2027届高三生物学一轮复习课件 第9课时 细胞的能量“货币”ATP

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，依据高考评价体系明确结构简式、合成机制（底物/氧化/光合磷酸化）、功能应用（能量供应与信号传递）三大考查维度，通过近五年真题分析，突出“结构与功能观”“物质与能量观”的高频命题点，归纳选择、填空等常考题型。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计，如以2024天津高考题“蓝细菌暗反应中ATP作用”为实例，运用科学思维分析ATP与XPK酶的调控关系，结合萤火虫发光实验的探究实践过程，突破“ATP合成与利用的场所辨析”难点。特设“易错点警示”（如混淆高能磷酸键与普通磷酸键）和“答题模板”，助力学生高效得分，为教师提供精准复习指导。

细胞的能量“货币”ATP 第2课时 第3单元 细胞的能量供应和利用 木每老师 >>>2027届高三生物学一轮复习必修1 1 2.(2022浙江1月,2分)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 （2025河北，2分）ATP是一种能为生命活动供能的化合物,下列过程不消耗ATP的是( ) A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应 C.Ca2+载体蛋白的磷酸化 D.水的光解 D D ATP的中文名称 腺苷三磷酸 腺苷 三 磷酸 ATP的结构简式 A-P~P~P tri phosphate ATP A T P adenosine A A表示：___________ P表示：___________ ~表示：___________ 腺苷 磷酸基团 特殊化学键 01 ATP的结构 3 腺嘌呤 核糖 α β γ 特殊 化学键 特殊 化学键 磷酯键 腺苷 腺苷一磷酸(AMP) 腺苷二磷酸(ADP) 腺苷三磷酸(ATP) 01 ATP的结构 4 H 1` H OH H OH H CH2 5` O P O OH HO O 腺嘌呤 H 1` H OH H OH H CH2 5` O P O OH O O 腺嘌呤 P OH O O P OH HO O 腺苷三磷酸(ATP) 2Pi P OH OH HO O 腺嘌呤核糖核苷酸 H 1` H H H OH H CH2 5` O P O OH HO O 腺嘌呤 H 1` H H H OH H CH2 5` O P O OH O O 腺嘌呤 P OH O O P OH HO O 脱氧腺苷三磷酸(dATP) 2Pi P OH OH HO O 腺嘌呤脱氧核苷酸 ATP是一种高能磷酸化合物 两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥 特殊化学 键不稳定 导致 末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势 导致 具有较高的转移势能 导致 脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 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。 ①________________________ ②______________ ③_______________ ④________________________ ⑤________________________ ⑥_______________________ 腺苷 （腺嘌呤+核糖） 腺嘌呤 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 食物中的能量或太阳能 用于细胞生活和化学合成的能量 02 ATP的功能 1、ATP与ADP的 相互转化 9 细胞内存在类似的装置，在某种膜的两侧构建H+浓度梯度（电化学势能），利用H+浓度梯度的电化学势能推动膜上的ATP合酶构象发生改变，从而生成ATP。 2、ATP的合成 ATP合成酶 氧化磷酸化合成ATP 光合磷酸化合成ATP 1.（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的H+和e-结合O2生成H2O并伴随ATP的合成，如图所示。当O2缺乏时，此过程中ATP的合成减少，其原因是（ ） A．合成ATP的酶催化能力降低 B．膜两侧H+浓度梯度增大 C．第三阶段中电子的传递受阻 D．释放的能量更多以热能形式散失 C 02 ATP的功能 ATP合成酶 由球形头部和基部组成 包括：“转子”（rotor）：γ与ε 亚基组成 “定子”（stator）：a 亚基、b 亚基及F1 的δ 亚基共同组成 主要存在于线粒体内膜、类囊体膜、细菌的质膜上 13 2.(2025黑吉辽蒙,10,2分)黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如图。其他条件均适宜,下列叙述正确的是( ) A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无需与NTT结合 B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 02 ATP的功能 D 有氧呼吸第一、二阶段产生的少量ATP就是通过底物水平磷酸化实现的 底物水平磷酸化合成ATP 第一阶段 第二阶段 用于大脑思考（电能） 用于肌肉收缩（机械能） 用于细胞内各种吸能反应（化学能） 用于生物放电（电能） 用于生物发光（光能） 用于主动运输 （势能） ATP水解释放的能量用于： 细胞的各项生命活动 3、ATP的利用 载体 + ATP 载体-P + ADP 由于载体被磷酸化，空间结构改变，实现物质的逆浓度转运。 载体-P 载体 + Pi 由于载体去磷酸化，空间结构恢复。 H2O ATP使载体蛋白磷酸化参与主动运输 3、ATP的利用 ATP参与肌肉收缩 3、ATP的利用 ATP用于细胞内的吸能反应（化学能） 葡萄糖 + 果糖 蔗糖 ATP ADP+Pi 酶 合成生物大分子 3、ATP的利用 谷氨酸生成谷氨酰胺 许多ATP供能的反应看起来像ATP水解直接供能，但是实际反应过程并不是如此，而是通常涉及到磷酸基团转移来实现势能转移 19 ATP用于细胞内物质运输（动能） 3、ATP的利用 1.（2024·广西·高考真题）科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的聚乙二醇（PEG）对细胞膜通透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（　　） A．高浓度PEG使细胞活力显著下降 B．随着PEG浓度增加，eATP和iATP总量持续增加 C．iATP相对水平越高，说明细胞膜的通透性越小 D．在PEG胁迫下，eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关 02 ATP的功能 B 类囊体薄膜 细胞中需能的部位 生物膜上 细胞呼吸 光合作用 暗反应、DNA复制、基因表达等 DNA复制、基因表达等 某些物质合成、蛋白质降解等 DNA复制、转录等 主动运输、膜泡形成等 ATP合成的场所 ATP消耗的场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 叶绿体基质 线粒体基质 细胞质基质 细胞核中 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 光合磷酸化 教材梳理—ATP的合成、消耗场所 Pi 能量 Pi 能量 水解 合成 放能 反应 吸能反应 许多放能反应和ATP的合成相联系 许多吸能反应和ATP的水解相联系 细胞呼吸（葡萄糖氧化分解） 生物大分子的合成 ATP和ADP相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。 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。 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。 ATP 还是信号分子 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 萤火虫发光的研究历程 切取萤火虫的尾部 尾部 提取液 发出短暂荧光 恢复发光现象 添加新的煮沸过的萤火虫尾部提取物 充分研磨 萤火虫发光是一种萤光物质在某种酶催化下的氧化过程。将这种萤光物质和酶分别命名为萤光素和萤光素酶。 推断： 荧光素 O2 氧化荧光素(发光) + 萤光素酶 提取液中的荧光素耗尽，添加新的提取物中含有荧光素，可使提取液重新发光。煮沸使蛋白质变性失活，能够排除蛋白质的干扰，证明荧光素的化学本质不是蛋白质。 提取出含有萤光素的粗提物 提取出含有萤光素酶的粗提物 混合 没有萤光产生 加入少量ATP 立即产生了明亮的萤光 加入等量葡糖糖 仍然没有 萤光产生 推断 ATP是萤火虫发光的直接能源物质。 荧光素 O2 氧化荧光素(发光) + 萤光素酶 ATP 萤火虫发光的研究历程 含有萤光素和萤光素酶的 5mL总反应体系中（pH 为 8.0），分别加入 0.06μmol/L 和 0.1μmol/L 的 ATP，并连续记录不同发光时间萤光总量，实验结果如下图所示。 0 25 50 75 100 125 150 10 20 加入ATP的量/μg 荧光持续时间(min) 0 5 10 15 20 25 10 20 30 40 50 60 70 发光时间/min 荧光总量相对值 加0.1μmol/L 的ATP 加0.06μmol/L 的ATP 萤火虫发光的研究历程 1.（2024·天津·高考真题）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。 (1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为______。 (2)光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。 在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的______（激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于______。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内______过程来源的ATP被用于______而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 (1) 细胞质基质（或细胞质） (2) 抑制剂 第10分钟之前的光反应 细胞呼吸（或呼吸作用） 暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应） Lavf58.41.100 Tencent APD MTS $