第3单元 第2课时 细胞的能量“货币”ATP-【优化探究】2027年高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（人教版 多选）

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的能量‘货币’ATP”，依据课标“解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”要求，梳理ATP的结构、合成与利用核心考点，结合2025河北卷、重庆卷等近五年考情分析，明确结构与功能为高频考点，归纳结构分析、转化利用等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题演练+易错诊断+重难探究”，如以2025河北卷“水的光解不消耗ATP”真题为例，通过结构与功能观（生命观念）和逻辑分析（科学思维）突破考点，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导，提升高考冲刺效率。

细胞的能量供应和利用 第三单元 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 课标要求 第2课时　细胞的能量“货币”ATP 考情分析 ATP的结构和功能 2025·河北卷,1　2025·重庆卷,3　2024·全国甲卷,2　2023·湖南卷,8　2023·北京卷,2 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 考点二 真题 ATP的结构 考点一 ATP的合成与利用 ATP的结构 考点一 梳理 必备知识 1.ATP是一种高能磷酸化合物 (1)ATP的组成结构 腺苷 特殊化学键 (2)ATP和ADP的结构 梳理 必备知识 (3)ATP的供能原理 梳理 必备知识 特殊的 化学键 末端磷 酸基团 梳理 必备知识 30.54 (4)ATP是一种高能磷酸化合物 ATP水解的过程就是释放能量的过程,1 mol ATP水解释放的能量高达 __________kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物 2.辨析不同化合物中“A”的含义   梳理 必备知识 化合物 结构简式 “A”含义 共同点 ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成) 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤 DNA __________________ RNA __________________ 核苷酸 _________________ 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 梳理 必备知识 拾遗•挖掘 (必修1 P86“相关信息”改编)假如将ATP和磷脂分子彻底水解,其产物分别是1个ATP分子彻底水解形成1个核糖分子、1个腺嘌呤和3个磷酸基团;1个磷脂分子彻底水解形成2个脂肪酸分子、1个甘油分子、1个磷酸基团和1个含氮化合物。 1.驱动细胞生命活动的直接能量就是ATP。 (　　) 2.1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。 (　　) 3.腺嘌呤可以存在于DNA、RNA、ATP和某些酶分子中。 (　　) × × √ 错漏诊断 精练 迁移应用 考向　ATP结构的分析 1.(2026·山东聊城模拟)ATP的结构如图所示。下列关于ATP的叙述,正确的是 (　　) A.ATP的结构简式是A—P~P~P,其中的A即图中的① B.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 C.②表示ADP,是RNA的基本组成单位之一 D.③表示一种特殊的化学键,化学性质非常稳定 B 解析:ATP的结构简式是A—P~P~P,其中的A为腺苷,由腺嘌呤和核糖构成,图中的①为腺嘌呤,A错误;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,B正确;②表示AMP,是RNA的基本组成单位之一,C错误;③表示一种特殊的化学键,化学性质不稳定,容易形成也容易断裂,D错误。 2.(2026·安徽芜湖模拟)GTP(鸟苷三磷酸)的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时,具有GTP酶活性的发动蛋白组装成环线粒体的纤维状结构,该结构依靠GTP水解驱动线粒体缢缩,使其一分为二。下列叙述正确的是 (　　) A.GTP因含三个特殊的化学键而具有较多能量 B.GTP酶为GTP的水解提供了活化能 C.推测发动蛋白具有催化、运动等功能 D.GTP去掉两个磷酸基团后可参与DNA的合成 C 解析:GTP与ATP的结构类似,含有2个特殊的化学键,A错误;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,B错误;结合题意分析可知,发动蛋白具有 GTP酶活性,说明其具有催化作用,且线粒体分裂时发动蛋白组装成环线粒体的纤维状结构,该结构依靠GTP水解驱动线粒体缢缩,该过程体现了发动蛋白具有运动功能,C正确;依题意,GTP的结构与ATP类似,GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成RNA的基本单位,D错误。 题后拓展 ATP与核苷酸、GTP/CTP/UTP的关系 ATP的合成与利用 考点二 梳理 必备知识 1.ATP和ADP的相互转化 细胞质基质、线 粒体、叶绿体 光能 化学能 2.ATP的利用 (1)ATP利用的实例 梳理 必备知识 (2)ATP为主动运输供能的过程 梳理 必备知识 酶活性 末端磷酸基团 能量转移 空间结构 [点拨]　参与主动运输的载体蛋白的功能 ①催化功能:催化ATP水解,为主动运输提供能量。 ②运输功能:运输物质通过生物膜。 (3)分子的磷酸化及意义 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,空间结构发生变化,　　　　也被改变,因而可以参与特定的化学反应。  梳理 必备知识 磷酸基团 活性 (4)ATP是细胞内的能量“货币” 梳理 必备知识 水解 合成 ATP分子 拾遗•挖掘 (1)(必修1 P89“拓展应用”)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都是以ATP作为能量“货币”的,由此说明生物界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着共同的起源。 (2)(必修1 P89楷体改编)萤火虫发光的能量转换过程是荧光素接受ATP提供的能量后被激活。在荧光素酶的催化作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。 梳理 必备知识 1.酶的水解需要ATP供能, ATP 的水解需要酶的催化。 (　　) 2.ATP水解酶合成时伴随ADP的生成。 (　　) 3.细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。(　　) 4.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。 (　　) × √ × √ 错漏诊断 探究　某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,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,如图所示。 (1)ATP在细胞内的含量是很少的,每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g,而一个正常成年人在静止状态下24 h,将有40 kg的ATP发生转化。为满足能量需要,分析生物体是如何解决这一矛盾的。 提示: ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的,且物质可以重复利用,因此,能满足生命活动对能量的需要。 深研 重难问题 探究　某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,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,如图所示。 (2)由题可知,ATP还具有的功能是___________ __________。  (3)这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了怎样的生物学意义? 提示: 参与细胞信号传递 通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构,进而实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与功能相适应的观点。 深研 重难问题 探究　某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,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,如图所示。 (4)蛋白质磷酸化和去磷酸化反应是否受温度的影响?判断的依据是什么? 提示:  受温度影响;温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应。 深研 重难问题 精练 迁移应用 考向1　ATP的转化和利用 1.(多选)ATP是细胞中的能量“通货”,下列关于ATP的表述,错误的是 (　　) A.无氧呼吸的第二阶段有ADP转化为ATP B.叶绿体类囊体和基质之间存在ATP的转移 C.线粒体内膜上存在ATP合成酶 D.突触前膜释放乙酰胆碱不消耗ATP AD 解析:无氧呼吸的第一阶段生成少量ATP,第二阶段没有ATP的生成,即没有ADP转化为ATP,A错误;光合作用暗反应阶段需要光反应产生的ATP供能,暗反应的场所是叶绿体基质,所以叶绿体类囊体和基质之间存在ATP的转移,B正确;有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行,此阶段产生大量ATP,而ATP的合成需要ATP合成酶的催化,所以线粒体内膜上存在ATP合成酶,C正确;突触前膜释放乙酰胆碱(神经递质)的方式是胞吐,胞吐过程需要消耗能量,即需要消耗ATP,D错误。 2.(2026·四川眉山模拟)为保证食品安全,执法人员使用含有荧光素、荧光素酶等物质的 ATP 荧光检测仪,对餐具等用品中的微生物如大肠杆菌含量进行检测,其设计灵感来源于萤火虫尾部发光的原理,如图所示。下列相关叙述正确的是 (　　) A.萤火虫发光需在有氧条件下进行且属于 放能反应 B.萤火虫尾部的发光细胞产生的CO2均来自有氧呼吸 C.大肠杆菌的线粒体内膜上可能具有 ATP 合成酶 D.检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关 D 解析:观察可知,荧光素在荧光素酶、ATP等物质作用下,与氧气反应发光,该过程需要ATP水解释放能量,属于吸能反应,A错误;由题图可知,萤火虫尾部的发光细胞在荧光素酰腺苷酸氧化过程中也会产生CO2,并非均来自有氧呼吸,B错误;大肠杆菌是原核生物,没有线粒体,C错误;食品表面微生物数量越多,所含ATP越多,反应产生的荧光越强,所以检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关,D正确。 考向2　蛋白质磷酸化和去磷酸化 3.蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关,分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质是磷酸化的过程,即“开”的过程,形成无活性的蛋白质是去磷酸化的过程,即“关”的过程。下列有关分子开关的说法,错误的是 (　　) A.细胞呼吸产生的ATP可以用于分子 开关中蛋白质的磷酸化过程 B.分子开关可能是通过改变蛋白质的 空间结构来实现“开”和“关”的 C.蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程,释放的能量有一部分可用于合成ATP D.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应,与ATP的水解相联系 C 解析:由题图可知,蛋白质的磷酸化过程需要ATP供能,所以细胞呼吸产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程,A正确;蛋白质的结构决定功能,分子开关中蛋白质的磷酸化和去磷酸化可能会改变蛋白质的空间结构,进而实现“开”和“关”,B正确;由题图可知,蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP,只能为ATP的合成提供原材料Pi,C错误;蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP,是一个吸能反应,与ATP的水解相联系,D正确。 4.(2026·天津武清模拟)细胞中L酶上的两个位点(位点1和位点2)可以与ATP和亮氨酸结合,进而催化tRNA与亮氨酸结合,促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2,在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度,结果如图。下列叙述正确的是 (　　) A.ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化,进 而抑制L酶的活性 B.突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合 C.ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合 D.ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合 D 解析:由题图可知,在添加亮氨酸和[3H]ATP以 及添加ATP和[3H]亮氨酸的情况下,野生型L酶 有放射性,而突变体细胞L1和L2在相应条件下 放射性有变化,说明ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化,进而激活L酶的活性,A错误;根据图1,突变体细胞L1的放射性与野生型相同,说明突变体细胞L1中L酶能与ATP结合,突变体细胞L2中的放射性明显降低,说明L2突变不能结合ATP,故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合,B、C错误;亮氨酸与L酶的位点1结合,根据图2,突变体细胞L2的放射性极低,说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合,D正确。 真题　演练感悟 2 3 1 1.(2025·河北卷,1)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 4 2 3 1 解析:肌肉的收缩需要消耗能量,该能量来源于ATP的水解,A不符合题意;光合作用过程中暗反应消耗ATP,B不符合题意;Ca2+载体蛋白磷酸化后结构发生改变,该过程需要消耗ATP,C不符合题意;光合作用中水的光解利用的是光能,不消耗ATP,D符合题意。 4 2 3 1 2.(2025·重庆卷,3)能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品,可快速供能。如表是某能量胶的营养成分表。据表分析,下列叙述正确的是 (　　) 4 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 2 3 1 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 答案:A 4 2 3 1 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,故补充核糖有助于合成ATP,A正确;碳水化合物若为淀粉(多糖),需水解为葡萄糖才能快速供能,但能量胶可“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),而非淀粉,B错误;大量出汗会导致水和电解质大量流失,能量胶中钠钾氯仅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错误;脂肪和蛋白质均可供能,但供能速度较慢,D错误。 4 2 3 1 3.(2022·浙江1月卷,3)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 D 4 2 3 1 解析:1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,A错误;ATP分子的结构式可以简写成A—P~P~P,腺苷与磷酸基团之间的化学键为普通化学键,磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键,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ATP是吸能反应和放能反应之间的纽带,D正确。 4 2 3 1 4.(2021·海南卷,14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是 (　　) 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 D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内 B 4 2 3 1 解析: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的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”可知,32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,B正确;根据“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记”可知,32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同,C错误;该实验不能说明转化主要发生在细胞核内,D错误。 4 $