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基础版(单选版)

050红对构·讲与练·高三生物·基础版 光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域，使 D.各组蔗糖溶液处理过程中，水分子不能从蔗 其瞬间被“漂白”，即荧光消失。随后，该漂白区 糖溶液进入细胞液 域荧光逐渐恢复，检测该区域荧光强度随时间4.(2024·福建龙岩联考)耐热脂肪酶在工业上具 的变化，绘制得到荧光漂白恢复曲线，如图所 有广泛应用，科研人员从小笼包蒸笼的垫布中 示，下列说法正确的是 分离到脂肪酶高产菌株，大量培养后提取获得 高强度激光 脂肪酶液，以橄榄油为底物设置系列实验以研 1.0 块 0.8 究该酶特性。回答下列问题： 0.6 (1)科研人员从细菌中分离的耐热脂肪酶（化学 本质是蛋白质)是细菌在细胞的 上以 0 0100200300400 为原料合成的，脂肪酶能水解橄 时间/s 榄油但不能水解淀粉，说明酶具有 A.细胞膜的主要成分是脂肪和蛋白质，还有少 脂肪酶起催化作用的机理是 量的糖类 B.细胞膜上被漂白区域的荧光强度得以恢复， 是蛋白质分子运动的结果 (2)实验①：每组试管中加入等量的酶和底物， C.去除细胞膜上胆固醇漂白区域荧光恢复时间 分别置于30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、 55℃、60℃水浴环境中20分钟后，测量底物量 缩短，说明胆固醇能促进细胞膜上分子运动 D.本实验最终恢复的荧光强度和初始强度相同 的变化，该实验的目的是 3.(2025·湖北黄冈一模)在相同条件下，先分别 用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细 (3)实验②：若要测定酶液分别在40℃、50℃、 胞，再分别用清水处理上述细胞，两次处理后都 60℃温度下保存2小时后的酶活性变化，实验 思路是 观察并统计细胞质壁分离的情况，实验结果见 下表。下列叙述错误的是 蔗糖溶液浓度 C C (4)实验③：研究一定浓度的Mg2+(104mol/L) C3 对酶活性的影响，已知该酶的最适pH范围为 质壁分离细蔗糖溶液处理后 心 90 100 7.0~8.0,实验结果如表，结果说明： 胞比例(%) 清水处理后 0 0 19 75 A.为了便于观察，实验应选择洋葱鳞片叶外表 酶相对活性 皮细胞 pH B.各组蔗糖溶液浓度的大小关系为C1<C2< 7.0 7.5 8.0 C:<C 对照组 20.54 20.67 20.62 组别 C.C3和C4组蔗糖溶液处理后部分细胞可能已 实验组 24.89 25.78 26.67 经失去活性 第12课时 细胞的能量“货币”ATP 课标 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 解读 考点 细胞的能量“货币”ATP 梳理》必备知识 ②ATP结构简式：A一P~P~P。其中“A”代表 ,“P”代表 ,“”代表 1.ATP是一种高能磷酸化合物 (这种化学键不稳定)。 (1)ATP的中文名称： ①ATP的元素组成： 第三单元细胞的能量供应和利用 051 (2)ATP和ADP的结构 提醒人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时， 末端的①具有较高的转移势能， 每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP释放能量， 易脱离，ATP发生水解、释放能量 以供运动之需，但人体内ATP的总含量并没有太大 P)-P)-(P 变化，原因是ATP与ADP时刻不停地发生相互转 A 核糖腺嘌呤 化，并且处于动态平衡之中。 腺苷(A) 3.ATP的利用 腺苷一磷酸一AMP(腺嘌呤核糖核苷酸 (1)ATP为主动运输供能的过程（以Ca+释放 模 RNA的基本组成单位之一) 为例) 块 腺苷二磷酸一ADP Ca+泵是一种能促使ATP水解的酶 腺苷三磷酸一ATP 0Ca2+ 0Ca2+ o80 0Ca2+ (3)ATP的供能原理 ATP中的 ATP在酶的作用 四 四 两个相邻 oo ATP OADP 不稳定，末 下水解时，脱离 O ADP 的磷酸基 Ca2+与Ca2+载 载体蛋白的 载体蛋白 端磷酸基团有一 下来的 体蛋白相应位 发生变化， 团都带 Ca2+由膜内释放 种离开ATP而与→ 挟能量与 点结合，ATP 水解 到膜外 其他分子结合的 其他分子结合， 而相互排 趋势，即具有较高 从而使后者发生 (2)ATP- 细胞内流通的能量“货币” 斥等 的转移势能 变化 ①吸能反应：一般与ATP的 相联系， 由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。 (4)ATP水解的过程就是释放能量的过程， ②放能反应：一般与ATP的 相联系， 1 mol ATP水解释放的能量高达 kI 释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物 所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 的氧化分解反应。 (5)作用：驱动细胞生命活动的 能源 物质。 ○辨析与表达 提醒ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化 (1)衣原体是一类原核寄生生物，缺乏细胞呼吸相 合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞 关酶，不能产生自身生命活动所需能量，因此 内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。因此， 需从寄主吸收ATP。(2023·天津卷)() ATP并不是唯一的供应生命活动的直接能源物质。 (2)植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过 2.ATP和ADP的相互转化 程不需要消耗ATP。(2023·全国乙卷)() ATP TP的合该铁实 (3)ATP必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷) →能量 ATP的水解 () ADP+Pi+能 ATP醇ADP+Pi十 (4)ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质磷 量酸ATP 反应式 能量 酸化。 ( (5)酶促反应中因存在ATP供能机制而使酶具有 ATP合成酶 所需酶 →ATP水解酶 高效性。 () 反应 生物体的需能 (6)(必修1P86正文挖掘)科学家发现，一种化学 场所 部位 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 (光合作用)、 能量 远离腺苷(A)的那 的角度解释GTP也可以供能的原因： (细胞呼吸) 来源 个特殊化学键 储存在ATP(远 能量 可直接转化成其他形式 (7)(必修1P86正文挖掘)在某细胞培养液中加 离A的那个特殊← →的能量（如机械能、电能 去路 入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞 化学键)中 等)，用于各项生命活动 中的ATP,发现其含量变化不大，但部分ATP 共性 的末端P已带上放射性标记，分析该现象得到 ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的 的结论是 细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性 (答2点)。 0522对构·讲与练·高三生物·基础版 (8)(必修1P89拓展应用2)同样是能源物质， 磷酸基团转移到ADP分子上，从而生成ATP ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出 和肌酸。ATP与磷酸肌酸的相互转化如下图。 ATP具有的特点： 下列相关叙述错误的是 ,而葡萄糖分子中所含的是 磷酸肌酸十ADP酶ATP+肌酸 葡萄糖分子中稳定的化学能只有 A.肌细胞收缩不能直接利用磷酸肌酸水解释放 模 转化为 分子中活跃的化学能，才能被 的能量 块 细胞利用。 B.有机物氧化分解释放能量的细胞呼吸，属于 达成>核心素养 放能反应 1.(2025·湖北黄冈模拟)如图表示细胞中ATP C.剧烈运动时，ATP大量水解，但其产物ADP 反应链，图中a、b、c代表酶，A、B、C代表化合 不会明显增加 物。下列叙述正确的是 D.ATP断裂两个特殊的化学键，为磷酸肌酸的 AAB+PibC十Pi 形成提供能量 3.(2025·河北衡水模拟)萤火虫发光机理在于尾 A.B中没有特殊化学键，C是合成某些酶的 部部分细胞内存在的荧光素，在荧光素酶和能 原料 量的作用下与氧发生化学反应，发出荧光，取萤 B.萤火虫发光时，a催化的反应加快而c催化的 火虫发光器研磨粉末做下图所示实验。下列叙 反应减慢 述错误的是 C.A水解释放的磷酸基团可使载体蛋白磷酸 A 化，实现某些物质的跨膜运输 加水 15 min 加ATP 之后 D.A结构不稳定的原因是P元素构成的骨架没 有C元素构成的骨架稳定 发光器粉末 发出荧光 荧光消失 发出荧光 知识归纳 B 加水 B ATP的来源和去向 15 min 加葡萄糖 植光合作用光色素 发生在叶 之后 物（光反应）能收、传 ADP+Pi ATP>绿体类囊 ® 递、转化 体薄膜上 发光器粉末 发出荧光 荧光消失 不发出荧光 发生在细胞 A.先加水使其发出荧光的目的是排除发光器粉 植物、 有 质基质和线 细菌、呼吸 氧化能热能 散失 粒体中（原核 末中残留能量的干扰 真菌、作用 机 物 分解量 化学能) 生物发生在 酶，ATP B.对比两组结果可知葡萄糖不能使发光器粉末 动物 细胞质中和 ADP+Pi 发出荧光，说明葡萄糖不是能源物质 细胞膜上) C.若发光器粉末中加入蛋白酶后，再加水仍不 2.(2025·重庆万州区联考)可兴奋细胞中，ATP 发荧光，说明荧光素酶本质为蛋白质 含量过高时，还能以磷酸肌酸的形式暂时储存 D.为保证实验效果，提前制备的发光器粉末需 能量。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下，将其 要放在低温和适宜pH条件下保存 a 演练>高考真题 a 1.（2022·浙江卷改编)下列关于腺苷三磷酸分子 C.在水解酶的作用下不断地合成和水解 的叙述，正确的是 () D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基2.(2021·海南卷)研究人员将2P标记的磷酸注 团组成 入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到 B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为特殊 细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基 化学键 团被2P标记，并测得ATP与注入的P标记磷 第三单元细胞的能量供应和利用053 酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确 C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递 的是 D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP 4.(2024·全国甲卷改编)ATP可为代谢提供能 B.2P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 量，也参与RNA的合成。ATP结构如图所示， C.P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 图中“~”表示特殊化学键。下列叙述错误的是 D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要 模 发生在细胞核内 B 腺嘌呤 块 3.(2021·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白 核糖 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 A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供 示。下列叙述错误的是 ( ) 能量 ADP B.用Q位2P标记的ATP可以合成带有2P ATP 的RNA 信号进入 蛋白激酶 C.阝和Y位磷酸基团之间的特殊化学键不能在 蛋白质 蛋白质 细胞核中断裂 蛋白磷酸酶】 7P) D.光合作用可将光能转化为化学能储存于阝和 P Y位磷酸基团之间的特殊化学键 A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋 白质结构与功能相适应的观点 》温馨提示 B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失， 学习至此，请完成训练12 不影响细胞信号传递 第13课时 细胞呼吸的原理及应用 课标 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.探究·实践： 解读 探究酵母菌细胞呼吸的方式。 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 梳理>必备知识 提醒对比实验中两组都是实验组，两组之间相互 对照。教材中对比实验的实例：①探究酵母菌细胞 1.实验原理 呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验； 酵 ③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记的T2噬菌 有 H,O 根据浑浊程度可确定产生CO,的多少 体侵染大肠杆菌的实验；④探究温度（或pH)对酶活 菌 氧 的 CO, 澄清石灰水变浑浊 检 性的影响实验。 细 验 无 CO. 溶液 蓝→绿一→黄 根据变黄色 3.实验步骤 胞 呼 橙色 溶液 的时间长短 (1)配制酵母菌培养液：酵母菌十 吸 酒精 灰绿色 (酸性条件下) 可确定产生 ,分别装入A、B两个锥形瓶中。 C0,的多少 (2)检测CO2产生的实验装置 2.实验方法： 接橡皮球 自变量 因变量 得出结论 (或气泵) A 有氧与无 两种呼吸方 质量分数为10% 酵母菌 澄清的 酵母菌 澄清的 的NaOH溶液 培养液 石灰水 培养液石灰水 氧条件 及是否生成酒精 式及其产物 甲组 乙组(3)设置三组实验，每组加入等量脂肪 (橄榄油)，分别加入在40℃、50℃、 60℃温度下保存2小时后的脂肪酶， 其他条件适宜且相同，一定时间后测量 各组酶活性（测量各组底物剩余量等） (4)在pH为7.0一8.0范围内，一定浓 度的Mg+能提高该脂肪酶的活性 解析：(1)耐热脂肪酶的化学本质是蛋 白质，蛋白质的合成场所为核糖体，合 成原料为游离的氨基酸 L基酸)。 脂肪酶能水解橄榄油 不能水解淀 粉，一种酶只能催化一科 一类化学 反应，说明 具有专 脂肪酶起 催化作用的机理是降低脂 水解所需 的活化能。(2)实验中改变的因素是温 度，即自变量是温度，置于30℃、35℃、 40℃、45℃、50℃、55℃、60℃水浴环 境中20 钟后，测量底物量的变化，其 目的是探究脂肪酶的最适温度。(3)若 要测定酶液分别在40℃、50℃、60℃ 温度下保存2小时后的酶活性变化，实 验思路是设置三组实验，每组加入等量 脂肪（橄榄油），分别加入在40℃、50℃、 60℃温度下保存2小时后的脂肪酶， 其他条件适宜且相同，一定时间后测 量各组酶活性。(4)分析表格数据可 知，含有一定浓度的Mg+的实验组的 酶活性明显高于对照组，所以在pH为 7.08.0范围内，一定浓度的Mg2+能 提高该脂肪酶的活性。 第12课时 细胞的 能量“货币”ATP 老点 细胞的能量“货币”ATP …》梳理·必备知识《 1.(1)腺苷三磷酸①C、H、O、N、P ②腺苷 磷酸基团 一种特殊的化学 键(3)负电荷特殊化学键 末端 磷酸基团 (4)30.54(5)直接 2.细胞质基质、线粒体、叶绿体光能 化学能 3.(1)磷酸化 空间结构 (2)①水解 ②合成 辨析与表达 (1)/(2) (3)X (4)、/(5)X (6)GTP含有两个特殊的化学键，远离鸟 苷的特殊化学键容易水解断裂，释放 能量 (7)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2P标记的ATP是重新 合成的 (8)ATP分子中含有的化学能比较少； ATP分子中所含的是活跃的化学能 稳定的化学能ATP …》达成·核心素养《 1.CB为ADP,也含有特殊化学键，C 是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成化学本 质为RNA的酶的原料，A错误；萤火 虫发光时，要消耗ATP,此时ADP和 ATP快速转化，所以a和c催化的反 应速度都加快，B错误：A(ATP)水解 释放的磷酸基团可使载体蛋白磷酸 化，使载体蛋白构象发生改变，从而实 现某些物质的跨膜运输，C正确；A (ATP)结构不稳定的原因是相邻的磷 酸基团都带负电荷而相互排斥，D错误。 2.D肌细胞收缩直接利用ATP水解释 放的能量，不能直接利用磷酸肌酸水 428 红对构·讲与练·高三生物 ·县 解释放的能量，A正确；细胞呼吸将有 机物氧化分解，释放能量，属于放能反 应，B正确；剧烈运动时，ATP大量水 解为ADP,但ATP和ADP可以快速 转化，所以ADP不会明显增加，C正 确；ATP断裂一个特殊的化学键，生成 磷酸基团和ADP,为磷酸肌酸的形成 提供能量，D错误。 3.B 先加水使其发出荧光的目的是排 发光器粉末中残留能量的干扰，A 正确；对比两组结果可知，葡萄糖不能 使发光器粉末发出荧光，而ATP可使 发光器粉末发出荧光，说明ATP是直 接能源物质，葡萄糖不是，B错误；荧光 素在荧光素酶和能量的作用下与氧发 生化学反应发出荧光，若发光器粉末 中加入蛋白酶后，再加水仍不发荧光， 说明荧光素酶本质为蛋白质，蛋白酶 使荧光素酶被分解不起作用，C正确： 发光器粉末中含有ATP和荧光素酶， 酶需要在低温和适宜DH条件下保存， D正确。 …》演练·高考真题《… 1.D腺苷三磷酸分子中含有核糖，不含 有脱氧核糖，A错误；腺苷三磷酸分子 中磷酸基团之间的化学键是特殊化学 键，腺苷和磷酸基团之间的化学键是 普通磷酸键，B错误；酶具有专一性， ATP与ADP循环转化所需酶的种类 不相同，ATP水解酶催化ATP水解， ATP合成酶催化ATP的合成，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，因此，吸能反应和放能反应之间的 纽带就是ATP,D正确。 2.B 该实验不能说明细胞内全部ADP 都转化成ATP,A错误；根据“结果发 现ATP的未端磷酸基团被2P标记， 并测得ATP与注入的2P标记磷酸的 放射性强度几乎一致”可知，2P标记 的ATP水解产生的腺苷没有放射性， B正确：根据题意可知，放射性几乎只 出现在ATP的末端磷酸基团，C错误； 该实验不能说明转化主要发生在细胞 核内，D错误。 3.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在蛋白质磷酸化的过程 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 分别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。 4.C ATP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，可为离子的主动运输提供能量，A 正确；ATP分子水解两个高能磷酸键 后，得到RNA的基本单位之 一腺 骠岭核糖核苷酸，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 础版 rRNA合成提供能量，故B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阝和Y位磷酸 基团之间的特殊化学键，D正确」 第13课时细胞呼吸的 原理及应用 考点一 探究酵母菌 细胞呼吸的方式 》梳理·必备知识《… 1.溴麝香草酚蓝重铬酸钾 2.对比实验法产生CO2的多少 3.(1)质量分数为5%的葡萄糖溶液 (3)重铬酸钾的浓硫酸 4.高低灰绿 5.(1)有氧无氧(2)酒精和CO2 辨析与表达 (1)× (2)×(3)× (4)能为自己的生命活动提供少量能量 (5)消耗容器中的氧气，避免有氧呼吸产 生的CO,影响实验结果 》达成·核心素养《… 1.C酵母菌用量和葡萄糖溶液的浓度 是无关变量，A错误；氧气的有无是自 变量，B错误：有氧呼吸不产生酒精， 无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为 1：1,因此可选用酒精和CO2生成量 作为因变量的检测指标，C正确；等量 的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释 放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底， 大部分能量还储存在酒精中，释放能 量少，D错误。 2.B由于葡萄糖也可与酸性重铬酸钾 发生颜色反应，故应在充分反应后（葡 萄糖消耗完)，取适量酵母菌培养液的 滤液，加入酸性重铬酸钾以便检测乙 醇生成，A错误；酵母菌有氧呼吸和无 氧呼吸均能产生CO2,均会使溴麝香 草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，所以仅 根据装置一乙瓶溴靡香草酚蓝溶液是 否变为黄色无法判断酵母菌的呼吸方 式，B正确；葡萄糖的分解发生在细胞 质基质，液滴不再移动可能是酵母菌 已经死亡或者培养液中葡萄糖消耗完 全，C错误；若酵母菌同时进行无氧呼 吸和有氧呼吸，则装置二中有色液滴 将右移，D错误。 3.C恒温水浴锅能够改变温度，因此该 实验装置可以用于探究温度对酵母菌 细胞呼吸的影响，A正确；甲中装有质 量分数为l0%的NaOH溶液，其作用 是除去空气中的二氧化碳，乙中装有 澄清石灰水，其作用是检测细胞呼吸 产生的二氧化碳，B正确；若关闭阀门， 则探究酵母菌的无氧呼吸，无氧呼吸 的产物酒精在锥形瓶中产生，因此可 从锥形瓶吸取少量发酵液加入试管 中，再加入酸性重铬酸钾溶液检测酒 精的产生，C错误；若打开阀门进行实 验，则探究酵母菌的有氧呼吸，若关闭 阀门，则探究酵母菌的无氧呼吸，消耗 相同质量的葡萄糖，有氧呼吸释放二 氧化碳的速率更快，因此与打开阀门 相比，关闭阀门时乙（乙中装有澄清石 灰水，二氧化碳可使澄清石灰水变浑 浊)中发生相同的颜色变化所需时间 更长，D正确。