第12课时 细胞的能量“货币ATP-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考生物大一轮复习全新方案通用版（单选版）

发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用 需要小分子和离子辅助”的结论，还需 要加设两组实验，一组为葡萄糖溶 液十酵母汁（预期实验结果为有乙醇 生成)，另外一组为葡萄糖溶液十A溶 液（含有酵母汁中的各类生物大分子， 包括相关酶)十B溶液（含有酵母汁中 的各类小分子和离子)，此组预期结果 为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用 的小分子和离子可在酵母菌（细胞中 含有各类物质)、酵母汁和B溶液（含 有酵母汁中的各类小分子和离子)中 存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检 测：据题干信息可知，M离子存在于B 溶液中，故为验证离子M对乙醇发酵 是不是必需的，则应加设一组实验，即 葡萄糖溶液十A溶液十去除了离子M 的B溶液，若有乙醇生成，则证明离子 M不是必需的，若无乙醇生成，则证明 离子M是必需的。(3)酶的作用条件 温和，需要适宜的温度和PH等条件 实验中缓冲液的作用是保护酶分子空 间结构和提供酶促反应的适宜DH。 (4)检测酵母汁中是否含有活细胞的 方法：染色后镜检，原理是细胞膜具有 选择透过性，若为死细胞，则能被染 色；酵母汁接种培养观察，原理是酵母 菌可以繁殖，一段时间后若酵母菌数 量增加，则为活细胞。 典题引领3：(1)2甲物质溶液、乙物质 溶液 (2)透析后，两组的酶活性均比透析前 酶的活性高透析后，两组的酶活性 均不变加甲物质溶液组，透析后酶 活性比透析前高，加乙物质溶液组，透 析前后酶活性不变加甲物质溶液 组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶 液组，透析后酶活性比透析前高 解析：(1)实验目的为探究甲、乙两种 物质对酶A的抑制作用类型，则实验 的自变量为甲、乙物质，因变量为透析 前后酶A的活性，实验设计应遵循对 照与单一变量原则，故可设计实验如 下：取2支试管各加入等量的酶A溶 液，再分别加入等量甲物质溶液、乙物 质溶液（单一变量和无关变量一致原 则)：一段时间后，测定各试管中酶的 活性。然后将各试管中的溶液分别装 入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处 理。透析后从透祈袋中取出酶液，再 测定各自的酶活性。(2)据题意可知， 物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制 作用，但作用机理未知，且透析前有物 质甲和物质乙的作用，透析后无物质 甲和物质乙的作用，前后对照可推测 两种物质的作用机理，可能的情况有： ①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活 性能恢复，故透析后，两组的酶活性均 比透析前酶的活性高。②若甲、乙均 为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性 均不能恢复，故透析前后，两组的酶活 性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙 为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以 恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶 液组，透析后酶活性比透析前高，加乙 物质溶液组，透析前后酶活性不变。 ④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑 制剂，则甲组中酶活性不能恢复，而乙 组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前 后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析 后酶活性比透祈前高。 2对勾·讲与练·高三生物 第12课时细胞的能量 “货币”ATP 考点一ATP的结构与转化 必备知识梳理 1.(1)腺苷三磷酸腺嘌岭磷酸基团 特殊的化学键磷酸基团腺苷 (2)30.54 不稳定转移势直接 能源 2.(2)细胞质基质、线粒体、叶绿体光 能化学能 辨析与表达 (1)× (2)×(3)×(4)/(5)× (6)× (7)× (8)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 核心素养达成 1.CATP为直接能源物质，Y位磷酸基 团脱离ATP形成ADP的过程释放能 量，可为离子主动运输提供能量，A正 确；ATP分子水解两个特殊化学键后， 得到RNA的基本单位之一 一腺嘌 呤核糖核苷酸，故用α位2P标记的 ATP可以合成带有2P的RNA,B正 确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为 rRNA合成提供能量，故3和Y位磷酸 基团之间的特殊化学键能在细胞核中 断裂，C错误；光合作用的光反应可将 光能转化为活跃的化学能储存于ATP 的特殊化学键中，故光合作用可将光 能转化为化学能储存于B和Y位磷酸 基团之间的特殊化学键中，D正确 2.DATP的结构式可简写成A一P~ PP,式中A代表腺苷，由腺嘌呤(A) 和核糖(B)组成，A正确；ATP的水解 反应是放能反应，与之相联系的是吸 能反应，B正确；1分子GTP彻底水解 可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸3种小 分子物质，C正确；CTP中的胞苷(C) 由胞嘧啶和核糖构成，D错误。 3.B由题意可知，该实验不能说明细胞 内全部ADP都转化成ATP,A错误： 32P标记的是ATP的末端磷酸基团， 其不能标记ATP的腺苷，故2P标记 的ATP水解产生的腺苷没有放射性， B正确：根据题干信息“结果发现ATP 的末端磷酸基团被2P标记”可知，2P 在ATP的3个磷酸基团中出现的概率 不同，C错误；该实验不能说明ATP与 ADP的转化主要发生在细胞核内，D 错误。 4.C细胞中ATP和ADP含量较少，A 错误；ATP中的“A”表示腺苷，B错误； 图1中A替换为C、G、U等，结构和 ATP类似，也含有特殊化学键，也可以 作为细胞生命活动的直接能源物质，C 正确；图2中反应①表示ATP的合成， ATP的合成与放能反应相联系，图2 中ATP水解释放的能量用于各项生 命活动，包括大脑思考等生命活动，D 错误。 考点二ATP的利用 … 必备知识梳理 1.主动合成 2.磷酸化空间结构 3.水解合成 辨析与表达 (1)×(2)/(3)/(4)× -490- (5)荧光素接受ATP提供的能量后才能 被激活，荧光素与氧在荧光素酶的催 化下反应形成发光物质一氧化荧 光素 -… 关键能力提升 (1)能量转化形式是化学能转化为光能： 参与的酶有ATP水解酶和荧光素酶。 (2)根据发光强度计算ATP含量的依据 是荧光素接受ATP提供的能量后就被 微活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧 光素并且发出荧光，因此ATP含量与发 光强度呈正比：根据ATP含量估算细菌 数量的依据是每个细菌细胞中ATP含 量大致相同且相对稳定。 (3)可通过高温煮沸餐具等措施降低微 生物含量。 … 核心素养达成 1.B磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的 作用下，其氨基酸的羟基被磷酸基团 取代，变成有活性、有功能的蛋白质， 去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白 磷酸酶的作用下去掉磷酸基团，复原 成羟基，失去活性的过程，这些过程体 现了蛋白质结构与功能相适应的观 点，A正确；磷酸化需要特定的氨基酸 序列，失去特定氨基酸，将无法磷酸 化，因此，这些蛋白质特定磷酸化位，点 的氨基酸缺失，会影响细胞信号传递， B错误：ATP在蛋白贡磷酸化的过程 中提供能量，参与细胞信号传递过程， C正确；蛋白质的磷酸化和去磷酸化都 要在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下 进行，温度影响酶的活性，因此蛋白质 磷酸化和去磷酸化反应受温度的影 响，D正确。 2.A图1所示的物质可以是ATP,特殊 化学键①容易形成也容易水解，特殊 化学键②比特殊化学键①更稳定，A 正确；若图1中的⑤处是碱基A(腺嘌 吟)，腺嘌呤是DNA和RNA共有的碱 基，B错误：哺乳动物的成熟红细胞可 以进行无氧呼吸，C错误：哺乳动物的 成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助 扩散，不需要消耗ATP,D错误。 真题演练感悟高考 1.D细胞生命活动所需的能量主要是 由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞 呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺 乏能量，ATP是直接的能源物质，因此 衣原体需要从寄主吸收的物质是 ATP,D正确。 2.D1分子的ATP是由1分子腺嘌呤 1分子核糖和3分子磷酸基团组成的， A错误：ATP分子的结构式可以简写 成A一PP一P,其中腺苷和磷酸基团 之间的化学键是普通的化学键，B错 误；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：吸能反应一般与ATP 的水解相联系，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。 3.BATP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贡，可直接为 细胞提供能量，D正确。2勾·讲与练·高三生物 (1)实验设计思路 方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变 取支试管（每支试管代表一个组），各加入等 量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且 量的酶A溶液，再分别加入等量 适宜”。 ,一段时间后，测定各试管中酶的活性。然 2.实验结果和结论 后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验 水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶 实际出现的情况。实验结论是根据实验现象对实验因 液，再测定各自的酶活性。 变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的 理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归 (2)实验预期结果与结论 纳实验结论的一般方法： 若出现结果①： (1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单 结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 一因素不同找出实验自变量。 若出现结果②： (2)由果找因，分析实验结果（因变量）与实验控制的单 结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 一因素（自变量）之间的逻辑关系，得出正确结论。 若出现结果③： (3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结 论”，综合为“全面（总）结论”。 结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。 (4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实 若出现结果④： 验结果只有一种，实验结论就是实验要验证的事实。 在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实 验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 结果对应不同的结论。 方法拓展 1.实验思路的书写 温馨提示0 思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言 学习至此，请完成微专题练1 筒意赅”。比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某 054 第12课时 细胞的能量“货币”ATP 课程标准解读 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 考点一 ATP的结构与转化 (2)结构特点与功能 必备知识梳理 啤夯基础 化学键 含有2个特殊的化学键 1.ATP是一种高能磷酸化合物 (1)ATP的结构 高能性一1 mol ATP水解可释放 kJ能量 中文名称 元素组成 ATP的化学性质 ,末端磷酸基 C、H、ON、P 结构简式 稳定性一团有一种离开ATP而与其他分子结合的 A—P~P~P 1分子 趋势，也就是具有较高的 能 ATP 化学组成 1分子核糖 3分子 功能 驱动细胞生命活动的 物质 2.ATP和ADP的相互转化 结构 (1)转化模型 A核糖 ATP 能量 Pi AMP- (腺嘌呤核糖核苷酸) →能量 -ADP- ADP ATP 第三单元细胞的能量供应和利用 进 (2)ATP的合成与水解 A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供 ATP的合成 ATP的水解 能量 ADP+P+能量壁ATP:一反应式一ATP酸ADP+P+能量 B.用a位2P标记的ATP可以合成带有2P 的RNA ATP合成酶←所需酶 →ATP水解酶 C.B和Y位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细 反应 胞核中断裂 ,生物体的需能部位 场所 D.光合作用可将光能转化为化学能储存于B和Y (光合作用) 能量 远离腺苷(A)的那个 位磷酸基团之间的特殊化学键中 (细胞呼吸) 来源 特殊化学键 2.(2025·广东湛江模拟)NTP家族由ATP(三磷酸 可直接转化成其他形 腺苷)、GTP(三磷酸鸟苷)、UTP(三磷酸尿苷)和 储存在ATP(远离A的 能量 式的能量（如机械能、 CTP(三磷酸胞苷)构成。它们的结构差异只是碱 那个特殊化学键)中 去路 电能等)，用于各项生 基不同，如图是ATP的化学结构图，A、B表示物 命活动 提醒ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在 质，α~Y表示磷酸基团的位置。下列叙述错误 所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统 的是 一性。 NH 辨析与表达 (1)光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接 转化。(2022·江苏卷) (2)ATP必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷) ( OHOH B (3)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场 A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成 055 所。 ) 腺苷 (4)核酸与ATP中所含元素的种类相同。( ) B.许多吸能反应与ATP的水解反应相联系 (5)1分子AMP(腺苷一磷酸)中只有一个特殊的化 C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 学键。 ) D.CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成 (6)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸 基团。 ( 考向2围绕ATP和ADP的转化考查科学思维 (7)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达 3.(2021·海南卷)研究人员将32P标记的磷酸注入 到动态平衡。 () 活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞 (8)(必修1P87图5-4改编)据测算，一个人在剧烈 内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被2P 运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为 标记，并测得ATP与注入的2P标记磷酸的放射 ADP,释放能量，以供运动之需，但人体内ATP 性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是() 的含量很少且没有太大变化，原因是 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 核心素养达成 啤破考向 D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发 考向1结合ATP的结构和特点考查生命观念 生在细胞核内 4.(2025·安徽宿州模拟)图1为ATP的结构简式， 1.(2024·全国甲卷)ATP可为代谢提供能量，也参 图2为ATP与ADP相互转化的关系。在动物细 与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中表示 胞中，以下说法正确的是 特殊化学键，下列叙述错误的是 P-P-P 腺嘌呤 核糖 勾·讲与练·高三生物 B.ATP中的“A”表示腺嘌呤，图1中c处的化学 ATP 键最容易断裂 应 C.依据结构与功能相适应的观点，图1中A替换 能量① ①D ② 能量② 为C、G、U等也可以作为细胞生命活动的直接 ADP+(Pi) 能源物质 图2 D.图2中能量①可来自吸能反应，能量②可用于 A.由于细胞生命活动需要消耗大量ATP,因此， 细胞中含有大量ATP和ADP 大脑思考等需要能量的生命活动 考点二 ATP的利用 (4)细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。 必备知识梳理 啤夺基础 () 1.ATP的利用举例 (5)(必修1P89楷体文字)萤火虫发光需要ATP提 大脑的思考 供能量的原因是 电鳐的发电 ATP的利用 物质的 运输 关键能力提升 啤研趋势 物质的 【情境应用】为保证食品安全，执法人员会使用 肌肉收缩 ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的 2.ATP为主动运输供能的过程（以Ca2+释放为例） 微生物含量进行检测。其设计灵感来源于萤火虫 056 00o% o Ca2 o Ca2 尾部发光器发光的原理。 tM&iMm cmammiim 荧光素酰 四g 7腺苷酸 0 o ATP ADP OADP PPi 荧光素酶 Ca2+与Ca2+载体蛋 载体蛋白 载体蛋白的 白相应位点结合 发生变化.Ca2+由 ATP /CO,+AMP 荧光素 氧化荧光素 ATP水解 膜内释放到膜外 免 提醒参与主动运输的载体蛋白的两个功能 注 ATP可脱去一个PPi形成AMP,并释放能量。 ①催化功能：催化ATP水解，为主动运输提供能量。 ATP荧光检测仪 ②运输功能：运输物质通过生物膜。 检测试剂 3.ATP是细胞内流通的能量“货币” 吸能 般与ATP 的反应相联系，由 反应 ATP水解提供能量，如蛋白质的合成 拭子 般与ATP的 相联系，释放的 放能 闺ATP荧光检测系统由ATP荧光检测仪和检测试 能量储存在ATP中。如细胞内有机物的 反应 剂组成。 氧化分解反应、光合作用等 【问题探究】 I辨析与表达 (1)“荧光素一荧光素酶生物发光法”中涉及的能 (I)蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄 量转化形式是什么？该检测过程中发挥催化作用 糖产生ATP。(2022·江苏卷) ( 的酶有哪些？ (2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。 提示： () (3)ATP水解酶合成和发挥作用时都伴随ADP的 (2)根据发光强度计算ATP含量的依据是什么？ 生成。 ( 根据ATP含量估算细菌数量的依据又是什么？ 第三单元细胞的能量供应和利用 讲 提示： ADP ATP 信号进入蛋白激 蛋白质 蛋白质 蛋白磷酸酶了® Pi (3)若测试餐具时显示ATP含量超过警戒值，可 A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白 要求商家通过哪些措施降低微生物含量，以保证 质结构与功能相适应的观点 食品安全卫生？ B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不 提示： 影响细胞信号传递 C.作为能量“货币”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 2.(2024·安徽合肥期末)图1是细胞中某种小分子 化合物的结构模式图，其中①~③代表化学键，④ 4知识总结 和⑤代表化学基团；图2表示哺乳动物成熟红细 细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 胞内ATP产生量与O2供给量的关系。下列叙述 ) 细胞膜一消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐 正确的是 (产生ATP:光反应 P-P-P ①② 0 叶绿体 消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、 蛋白质合成等 OH④ 0,供给量 细胞质 产生ATP:细胞呼吸第一阶段 图1 图2 057 基质 消耗ATP:许多生化反应的进行 A.图1中②处的化学键比①处的更稳定 B.图1中的⑤处为碱基，且该碱基是RNA所特 核糖体一消耗ATP:蛋白质的合成 有的 细胞核一消耗ATP:DNA复制、转录等 C.据图2可知，哺乳动物的成熟红细胞不能进行 (产生ATP:有氧呼吸第二、第三阶段 细胞呼吸 线粒体 消耗ATP:自身DNA复制、转录、蛋白质 D.哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖需要消 合成等 耗ATP 高尔 消耗ATP:植物细胞形成细胞壁、动物细胞 方法规律、 基体 形成分泌物等生命活动 “模型法”分析ATP产生量与O2供给量的关系 内质网一消耗ATP:有机物的合成、加工、运输等 ↑ B 核心素养达成 摩破考向 A 0 0,供给量 0,供给量 考向围绕ATP的利用考查科学思维 图1 图2 1.图1中A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼 1.(2021·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷 吸分解有机物产生少量ATP;AB段随O2供给量增 酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化 多，有氧呼吸明显加强，ATP产生量逐渐增多。 和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列 2.图2表示只进行无氧呼吸的细胞ATP产生量与O。 叙述错误的是 供给量的关系。 2肉·讲与练·高三生物 「真题演练感悟高考 1.(2023·天津卷)衣原体是一类原核寄生生物，缺 C.在水解酶的作用下不断地合成和水解 乏细胞呼吸相关的酶，不能产生自身生命活动所 D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 需能量，因此需从寄主吸收 ) 3.(2021·北京卷)ATP是细胞的能量“货币”，关于 A.葡萄糖 B.脂肪 ATP的叙述错误的是 () C.糖原 D.ATP A.含有C、H、O、N、P 2.(2022·浙江卷)下列关于腺苷三磷酸分子的叙 B.必须在有氧条件下合成 述，正确的是 () C.胞内合成需要酶的催化 A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团 D.可直接为细胞提供能量 组成 B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为特殊化 温馨提示0 学键 学习至此，请完成课时作业12 第13课时 细胞呼吸的原理及应用 课程标准解读 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.活动：探究酵母菌 细胞呼吸的方式。 058 考点一 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 溶液并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察 必备知识梳理 啤夯基础 试管中溶液的颜色变化。 1.实验原理 提醒葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色 有H,0 变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶 氧 液中的葡萄糖。 酵母菌 co, 澄清石灰水变浑浊（现象） 呼吸产物 3.实验现象 CO, 验 无 蓝→绿一黄（现象） 溶液 氧 ①甲、乙两组装置中石灰水都变浑浊， 酒精橙色重铬酸钾溶液 且 组中浑浊程度高且快 (酸性条件下)（现象） 提醒 依据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长 短和石灰水变浑浊的程度，可以检测CO。产生情况。 验现象 ②甲组溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再 变黄的时间短于乙组 2.实验步骤 (1)配制酵母菌培养液：酵母菌十 ③2号试管中溶液由橙色变成灰绿色， ,分别装入A、B两个锥形瓶中。 1 号试管 (2)检测CO2产生的实验装置： 4.实验结论 (1)酵母菌在 条件下都能进行细胞 接橡皮球 呼吸。 (或气泵) (2)酵母菌在有氧条件下产生CO2多且快，在无氧 A 质量分数为10% 酵母菌 澄清的 酵母菌 澄清的 条件下进行细胞呼吸产生 的NaOH溶液 培养液 石灰水 培养液石灰水 甲组 乙组 辨析与表达 (3)检测是否有酒精产生：取A、B瓶中滤液各 (1)用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸产生 2mL分别注入1号、2号两支干净的试管中。向 的酒精，应先耗尽培养液中的葡萄糖。(2023· 两试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g 河北卷) ()