2027届高三生物一轮复习课件++第9讲++细胞的能量“货币”-ATP

第9讲细胞的能量“货币”——ATP两个高考关键点关键点1ATP的结构及ATP与ADP的相互转化1.(高考题组编)判断(1)(2024浙江卷)酒精发酵是吸能反应。(

)(2)ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。(

)(3)ATP是细胞内唯一的直接供能物质。(

)(4)ATP水解酶合成和发挥作用时都伴随ADP的生成。(

)(5)人在剧烈运动时,骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP。(

)[命题点❶]×××√×(6)ATP分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解。(

)(7)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化,磷酸化后的蛋白质空间结构保持不变。(

)[命题点❷]√×2.(必修1

第86页相关信息)辨析

“A”的含义

腺苷

腺嘌呤

腺嘌呤脱氧核苷酸

腺嘌呤核糖核苷酸

3.(必修1

第87页图5-4)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,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

4.(2024全国甲卷)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~表示一种特殊的化学键。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RNA[命题点❸]C.β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学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位磷酸基团之间的特殊的化学键C解析:ATP水解为ADP和Pi,释放的能量可以用于细胞的主动运输,A项正确。ATP水解断裂两个特殊的化学键后,得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸,故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA,B项正确。β位和γ位的两个磷酸基团之间的特殊的化学键断裂后形成ADP和Pi,释放的能量可以用于细胞核中的吸能反应,C项错误。光合作用的光反应中,ADP与Pi结合形成ATP,光能转变为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键,D项正确。5.(必修1第87页图5-4)ATP与ADP的相互转化__________(填“是”或“不是”)可逆反应。[命题点❹]原因是___________________________________。不是

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关键点2ATP在代谢网络中的动态循环及应用6.(不定项)(2026黑龙江模拟改编)蛋白质的磷酸化与去磷酸化作为一种“分子开关”,是生物体内普遍存在的转化过程。如图是Rb蛋白磷酸化和去磷酸化过程,下列叙述错误的是(

)A.ATP水解导致的Rb蛋白磷酸化和构象改变一般不可恢复[命题点❺]B.Rb蛋白磷酸化过程中ATP中的特殊化学键全部断裂C.ATP水解过程产生的磷酸基团还可用于ATP的再次合成D.Rb蛋白磷酸化的过程伴随着细胞中吸能反应的进行ABD解析:ATP水解导致的Rb蛋白磷酸化和构象改变可通过去磷酸化过程恢复,A项错误。Rb蛋白磷酸化过程中,只有ATP中远离A的特殊化学键会断裂,B项错误。ATP水解过程产生的磷酸基团还可用于ATP的再次合成,C项正确。Rb蛋白磷酸化的过程伴随着ATP水解,所以Rb蛋白磷酸化的过程伴随着细胞中放能反应的进行,D项错误。7.(必修1

第88页图5-7)ATP转化为ADP后,脱离下来的磷酸基团的去向有哪些?(1)挟能量转移给其他分子,例如使蛋白质等分子磷酸化,改变其空间结构和活性。(2)若未转移给其他分子,则形成游离的磷酸(以Pi表示)。8.(必修1第88页图5-7)Ca2+载体蛋白的作用是①____________________;②________________________________________。[命题点❻]运输Ca2+作为ATP水解酶,水解ATP相互转化处于动态平衡状态

提醒:ATP与ADP转化非常迅速[❶],这种相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性。2.ATP的供能机制

ATP水解释放的磷酸基团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,活性也被改变,因而可以参与特定的化学反应。[❷]磷酸化使蛋白质处于激活状态

3.ATP为主动运输供能的实例

4.ATP的功能(1)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,是驱动细胞生命活动的直接能源物质。(2)ATP是细胞内流通的能量“货币”:吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。放能反应一般与ATP的合成相联系。ATP可以通过吸能反应和放能反应转化能量

命题角度一

ATP的结构功能与能量供应相适应1.(不定项)(2025山东聊城模拟)下图为ATP的结构示意图,b、c表示有关化学键。下列叙述正确的是(

)A.动植物细胞中合成ATP的场所不完全相同B.细胞内ATP的水解往往伴随着吸能反应C.ATP的合成往往伴随着化学键c的形成D.ATP中的“A”表示腺嘌呤核糖核苷酸ABC解析:细胞中产生ATP的场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体,植物细胞有叶绿体,动物细胞没有,A项正确。ATP的水解释放能量,故ATP水解往往伴随着吸能反应,为其提供能量,B项正确。ATP中远离腺苷的化学键c容易形成和断裂,ATP的水解伴随着c的断裂,ATP的合成伴随着c的形成,C项正确。ATP中的“A”表示腺苷,图中的a表示腺嘌呤核糖核苷酸,D项错误。命题角度二

ATP在代谢网络中的动态平衡2.(2026贵州模拟)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一个磷酸化的过程,即“开”的过程;形成无活性的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叙述正确的是(

)A.蛋白质磷酸化过程是一个放能反应B.ATP脱去两个磷酸基团后可作为T2噬菌体遗传物质的单体C.“开”的过程所需的磷酸可来自ATP中靠近“A”的磷酸基团D.在两种酶的作用下,细胞能对持续变化的信号做出迅速的反应D解析:通过图示可知,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,A项错误。ATP脱去两个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的单体之一,T2噬菌体的遗传物质是DNA,B项错误。由图示可知,“开”的过程所需的磷酸可来自ATP中远离“A”的磷酸基团,同时产生ADP,C项错误。酶能降低反应所需的活化能,因而酶具有催化作用,因此,在两种酶的作用下,细胞能对持续变化的信号做出迅速的反应,D项正确。答题要语细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程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:暗反应和自身其他生命活动线粒体产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段核糖体消耗ATP:蛋白质的合成能力思维链ATP代谢循环再生链:光合磷酸化与氧化磷酸化合成ATP→ATP与ADP相互转化作为能量流通枢纽→磷酸肌酸系统快速再生ATP→高效满足细胞能量需求ATP在代谢网络与实际应用中的综合考查1.(2025重庆卷)能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品,可快速供能。下表是某能量胶的营养成分表。项目每100

g能量850kJ蛋白质0g脂肪0g碳水化合物50g核糖450mg钠钾氯等235mg据表分析,下列叙述正确的是(

)A.核糖是ATP的组成成分,补充核糖有助于合成ATPB.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A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,间接支持ATP生成,故补充核糖有助于合成ATP,A项正确。碳水化合物若为淀粉(多糖),需分解为葡萄糖才能供能,但能量胶可“快速供能”,推测其碳水化合物应为葡萄糖,B项错误。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,少量补充不足以维持水盐平衡,需额外补充水和电解质,C项错误。脂肪和蛋白质均可供能,但脂肪供能慢,蛋白质主要参与结构构建,能量胶不含二者是因快速供能会优先利用碳水化合物,D项错误。2.(原创)载体蛋白能与被传递的分子特异性结合并使其穿过细胞膜。某种载体分子对X离子有专一的结合部位,能选择性地携带X离子通过膜,转运机制如图所示。已知X离子可参与构成线粒体内的丙酮酸氧化酶;载体IC的活化需要ATP。下列相关叙述正确的是(

)A.磷酸激酶能促进ATP的合成,磷酸酯酶能促进ATP的水解B.未活化载体IC在膜中磷酸激酶和ATP的作用下可发生磷酸化,空间结构发生变化而活化C.图中X离子的跨膜运输不需要消耗能量D.在磷酸激酶的作用下,CIC分子发生去磷酸化过程中空间结构发生改变B解析:磷酸激酶的作用是催化ATP分解为ADP;磷酸酯酶的作用是使活化载体