第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版 单选）

第2节　细胞的能量“货币”ATP 学习目标 1.依据ATP分子的结构简式，说出ATP的化学组成和特点；　 2.根据ATP与ADP的相互转化，解释ATP在细胞生命活动中的作用。 聚焦•学案一　ATP是一种高能磷酸化合物 聚焦•学案二　ATP与ADP之间的相互转化和ATP的利用 课时跟踪检测 目录 随堂小结 聚焦•学案一　ATP是一种高能磷酸化合物 学案设计 1.ATP的结构 (1)中文名称：_________________。 (2)结构简式：_____________。 腺苷三磷酸 A—P~P~P 核糖 磷酸基团 特殊的化学键 (3)图解ATP的分子组成 2.ATP的特点 (1)高能量： ATP水解释放的能量高达30.54 kJ/mol，所以ATP是一种_________________。 (2)能量易释放 高能磷酸化合物 负电荷 特殊 化学键 末端 磷酸基团 3.ATP的功能 ATP能够直接为细胞生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的_________________。 微点拨：ATP≠ 能量，ATP是直接能源物质，但不是唯一的，生物体内还存在CTP、GTP、UTP等直接能源物质。 直接能源物质 1.概念理解判断 (1)ATP是细胞内主要的能源物质。 ( ) (2)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成。 ( ) (3)ATP分子含2个特殊的化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。 ( ) 迁移训练 × × √ 2.下列关于ATP分子的叙述，正确的是 (　　) A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团 B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素 C.1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量，这些能量来自两个特殊化学键的断裂 D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似 √ 解析：ATP分子的结构简式为A—P~P~P，其中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤组成，P代表磷酸基团，~代表一种特殊的化学键，T表示三个(磷酸基团)，可见，ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素，A、D错误，B正确；1 mol ATP水解释放出30.54 kJ的能量，这些能量来自远离“腺苷”的那个特殊化学键的断裂，C错误。 3.如图所示的ATP结构模式图中有多处错误，下列相关叙述错误的是 (　　) A.①处应为腺嘌呤(A) B.②处应为氢原子(H) C.③处应为氧原子(O) D.④处应为特殊的化学键(~) 解析：①处应为腺嘌呤(A)，A正确；ATP中的五碳糖为核糖，因此②处就是—OH，B错误；③处应为氧原子(O)，C正确；ATP分子中，磷酸基团之间的化学键为特殊的化学键，即④处应为特殊的化学键(~)，D正确。 √ 聚焦•学案二　ATP与ADP之间的相互转化和ATP的利用 (一)从不同角度理解ATP与ADP之间相互转化 1.相互转化过程图解 (1)图中字母A、B代表的物质分别是____、________。 (2)能量1的来源 ①绿色植物：____________________。 ②动物、人、真菌和大多数细菌：__________。 学案设计 Pi ADP 光合作用和呼吸作用 呼吸作用 2.ATP与ADP间的相互转化过程不可逆 微点拨：ATP和ADP相互转化的过程应理解为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。 3.ATP与ADP转化的特点 (1)对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处在_____________之中的。 (2)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_______________。 动态平衡 生物界的统一性 (二)实例分析ATP的利用 |探|究|学|习| 　　细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输都需要消耗ATP。下图是ATP为主动运输供能示意图。 (1)为满足生命活动的需要，细胞_________ (填“需要”或“不需要”)储存大量ATP，细胞的供能机制是______________________。 不需要 ATP与ADP相互转化 (2)由甲→乙过程中，ATP转化为ADP，磷酸基团的去向及其作用是什么? 提示：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，因而可以参与特定的化学反应。 (3)从Ca2+的转运过程看，参与主动运输转运Ca2+的载体蛋白有什么作用? 提示：一是运输作用，结合Ca2+进行跨膜运输；二是催化作用，能催化ATP水解。 (4)下列过程需要ATP水解提供能量的是____________ (填序号)。 ①主动运输　②生物发光、发电　③肌肉收缩　④淀粉合成　 ⑤大脑思考　⑥根细胞吸收水分 ①②③④⑤ |认|知|生|成| 1.ATP的利用实例及供能机理 实例 肌肉收缩；大脑思考；电鳐发电；物质合成；物质的__________ 供能 机理 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子______，导致其________发生变化，____也被改变，因而可以参与特定的化学反应 主动运输 磷酸化 空间结构 活性 2.实例——ATP为主动运输供能的机理 酶活性 末端磷酸基团 能量的转移 空间结构 3.ATP是细胞内流通的能量“货币” 吸能反应一般与ATP水解相联系，放能反应一般与ATP合成相联系，能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通。示意图如下 微点拨：生物体内的能源物质总结 ①能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。 ②重要能源物质：糖类。 ③储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。 ④直接能源物质：ATP。 ⑤最终能量来源：太阳能。 1.概念理解判断 (1)吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解。( ) (2)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( ) (3)载体蛋白磷酸化会使其空间结构发生变化。 ( ) (4)细胞中所有需要能量的生命活动都由ATP直接供应。 ( ) 迁移训练 × × √ × 2.(教材P87“图5-4”发掘训练)下图为ATP与ADP相互转化的示意图。在ADP转化为ATP的过程中需要能量，对于高等动物来说，该过程所需能量来自 (　　) A.光合作用 B.呼吸作用 C.自由扩散 D.主动运输 √ 解析：对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，ADP转化为ATP的过程中所需要的能量均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量，B正确。 3.以下是萤火虫体内细胞能量代谢中ATP与ADP相互转化的示意图。下列相关叙述正确的是 (　　) A.①过程的能量来源是光能和呼吸作用释放的能量 B.②过程所释放的Pi和能量可以用于过程① C.细胞中的许多吸能反应与②过程相联系 D.正在发光的萤火虫②过程反应速率明显大于①过程 √ 解析：①是ATP的合成过程，该过程所需的能量来源是光能和呼吸作用释放的能量，但题干中所述为萤火虫，动物不能直接利用光能，A错误；②过程释放的能量可以转化为多种形式，供生命活动需要，但不能用于过程①，B错误；②是ATP的水解，该过程可释放能量，细胞中的许多吸能反应与②过程相联系，C正确；生物体内ATP的合成和分解处于动态平衡之中，②过程反应速率和①过程基本相等，D错误。 4．一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子，载体分子对一定的离子有专一的结合部位，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如下图。下列相关叙述错误的是(　　) A．生物膜的功能与膜上载体蛋白、酶等蛋白质的种类和数量有关 B．载体蛋白通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子 C．磷酸激酶和磷酸酯酶分别催化ATP水解和合成 D．未活化的载体蛋白在磷酸激酶和ATP的作用下可再度磷酸化而活化 √ 解析：蛋白质是生命活动的主要承担者，则生物膜的功能与膜上载体蛋白、酶等蛋白质的种类和数量有关，A正确。载体蛋白具有专一性，载体蛋白通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子，B正确。据图分析，磷酸激酶可以催化ATP水解；磷酸酯酶既不能催化ATP水解，也不能催化ATP合成，C错误。图示未活化的载体蛋白，在磷酸激酶的催化下，可获得ATP转移的磷酸基团，而再度活化，D正确。 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊化学键容易水解的原因。 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，使得这种特殊化学键不稳定，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.ATP是驱动细胞生命活动的_________________。ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性的理由是___________________________ ______________________________________。 直接能源物质 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 三、综合检测反馈 1.下列关于ATP的叙述，正确的是(　　) A.ATP中相邻的磷酸基团之间相互吸引，具有较高的转移势能 B.人体细胞中合成ATP所需要的能量只能来自呼吸作用 C.身体饥饿时说明体内ATP大量减少，需要补充能量 D.许多吸能反应伴随ATP合成，放能反应伴随ATP水解 √ 解析：ATP中相邻的磷酸基团之间相互排斥，具有较高的转移势能，A错误；人体细胞只能通过呼吸作用合成ATP，B正确；对于正常机体来说，体内ATP与ADP时刻不停地相互转化并且处于动态平衡之中，ATP不会大量减少，C错误；许多吸能反应伴随ATP水解，放能反应伴随ATP合成，D错误。 2.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标记的磷酸放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是 (　　) A.上述32P标记的ATP水解产生的ADP没有放射性 B.肝细胞内能够迅速产生并积累较多的ATP C.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成了ATP D.细胞中放能反应增强时，游离的32P标记的磷酸会短时间增加 √ 解析：据题意可知，ATP的末端磷酸基团被32P标记，而ATP水解产生ADP的过程脱去了末端的磷酸基团，故32P标记的ATP水解产生的ADP没有放射性，A正确；细胞内ATP的含量较少，但是ATP与ADP之间的快速转化时刻不停地发生，使两者处于动态平衡中，B错误；该实验只分离了细胞内的ATP，不能说明细胞内全部ADP都转化成了ATP，C错误；细胞中放能反应增强时，ATP的合成会加快，游离的32P标记的磷酸会短时间减少，D错误。 3.图1表示ATP的分子结构，图2表示ATP-ADP循环，下列有关叙述正确的是 (　　) A.ATP是高能磷酸化合物，图1中的②③④是特殊的化学键 B.图1中的①、图2中的a、c分别代表腺嘌呤、腺苷、脱氧核糖 C.图2中的过程b是放能反应，过程d吸收的能量可来源于光能和化学能 D.图2中的过程b、d循环速度很快，使细胞内含有大量ATP以满足生命活动所需 √ 解析：ATP是高能磷酸化合物，图1中的③④是特殊的化学键，②不是特殊的化学键，A错误。图1中的①、图2中的a、c分别代表腺嘌呤、腺嘌呤、核糖，B错误。图2中的过程b是ATP的水解过程，会释放出特殊的化学键断裂释放的能量，是放能反应；过程d是合成ATP的过程，吸收的能量可来源于光能和化学能，C正确。细胞内ATP的含量很少，图2中的过程b、d循环速度很快，以满足生命活动所需，D错误。 4.在细胞中dATP(d表示脱氧)是DNA生物合成的原料之一，可用α、β和γ表示dATP或ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ)。下列叙述错误的是 (　　) A.dATP和ATP中“γ”位的磷酸基团具有较高的转移势能 B.一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成 C.ATP是细胞生命活动的直接能源物质，在细胞中储存有大量的ATP D.“α”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记 √ 解析：dATP和ATP中“γ”位的磷酸基团具有较高的转移势能，因而远离腺苷的特殊化学键容易断裂、也容易形成，A正确；dATP和ATP的不同在于五碳糖的种类不同，其中一分子dATP(d表示脱氧)由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，B正确；ATP是细胞生命活动的直接能源物质，但其供能过程是通过ATP和ADP之间相互转化的供能机制实现的，因此在细胞中ATP的含量很少，C错误；dAMP含有“α”位的磷酸基团，且是组成DNA的基本单位，因此，“α”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记，D正确。 5.某研究性学习小组利用荧光素-荧光素酶生物发光法，测定人参组织中ATP的含量，请回答相关问题： (一)实验原理：荧光素和荧光素酶在有氧、ATP等条件下，发出荧光；用分光光度计测定发光强度，从而计算出ATP含量。 (二)实验步骤： ①摘取若干萤火虫的发光器，干燥研磨成粉末置于试管中，在暗处等待黄色荧光消失。 ②ATP的提取：取适量人参组织研磨后，沸水浴10 min，冷却后提取上清液。 ③ATP的测定：向第一步试管中加入适量人参组织上清液，一段时间后，用分光光度计测定发光强度计算ATP含量。 (1)步骤①中等待试管内黄色荧光消失的目的是___________________ ____________________。步骤②沸水浴处理，使酶的_________被破坏而失活。实验中分光光度计内发生了能量转换，即ATP中的化学能转变为________。  解析：步骤①中等待黄色荧光消失的目的是将萤火虫发光器中本身的ATP消耗尽。步骤②沸水浴处理，使人参组织中酶的空间结构被破坏而失活。分光光度计内发生了能量转换，即ATP中的化学能转变为光能。 将萤火虫发光器 中本来的ATP消耗尽 空间结构 光能 (2)食品检验人员常利用上述方法通过测定食品样品中细菌的ATP总含量，测算出细菌的数量，从而判断食品污染程度。作出上述判断的理由是每个细菌细胞中ATP的含量_________________________。  解析：每个细菌细胞中ATP的含量大致相同且相对稳定，可以根据样品中细菌的ATP总含量，测算出细菌的数量。 大致相同(且相对稳定) (3)纯净ATP呈粉末状，能溶于水，常作为药物辅助治疗肌肉萎缩、心肌炎等疾病。ATP片剂可以口服或肌肉注射、静脉注射。据此信息，人体消化道中_______ (填“存在”或“不存在”)ATP水解酶。  解析： ATP片剂可以口服，这说明在人体消化道中不存在ATP水解酶。 不存在 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题 1.ATP是细胞生命活动的直接能源物质。下列关于ATP的叙述，错误的是(　　) A.ATP可水解为ADP和磷酸 B.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定 C.生物体中ADP转化成ATP所需能量均来自细胞呼吸 D.ATP水解释放的磷酸基团使某些分子的空间结构发生改变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：ATP中远离腺苷的特殊的化学键容易断裂，故ATP可以水解为ADP和磷酸，A正确；细胞中的ATP含量很少，但是ATP与ADP的相互转化非常迅速，且ATP与ADP的比值相对稳定，B正确；生物体中ADP转化成ATP所需能量可来自细胞呼吸和光合作用，C错误；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，因而可以参与特定的化学反应，D正确。 2.(2025·盐城月考)如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是 (　　) A.ATP中含有C、H、O、N、P五种元素 B.图中虚线框中部分代表腺苷 C.ATP分子中①处断裂后形成了ADP D.ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 解析：ATP分子中②处断裂后形成了ADP，C错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 3.肌球蛋白能够催化ATP水解而脱去末端磷酸基团，同时也能催化GTP、CTP等水解，将化学能转化为机械能，从而产生各种形式的运动。下列有关叙述错误的是 (　　) A.肌球蛋白可为肌肉的运动提供能量 B.肌球蛋白参与的活动与吸能反应相关联 C.ATP水解酶抑制剂可抑制肌肉的运动 D.GTP和CTP可作为生命活动的直接能源物质 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：肌球蛋白能够催化ATP水解而脱去末端磷酸基团，相当于ATP水解酶，是起催化作用的有机物，不提供能量，A错误；肌球蛋白参与的活动与ATP的水解相联系，因此与吸能反应相关联，B正确；ATP水解酶抑制剂能够抑制ATP的水解，因而肌肉的运动会受到抑制，C正确；GTP、CTP与ATP一样，末端都含有具有较高转移势能的磷酸基团，所以它们也可以为生命活动直接供能，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 4.下图是关于ATP逐步水解的简图，图中甲表示ATP，下列叙述错误的是 (　　) A.ATP中的“A”与碱基中的“A”代表的含义不同 B.在ATP依次水解三个磷酸基团的过程中均产生较高的转移势能 C.丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成 D.甲→乙→丙→丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：ATP中的“A”代表腺苷，碱基中的“A”代表腺嘌呤，两者含义不同，A正确；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，末端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，所以水解第三个磷酸基团时并不能产生较高的转移势能，B错误；丁为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊为游离的磷酸，可用于甲(ATP)的合成，C正确；甲→乙→丙→丁过程中，水解的底物不同，起催化作用的酶空间结构不同，D正确。 5.蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如下图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.ATP中的A由腺嘌呤和 脱氧核糖构成，且A中含有可转移的磷酸基团 B.蛋白质接受磷酸基团被激活，短时间内周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累 C.蛋白质去磷酸化后与双缩脲试剂不再发生颜色反应 D.蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：ATP中的A由腺嘌呤和核糖构成，ATP中含有可转移的磷酸基团，A错误；分析题图可知，蛋白质被磷酸化激活的过程中，蛋白质需要连接一个磷酸基团，所以短时间内周围环境中会有ADP的积累，不会有磷酸分子的积累，B错误；蛋白质去磷酸化后，肽键并没有断裂，能与双缩脲试剂发生颜色反应，C错误；蛋白质的磷酸化和去磷酸化中能量是不可逆的，且酶的种类不同，因此不属于可逆反应，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 6.(2025·安庆高一期末)如图为ATP合成的“机器”——ATP合成酶，甲为结构模式图，乙为三维结构图，则下列叙述不正确的是 (　　) A.该结构存在于线粒体、叶绿体等细胞器中， 在代谢旺盛的细胞内含量居多 B.当细胞合成分泌蛋白时，该“机器”活动频繁， 产生大量的ATP，造成细胞内ATP含量上升 C.ATP的合成过程需要腺嘌呤核糖核苷酸、Pi等原料 D.该结构可与双缩脲试剂反应呈现紫色，构成其的单体可参与红细胞内血红蛋白的合成 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：该结构为ATP合成酶，与ATP的合成有关，存在于线粒体、叶绿体等细胞器中，在代谢旺盛的细胞内含量居多，A正确。ATP在细胞内数量并不是很多，当细胞合成分泌蛋白时，会消耗大量的ATP，此时ATP合成酶活动频繁，ADP与ATP之间的相互转化非常迅速，细胞内不会有大量的ATP积累，B错误。ATP的合成过程需要腺嘌呤核糖核苷酸、Pi等原料，C正确。该结构为蛋白质，其中含有肽键，可与双缩脲试剂反应呈现紫色；构成该结构的基本单位是氨基酸，氨基酸可参与红细胞内血红蛋白的合成，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7.(2025·浦东新区二模)ATP结合到肌球蛋白上并释放能量，从而改变其构象，进而驱动肌肉细胞的收缩，机理如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.肌肉细胞中只消耗ATP，不会产生ATP B.ATP释放能量过程中失去了两个磷酸基团 C.肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能 D.该过程中ATP中的化学能转化成了热能 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：肌肉细胞也可以进行细胞呼吸，会产生ATP，A错误；ATP释放能量过程中失去了一个磷酸基团，B错误；由图可知，肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能，C正确；该过程中ATP中的化学能转化成了机械能，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8．在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。下列有关分析错误的是(　　) A．腺苷酸激酶催化1分子ATP水解伴随着2分子ADP的生成 B．腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系 C．腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关 D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键的断裂与形成 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：ATP分子含3个磷酸基团，ADP含2个磷酸基团，AMP含1个磷酸基团，腺苷酸激酶能催化1分子ATP脱掉末端的磷酸基团，转化成ADP，同时将该磷酸基团转移至AMP上形成1分子ADP，因此腺苷酸激酶催化1分子ATP水解伴随着2分子ADP的生成，A正确；腺苷酸激酶催化该反应会释放能量，一般与吸能反应相联系，B错误；腺苷酸激酶能促进ATP的水解，故腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关，C正确；腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP，故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键的断裂与形成，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 9．ATP药物在心血管内科的应用非常广泛，其能改善脑、心脏等器官的能量代谢，且效果较好。ATP药物分为ATP片剂和ATP注射液，ATP片剂可以口服，ATP注射液可供肌肉注射或静脉滴注。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　) A．代谢旺盛的细胞中，ATP的水解速率大于合成速率 B．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 C．ATP水解形成ADP时所释放的能量可用于主动运输 D．ATP合成所需的能量可来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：代谢旺盛的细胞中，ATP的量依然是相对稳定的，因为细胞内的ATP和ADP时刻不停地发生相互转化且处于动态平衡之中，A错误；吸能反应与ATP的水解相联系，放能反应与ATP的合成相联系，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，B正确；ATP水解释放的能量可用于主动运输，C正确；ATP合成所需的能量可来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量，植物还可以来自光能，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 二、非选择题 10.在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，其分子组成如下图： (1)图中①②的名称分别是________、______。④⑤之间的特殊化学键具有较高的能量的原因是 _____________________________________ _________________________________________________。  腺嘌呤 核糖 ④⑤两个磷酸基团都带有负电荷，相互排斥，从而使远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：ATP中磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的A是腺苷，是由一分子①(腺嘌呤)和一分子②(核糖)组成的。④⑤之间是特殊化学键，由于两个磷酸基团都带有负电荷，相互排斥，从而使远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)若③④之间与④⑤之间的特殊化学键断裂，产生的产物有__________ ____________和两个磷酸。  解析：若③④之间与④⑤之间的特殊化学键断裂，则生成腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸。 (3)经测定，正常成年人静止状态下24 h约有40 kg ATP发生水解，而细胞内ADP、ATP的总量仅为2~10 mmol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是____________________________________。  解析：ATP为直接能源物质，但在细胞内ADP、ATP的总量仅为2~10 mmol/L，含量不高，但ATP与ADP可以迅速转化，以满足机体对能量的需求。 腺嘌呤 核糖核苷酸 ATP和ADP可以快速地相互转化 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)人的骨骼肌细胞中ATP含量仅能满足剧烈运动时三秒钟以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中，骨骼肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示，请据图回答： ①a→b的变化过程说明ATP被水解， 此过程释放的能量用于________________。  ②b→c过程中ATP含量增加说明________等能源物质氧化分解加强，释放更多能量供ADP形成ATP，以补充细胞中ATP含量的不足，b→c过程中__________ (填“存在”或“不存在”)ATP的水解。  肌肉收缩等生命活动 葡萄糖 存在 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析： ①图示a→b变化过程中ATP含量降低，是因为ATP被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。②b→c过程中，ATP含量增加，说明细胞呼吸加强，葡萄糖等能源物质氧化分解加强，由ADP转化生成的ATP增多。ATP和ADP之间不断地进行转化，所以b→c过程中存在ATP的水解。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 11.(2025·荆州联考)蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶，能使ATP上的磷酸基团转移并结合到 蛋白质分子中某些特定氨基酸上， 从而改变蛋白质的活性。ADP-Glo 是一种检测蛋白激酶活性的方法，其过程如图所示。 (1)在蛋白激酶作用下，ATP分子中末端的磷酸基团转移到蛋白质上，蛋白质磷酸化后活性改变，原因是____________________。根据步骤2的检测结果，推测物质X是____________。  空间结构发生变化 ATP合成酶 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)步骤2之前，需使用ATP消解试剂将所有剩余的ATP消耗，目的是 ________________________________________________________________________________________________________。  (3)有人提出：一定浓度的H会导致蛋白激酶失活。请根据题干，设计实验对上述观点进行验证，写出实验思路：___________________ __________________________________________________________________________________________________________________。  保证步骤2中的ATP完全由步骤1中的ADP生成，避免干扰实验结果(或避免步骤1中残留的ATP干扰步骤2的实验结果) 将一定量的蛋白激酶均分为两组，一组用一定浓度的Hg2+处理，另一组不处理(或用等量蒸馏水处理)，然后用ADP-Glo检测两组蛋白激酶的活性 本课结束 $$