第三单元　第10课时　细胞的能量“货币”ATP(1)-2026版一轮复习

第10课时细胞的能量“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。考情分析1.ATP与ADP的相互转化2024·全国甲·T22023·天津·T12022·江苏·T82021·北京·T12021·海南·T142.ATP的利用2024·河北·T142023·福建·T142021·湖南·T51．ATP是一种高能磷酸化合物2．ATP的合成和利用(1)ATP的合成(2)ATP的利用①ATP是细胞内的能量“货币”②ATP供能机制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。(1)ATP与ADP的相互转化不是一个可逆反应。分析原因：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)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，人体内ATP的总含量并没有太大变化，原因是ATP与ADP时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡之中。(3)ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析解读：我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」，点击链接即可保存。打开「夸克APP」，无需下载在线播放视频，畅享原画5倍速，支持电视投屏。链接：/s/45a9f612fe59提取码：t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴：/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794

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(1)ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量(2024·全国甲，2A)()(2)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所(2019·全国Ⅲ，1C)()(3)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量(2019·天津，2A)()一、ATP结构辨析1．请写出图中标出的“A”的含义。①__________；②______________；③________________________；④__________________。2．科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：_________________。[拓展延伸]如果将ATP中的A替换为G、U、C，分别为鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸和胞苷三磷酸，一起组成NTP家族，其脱去核糖第二位C上的O原子后组成dNTP家族，均为高能化合物。二、ATP的合成和利用1．萤火虫发光需要ATP提供能量，其发光机制是尾部发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，生成的荧光素化腺苷酸(腺嘌呤核糖核苷酸简称腺苷酸)与氧气在荧光素酶的催化下反应形成发光物质虫荧光酰腺苷酸。(1)将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP含量不变，但ATP中末端磷酸基团已被32P所标记。该实验的结论为__________________。(2)将α、β、γ位置分别被32P标记的ATP(A－Pα～Pβ～Pγ)注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。由此推测发光细胞以这种方式利用ATP的生物学意义是_______________________________。2．研究者发现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，并且在内脏、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，可见ATP还是一种能在细胞间传递信息的__________________________________________________。考向一ATP的结构及其特点1．(2024·咸宁检测)如图所示为ATP的结构及ATP与ADP之间的相互转化过程，下列说法正确的是()A．图1中的a代表腺苷，A代表的是腺嘌呤B．某些载体蛋白可催化ATP水解C．ATP与ADP相互转化过程，虽不是可逆的，但物质和能量是可循环利用的D．酶1和酶2调节作用的机理是降低反应的活化能2．(2024·南京市九中质量调研)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，如图代表ATP的结构。下列叙述不正确的是()A．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联B．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快考向二ATP的合成和利用3．(2025·遵义联考)ATP可作为一种药物用于辅助治疗肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌炎等疾病。下列说法正确的是()A．ATP是生物体内所有耗能生命活动的直接能量来源B．ATP合成所需的能量来自光能或化学能C．ATP的水解过程往往伴随着蛋白质分子的去磷酸化D．ATP的水解产物可以作为合成DNA的原料4．(2023·福建，14)肌细胞质基质中Ca2＋浓度升高将引起肌收缩，静息状态下，肌细胞质基质Ca2＋浓度极低，此时胞内Ca2＋主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2＋载体，能催化水解ATP实现Ca2＋逆浓度跨膜运输，该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。下列相关叙述错误的是()A．该载体对Ca2＋的转运过程利用了ATP水解所释放的能量B．E2中该载体通过构象变化向细胞质基质运输Ca2＋导致肌收缩C．若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常D．随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率先增大后稳定5．(2021·湖南，5)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“货币”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调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化类型蛋白质的磷酸化蛋白质的去磷酸化概念在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程图示过程意义磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活下列关于ATP的叙述正确的是()A．ATP是细胞中能量的唯一载体，也是能量的直接来源B．ATP结构简式可表示为A－P～P～PC．ATP中的“A”是腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖结合而成D．ATP中两个相邻的磷酸基团都带正电荷而相互排斥E．ATP末端的磷酸基团转移势能较高，导致远离A的化学键易断裂F．ATP水解两个特殊化学键后剩余部分可直接参与RNA、DNA的合成G．ATP水解脱离下来的磷酸分子可与某些蛋白质结合H．代谢旺盛的细胞内ATP含量较多，代谢缓慢的细胞内ADP含量较多I．肌肉细胞中ATP含量因大量消耗而明显降低J．ATP水解和ATP合成过程中，能量不同，所用酶不同，场所也不完全相同K．菠菜根尖细胞中能合成ATP的细胞器只有线粒体L．许多放能反应一般与ATP的合成相联系M．Ca2＋载体蛋白的磷酸化与ATP水解相联系N．ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质磷酸化，磷酸化后的蛋白质活性和结构保持不变答案精析整合1．C、H、O、N、PA－P～P～P腺苷磷酸基团腺嘌呤腺苷腺嘌呤核糖核苷酸ADPATP特殊的化学键2．(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体有机物(2)①酶活性磷酸化空间结构吸能放能②磷酸基团空间结构活性判断正误(1)√(2)×[高尔基体不能合成ATP。](3)×[淀粉水解不需要消耗ATP。]提升一、1．腺苷腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸2．GTP含有两个特殊的化学键，远离鸟苷的那个特殊的化学键容易水解断裂，释放能量二、1．(1)ATP和ADP在细胞内快速相互转化，细胞内ATP维持动态平衡(2)ATP水解成腺苷酸，不仅为发光物质的合成提供能量，同时也提供原料2．信号分子评价1．B[图1中的a是由腺嘌呤(A)、核糖和磷酸组成的，代表腺嘌呤核糖核苷酸，A代表腺嘌呤，A错误；Ca2＋载体蛋白可发挥ATP水解酶的作用，B正确；ATP与ADP相互转化过程中物质是可以循环利用的，但能量不可循环利用，C错误；酶1和酶2作为催化剂，其作用是催化而非调节，D错误。]2．B[①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，B错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，ATP末端磷酸基团被取代的速率加快，D正确。]3．B[ATP是直接能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP提供，但也有少数由GTP、UTP等提供，A错误；光合作用和呼吸作用都会产生ATP，ATP合成所需的能量来自光能或化学能，B正确；ATP的水解过程往往伴随着蛋白质分子的磷酸化，C错误；ATP的水解产物核糖核苷酸，可以作为合成RNA的原料，D错误。]4．B[根据题干信息可知，该载体对Ca2＋的转运方式是主动运输，A正确；图示中载体的E1状态是载体蛋白的磷酸化，通过其空间结构改变完成Ca2＋的逆浓度梯度运输，E2是去磷酸化状态，恢复为可以重新结合Ca2＋的状态，因此这个主动运输过程是把Ca2＋向肌质网中运输，降低了肌细胞质基质中Ca2＋浓度，肌细胞由收缩恢复为舒张状态，B错误；肌质网膜上的Ca2＋载体数量不足或功能减弱，不利于肌质网回收Ca2＋，使肌细胞质基质中Ca2＋维持较高浓度，引起肌细胞持续收缩，C正确；主动运输中，在一定范围内随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率增大，但受到载体数量的限制，达到最大速率后保持稳定，D正确。]5．B[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，体现了蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息可知，进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；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，D正确。]查落实固基础BEJKLM[细胞中能量的载体不止ATP一种(如还有糖类、脂肪等)，ATP是细胞中的直接能源物质，A错误；ATP中的“A”是腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，C错误；ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，D错误；ATP含有的五碳糖为核糖，ATP水解两个特殊化学键后剩