第3单元 第8讲 细胞的能量“货币”ATP（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·生物（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”专题，依据新课标要求覆盖ATP的结构与功能、ATP与ADP相互转化、产生与消耗三大核心考点，对接高考评价体系分析“结构简式理解”“转化机制辨析”“情境应用”等高频考点权重，归纳生物发光、体育运动供能等典型题型。 课件亮点在于“真题精析+易错警示+模型构建”的备考策略，如结合2024全国甲卷真题解析ATP与RNA合成的关系，运用科学思维归纳ATP与核苷酸的转化模型，通过“曲线分析”突破ATP产生量与O₂供给关系难点，培养学生物质与能量观。教师可利用易错排查精准定位薄弱点，助力学生高效掌握答题技巧，提升高考得分率。

第8讲　细胞的能量“货币”ATP 课标 要求 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 命题 趋势 1.ATP的结构与功能:重基础、辨细节——强调对ATP分子结构的深度理解,并能准确辨析其在功能上的核心地位 2.ATP与ADP的相互转化:熟过程、明机制——关注转化的动态平衡、不可逆性及与代谢网络的联系 3.ATP的产生与消耗:会整合、善应用——常整合细胞呼吸、光合作用及各种耗能生命活动考查 4.常考情境:生物发光现象及应用(如萤火虫发光、ATP荧光检测仪检测卫生状况)、体育运动与能量供应(如短跑与长跑中ATP的不同来 源)、医学健康(如某些疾病与细胞供能障碍的关系) 必备知识•精读教材 1.ATP是一种高能磷酸化合物 (1)ATP的结构 C、H、O、N、P A—P~P~P 腺苷 磷酸基团 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤核糖核苷酸 ADP　 ATP 特殊的化学键 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 (2)ATP的供能原理 负电荷 特殊化学键　 末端磷酸基团 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 2.ATP的合成和利用 (1)ATP和ADP的相互转化 ATP合成酶 细胞质基质、线 粒体、叶绿体 化学能 特殊化学键 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 (2)ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析 无氧呼吸 有氧呼吸 酶、ADP、磷酸　 无氧呼吸 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 3.ATP的利用 (1)ATP为主动运输供能 ATP水解释放的　　 　　　使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,　　　　　　发生变化,　　　　也被改变,因而可以参与特定的化学反应。  酶活性 末端磷酸基团 能量转移 空间结构 磷酸基团 空间结构 活性 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 (2)ATP是细胞内流通的能量“货币” 吸能 放能 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 易错排查 (1)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解。(2022·浙江卷) (　　) (2)ATP分子中特殊化学键是与磷酸基团相连接的化学键。(2022·浙江卷) (　　) (3)ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量。(2024·全国甲卷)(　　) (4)光合作用可将光能转化为化学能储存于磷酸基团之间的特殊化学键。(2024·全国甲卷)(　　) (5)蓝细菌没有线粒体,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP。(2022·江苏卷)(　　) (6)ATP在胞内合成需要酶的催化,且必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷)(　　) × × √ √ × × 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 关键能力•练透考法 命题角度一　ATP的结构和特点 1.(2025·云南丽江三模)脱氧核苷三磷酸(dNTP)和核苷三磷酸(NTP)参与核酸合成等多种生理过程,其结构如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.当图中基团X为H时,则该物质可为RNA 合成提供反应所需的原料和能量 B.NTP、dNTP的元素组成都是 C、H、O、N、P C.以α位带32P的dATP为原料,会使新合成的DNA分子被32P标记 D.ATP的γ位磷酸基团使细胞中某些蛋白质分子磷酸化,导致这些分子空间结构发生变化 A 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 解析 当图中基团X为H时,五碳糖是脱氧核糖,则该物质是dNTP,可为DNA合成提供反应所需的原料和能量,A项错误。NTP、dNTP的结构基本相同,元素组成都是C、H、O、N、P,B项正确。dATP脱去β和γ位的磷酸基团后是DNA的基本单位之一——腺嘌呤脱氧核苷酸,故用32P标记dATP的α位的磷酸基团作为DNA合成的原料,可使DNA分子被标记,C项正确。ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的γ位磷酸基团与某些蛋白质结合,使蛋白质磷酸化,从而使其结构发生变化,活性也被改变,D项正确。 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 2.(2026·湖北模拟)GTP(鸟苷三磷酸)的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时,细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白有序排布到线粒体分裂面的外膜上,组装成环线粒体的纤维状结构,该结构依靠GTP水解提供的能量进行缢缩,使线粒体一分为二。下列说法错误的是(　　) A.GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成DNA的基本单位 B.GTP酶能显著降低GTP水解所需要的活化能 C.发动蛋白可能具有催化、运动等功能 D.GTP因含两个特殊的化学键而具有较多能量 A 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 解析 GTP去掉两个磷酸基团后形成鸟苷一磷酸(GMP),其五碳糖为核糖,属于RNA的基本单位;而DNA的基本单位是脱氧核苷酸(含脱氧核糖),A项错误。GTP酶作为酶,能显著降低GTP水解反应的活化能,这是酶的作用特性,B项正确。发动蛋白具有GTP酶活性(催化功能),且参与线粒体缢缩(运动相关功能),因此可能兼具催化与运动等功能,C项正确。GTP含三个磷酸基团,其中两个特殊化学键储存大量化学能,水解时可释放能量,D项正确。 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 命题角度二　ATP与ADP的相互转化 3.(2026·山西模拟)活细胞内ATP与ADP的相互转化时刻进行着,这一过程在空间和时间上受到精密调控。下列叙述正确的是(　　) A.叶绿体类囊体膜上ATP合成速率加快时,线粒体基质中ATP水解速率同步加快 B.剧烈运动时,肌细胞中ATP水解速率远大于合成速率,导致ATP含量显著下降 C.光照条件下,叶肉细胞叶绿体类囊体膜上合成ATP,线粒体内膜上水解ATP D.ATP水解过程中释放的能量可以转化为光能、有机物中的化学能等多种形式 D 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 解析 叶绿体类囊体膜上合成的ATP,主要用于暗反应中C3的还原,不直接影响线粒体基质中ATP的水解。线粒体基质中ATP水解与细胞其他生命活动需求相关,二者无同步调控关系,A项错误。剧烈运动时,肌细胞中ATP水解速率与合成速率均加快,但两者处于动态平衡,ATP含量保持相对稳定,B项错误。线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,通过电子传递链合成ATP,而非水解ATP,水解ATP通常发生在耗能部位,C项错误。ATP水解释放的能量可用于多种生命活动,如萤火虫发光(光能)、暗反应中C3的还原(有机物中的化学能)等,D项正确。 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 命题角度三　ATP的利用与磷酸化 4.(2025·四川乐山三模)研究人员利用分子组装技术,将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体,如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.腺苷三磷酸末端的磷酸基团具有较高的转移势能 B.H+通过ATP合成酶的跨膜运输方式为协助扩散 C.该结构可将活跃的化学能转化为稳定的化学能 D.ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质磷酸化 C 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 解析 ATP末端的特殊化学键中含有较高的能量,易断裂,因此ATP末端的磷酸基团具有较高的转移势能,A项正确。H+借助ATP合成酶从脂质体内部转移到外部,该过程没有消耗能量,属于协助扩散,B项正确。由题图可知,该结构能模仿线粒体的功能,在ATP合成酶的催化下形成ATP,从而将葡萄糖内稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能,C项错误。ATP水解释放的磷酸基团会与蛋白质结合,使蛋白质磷酸化,D项正确。 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 必备知识•精读教材 关键能力•练透考法 高考真题•演练 1.(2025·重庆卷)能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品,可快速供能。下表是某能量胶的营养成分表。 项目 每100 g 能量 850 kJ 蛋白质 0 g 脂肪 0 g 碳水化合物 50 g 核糖 450 mg 钠钾氯等 235 mg 据表分析,下列叙述正确的是(　　) A.核糖是ATP的组成成分,补充核糖有助于合成ATP B.推测表中的碳水化合物主要是淀粉 C.比赛过程中大量出汗,少量补充能量胶即可维持水盐平衡 D.能量胶不含脂肪和蛋白质是因为它们不能为机体提供能量 A 解析 ATP由腺苷(腺嘌呤+核糖)和三个磷酸基团组成,核糖是ATP的组成成分,补充核糖可为腺苷的合成提供原料,间接支持ATP生成,故补充核糖有助于合成ATP,A项正确。碳水化合物若为淀粉(多糖),需分解为葡萄糖才能快速供能,但能量胶需“快速供能”,推测其碳水化合物应为单糖(如葡萄糖)或二糖(如麦芽糖),B项错误。大量出汗会导致水和电解质大量流失,能量胶中钠钾氯等含量仅为235 mg/100 g,少量补充不足以完全维持水盐平衡,需额外补充水和电解质,C项错误。脂肪和蛋白质均可为机体供能,但二者供能慢,能量胶不含二者是因为快速供能需优先利用碳水化合物,D项错误。 2.(2024·全国甲卷)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~表示特殊磷酸键,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位磷酸基团之间的特殊化学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 解析 ATP水解为ADP和Pi,释放的能量可以用于细胞的主动运输,A项正确。ATP水解断裂两个特殊化学键后,得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸,故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA,B项正确。β和γ位的两个磷酸基团之间的特殊化学键断裂后形成ADP和Pi,释放的能量可以用于细胞核中的吸能反应,C项错误。光合作用的光反应中,ADP与Pi结合形成ATP,光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键,D项正确。 $