 mol ATP水解成ADP释放的能量为30.54 kJ，则1 mol ATP彻底水解释放的能量小于3×30.54＝91.62 kJ，D正确。 故选A。 1．(必修1 P86) ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2．(必修1 P87)ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 3．(必修1 P89)许多吸能反应与ATP水解的反应相联系；许多放能反应与ATP的合成相联系。 4．写出图中标出的“A”的含义 ①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。 5．(必修1 P88)ATP供能机制：ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，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，同时也提供原料。 学科网（北京）股份有限公司 $$