第12讲 细胞的能量“货币”ATP 课件-2026届高三生物一轮复习（人教版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的能量‘货币’ATP”核心考点，覆盖ATP的结构与功能、ATP和ADP的相互转化及利用三大高考必备模块。依据高考评价体系，通过考点权重分析明确结构简式、转化机制等高频考点，归纳结构辨析、实验分析等常考题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题引领+素养落地”，精选2021-2024年全国卷真题深度解析，结合生命观念（物质与能量观）和科学思维（归纳建模），设计萤火虫发光实验探究等案例，配套易错辨析表纠正“ATP是唯一直接能源”等误区。教师可精准突破高频考点，学生通过实战训练提升答题能力，高效备战高考。

第三单元 细胞的能量供应和利用 第12讲 细胞的能量“货币”ATP 一轮复习：必修1 分子与细胞 ATP结构和功能 ATP和ADP的相互转化 ATP的利用 1 2 3 第12讲 细胞的能量“货币”ATP 考 点 2 腺嘌呤 核糖 三个磷酸基团 腺苷(A) ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 1.ATP的中文名称： 腺苷三磷酸（ATP) 2.ATP的组成元素： C、H、O、N、P 3.ATP的结构简式： A-P～P～P A表示： T表示： P表示： -表示： 一、ATP的结构 腺苷（核糖+腺嘌呤） ～表示： AMP=腺嘌呤核糖核苷酸，RNA的基本组成单位之一 磷酸基团 普通的化学键 特殊的化学键 三 考点一：ATP的结构和功能 三 腺嘌呤 核糖 腺苷(A) ATP（腺苷三磷酸） ADP（腺苷二磷酸） AMP（腺苷一磷酸） 特殊的化学键 （不稳定） 思考：ATP为什么不稳定？ 特殊的化学键，两个相邻磷酸都带负电相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。 1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 思考：ATP为什么是高能磷酸 化合物？ 考点一：ATP的结构和功能 普通化学键 特殊化学键 ~代表特殊的化学键，ATP两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使连接两个磷酸基团的化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。 ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸集团携能量与其他分子结合，使该分子结构改变，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 思考：请从电荷的角度出发，分析ATP分子怎样提供能量呢？ ATP 合成酶 水解酶 ADP + Pi + 能量 （30.54 kJ/mol） ATP是一种 高能磷酸化合物 考点一：ATP的结构和功能 ATP两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使连接两个磷酸基团的化学键不稳定，末端的磷酸基团有较高转移势能。 5 化合物 结构简式 “A”的含义 共同点 ATP   DNA   RNA   核苷酸   不同化合物中“A”的辨析 腺苷 (由腺嘌呤和核糖组成) 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤 考点一：ATP的结构和功能 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 卖菜 买衣服 货币 有机物中的化学能 ATP中的化学能 耗能的生命过程 细胞中流通的能量“货币” 问题：如何设计实验探究ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质？ 二、ATP的功能 考点一：ATP的结构和功能 拓展：探究生命活动的直接能源物质是ATP 1.实验材料： 萤火虫发光器干燥后研成粉末，蒸馏水，葡萄糖，ATP制剂等 2.实验原理： 荧光素+能量+O2 氧化荧光素 荧光素酶 （发出荧光） ATP是驱动细胞活动的直接能源物质 4.实验过程： 5.实验结论： 发光器粉末加入 试管暗处理15分钟 加试剂 黑暗条件 下观察 考点一：ATP的结构和功能 应用：ATP荧光检测仪 ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。 荧光素+O2+ATP 氧化荧光素(发出荧光) 荧光素酶 荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多 考点一：ATP的结构和功能 科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：________________________________________________________________。 含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量 思考：ATP是细胞唯一的直接能源物质吗？ dNTP：dATP、dTTP、dCTP、dGTP （换五碳糖和碱基） 细胞中绝大数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的 NTP：ATP、UTP、CTP、GTP （换碱基） 考点一：ATP的结构和功能 直接供能物质还有UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸 注意：NTP与dNTP 均是高能磷酸化合物，可用作 RNA 或 DNA 的合成原料，合成过程中会脱去两个磷酸基团，并释放出大量的能量。注意：细胞中绝大数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的（还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等）。 10 (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(　　) (3)ATP是细胞内唯一的直接供能物质(　 ) (4)一分子AMP中只有一个特殊的化学键(　 ) (5)ATP由腺苷、核糖和三分子磷酸组成。(　 　) (6)ATP含有3个特殊化学键，但是只有一个特殊化学键会发生断 裂。 (　 　) 易错辨析 √ √　 ×　 × ×　 ×　 考点一：ATP的结构和功能 ① 细胞生命活动的主要能源物质： 。 ② 生物体的主要能源物质： 。 ③ 生物体的储能物质： 。 ④ 生物体的主要储能物质： 。 ⑤ 生物体的能源物质： 。 ⑥ 生命活动的直接能源物质： 。 ⑦ 生物体能量的根本来源： 。 生物体中与能量有关的物质 葡萄糖 脂肪、淀粉（植物）、糖原（动物） 糖类 脂肪 糖类、脂肪、蛋白质 ATP 光能（太阳能） 归纳总结 考点一：ATP的结构和功能 1.的功能是________________________________（但并非唯一， 还有 、、 ）。 驱动细胞生命活动的直接能源物质 2.向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一 块肌肉上滴 溶液，肌肉很快就能发生收缩。请你解释这种现象的原因。 _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ __________________ 。 3.植物、动物、细菌和真菌的细胞都是以 作为能量“货币”的，由此 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 生物体的能源物质有糖类、脂肪和蛋白质。糖类是主要的能源物质，然而 各种能源物质释放的能量在用于生命活动之前都要转移到中，由 直接供应生命活动所需的能量。由此说明葡萄糖虽然是能源物质，但是不 能被肌肉直接利用 规范表达 考点一：ATP的结构和功能 ATP消耗量大 ATP含量很少 矛盾 资料1：研究显示，一个成年人一天在静止状态 下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的 状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。 资料2：成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状 态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。 资料3：每个细胞每秒钟可合成约1000 万个ATP 且同时有等量 ATP 被水解。 ATP合成和水解都非常迅速 考点一：ATP的结构和功能 14 ATP结构和功能 ATP和ADP的相互转化 ATP的利用 1 2 3 第12讲 细胞的能量“货币”ATP 考 点 15 1.ATP的合成 （1）反应类型： （2）能量来源 光合作用： 细胞呼吸： 植物： 动物、真菌： A-P~P~P (ATP) A-P~P 能量 Pi 合 成 酶 (ADP) 吸能反应 储存在远离腺苷的特殊化学键中 光能 有机物中的化学能 细胞质基质、线粒体、叶绿体 细胞质基质、线粒体 （4）能量去向： （3）场所： 考点二：ATP和ADP的相互转化 16 主要能源物质 葡萄糖 主要储能物质 脂肪 其他能源物质 糖原、淀粉等 ATP 呼吸作用： +ADP +Pi → 能量 反应总是与ATP的合成相联系， 释放的能量 。 氧化分解 放能 贮存在ATP中 光合作用的光反应： 1.ATP的合成 考点二：ATP和ADP的相互转化 糖类、脂肪等有机物储存有大量的能量，但不能被直接利用，ATP储存的能量相对来说少，但能被直接利用。ATP合成伴随细胞发生放能反应 17 O2供给量 ATP产生量 A B C 表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。 表示随着O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。 表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不 再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 思考：ATP产生量与O2供给量的关系分析 只进行无氧呼吸 （哺乳动物成熟红细胞） A点： AB段： BC段： O 考点三：ATP的利用 18 2.ATP的水解 （1）反应类型： （2）能量来源： （3）场所： （4）能量去向： 叶绿体中： 细胞呼吸产生的ATP： A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) 水 解 酶 放能反应 活细胞多种场所 能量 Pi 末端特殊化学键断裂释放的化学能 专用于暗反应和叶绿体内的物质合成 用于各项生命活动 考点二：ATP和ADP的相互转化 19 水解酶 + Pi + ADP 能量 ATP 机械能（肌细胞收缩） 渗透能（主动运输、胞吞胞吐） 电能（电鳐放电、大脑思考） 光能（萤火虫发光） 化学能（物质合成） 热能（维持体温） 生物发光 光能 大脑思考 电能 肌肉收缩 机械能 囊泡运输 机械能 思考：哪些生命活动需要消耗ATP直接供能呢？ ② 总是与ATP的水解相联系， 由 提供能量； 吸能反应 ATP水解 考点二：ATP和ADP的相互转化 ATP水解伴随细胞发生吸能反应 20 P P P P P Pi 能量 能量 Pi 水解 合成 吸能反应 放能反应 细胞呼吸 光合作用 (光反应) 主动运输 胞吞胞吐 肌肉收缩 生物发光 物质合成 …… ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于 之中 3.ATP与ADP的相互转化 ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在， 体现了 。 生物界的统一性 动态平衡 考点二：ATP和ADP的相互转化 项目 的合成 的水解 反应式 能量 能量 所需酶 能量来源 能量去路 反应场所 合成酶 水解酶 细胞质基质、线粒体、叶绿体 归纳小结 思考：ATP与ADP的相互转化 (填“是”或“不是”)一个可逆反应。 分析原因：______________________________________________ 。 不是 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 光能（光合作用） 化学能（细胞呼吸） 储存在 中 用于各项生命活动 生物体的需能部位 储存在 中的能量 考点二：ATP和ADP的相互转化 1.ATP与ADP相互转化不可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可 逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。 2.ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：ATP是一种高能磷酸化 合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol 的能量。 3.ATP转化为ADP消耗水：ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过 程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水 解也都需要消耗水。 4.ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化合物在生物体内有很多种， 如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。 5.细胞中ATP和ADP的相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。 归纳总结 考点二：ATP和ADP的相互转化 归纳总结：细胞内产生与消耗ATP的生理过程 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 细胞质基质 叶绿体 线粒体 核糖体 细胞核 消耗 ATP：主动运输、胞吞、胞吐 产生 ATP：细胞呼吸第一阶段 产生 ATP：光反应 消耗 ATP：暗反应和自身 DNA 复制、转录、翻译等 产生 ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗 ATP：自身 DNA 复制、转录、翻译等 消耗 ATP：蛋白质的合成 消耗 ATP：DNA 复制、转录等 注意:不是所有的生理活动都要消耗ATP, 高中阶段所学的知识中有三 种生理活动不消耗ATP: 被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。 考点二：ATP和ADP的相互转化 1.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。(　　) 2.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(　　) 3.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。( 　) 4.人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP( ) 5.人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低( ) 6.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能 合成ATP ( ) 7.线粒体中有机物的分解释放的能量，主要用于合成ATP(　　) 8.ATP转化为ADP时会消耗水(　　) 9.有光的条件下，叶绿体才能合成ATP(　　) × √ × √ × × × × √ 易错辨析 第12讲 细胞的能量“货币”ATP 1.人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因： 。 2.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：______________________________________________________。 3.如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP相当于现金，这种比喻有道理的原因是: 。 ， 。 ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中 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 糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用 这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能 才能被细胞直接利用 规范表达 考点二：ATP和ADP的相互转化 ATP结构和功能 ATP和ADP的相互转化 ATP的利用 1 2 3 第12讲 细胞的能量“货币”ATP 考 点 27 与载体蛋白结合激活其酶活性 Pi携转移势能与载体结合 载体蛋白 空间结构改变 Ca2+ ATP水解 Ca2＋释放到膜外 载体蛋白磷酸化 运输 作为ATP水解酶 1.ATP的供能机制： （以Ca2+主动运输为例） 考点三：ATP的利用 开火车 28 2.能量的“黄金储备” —— 磷酸肌酸 磷酸肌酸是一种主要分布在肌肉组织中的高能化合物， 是能量的暂时储存形式。 资料：100 米短跑比赛中，运动员能量的直接来源是存储在 ATP 分子中的，由于ATP的数量有限，只能维持短跑约3s。这时，肌细胞中的磷酸肌酸在肌酸激酶的作用，将其能量转移给ADP，补充生成新的 ATP，可以让运动员再跑 5~6s。短跑比赛结束时，运动员体内的磷酸肌酸基本耗尽。在活动后的恢复期，积累的肌酸又可与 ATP 反应，重新生成磷酸肌酸。 考点三：ATP的利用 剧烈运动时， ATP的水解速率远远大于重新合成的速率。在生物进化过程中，磷酸肌酸的出现解决了 ATP 的供需矛盾。 ATP ADP + Pi + 能量 短时间剧烈运动能量很快用完。 磷酸肌酸 ADP + Pi + 能量 肌酸 肌酸激酶 能量 + ADP + Pi ATP 继续提供剧烈运动的能量。 磷酸肌酸形成ATP的速度比糖类等有机物氧化分解形成ATP的速度快。 如果把 ATP 称为“能量货币”，磷酸肌酸就相当于能量 的“黄金储备” 2.能量的“黄金储备” —— 磷酸肌酸 考点三：ATP的利用 2.ATP能在细胞间传递信息 20世纪50年代，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质膜上发现了ATP受体，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的信号分子。 目前，ATP作为药物，主要利用的是其信号分子的作用。 ATP注射液是一种用于心功能不全、脑出血后遗症等疾病的辅助治疗药物 考点三：ATP的利用 ②非典型性_________ ATP释放方式为______ ①作为____ 合成的原料 神经递质 胞吐 RNA ③ ：接受信号分子后，影响ATP水解生成cAMP 传递信息 归纳总结 考点三：ATP的利用 研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示，请分析回答下列问题： (1)神经细胞中的ATP主要来自 (生理过程)。研究发现，正常成年人安静状态下24h有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10mmol/L，为满足能量 需要，人体解决这一矛盾的合理途径是 。 细胞呼吸 ATP与ADP相互迅速转化 （2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是 。 腺苷 典例分析 考点三：ATP的利用 1.“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是_____________________________________________________ _____________________________________________________________________ 。 2．科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：____________________________________________________________。 3．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 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 萤火虫尾部的发光细胞中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素而发光 含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量 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 规范表达 第12讲 细胞的能量“货币”ATP 34 知识概念图的构建 [2024·全国·高考真题]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 C 高考真题演练 [2022·浙江·高考真题]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 D 高考真题演练 [2021·海南·高考真题]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 B 高考真题演练 [2021·湖南·高考真题]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“通货”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 高考真题演练 同一起跑线 只争朝夕 不负韶华 幸福是奋斗出来的 撸起袖子加油干 Lavf58.46.101 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) $$