2025年高考一轮生物总复习：ATP

第11讲ATP

素

科

理

生

理

养：通过构建ATP与ADP可以相互：

学

解

解

通过对ATP的结构和功能的学习.命

与-J转化及ATP功能模型,培养对问

思

能

能

建比起生命的物质与能量观和普遍观

能个题进行推理、并作出合理判断的

维

力

力

念

联系的观点力;能力

锁定要点•互动探究。高效复习落实基础知识

考点一ATP的结构

夯基自主梳理

1.ATP的结构

।中文名称腺伊三磷酸

元素组成[J]C、H、O、NC

结构简式②A-P~P~P（A代袅朦苔）

化学组成1分子因腺件和3分子国睡星团

式均一..末端磷酸基团有一种离开ATP

料案而与其他分子结合的趋势，也

结构衬点

[ATP1就是具有较高的转移势能

能量高ImolATP水解可柞放30.54kJ

能量

功能

驶动细胞生命活动的在接能源物质

结构式

A是囱腺嗦吟,①是回腺年,②是

团腺噪叫核糖核仔酸（RNA基本单

位之一），③是回用史.④是传1ATP,

⑤是⑩特殊的化学键

2.ATP的供能原理

:‘两个相

ATP中的特殊化ATP在醐的作用

，邻的磷学键不稳定，末

下水解时.脱离下

雁基团端磷酸基田有一

小带我种离开ATP间与：♦

:里芭而其他分子结合的

分子结合,

晒排趋势,即具有较

屏等高的转移势能

【教材拾遗】（必修1P86相关信息拓展）假如将ATP和磷脂分子彻底水解，其产物分别是JL±ATR登三彻底

水解形成1个核糖分子、1个腺喋吟和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，一个甘油分

子，一个磷酸基团和一个含氮化合物。

突破素熊提升

【探究】ATP的结构

下图是ATP的结构式，图中a、P、丫分别表示ATP中的三个磷酸基团。

（1）据ATP的结构式分析，ATP的组成元素有哪些？含有几个磷酸基团？

提示：ATP的组成元素为C、H、0、N、P；含有3个磷酸基团。

（2）ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？

提示：不是。在ATP中，“A”代表腺昔（腺嘿吟+核糖）；在碱基中，“A”代表腺嘿吟。

（3）如果。和丫位的磷酸基团都从ATP脱离，形成的物质名称是什么？它与核酸有何关系？

提示：如果。和y位的磷酸基团都从ATP脱离，则形成腺嘿吟核糖核甘酸，这是RNA的基本单位之一。

【归纳总结】

LATP与核昔酸的关系

腺嗦吟核糖核甘酸（AMP）

2.辨析五种结构中“A”的含义

氧核件酸糖核甘酸

应用典题演练

1.下图所示的ATP结构筒图中有多处错误，下列相关叙述不正确的是（）

A.①处立为腺喋吟（A）

B.②处应为氢原子（H）

C.③处应为氧原子（O）

D.④处应为特殊化学键（-）

解析：BATP的结构式可简写成A—P〜P〜P,其中A代表腺昔，T代表3个，P代表磷酸基团，〜代表特殊化

学键，ATP中①处应为腺喋吟（A）,而不是胸腹瞎唉T,A正确；ATP中含有核糖，②处应为一OH,R错误：

③处应为五碳糖中的氧原子（O）,C正确；一个ATP分子中含有2个特殊化学健，④处应为特殊化学键

（〜），D正确。

2.鸟噂吟（G）、胞喀咤（C）、尿嚅咤（U）等和腺噂吟（A）一样也可以形成相应的核甘三磷酸，G、C、U和

A参与形成的核背三磷酸分别为GTP、CTP、UTP和ATP,它们都属于高能磷酸化合物，结构和功能也都类似，

但ATP用途更为广泛。下列叙述正确的是（）

A.CTP全称是胞嗒唾腺甘三磷酸，与ATP的命名方式相同

B.每个GTP由1个鸟背（脱氧核糖+鸟喋吟）和3个磷酸基团组成

C.UTP分子中特殊的化学键断裂后，产物中含有某些酶的基本组成单位

D.因为细胞内含有大量ATP,所以ATP是细胞主要的直接能源物质

解析：CATP又叫腺昔三磷酸，A表示腺昔、T表示三个、P表示璘酸基团，按此命名规则，CTP应该是胞昔三

磷酸，与题意不符，A错误；每个GTP由1个鸟昔（核糖+鸟嘿吟）和3个磷酸基团组成，不是脱氧核糖，B错

误；UTP分子中特殊的化学键断裂后，产物是尿啼咤核糖核甘酸，是RNA的基本单位之一，某些酶的化学本质是

RNA,C正确；细胞内ATP含量很少，但ATP与ADP相互转化迅速，所以ATP是细胞主要的直接能源物质，D

错误。

考点二ATP与ADP的相互枝化及ATP的利用

夯基自主梳理

1.ATP和ADP的相互转化

:ATP的合成:

ADP+Pi+能诚豆ATP*（反应式）-ATP生ADP4Pi+能试

ATP合成酶-画画♦ATP水解陶

口细胞质基质、线粒」.

■生物体的需能部位

体、叶绿体晔

国光能（光合作用）、.储存在⑷特殊化学键

⑶就能（细胞呼吸）迷返“中的化学直

储存在ATP中形成特演］可直接转化I频他形式

殊化学钺去路•的能管（如机械能、电能

等）用于各项生命活动

【思考】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，由此说明了什么问题？

提示：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.ATP的利用

（1）ATP利用的实例

（2）ATP为主动运输供能的过程

（2）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：通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来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。

（3）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。

【归纳总结】

1.ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看

是不可逆的。

2.磷酸化和去磷酸化可给予或去除某种酶或蛋白质的某种功能，在生物代谢调控过程中有重要作用。

应用典题演练

I.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，如图是“ATP-ADP循环”示意图，其中①和②表示过程。下列叙述

正确的是（）

A.①过程的能量全部来自化学能

B.②过程的完成需要有水参与

C.植物叶肉细胞中发生过程①的结构是线粒体和叶绿体

D.ADP再脱离一个磷酸基团后，可以作为构成DNA的原料

解析：B①过程表示ATP的合成过程，光反应合成ATP所需能量来自光能，细胞呼吸合成ATP所需能量来自化

学能，A错误；②过程表示ATP的水解，该过程有水消耗，同时释放能量供给各项耗能的生命过程，B正确；①

过程表示ATP的合成过程，植物叶肉细胞中发生过程①的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C错误；ADP再

脱离一个磷酸基团后，成为腺嘿吟核鹿核昔酸，可以作为构成RNA的原料，D错误。

2.ATP是细胞内的能量“货币”，下列关于人体细胞中ATP的说法正确的是（）

A.剧烈运动时人体含有大量ATP

B.消化道内水解蛋白质需要消耗ATP

C.合成ATP所需能量不一定来源于放能反应

D.ATP合成速率基本等于其分解速率

解析：DATP在机体中的含量较少，A错误；消化道内水解蛋白质是在相关酶的催化下完成的，不消耗ATP,B

错误；ATP的合成一般与放能反应相铁系，C错误；ATP是细胞的直接能源物质，在细胞中含量很少，但ATP合

成速率基本等于其分解速率，能满足生命活动所需，D正确。

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。形成有活性蛋白质是一个磷酸化

的过程，即“开”的过程，形成无活性蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说

法错误的是（）

A.蛋白质去磷酸化过程是一个放能的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP

B.ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化

C.蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质的空间结构的变化来实现

D.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系

解析：A分析题图可知，蛋白质去磷酸化过程没有产生ATP,A错误；ATP中远离腺昔的磷酸基团被释放后，

使无活性蛋白质磷酸化形成有活性蛋白质，B正确；结构决定功能，蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质的空间

结构的变化来实现，C正确；蛋白质磷酸化过程吸收ATP水解释放的能量，使ATP变为ADP,故蛋白质磷酸化过

程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，D正确。

【归纳总结】

细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所

徽磐）消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐

二j产生ATP：光反应

西⑥）T消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、传录、

〔蛋白质合成等

如赢口产生ATP：细胞呼吸第一阶段

^^71消耗ATP：许多生化反应的进行

消耗ATP：蛋白质的合成

加氤）一消耗ATP：DNA狂制、转录等

■71演练真题•感悟高考。---------------------------真题体脸培育学科素学---------

角度结合ATP的结构与功能考查生命观念及科学思维

1.（2022•浙江1月选考3题）下列买手腺百三磷酸分子的叙述，正确的是1~）

A.由I个脱氧核糖、I个腺喋吟和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

解析：D腺昔三磷酸由1个核糖、1个腺嘿吟和3个磷酸基团组成，A错误；腺昔三磷酸分子中，连接两个磷酸

基团的化学键称为高能磷酸键，B错误；腺昔三磷酸在合成酶和水解酶的作用下不断地合成和水颦，C错误；腺普

三磷酸是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，D正确。

2.（2021•海南布考14粼）研究人员招32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1〜2min后迅速分离得到细胞内的

ATPo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水解产生的腺昔没有放射性

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

解析：B根据题意可知：该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP,A错误；题意“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”说明：32P标记的ATP水解产生

的腺首没有放射性，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c

3.（2021•北京高考1题）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（）

A.含有C、H、O、N、P

B.必须在有氧条件下合成

C.胞内合成需要酶的催化

D.可直接为细胞提供能量

解析：BA代表腺昔，P代表磷酸基团，ATP中有1个腺甘，3个磷酸基团，2个特殊化学键，结构简式为A—

P〜P〜P。ATP中含有腺嘿吟、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、0、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合成诲的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源

物质，可直接为细胞提供能量，D正确。

4.（经典离考题）参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。

反应部位（i）细胞质基质叶绿体的类囊体膜线粒体

反应物葡萄糖/丙酮酸等

光合作用有氧呼吸

反应名称（2）无氧呼吸

的光反应的部分过程

合成ATP的

化学能(3)邂化学能

能量来源

终产物

乙醇、CO2(4)O?、NADPH(5)"0、CO?

（除ATP外）

解析：（1）（2）无氧条件下，某些细胞可以将葡萄糖分解成乙醉和C02,并释放少量能量，该过程为无氧呼

吸，发生在细胞质基质中。（3）（4）在真核细胞中，光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体膜上，叶绿

体类囊体膜上的光合色素吸收的光能，有两方面的用途：①将水分解成［H］（NADPH）和氧，氧直接以分子的形

式释放出去，［H］（NADPH）被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂参与到暗反应阶段的化学反应中

去：②在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。（5）在线粒体中可以发生有氧呼吸的

第二阶段和第三阶段，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和［H］（NADH）,并释放出少量

的能量；在有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的［H］（NADH）经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同

时释放出大量的能量。因此丙酮酸等在线粒体内氧化分解的终产物除了ATP外，还有二氧化碳和水。

口真题重组练

（1）线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。（经典高考题）（X）

（2）唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。（天津经典高考题）（X）

跟踪检测•巩固提升Q------------------达标训练检脸学习效果---------

一、选择题

I.（2024.湖北黄石模拟）在马拉松运动过程中，运动员所需的主要能源物质和直接能源物质分别是（）

A.糖类、脂质B.糖原、ATP

C.糖类、ATPD.ATP、糖原

解析：C在马拉松运动过程中，运动员所需的主要能源物质是糖类，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由

ATP直接提供能量的，故运动员所需的主要能源物质和直接能源物炕分别是糖类、ATP,C正确。

2.ATP被称为细胞的能量“货币”，下列叙述正确的是（）

A.ATP中的A代表的是碱基腺噂吟

B.细胞质和细胞核中都有ATP的分布

C.ATP合成需要的能量由磷酸来提供

D.ATP水解一般与放能反应相联系

解析：BATP中的A表示腺昔，A错误；细胞质和细胞核中生命活动都需要ATP提供能量，所以都有ATP的分

布，B王确；ATP合成所需的能量由光能转化或有机物分解提供，即来源于光合作用和呼吸作用，C错误；吸能反

应一般与ATP的水解相联系，D错误。

3.下列关于ATP的叙述，正确的是（）

A.口I•肉细胞在光下产生ATP的场所只有线粒体和叶绿体

B.人在进行剧烈运动的时候，ATP与ADP之间的转化速率大于安静状态

C.ATP中也含有脱氧核糖和碱基成分，其中的碱基是腺喋吟

D.骨骼讥细胞中ATP含量很多，口腔上皮细胞中ATP含量很少

解析：B叶肉细胞在光下产生ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质，A错误；人在进行剧烈运动的时

候，所需要的ATP较多，ATP与ADP之间的转化速率大于安静状态，B正确；ATP中含有核糖和碱基成分，其中

的碱基是腺嚓吟，C错误；骨骼肌细胞和口腔上皮细胞中ATP含量均很少，D错误。

4.下列关于ATP的叙述，正确的是（）

A.ATP水解后转化形成的ADP比ATP更不稳定

B.正常活细胞中ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗速度大于再生速度

C.细胞中许多吸能反应与ATP的合成相关联，许多放能反应与ATP的水解相联系

D.ATP水解释放的磷酸基团可使某些蛋白质分子磷酸化，使其空间结构改变，活性也被改变

解析：DATP水解后转化形成的ADP比ATP更稳定，A错误；ATP在细胞内含量很少，ATP与ADP在细胞中

能快速转化。活细胞中ATP末端磷酸基团的周转是极其迅速的，其消耗与再生速度相对平衡，B错误；细胞中许

多吸能反应与ATP的水解相关联，许多放能反应与ATP的合成相联系，C错误；ATP水解产生的磷酸基团可与多

种功能蛋白结合，使其磷酸化而导致沟象改变，从而使活性也被改变，D正确。

5.下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是（）

A.水分子进入根毛细胞

B.肺泡中的氧气进入血液

C.肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞

D.胰腺细胞分泌胰岛素

解析：D能使ADP的含量增加时会消耗ATP,水分子进入细胞的方式为协助扩散和自由扩散，肺泡中的氧气进

入血液、肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞均为自由扩散，不需要消耗能量，不能使细胞内ADP的含量增加，

A、B、C错误；胰岛素化学本质为蛋白质，胰腺细胞分泌胰岛素的方式是胞吐，需要消耗ATP水解提供的能量，

能使细胞内ADP的含量增加，D正确。

6.dATP是脱氧腺苜三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P〜P〜P（该结构式中的dA表示脱氧腺

昔）。下列关于dATP和ATP的叙述正确的是（）

A.dATP与ATP分子结构的主要区别是五碳糖不同

B.ATP中的特殊的化学键水解可为某些放能反应提供能量

C.dATP经过水解之后可以得到RNA的基本单位之一

D.一股来说动物细胞内生成ATP的场所主要在细胞质基质

解析：AATP与dATP分子结构的主要区别是五碳糖不同，前者含的是核糖，后者含的是脱氧核糖，A正确；

ATP中的特殊的化学键水解可为某些吸能反应提供能量，B错误；dATP经过水解之后可以得到腺嘿吟脱氧核甘

酸，是构成DNA的基本单位之一，C错误；ATP合成发生在线粒体、叶绿体、细胞质基质，所以动物细胞内生成

ATP的场所主要在线粒体、细胞质基质，D错误。

7.（2024•安徽芜湖模拟）ATP是细胞中与能量供应相关的重要物质c当品尝各种美味佳行时，我们不得不感谢

ATP这种化学物质。新的研究显示，ATP在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。下列分析

错误的是（）

A.ATP可能作为细胞间的信息传递分子

B.ATP能为细胞的生命活动直接提供能量

C.ATP和ADP间可以相互转化

D.ATP供能后细胞中ATP含量会大量减少

解析：D根据题干信息我们推出ATP可作为信息分子，A正确；ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机

物，B上确；ATP与ADP的相互转化，处于动态平衡状态中，C正确；ATP提供能量后，又有ATP快速合成，所

以其含量基本不变，D错误。

8.（2024•山东泰安调研）关于ATP释放机制存在两种解释：其一是ATP同分泌蛋白一样通过囊泡释放；其二是

ATP通过某种通道介导释放。科学家研究发现PXL（pannexinl）通道蛋白可以在红细胞膜上形成通道且可介导

ATP释放。下列叙述正确的是（）

A.ATP分子内的特殊化学键都水解断裂为细胞主动运输提供能量

B.哺乳动物血液中的成熟红细胞内没有PXL通道蛋白表达有关的基因

C.若ATP的释放方式同分泌蛋白一样，则不需要考虑浓度差也不消耗能量

D.若ATP通过红细胞膜的PXL通道蛋白介导释放，即可推断该运输方式属于主动运输

解析：B主动运输是一种逆浓度梯度的运输方式，需要消耗能量，可由ATP分子内远离A的特殊化学键断裂供

能，A错误；哺乳动物血浆中的成熟红细胞内DNA已经解体，因此没有PXL通道蛋白表达有关的基因，B正确；

分泌蛋白的释放是胞吐过程，需要消耗能量，C错误；通道蛋白介导的运输方式是协助扩散，D错误。

9.磷酸肌酸是在肌肉或其他兴奋性组织（如脑和神经）中的一种高能磷酸化合物，是高能磷酸基的暂时贮存形式，

ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列相关叙述错误的是（）

磷酸肌酸（C〜P）+ADP-ATP+肌酸（C）

A.磷酸讥酸（C〜P）在形成肌酸的过程中特殊化学键断裂

B.磷酸肌酸是肌肉中能量储存的一种形式，是细胞内的直接能源物质

C.剧烈之动时，在磷酸肌酸的作用下肌肉细胞ATP的含量保持相对稳定

D.磷酸抗酸释放的能量不可以用于各项生命活动

解析：B一般而言，细胞内的直接能源物质是ATP,磷酸肌酸中的能量也需要先转移到ATP中才能直接供应于

生命活动，B错误，D正确。

10.睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苜是一种重要的促眠物质。图1为腺昔合成及转运示意图，ATP运到胞外

后，可被膜上的核酸磷酸酶分解。研究发现，腺苜与觉醒神经元细胞膜上的Ai受体结合，可促进K'通道开放，

腺昔还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。图2为测定基底前脑（BF〉胞外腺昔水平的变化的一种

腺首传感器。下列相关叙述错误的是（）

：ADP=AMP2

.核首

转运体

图1

③一腺仔

三瞅7腺甘受体

:勰"绿色荧光蛋白

图2

A.利用AK活性抑制剂或利用A2激动剂可改善失眠症患者睡眠

B.由图I可知，储存在囊泡中的ATP通过自由扩散的方式转运至胞外

C.由图2可知，可通过检测荧光强度来指示BF胞外腺昔浓度

D.ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去3个磷酸产生腺苜

解析：B通过图1可知，利用AK活性抑制剂可抑制腺昔转化为AMP,有利于睡眠；腺昔还可以通过A2受体激

活睡眠相关神经元来促进睡眠，故使用A2激动剂也可改善失眠症患者睡眠，A正确。由图1可知，储存在囊泡中

的ATP通过胞吐的方式转运至胞外，B错误。由图2可知，可通过险测荧光强度来指示BF胞外腺昔浓度，C正

确。ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱