高三生物一轮复习课件第12讲细胞的能量“货币”ATP

细胞的能量“货币”——ATP授课人：高三一轮复习第12讲HomeAboutFeaturesImplementationContentSignin考情分析近5年考情考点2024广东，2025天津，2023北京，2021湖南ATP的功能及利用2022天津，2022江苏，2022浙江，2021海南，2025全国ATP与ADP的相互转化2024全国，2021天津，2024上海，2023上海

ATP的结构简式及组成2019天津ATP在能量代谢中的作用本专题知识难度较低、基础性强。常结合物质出入细胞的方式、酶、光合作用和呼吸作用综合等考查1、生命观念：通过对ATP的结构和功能的学习，建立起生命的物质和能量观和普遍联系的观点2、科学思维：通过分析ATP的合成、利用过程，培养对问题进行推理、并进行合理判断的能力3、社会责任：结合所学，分析ATP荧光检测仪的应用原理学习目标本节纲要01ATP的结构02ATP与ADP的相互转化03ATP的功能01ATP的结构3.化学组成：腺嘌呤＋核糖＋3分子磷酸~~–P~P~PAA：T：P：—：

~:腺苷=腺嘌呤+核糖三磷酸基团特殊的化学键普通磷酸键C、H、O、N、P1.组成元素:4.结构简式：腺苷三磷酸2.中文名称:01ATP的结构5.结构特点:不稳定性：能量高：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得这种化学键

，容易

，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的

。不稳定断裂转移势能1molATP水解释放的能量高达30.54KJ/molATP是一种高能磷酸化合物01ATP的结构腺苷（A）ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）AMP（腺苷一磷酸）~~——RNA的基本组成单位之一01ATP的结构拓展：AMP，dAMP，NTP，dNTP的区别AMPdAMPNTP（即ATP，UTP，CTP，GTP）与dNTP（即dATP，dTTP，dCTP，dGTP）均是高能磷酸化合物，可用作RNA或DNA的合成原料，合成过程中会脱去两个磷酸基团，并释放出大量的能量。是RNA基本单位之一是DNA基本单位之一01ATP的结构腺苷腺苷腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤拓展：不同结构的“A”的含义01牛刀小试1、【2022浙江】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是一种特殊的化学键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D一个ATP分子中含有一个腺苷(一个腺嘌呤和一个核糖)、3个磷酸基团、2个特殊的化学键,A项错误;ATP分子中具有2个特殊的化学键、1个普通化学键,B项错误;酶具有专一性,ATP与ADP循环转化所需酶的种类不相同,ATP水解酶催化ATP水解,ATP合成酶催化ATP的合成,C项错误;吸能反应一般与ATP的分解相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,故吸能反应和放能反应之间的纽带是ATP,D项正确。01牛刀小试3、【2021全国甲卷】用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα～Pβ～Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链)，对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是______________________________________________

________________________________________________________________

合成DNA时，dATP先水解成腺嘌呤脱氧核苷酸，β位和γ位的磷酸基团脱离形成游离的磷酸，只有α位的磷酸基团参与形成DNA

光合作用和呼吸作用02ATP与ADP的相互转化1.ATP的水解：需要水解酶的参与2.ATP的合成：需要合成酶的参与细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体有机物中的化学能注意：不是可逆反应，物质可逆，但所需的酶、场所、能量的来源是不同的需要消耗水与细胞中的吸能反应相联系与细胞中的放能反应相联系Pi能量能量Pi水解合成细胞呼吸光合作用(光反应)主动运输胞吞胞吐物质合成……ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。ATPADPATP是细胞中的能量“货币”！02ATP与ADP的相互转化02ATP与ADP的相互转化！注意！①代谢旺盛的细胞内ATP的含量

（“会”或“不会”）明显增多，ADP和ATP的转化速度会

（“会”或“不会”）加快。②人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：___________________________________________________。③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：_________________________________________________。不会ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源会证明ATP与ADP之间的相互转化实验将标记的磷酸(32P)注到活细胞内迅速分离胞内的ATP和Pi并测定其放射性ATP含量不变，但其磷酸基团被32P标记ATP放射性和无机磷酸的放射性强度一致ATP与ADP之间的相互转化十分迅速02ATP与ADP的相互转化02牛刀小试1.【2021海南高考】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项错误;根据题干“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项正确;根据题意可知,放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团,C项错误;该实验不能说明转化主要发生在细胞核内,D项错误。ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂，C错误02牛刀小试2、【2024全国高考】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～表示高能磷酸键，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RNAC．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸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C03ATP的功能Ca2+ATP1．参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被

了。Ca2+ADPCa2+ADP2．在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的

。3．载体蛋白磷酸化导致其

发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+

释放到膜外。ATP为

主

动

运

输

供

能激活磷酸化空间结构03ATP的功能ATP渗透能用于主动运输电能电鳐用于生物放电机械能用于肌细胞收缩化学能葡萄糖+果糖蔗糖酶用于细胞内各种吸能反应热能维持恒温动物的体温光能生物发光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。ATP是直接能源物质03ATP的功能ATP是直接能源物质荧光素+能量+O2

氧化荧光素荧光素酶（发出荧光）实验证据：实验原理：ATP荧光检测仪应用ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。荧光素+O2+ATP氧化荧光素(发出荧光)荧光素酶荧光强度越强→ATP含量越多→微生物数量越多由于所有生物活细胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明样品中(食品、药品、水体等)微生物与其他生物残余的多少，用于判断卫生状况。03ATP的功能04知识总结能源与能源物质区分根本能源主要能源物质直接能源物质储备能源物质太阳光能或化学能糖类ATP植物：脂肪、淀粉动物：脂肪、糖原注意：ATP≠能量ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。04知识总结转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程注意:有三种生理活动不消耗ATP:被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。04知识总结ATP与O2之间的关系模型分析无氧呼吸有氧呼吸酶ATP、磷酸无氧呼吸OO2供给量ATP产生量ABC甲ATP产生量OO2供给量乙04知识总结(1)ATP是___________的英文名称缩写，是一种高能磷酸化合物，其结构式可以简写为A—P～P～P，其中A代表___________，P代表___________，～代表___________。(2)ATP与RNA的关系：ATP去掉_____________后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。(3)ATP的结构特点：ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易断裂和重建。三磷酸腺苷腺苷磷酸基团高能磷酸键两个磷酸基团1.ATP的结构2.ATP的水解和合成ATPADP+Pi+能量ATP水解酶ATP的水解：ATPADP+Pi+能量ATP合成酶ATP的合成：04牛刀小试D由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP+和H+转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中1.【2024广东高考】2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（）

A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA04牛刀小试2、【2023天津高考】衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是（）

A．葡萄糖 B．糖原 C．淀粉 D．ATPD细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP04牛刀小试3.(2021湖南高考)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。下列叙述错误的是(

)A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响B磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下,其氨基酸的羟基被磷酸基团取代,变成有活性有功能的蛋白质;去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基团,复原成羟基,失去活性的过程。这些过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点,A项正确;磷酸化需要特定的氨基酸序列,失去特定氨基酸,将无法磷酸化,因此这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,会影响细胞信号传递,B项错误;温度影响酶的活性,因此蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响,D项正确。04牛刀小试4、ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内4种高能磷酸化合物,它们的结构只有碱基不同。下列叙述错误的是(

)A.ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应B.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的D.UTP断裂两个特殊的化学键后可作为基因转录的原料C细胞内的吸能反应常伴随着ATP的水解,放能反应总是与ATP的合成相关联,A项正确。ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内4种高能磷酸化合物,它们的结构只有碱基不同,1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质——磷酸、核糖和碱基,B项正确。CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的,C项错误。UTP断裂两个特殊的化学键后是尿嘧啶核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,可作为基因转录的原料,D项正确。04牛刀小试5、下图是ATP的结构示意图，其中①、②、③表示化学键。下列叙述正确的是（）A.ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，这是放能反应B.