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第8课
细胞的能量“货币”ATP
第三单元　细胞的能量供应和利用
考点要求 考题统计 考情分析
细胞的能量“货币”ATP 2022，广东，选T13, 4分 2021，湖北，非选T21,（1） 2分 本专题知识难度较低、基础性强。考查学生对细胞整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
A ______，由________和______构成
P __________
____ 特殊的化学键
－ ____________
1. ATP的功能和结构
②中文名称：_______________
①直接给细胞的生命活动提供能量，即ATP是驱动细胞生命活动的_____________。
③分子结构简式 :A—P P P，其中：
腺苷
腺嘌呤
核糖
磷酸基团
～
普通磷酸键
直接能源物质
腺苷三磷酸
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
④结构特点：
生物体内的能源物质
（1）能源物质——糖类、脂肪、ATP等
（2）主要能源物质——糖类
（3）主要储能物质——脂肪
（4）直接能源物质 ——ATP（不是唯一）
（5）植物细胞内的储能物质——淀粉、脂肪
（6）动物细胞内的储能物质——糖原、脂肪
（7）最终能量来源——太阳能
由结构式可看出，ATP的结构特点
可用“一、二、三”来总结：
腺嘌呤
核糖
一种特殊的化学键
腺苷(A)
磷酸基团
腺嘌呤核糖核苷酸
组成图解(填出各部分名称)。
归纳概括ATP与核苷酸的关系
A–P～P～P
A
T
G
C
T
A
G
C
U
A
G
C
A
A
A
T
G
C
U
A
G
C
腺苷
腺嘌呤
腺嘌呤
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
判断下列图示中“A”代表的含义：
ATP在细胞中能够释放能量，下列关于ATP的说法错误的是( )
A. ATP能释放能量的原因是其特殊化学键容易断裂
B. 由于两个相邻的磷酸基团都带有正电荷而相互排斥等原因，使得该特殊化学键不稳定
C. ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能
D. 1 mol ATP 水解释放的能量高达 30.54 kJ
B
（2023·山东模拟）ATP是细胞的能量“货币”，细胞内还有与ATP结构类似的 GTP 、 CTP 和 UTP 等高能磷酸化合物。下列有关叙述错误的是 ( )
A.ATP分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解
B. CTP 中含有3个磷酸基团，含有 C 、H 、O 、N 、P五种元素
C. GTP 中特殊化学键（高能磷酸键）全部水解后的产物可作为合成DNA分子的原料
D. UTP 的合成常伴随放能反应，而吸能反应不一定伴随 UTP 的水解
C
过程 ATP的水解 ATP的合成
反应式 ATP ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量 ATP
类型 水解反应 合成反应
场所 活细胞内需能部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体
能量转化 放能——与吸能反应相联系 储能——与放能反应相联系
能量来源 特殊的化学键断裂释放 化学能（呼吸作用）或光能（光合作用）
能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中
水解酶
合成酶
综上所述：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。
ATP为主动运输供能(以Ca2+主动运输为例)
(1)参与Ca2+主动运输的________是一种能催化_____水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，酶活性被激活。
(2)在________的作用下，ATP分子的末端__________脱离下来与________结合，这一过程伴随着______的转移，即______________。
(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。
载体蛋白
ATP
载体蛋白
磷酸基团
载体蛋白
能量
载体蛋白的磷酸化
空间结构
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,因而可以参与各种化学反应。
萤火虫尾部的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，在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素，并且发出荧光。
荧光素
激活的荧光素
氧化荧光素
荧光
能量
发出
荧光素酶
氧气
萤火虫发光的原理:
下列对 ADP+Pi+ 能量 ATP反应式中“能量”相关的叙述，正确的是( )
A.向右反应需要的能量可来自细胞内蛋白质的水解
B.向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解
C.向左反应产生的能量可用于氧气的吸收
D.向左反应产生的能量可用于细胞对水的吸收
[解析] 细胞内蛋白质的水解过程需要吸收能量；葡萄糖参与了细胞呼吸分解过程，产生的能量用于ATP的合成；向左反应释放的能量，可以用于生命活动的吸能反应，但氧气和水的吸收都不需要能量。
B
ATP转化为ADP的过程可用下图表示，据图完成下列问题。
（1） 图中的 X 、Y分别是_______________。
H2O、 Pi
（2） 图中的酶是____________（填“ATP合成酶”或“ATP水解酶”）。
ATP水解酶
（3） 图中的能量可以用于下列哪些生命活动。______________
①细胞通过主动运输吸收 K+ ②肌肉收缩 ③蛋白质的分泌 ④萤火虫发光 ⑤大脑思考 ⑥叶肉细胞中蔗糖的合成 ⑦植物细胞的渗透吸水、失水过程 ⑧光合作用的光反应
①②③④⑤⑥
【教材细节命题】
1．(必修1 P87正文)人体内，在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，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．(必修1 P89阅读材料拓展)“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是__________________________________________________________
__________________________________________________________。
ATP与ADP时刻不停地快速地发生相互转化，并且处于
动态平衡之中
萤火虫尾部细胞中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素而发光
ATP的再生和利用图解
ATP与O2之间的关系模型分析
D
2．ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是ATP的分子结构图，下列分析正确的是(　　)
A．圆圈内所示为含氮碱基腺嘌呤
B．方框内所示为腺嘌呤核糖核苷酸
C．细胞合成蛋白质时利用①断裂释放的能量
D．②在光合作用过程中容易形成但不易断裂
A
C
【易错提醒】ATP理解的两点提醒
(1)ATP不等同于能量：ATP是与能量有关的一种高能磷酸化合物，水解时会释放出大量的能量。
(2)ATP与ADP的相互转化不可逆：从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量等方面来看是不可逆的。

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