第2节 细胞的能量“货币”ATP-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

第5章细胞的能量供应和利用。 果。图甲为酶的作用机理及两种抑制剂影响 物浓度 酶活性的机理示意图，图乙为相同酶溶液在 D. 图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添 无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促 加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的 反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法 结果 错误的是（ 答案：AD 解析：非竞争性抑制剂与酶活性位，点以外的 底物 ○底物 产物 酶 竞争性 其他位，点结合，通过改变酶的空间结构使酶 酶 抑制剂 无抑制剂 的活性受到抑制，但低温只是抑制酶的活 ○底物 性，在低温下酶的空间结构没有改变，A错 非竞争性厂 结构 不 抑制剂 。酶 改变 误；竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一 2 活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能具 甲 反应速率相对值 有类似结构，B正确；底物浓度相对值小于 20H 15 A 10时，曲线A中的酶促反应速率随着底物 B 10 5 浓度增加而增加，表明此时底物浓度是限制 曲线A酶促反应速率的主要因素，C正确； 51015202530 底物浓度相对值 加入竞争性抑制剂后酶与底物的结合机会降 乙 A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机 低，但升高底物浓度后催化反应速率又升 理与低温对酶活性抑制的机理相同 高，可知曲线B是加入了竞争性抑制剂的 B.根据图甲可推知，竞争性抑制剂与底物 结果；加入非竞争性抑制剂后酶的催化反应 具有类似结构，从而与底物竞争酶的活 速率降低，增大底物浓度，反应速率上升不 性位点 明显，说明曲线C是加入了非竞争性抑制 C.图乙中底物浓度相对值小于10时，限 剂的结果，D错误。 制曲线A酶促反应速率的主要因素是底 第2节细胞的能量“货币”ATP 核心素养 1.建立起ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质的观点。（生命观念） 2.分析ATP的分子结构，了解ATP的结构特点。（科学思维) 3.结合教材图示，举例说明ATP的利用。（社会责任） 学 65 高中生物学必修1（人教版） 物，是与能量有关的一种物质，不能将 知识点一ATP是一种高能磷酸化合物！ 两者等同起来。 5. ATP、腺嘌呤核糖核苷酸、腺苷、腺嘌 知识梳理 呤的区别 1.中文名称： 2.结构简式：A一P~P~P,其中A代表 A P代表 ,~代表 腺嘌呤 核糖 3.特点 腺苷 (1)ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻 腺嘌呤核糖核苷酸 的磷酸基团都 ATP 等原因，使得特殊的化学键不稳定， 6. 辨析下列物质结构中“A”的含义 末端磷酸基团有较高的 ①ATP:OP~P-P ②DNA: A GC T (2)ATP的水解过程就是 的过 T CGA ® 程，1 mol ATP水解释放的能量高达 ③RNA:VGOC ④核苷酸： O风 30.54kJ,所以说ATP是一种 ①中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成； ②中的A为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，由一 4.功能：ATP是驱动细胞生命活动的 分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸 物质。 组成；③中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由 5.ATP的供能机理：ATP在酶的作用下水 一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组 解时，脱离下来的 成；④中的A为腺嘌呤。 挟能量与其他分子结合，从而使后者发 例1下列关于ATP分子的叙述，正确的是 生变化。 () A.A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团 要点精析 B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种 1.元素组成为C、H、O、N、P的化合物 元素 有ATP、核酸、磷脂分子等。 C.1 mol ATP水解，释放出30.54kJ的能 2.ATP分子中有两个特殊化学键，三个磷 量来自两个特殊化学键的断裂 酸基团。 D.T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核 3.ATP的分子结构不稳定，远离A的特殊 苷酸很相似 化学键在有关酶的作用下容易断裂并伴 答案：B 随着能量的释放。 解析：ATP分子的结构简式为A一P~P~P, 4.ATP≠能量：ATP是一种高能磷酸化合其中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌吟组成， 66)学 第5章细胞的能量供应和利用。 P代表磷酸基团，~代表一种特殊的化学 ①ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停 键，T表示三个磷酸基团，可见，ATP分子 地发生并且处在 之中。 中含有C、H、O、N、P五种元素，A、D ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制， 错误，B正确；1 mol ATP水解，释放出 在所有生物的细胞内都是一样的，这体现 30.54kJ的能量来自远离“腺苷”的那个 了 特殊化学键的断裂，C错误。 2.ATP的利用 例2下图为腺苷三磷酸分子的结构式，下 (1)ATP的利用 列相关叙述错误的是（) 物质的 用于 生物发电 发光 OHOH OH 肌细胞 收缩 、ATP的利用 大脑 CH-0-P-O~P-O~P-OH (2)ATP为主动运输供能的机理 OHOH ①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能 A.图中五碳糖为核糖 的酶。当膜内侧的C2+与 B.图中虚线框中的基团是腺苷 其相应位点结合时，其酶活性就被激 C.该分子中有2个特殊的化学键 活了。 D.该分子水解掉2个磷酸基团后为核糖核 ②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的 苷酸 末端 脱离下来与载体蛋白结合， 答案：B 这一过程伴随着能量的转移，这就是载体 解析：图中虚线框中的基团是腺嘌呤，B 蛋白的 错误。 ③载体蛋白磷酸化导致 发生变化， 使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+ 知识点二 ATP与ADP之间的相互转化 及ATP的利用 释放到膜外。 3.ATP是细胞内流通的能量“货币” (1)吸能反应一般与 的反应相联 知识梳理 系，由ATP水解提供能量。 1.ATP与ADP之间的相互转化 (2)放能反应一般与 相联系，释 (1)相互转化的过程及能量来源图解 放的能量储存在ATP中。 动物和人等 ATP (3)能量通过 在吸能反应和放能 能量 酶 能量 反应之间流通。 呼吸作用) 绿色植物 ADP 教材拓展 (2)ATP与ADP相互转化的特点 1.成人体内ATP的总量是2~10mg,但一 67 高中生物学必修（人教版） 个成人一天在静止状态下所消耗的ATP 白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移 为40kg,在剧烈运动时ATP的消耗可达 到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化，将Ca2+ 0.5kg/min;在安静状态时，肌肉内ATP 释放到膜外。下列叙述错误的是（) 所释放的能量只能维持肌肉收缩1~2s。 A.磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变 (1)ATP在细胞内的含量多吗？ B.钙泵体现了蛋白质具有运输和催化功能 C.参与Ca2+运输的载体蛋白可以重复使用 多次 (2)生物体如何补充生命活动所需要的大 D.加入蛋白质变性剂会提高细胞对Ca2+运 量的ATP? 输的速率 答案：D 解析：钙泵这种蛋白质，既具有运输C+ 2.ATP和ADP的相互转化是否为可逆 的载体功能，又有催化ATP分子末端的磷 反应？ 酸基团转移（水解ATP)的功能，B正确； 加入蛋白质变性剂会使钙泵变性失活，降低 细胞对Ca2+运输的速率，D错误。 要点精析 例4（不定项)下图是ATP和ADP相互 转化的示意图，①②表示相关反应。有关叙 1.合成ATP的部位 述错误的是( 动物细胞：细胞质基质、线粒体。 叶肉细胞：细胞质基质、线粒体、叶绿体。 AP要ADP++能量 根尖细胞：细胞质基质、线粒体。 A.ATP分子中的五碳糖是脱氧核糖 2.分解ATP的部位：生物体内需能部位，如 B.①和②需要的酶是同一种酶 细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细 C. ①②过程在活细胞内时刻不停地发生 胞核等。 D.人体肌细胞中储存着大量的ATP 3.生命活动需要消耗大量能量，但细胞中 答案：ABD ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复解析：ATP分子中的五碳糖是核糖，A错 利用，只要提供能量（光能或化学能）， 误；酶具有专一性，①需要ATP水解酶， 生物体就可不断合成ATP,满足生物体 ②需要ATP合成酶，B错误；①②过程即 的需要，因此不能误认为细胞中含有大 ATP与ADP在细胞中一刻不停地转化，才 量ATP,活细胞中ATP/ADP≈1。 能够满足细胞对ATP的大量需求，C正确； 例3当细胞膜内侧的Ca2+与其在细胞膜 :人体细胞中ATP的含量较少，不会大量储 上的载体蛋白（钙泵)结合时，该载体蛋存ATP,D错误。 68)学化剂②平衡点 2.(1)一种酶只能催化一种或一类化学反应 (2)①能催化该反应②不能催化该反应 3.(1)酶的作用需要适宜的温度和pH(2)①最 强③过酸、过碱、高温低温 二、1.（1)①碘液蓝色蓝色的深浅②将1和 4,2和5,3和6(2)①带火星的卫生香燃烧的情况 2.(2)①加快酶数量和酶活性②在底物充足、其 他条件适宜的正相关 【教材拓展】 1.提示：不会，因为人是恒温动物，体温不会随着环 境温度的变化而变化。 2.提示：在0~4℃低温和酶作用的最适pH条件下。 3.(1)提示：曲线①②比较能得出酶具有高效性；曲 线①③比较能得出酶具有催化功能。(2)提示：不能。 因为在最适温度下，酶的活性最高，但是温度偏高或偏低， 酶的活性都会明显降低。 【要点精析】 变式训练B【解析】在一定条件下，酶在最适温度 或pH时活性最大，高于或低于最适温度或pH,酶的活性 都会下降，据此结合题意与图示分析可知，若a、b、c表 示温度或pH,则在低于最适温度或pH的范围内，a>b> c,但在高于最适温度或pH的范围内，c>b>a,A、C、D 错误：在底物充足，其他条件固定、适宜的情况下，酶促 反应速率与酶浓度成正比，若a、b、c表示酶的浓度，则 a>b>c,B正确。 >"第2节细胞的能量“货币”ATP 知识点一ATP是一种高能磷酸化合物 【知识梳理】 1.腺苷三磷酸 2。腺苷磷酸基团特殊的化学键 3.(1)带负电荷而相互排斥转移势能(2)释放 能量高能磷酸化合物 4.直接能源 5.末端磷酸基团 知识点二ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 【知识梳理】 1.(1)呼吸作用光合作用(2)①动态平衡 参考答案与解析 ②生物界的统一性 2.(1)主动运输物质合成思考(2)①催化 ATP水解②磷酸基团磷酸化③空间结构 3.(1)ATP水解(2)ATP的合成(3)ATP 分子 【教材拓展】 1.(1)提示：含量很低。(2)提示：通过ATP和 ADP之间的迅速转化。 2.提示：物质转化是可逆的，能量是不可逆的，酶也 不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 >"第3节细胞呼吸的原理和应用（第1课时） 知识点一细胞呼吸的方式 【知识梳理】 1.氧化分解释放能量 2.(1)有氧呼吸无氧呼吸(2)浑浊溴麝香草 酚蓝溶液黄重铬酸钾灰绿色(4)①有氧和无氧 ②二氧化碳水酒精二氧化碳 3.有氧呼吸无氧呼吸 【教材拓展】 (1)提示：自变量是有无氧气。有氧条件：用橡皮球 (或气泵)充气。无氧条件：将装有酵母菌培养液的锥形 瓶密封放置一段时间。 (2)提示：因变量是二氧化碳产生的多少以及是否有 酒精产生。检测二氧化碳产生的多少：观察澄清石灰水变 浑浊的程度，也可用溴麝香草酚蓝溶液来鉴定（看溶液由 蓝变绿再变黄的时间长短)：检测酒精是否产生：橙色的重 铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰 绿色。 (3)提示：无关变量有温度、葡萄糖溶液的浓度、酵 母菌活性等。无关变量保持相同且适宜。 (4)①C、A、B②提示：C装置中NaOH溶液吸收 空气中二氧化碳，排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰。 【要点精析】 变式训练D【解析】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的 产物中都有C0,均能使澄清石灰水变浑浊，因此不能通 过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌细胞呼吸的方 式，D错误。 75