第10讲 细胞的能量“货币”ATP 高中生物第一轮总复习

第10讲细胞的能量“货币”ATP课标内容解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。考点ATP的结构和功能1.ATP是一种高能磷酸化合物(1)ATP的中文名称____________。①ATP的元素组成：________________。②ATP结构简式：____________。其中“A”代表________，“P”代表________，“～”代表________________(这种化学键不稳定)。(2)ATP和ADP的结构(3)ATP的供能原理(4)ATP是一种高能磷酸化合物ATP水解的过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达________kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。提醒ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，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及动物体内的磷酸肌酸。因此，ATP并不是唯一的供应生命活动的直接供能物质。2.ATP和ADP的相互转化3.ATP的利用(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例)(2)ATP——细胞内流通的能量“货币”①吸能反应：一般与ATP的________反应相联系，由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。②放能反应：一般与ATP的________相联系，释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物的氧化分解反应。4.ATP产生量与O2供给量的关系分析(1)ATP必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷，1B)()(2)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ，1C)()(3)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。(2019·天津卷，2A)()eq\x(必修1P86“相关信息”)1.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：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是：_________________________________________________________________________________________________________________________。考向1结合ATP的结构和功能，考查结构与功能观1.(2024·广州市联考)如图是ATP的结构简式，图中①②表示一种特殊的化学键。下列相关叙述错误的是()A.②断裂后的产物可直接与Pi结合形成ATPB.①断裂后的产物可作为合成RNA的原料C.细胞中的高能磷酸化合物不止ATP一种D.ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性2.(2024·湖北荆州三校联考)生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们在人体合成代谢中有一定差异，如表所示。下列相关叙述最为准确的是()高能磷酸化合物ATPGTPUTPCTP主要用途能量“货币”蛋白质合成糖原合成脂肪和磷脂的合成A.GTP脱去两个磷酸基团是DNA的合成的原料之一B.UTP除了用于糖原合成，还可作为转录的原料C.无光情况下，叶肉细胞内合成ATP的场所是线粒体D.在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中，消耗的能量均不能来自ATP考向2围绕ATP的转化和利用，考查物质与能量观3.(2024·广东深圳模拟)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。下列有关分子开关的说法，错误的是()A.剧烈运动过程中分子开关的频率远高于静息状态B.“分子开关”的磷酸化与去磷酸化过程属于可逆反应C.蛋白质的磷酸化是翻译后的修饰D.细胞膜上存在蛋白质的磷酸化与去磷酸化4.(2024·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是()A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能C.图中产生的ATP可用于一切生命活动D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康(1)ATP的来源和去向小结(2)磷酸化和去磷酸化在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，称光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，称氧化磷酸化。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，称蛋白质分子的去磷酸化。磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化。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。1.(2022·浙江1月选考，3改编)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化学键都是特殊的化学键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.(2021·北京卷，1)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、PB.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3.(2021·海南卷，14)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4.(2021·湖南卷，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