高考生物一轮复习第10讲细胞的能量“货币”ATP

第2课时

细胞的能量“币”ATP2024届生物一轮复习第二单元考纲要求：

1.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。2.结合ATP与ADP相互转化模型，认识ATP在细胞中作为能量“货币”的原因。3.ATP生理作用与其结构相适应。

ATP驱动泵能利用ATP水解释放的能量将小分子或离子进行跨膜转运。有下图所示的3种类型。(1)P型泵ATP水解产生的Pi有何作用？Ca2+泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外(2)V、F型泵分别发生了什么化学反应？V型泵利用ATP水解释放能量运出H+，F型泵利用H+浓度差驱动ATP的合成考点一ATP的结构考点一ATP的结构一、ATP的结构和功能腺嘌呤核糖核苷酸（AMP)是RNA的基本组成单位之一腺苷核糖PPP~A腺嘌呤~磷酸基团C、H、O、N、P特殊的化学键1分子腺苷和3分子磷酸基团称为：腺苷三磷酸腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）A-P~P~P（其中A表示腺苷）组成元素化学组成结构简式考点一ATP的结构一、ATP的结构和功能腺嘌呤核糖核苷酸（AMP)是RNA的基本组成单位之一腺苷核糖PPP~A腺嘌呤~磷酸基团特殊的化学键腺苷二磷酸（ADP）腺苷三磷酸（ATP）结构特点含量特点远离腺苷的特殊的化学键易水解，释放出能量，也可以接受能量而重新形成在细胞中含量少，ATP与ADP的转化快功能驱动细胞生命活动的直接能源物质考点一ATP的结构ATP的功能：是驱动细胞生命活动的直接能源物质。(1)实验证据考点一ATP的结构ATP的功能：是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理(P89)，利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测三磷酸腺苷（ATP）。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。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(2)应用：ATP荧光检测仪考点一ATP的结构ATP的利用

问：你能补充其他ATP利用的实例吗？用于大脑思考用于生物发电发光用于各种运动考点一ATP的结构△拓展：写出图中标出的“A”的含义①

；②

；③

；④

。腺苷腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸考点一ATP的结构A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联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典例1.(2022·威海高三期末)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，右图代表ATP的结构。下列叙述错误的是（）A考点一ATP的结构典例2.下列与ATP和酶有关的叙述，正确的是（

）A.酶与ATP的合成都需要模板B.酶的合成不需要ATP提供能量C.ATP与绝大多数酶的组成元素相同D.能合成酶的细胞一定能产生ATP√典例3.(2022·滨州三模)物质甲、乙通过反应①②相互转化的过程如图所示，α、β、γ所示位置的磷酸基团分别记为Pα、Pβ、Pγ，下列说法正确的是

(

)A．反应①常与放能反应相联系，反应②常与吸能反应相联系B．反应②可以发生在线粒体内膜、叶绿体内膜上C．通过PCR反应扩增DNA时，甲物质可为反应提供能量D．用32P标记Pα的甲作为RNA合成的原料，可使RNA分子被标记D考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用一、ATP与ADP可以相互转化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光合作用和呼吸作用△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伴随吸能反应伴随放能反应考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用(1)源于必修1P87“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，请分析原因：

。(2)源于必修1P89“拓展应用”：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：______________________________________________________。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教材隐性知识考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用二、ATP的供能机制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，其酶活性就被激活了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，这就是载体蛋白的磷酸化。载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用三、ATP的利用酶活性吸能磷酸化空间结构放能考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用

细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程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、转录等考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用ATP生产量与氧气供给量的关系分析

考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用拓展：氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后在3到6分钟就会死亡。一个正常人体内ATP和ADP总量很少，基本保持一定，约2～6mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg。(1)以上资料说明了ATP有什么特点？提示ATP在体内含量少，转化快，且对体内稳定的供能有重要意义。(2)氰化钾主要作用于什么细胞器？提示线粒体。典例4.如图是生物界中能量“货币”ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是A.图中的M指的是腺苷，N指

的是核糖B.暗反应中ATP用于固定CO2和还原C3C.ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要D.食物为ATP“充电”指的是有机物经过氧化分解，释放能量并生成ATP√考点二ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用典例5.根据所消耗能量的来源不同，主动