江苏高考生物一轮复习第12讲　ATP学生用

第12讲ATP【课标要求】解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。考点透析知识1ATP是一种高能磷酸化合物1.ATP的中文名称：。2.ATP的元素组成：。3.ATP的结构简式：。其中“A”代表，“P”代表，“～”代表(该键不稳定)。4.ATP和ADP的结构5.ATP是驱动细胞生命活动的。解疑释惑(1)ATP与DNA、RNA结构简式中不同部位的“A”图示圆圈部分分别代表：①、②、③、④。(2)ATP不等同于能量，ATP是与能量有关的一种。(3)ATP并不是细胞内唯一的直接供能物质，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP等。(4)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，在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞膜上发现了ATP受体。知识2ATP与ADP的相互转化项目①ATP的合成②ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源(光合作用)、(细胞呼吸)储存在特殊的化学键(磷酐键)中的化学能能量去路储存于形成的特殊的化学键(磷酐键)用于各项生命活动反应场所生物体的需能部位解疑释惑(1)ATP水解时，其(○P)脱离下来，挟能量与而使其他分子发生磷酸化，这个与其他分子结合的磷酸基团再脱离下来，就成为游离的磷酸分子(Pi)。(2)ATP和ADP的相互转化(填“是”或“不是”)可逆反应。由上表可看出，在ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同。(3)ATP在细胞内含量较，但ATP与ADP转化非常迅速，两者处于动态平衡中，保证了能量及时供应。知识3ATP的利用1.ATP为主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等生命活动提供。2.吸能反应(如生物大分子的合成)一般与反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应(如能源物质的氧化分解)一般与相联系，释放的能量储存于ATP中。3.ATP水解供能往往会发生，伴随着能量的转移，如载体蛋白磷酸化，同时被磷酸化的蛋白质和活性会发生改变。磷酸化与去磷酸化磷酸化是一种常见的生物化学修饰过程，是指通过将磷酸基团与目标分子中的氨基酸残基结合，从而改变目标分子的结构和功能。磷酸化是一种可逆的修饰过程，在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团通过磷酸酶去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，为光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，为氧化磷酸化。这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。若蛋白质分子加上磷酸基团，称为蛋白质分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称为蛋白质分子的去磷酸化。蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白质分子的去磷酸化，在磷酸酶的作用下完成。如图所示：通过磷酸化修饰，细胞可以快速响应外界刺激，并调节细胞内的生理过程，在细胞信号传导、基因表达调控、蛋白质功能调节等方面具有重要意义。思辨小练判断下列说法的正误：(1)人体内ATP中的能量最终来自植物吸收的光能。()(2)人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，因此不能合成ATP。()(3)人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低。()典题说法考向1ATP的结构与功能(2025·南通期初)如图表示ATP的结构，相关叙述正确的是()A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量B.α和β位磷酸基团之间的化学键不能断裂C.用γ位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNAD.细胞中ATP的合成速度快、含量高考向2ATP与能量代谢(多选)(2024·泰州期初)下图为生物体内“泵”的3种类型，相关叙述错误的是()A.P型质子泵中的Ca2＋泵磷酸化后运输Ca2＋时构象不改变B.神经细胞内高Na＋低K＋的环境依靠P型泵来维持C.溶酶体膜上存在的V型质子泵将H＋运入溶酶体D.F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体薄膜上深度指津质子泵质子泵是生物膜上运输H＋的载体蛋白，分为以下3种：①P型质子泵，转运H＋过程涉及磷酸化和去磷酸化；②V型质子泵，水解ATP产生能量，但自身不发生磷酸化，能保持细胞质基质内中性pH和细胞器(液泡、溶酶体)内的酸性环境；③F型质子泵(ATP合酶)运输H＋所产生的电化学势能与ATP合成相耦联。配套精练第12讲ATP一、单项选择题1.下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是()A．由1分子脱氧核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团组成B．分子中与磷酸基团相连接的化学键为特殊的化学键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2.(2024·淮安调研)ATP和酶是细胞代谢不可缺少的，相关叙述正确的是()A．细胞中的需能反应都由ATP直接供能B．当酶变性失活时，其空间结构才会发生改变C．能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞都能合成酶D．ATP脱去两个磷酸基团后形成的物质，可参与某些酶的合成3.(2025·盐城期初)ATP可直接给细胞的生命活动提供能量，下列关于ATP的叙述，正确的是()A．生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多B．生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸C．ATP水解掉2个磷酸基团后为构成RNA的基本组成单位之一D．酵母菌只有在缺氧的条件下，其细胞质基质中才能形成ATP4.(2024·盐城东台期末)下图中甲为ATP，是生命活动的直接能源物质，下列叙述正确的是()A．丙是核酶的基本组成单位之一B．ATP彻底水解的产物为三个磷酸和腺苷C．在主动运输过程中，乙的含量会显著增加D．图中酶1、酶2和酶3催化水解的化学键相同5.研究人员将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ATPB．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6.(2024·宿迁期末改编)ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述，错误的是()A．ATP末端磷酸基团具有较高的转移势能B．ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一种物质C．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，但在细胞中含量很少D．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能7.(2024·无锡期末)下图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制，磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。相关叙述错误的是()A．蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程B．蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应C．磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象D．磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应8.(2024·苏州实验中学)ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内一系列反应的进行(机理如图所示)。下列说法错误的是()A．ATP推动细胞做功，存在吸能反应与放能反应过程B．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATPC．ATP水解与磷酸化的蛋白质做功均属于放能反应D．肌肉在收缩过程中，ATP中的化学能转化成了机械能9.(2025·扬州期初)磷酸肌酸(C－P)是一种存在于肌细胞中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化。细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸(C)，这样可以在短时间内维持细胞中ATP含量的相对稳定。下列叙述错误的是()A．磷酸肌酸转移磷酸基团的过程是放能反应B．磷酸肌酸是能量的一种储存形式，但不能直接为肌肉细胞供能C．剧烈运动时，肌细胞中磷酸肌酸与肌酸含量的比值会有所升高D．磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相关联10.(2024·无锡期末)下图是Ca2＋在载体蛋白协助下，跨细胞膜运输的部分过程。下列叙述错误的是()A．此过程是主动运输，细胞在ATP供能的情况下维持细胞内外Ca2＋浓度差B．跨膜运输时，Ca2＋需与特定的载体蛋白紧密结合，表明载体蛋白具有特异性C．该载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，可提供ATP水解反应所需的活化能D．载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生变化，每次转运都会发生同样的结构改变11.(2024·盐城期末)ATP荧光检测法是利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测ATP含量的方法，其基本原理如下图所示。下列说法错误的是()荧光素＋ATP＋O2eq\o(→,\s\up7(Mg2＋),\s\do5(荧光素酶))氧化荧光素＋①＋2Pi＋CO2＋光A．①可直接作为合成RNA的原料B．ATP荧光检测过程中ATP中的化学能转化为光能C．萤火虫能发出荧光是由于细胞中储存着大量的ATPD．荧光素酶可通过降低化学反应的活化能来加快反应速率二、多项选择题12.(2024·扬州期末)一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子，载体分子对一定的离子有专一的结合部位，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如图。下列相关叙述正确的是()A．生物膜的功能与膜上载体、酶等蛋白质种类和数量有关B．载体蛋白通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子C．磷酸激酶和磷酸酯酶分别催化ATP水解和合成D．未活化的载体在磷酸激酶和ATP的作用下可再度磷酸化而活化13