第2节 细胞的能量“货币”ATP(课件 学案 练习)高中生物学 人教版(2019) 必修1 分子与细胞 第5章 细胞的能量供应和利用

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第2节 细胞的能量“货币”ATP(课件 学案 练习)高中生物学 人教版(2019) 必修1 分子与细胞 第5章 细胞的能量供应和利用

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(共76张PPT)
第2节 细胞的能量“货币”ATP
第5章 细胞的能量供应和利用
1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。
2.根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。
3.通过比较与分类,说明动植物合成ATP所需能量的来源不同。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点一 ATP是一种高能磷酸化合物
知识点二 ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
随堂热练
背诵记忆
课时作业
知识点一 ATP是一种高能磷酸化
合物
1. ATP的结构
(1)中文名称: 。
(2)结构简式: 。
(3)符号含义:A代表 ,P代表 ,~代表一种

腺苷三磷酸 
A—P~P~P 
腺苷 
磷酸基团 

殊的化学键 
【微思考】 腺苷由哪两部分组成?一个ATP分子中有几个磷酸基团?有
几个特殊的化学键?元素组成是什么?
提示:腺苷由腺嘌呤和核糖组成,一个ATP分子中有3个磷酸基团,有2个
特殊的化学键,元素组成C、H、O、N、P。
2. ATP的特点
(1)不稳定:末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也
就是具有较高的转移势能。
(2)高能量:1 mol ATP水解释放的能量高达 kJ,是细胞内的一
种 。
30.54 
高能磷酸化合物 
3. ATP的功能:ATP能够直接为生命活动提供能量,是驱动细胞生命活动
的 。
直接能源物质 
(1)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成。  ( × )
提示:ATP由1个腺苷和3个磷酸基团构成。
(2)ATP是高能磷酸化合物,含3个特殊的化学键,其中末端的磷酸基团
具有较高的转移势能。  ( × )
提示:ATP是高能磷酸化合物,含2个特殊的化学键。
(3)ATP脱去所有特殊的化学键后就是ADP。  ( × )
提示:ATP脱去所有特殊的化学键后是AMP。
×
×
×
探究 ATP的结构
 α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ),现有
甲、乙两组ATP溶液,甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团,乙组用32P标
记ATP的γ位的磷酸基团,然后分别加入等量的ATP水解酶,短时间后迅速
分离溶液中游离的磷酸基团,结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放
射性。
(1)从实验结果可知ATP中哪一个化学键更容易断裂?为什么?
提示:β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。因为ATP中两个相邻
的磷酸基团带有负电荷而相互排斥,使得这种化学键不稳定,末端的磷酸
基团具有较高的转移势能。
(2)如果β位和γ位的磷酸基团都从ATP脱离,形成的物质名称是什么?它
与核酸有何关系?
提示:如果β位和γ位的磷酸基团都从ATP脱离,形成的物质为腺嘌呤核糖
核苷酸,是RNA的基本组成单位之一。
(3)ATP中的“A”“T”和组成DNA中的“A”“T”含义相同吗?
提示:不同。ATP中的“A”指的是腺苷,包括腺嘌呤和核糖;“T”即
tri,含义是三。DNA中的“A”只是指腺嘌呤;“T”是指胸腺嘧啶。
归纳总结
1. ATP的分子组成
2. 不同化合物中“A”的辨析
1. 下列关于ATP分子的叙述,正确的是(  )
A. A表示腺嘌呤,P表示磷酸基团
B. ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C. 1 mol ATP水解,释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂
D. T表示胸腺嘧啶,因而ATP的结构与核苷酸很相似

解析:ATP分子的结构简式为A—P~P~P,其中的A代表腺苷,由核糖和腺嘌呤组成,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,T表示三个(磷酸基团),可见,ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素,A、D错误,B正确;1 mol ATP水解,释放出30.54 kJ的能量来自远离“腺苷”的那个特殊化学键的断裂,C错误。
2. 科学家发现,小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下
列有关ATP的叙述,正确的是(  )
A. 图中的A代表腺苷,b、c为特殊的化学键
B. a是构成DNA的基本单位之一
C. ATP是生物体内的储能物质
D. ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
解析:图中A代表的是腺嘌呤,A错误;a是组成RNA的基本单位之一,B错误;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,不是储能物质,C错误;ATP中的“A”代表腺苷;构成RNA中的碱基“A”代表腺嘌呤,D正确。

知识点二 ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
1. ATP与ADP之间的相互转化
2. ATP的利用
(1)ATP的利用
(2)实例——ATP为主动运输供能的机理
①吸能反应一般与 的反应相联系,由ATP水解提供能量。
②放能反应一般与 相联系,释放的能量储存在ATP中,用
来为吸能反应直接供能。
③能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP水解 
ATP的合成 
ATP分子 
(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”
1. (教材P89“小字部分”)萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光
细胞中含有 ,在ATP提供能量的前提下,荧光素酶
可催化 转化为能发出荧光的 。
2. (教材P89“拓展应用”3)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以
ATP作为能量“货币”,这说明了 。
荧光素和荧光素酶 
荧光素 
氧化荧光素 
生物界的统一性 
(1)细胞内储存有大量的ATP,为生命活动提供能量。  ( × )
提示:ATP不能大量储存。
(2)ATP水解时,两个特殊的化学键都断裂,生成ADP和Pi。 
( × )
提示:ATP水解时,远离腺苷的那个特殊的化学键断裂,生成ADP和Pi。
(3)细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。 
( × )
提示:细胞中的生命活动所需要的能量除由ATP直接提供外,还可由
GTP、CTP等提供。
×
×
×
(4)吸能反应伴随着ATP的合成,放能反应伴随着ATP的水解。 
( × )
提示:吸能反应伴随着ATP的水解,放能反应伴随着ATP的合成。
(5)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化。  ( × )
提示:载体蛋白磷酸化伴随着其空间结构的变化。
×
×
探究 ATP的合成和利用
材料1  将用32P标记的磷酸加入细胞培养液,并在短时间内快速分离出细
胞的ATP,结果ATP浓度变化不大,但部分ATP的末端磷酸基团已带有放射
性标记。
材料2 ATP在细胞内的含量是很少的,每一时刻储存在人体内的ATP、
ADP的总含量不到1 g,而一个正常成年人在静止状态下24 h,将约有40 kg
的ATP发生转化。
材料3 ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。如图表示ATP
和ADP的相互转化过程。
(1)材料1中,细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记,该现象
说明了什么?
提示:ATP中的末端磷酸基团容易水解和重新生成。
(2)阅读材料2相关内容,分析生物体为满足能量的需要,是如何解决这
一矛盾的?
提示:ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的,且物质可以重复利
用,因此,能满足生物体对能量的需要。
(3)材料3中能量1来源的生理过程。
①绿色植物: 。
②动物、人、真菌和大多数细菌: 。
光合作用和呼吸作用 
呼吸作用 
(4)由材料3的图解,写出ATP与ADP相互转化的反应式。
提示:ATP ADP+Pi+能量。
(5)下列过程需要ATP水解提供能量的是 (填编号)。
①物质的主动运输 ②电鳐发电 ③肌肉收缩 ④蛋白质合成 ⑤大脑思
考 ⑥根细胞吸收水分
①②③④⑤ 
归纳总结
1. ATP与ADP相互转化过程的比较
2. ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)吸能反应一般与ATP水解相联系;放能反应一般与ATP合成相联系,
示意图如下:
(2)能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通。
1. (2025·江苏南通检测)如图为植物细胞中ATP与ADP相互转化示意
图,下列相关叙述正确的是(  )
A. 过程①不需要酶的催化
B. 过程②发生末端磷酸基团离开ATP的反应
C. 过程①所需能量只能来自化学能
D. 过程②放出的能量可以用于过程①

解析: 过程①②均需要酶的催化,A错误;过程②是ATP的水解,即末
端磷酸基团离开ATP的反应,B正确;过程①所需能量来源可以是光能或化
学能,C错误;过程②释放的能量可用于各项生命活动,但不能用于合成
ATP,D错误。
2. (2026·山东东营月考)如图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制,
磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。下列说
法正确的是(  )
A. 一分子ATP由一分子核糖,一分子腺苷和三
分子磷酸基团组成
B. ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使
其磷酸化而有活性
C. 载体蛋白磷酸化会使其空间结构发生变化且伴随着能量转移
D. 蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程

解析: ATP的化学组成是一分子腺苷和三分子磷酸基团,A错误;ATP
水解释放的磷酸分子可与靶蛋白结合使其磷酸化,磷酸化可能使靶蛋白处
于 “开启” 或 “关闭” 状态(并非一定激活其活性),B错误;载体蛋
白属于蛋白质,磷酸化会改变其空间结构;同时,ATP水解释放的能量伴
随磷酸基团转移到载体蛋白上,因此该过程伴随着能量转移,C正确;蛋
白质磷酸化过程是一个吸能反应,与ATP的水解相联系,D错误。
随堂热练
1. 下列物质中,能够直接为细胞生命活动提供能量的是(  )
A. A—P~P~P B. A—P
C. 葡萄糖 D. ATP水解酶
解析:能够直接为细胞生命活动提供能量的是ATP,结构式为A—P~P~P,A正确,B、C、D错误。

2. (2025·吉林江城中学期中)ATP是一种高能磷酸化合物,其中最容易
脱离下来,挟能量与其他分子结合的是(  )
A. 腺苷
B. 末端的磷酸基团
C. 紧邻腺苷的磷酸基团
D. 中间的磷酸基团
解析:ATP水解时,最容易脱离下来的是末端的磷酸基团,该磷酸基团能挟能量与其他分子结合,B符合题意。

3. 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~表示特殊化学键,下列叙述错误的是(  )
A. ATP 转化为ADP可为离子的跨膜主动运输提供能量
B. 推测用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C. β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂
D. 呼吸作用可将有机物中化学能储存于β和γ位之间的特殊化学键

解析:ATP为直接能源物质,γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量,可为离子的跨膜主动运输提供能量,A正确;ATP分子水解两个特殊化学键后,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正确;ATP可在细胞核中发挥作用,如为rRNA合成提供能量,故β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键能在细胞核中断裂,C错误;呼吸作用分解有机物,可将有机物中化学能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊化学键中,故呼吸作用可将有机物中化学能转化为活跃的化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键,D正确。
4. (2026·江苏盐城月考)如图甲表示ADP,在转变为物质乙的过程中,
需要提供(  )
①腺苷 ②磷酸 ③酶 ④能量
A. ①③④ B. ②③④
C. ①②④ D. ①②③④
解析:图中甲物质为ADP,乙物质为ATP,ADP转化为ATP时需要酶、能量和磷酸,即②③④,B正确,A、C、D错误。

5. (2026·陕西咸阳月考)萤火虫尾部发光器的发光原理如图所示。下列
说法正确的是(  )
A. 发出荧光过程中能量传递及转化的顺序是:
ATP→激活的荧光素→荧光素酶→光能
B. 荧光素被激活的过程是吸能反应,与ATP的
水解相关联
C. 萤火虫尾部发光器能持续发光是因为细胞内储存了大量ATP
D. ATP是由三分子磷酸、一分子核糖和一分子腺苷组成

解析: 据图可知,由荧光素形成氧化荧光素的过程,消耗ATP,释放光
能,说明发生了由化学能到光能的转化,但图中的荧光素酶作用是催化,
ATP中的能量未传导至荧光素酶,A错误;由图可以看出荧光素被激活的
过程是吸能反应,ATP的水解释放能量,与ATP的水解相关联,B正确;
ATP是细胞中的直接能源物质,但其在细胞中含量较少,C错误;ATP是由
三分子磷酸、一分子核糖和一分子腺嘌呤组成,D错误。
背诵记忆
一、概念梳理必记
1. ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。结构简式是A—P~P~P,其中A代
表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。
2. ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
3. ATP中末端磷酸基团有较高的转移势能,容易脱离下来。
4. 许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。许多放
能反应与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。
5. ATP与ADP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,这体现了生物界的统一性。
二、长句表达必明
1. ATP中含有3个磷酸基团,磷酸基团带有负电荷。从电荷间的相互作用
角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解是由于两个相
邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥,使得这种特殊的化学键不稳定,末
端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,因而远离腺苷的那
个特殊的化学键容易水解。
2. 人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,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。
课时作业
知识点一 ATP是一种高能磷酸化合物
1. (2025·福建三明一中月考)ATP是细胞的能量“货币”,下列关于
ATP的叙述,错误的是(  )
A. ATP是腺苷三磷酸的英文名称的缩写
B. ATP的结构简式中“A”表示腺嘌呤
C. 组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P
D. ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质
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解析: ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,A代表腺苷,T是“三”的
意思,P代表磷酸基团,A正确,B错误;ATP的组成元素是C、H、O、
N、P,C正确;ATP是细胞生命活动的直接能源物质,D正确。
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2. ATP是细胞内重要的化合物,对生命活动的正常进行具有非常重要的作
用,其结构如图所示。下列相关叙述错误的是(  )
A. 图中①为腺苷,②是RNA的基本单位之一
B. 图中④最外侧P的脱离一般与细胞的吸能反应相伴随
C. 人体内ADP转化为ATP所需的能量都来自于细胞呼吸
D. 在剧烈运动时,ATP合成所需能量由磷酸提供

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解析:腺苷由腺嘌呤和核糖组成,图中①为腺嘌呤和核糖组成的结构,所以①为腺苷,②为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,A正确;图中④最外侧P的脱离,发生ATP的水解,ATP的水解往往与吸能反应相联系,B正确;人体细胞中没有叶绿体,不能进行光合作用,因此ADP转化为ATP所需的能量都来自细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸),C正确;ATP合成所需的能量来自细胞呼吸(有机物的氧化分解),磷酸只是ATP的组成成分,不能提供能量,D错误。
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3. (2025·河南名校大联考)研究人员将32P标记的磷酸注入离体活细胞
内,1~2 min后迅速分离细胞内的ATP,发现ATP带有放射性。下列分析正
确的是(  )
A. 注入磷酸后,细胞内ATP的含量会大幅增加
B. ATP中紧邻腺苷的磷酸基团最先被检测到32P标记
C. ATP脱掉三个磷酸基团后,可作为合成RNA的原料
D. 细胞中吸能反应增强时,短时间内含32P的磷酸基团会增加

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解析: 注入磷酸后,1~2 min后,发现ATP带有放射性,说明此过程中
ATP迅速发生着合成和分解反应,ATP的含量基本不变,A错误;ATP中远
离腺苷的特殊化学键很容易断裂,也很容易形成,因此ATP中远离腺苷的
磷酸基团最先被检测到32P标记,B错误;ATP脱掉2个磷酸基团后,产物是
腺嘌呤核糖核苷酸,可作为合成RNA的原料,C错误;细胞中吸能反应与
ATP的水解相关联,细胞中吸能反应增强时,ATP水解会加快,短时间内
含32P的磷酸基团会增加,D正确。
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知识点二 ATP与ADP之间的相互转化和ATP的利用
4. (2025·西工大附中检测)下列有关ATP和ADP转化的叙述,错误的是
(  )
①ATP ADP+Pi+能量
②ADP+Pi+能量 ATP
A. ①②反应过程分别与细胞的吸能和放能反应相联系
B. 所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用
C. ①和②在活细胞中永无休止地循环进行,保证了生命活动的顺利进行
D. ①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行

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解析:①反应(ATP的水解反应)释放的能量用于吸能反应,②反应(ATP的合成反应)吸收的能量来自放能反应,A正确;植物体内的②过程所需要的能量除来自呼吸作用外,还可来自光合作用,B错误;①和②在活细胞中永无休止地循环进行,为生命活动提供能量,保证了生命活动的顺利进行,C正确;①反应中的“能量”可用于各项生命活动,一般不能用于推动②反应的进行,D正确。
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5. (2026·陕西商洛月考)如图甲表示细胞中的直接能源物质,乙、丙、
丁为相关酶解产物,下列相关叙述正确的是(  )
A. 图中三种酶的空间结构相同
B. 丙含有一个磷酸基团,是DNA的基本组成单位之一
C. 甲、乙相互转化的能量供应机制是生物界的共性
D. 甲、乙、丙、丁四种物质均含有腺苷,且都含C、H、O、N、P等元素

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解析: 图中三种酶的功能不同,由结构决定功能可知,三者的空间结
构不同,A错误;丙含有一个磷酸基团,为AMP,是RNA的基本组成单位
之一,B错误;甲ATP、乙ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,
C正确;甲、乙、丙、丁四种物质均含有腺苷,且都含C、H、O、N等元
素,丁不含P元素,D错误。
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6. (2025·江西南昌十中月考)ATP是生物体内重要的能源物质,如图为
人体内合成ATP的简图。有关叙述正确的是(  )
A. 催化甲、乙、丙、丁过程的酶肯定属于不同种酶
B. AMP可以作为合成ADP的原料但不能作为RNA的原料
C. 图中的丁过程可能是光合作用或呼吸作用
D. 图示反应中的物质和能量是可逆的

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解析: 酶具有专一性,催化甲、乙、丙、丁过程的酶肯定属于不同种
酶,A正确;AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,可以作为合成ADP的原料,也能
作为RNA的原料,B错误;丁过程为合成ATP的过程,人体内只能是呼吸
作用,C错误;图中的物质是可逆的,能量是不可逆的,D错误。
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7. (2024·广东深圳检测)下列关于吸能反应和放能反应的说法,错误的
是(  )
A. ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
B. 葡萄糖的氧化分解是放能反应
C. 所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用
D. 肌肉收缩是吸能反应,肌肉做功是放能反应

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解析: 放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解
相联系,可见,ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带,A正确;并不
是所有的植物细胞都能进行光合作用,因此光合作用不是所有植物细胞中
最重要的吸能反应,C错误;肌肉收缩过程中需消耗能量,属于吸能反
应,肌肉做功属于放能反应,D正确。
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8. (2026·湖北襄阳月考)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. 从有活性到无活性的蛋白质已变性失活,遇双缩脲试剂仍然发生紫色反应
C. 作为能量“货币”的ATP能参与蛋白质活性的调节
D. 蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响

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解析:某些蛋白质在相关酶的作用下会发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,能够体现蛋白质结构与功能相适应的观点,A正确;图中的蛋白质活性变化是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶调节的可逆磷酸化修饰,这只是改变了蛋白质的空间构象和活性,并未使其变性,B错误;由题图可知,在蛋白质磷酸化过程中,ATP为蛋白质提供磷酸基团,参与了蛋白质活性的调节,C正确;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应,受温度的影响,D正确。
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9. (2026·河南郑州月考)鱼肉的鲜味程度与其含有的肌苷酸(IMP)和
次黄嘌呤的含量有关,IMP和次黄嘌呤的形成过程如图所示。已知酸性磷
酸酶(ACP)活性降低有助于保持鱼肉的鲜味,下列说法正确的是(  )
ATP AMP IMP 肌苷 次黄嘌呤+核糖
A. AMP和ATP中都含有腺苷和磷酸,都是RNA的基本单位
B. ATP在细胞中含量丰富,能持续为IMP的生成提供能量
C. 推测次黄嘌呤的含量越高,鱼肉鲜味相对越浓
D. ATP彻底的水解产物为腺嘌呤、核糖和磷酸

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解析: AMP(腺苷一磷酸)和ATP(腺苷三磷酸)均含腺苷(腺嘌呤
+核糖)和磷酸基团,AMP是RNA的基本单位之一,ATP不是RNA的基本
单位(RNA基本单位为四种核糖核苷酸),A错误;细胞内ATP与ADP之
间的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,所以细胞内ATP含
量少也能满足细胞对能量的需求,IMP在酸性磷酸酶等酶作用下降解为次
黄嘌呤和核糖的过程不需要ATP供能,B错误;题干指出IMP和次黄嘌呤影
响鲜味,且ACP活性降低有助于保持鱼肉的鲜味,图示中IMP经ACP作用
生成肌苷,再转化为次黄嘌呤,说明次黄嘌呤是IMP的降解产物,若ACP
活性高,则IMP减少、次黄嘌呤增多,鲜味下降,反之,IMP积累,次黄
嘌呤减少则鲜味更浓,因此次黄嘌呤含量越高,鱼肉鲜味越低,C错误;ATP彻底水解时,三个磷酸基团逐步脱去,最终产物为腺嘌呤(含氮碱
基)、核糖(五碳糖)和磷酸,D正确。
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10. (2025·江西南昌检测)在细胞中dATP(d表示脱氧)是DNA生物合成的原料之一,可用α、β和γ表示dATP或ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ)。下列叙述错误的是(  )
A. dATP和ATP中“γ”位的磷酸基团均具有较高的转移势能
B. 一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成
C. ATP是细胞生命活动的直接能源物质,在细胞中储存有少量的ATP
D. “γ”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记

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解析:dATP与ATP结构相似,是由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成,B正确;ATP是细胞生命活动的直接能源物质,在细胞中储存有少量的ATP,可与ADP在体内迅速转化,C正确;dATP去掉“β”和“γ”位上的磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一,因此“α”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记,D错误。
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11. (2026·河北石家庄月考)脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构均与核苷三磷酸(NTP)类似,主要区别在于五碳糖的羟基(—OH)数目不同。ATP属于一种NTP。下列叙述错误的是(  )
A. dATP和ATP中五碳糖的种类不同
B. dNTP是合成RNA的原料,NTP是合成DNA的原料
C. ATP与dNTP所含的元素均为C、H、O、N、P
D. 推测NTP可作为细胞生命活动的直接能源物质

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解析:dATP中的五碳糖是脱氧核糖,ATP中的五碳糖是核糖,二者五碳糖的种类不同,A正确;dNTP是合成DNA的原料,NTP是合成RNA的原料,B错误;ATP与dNTP所含的元素均为C、H、O、N、P,C正确;由于ATP属于NTP的一种,且ATP是细胞生命活动的直接能源物质,因此可推测NTP可作为细胞生命活动的直接能源物质,D正确。
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12. (2025·武清区天和城实验中学高一月考)
在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种
关键的物质,其分子结构式如图1所示,其中
数字①~⑤表示组成ATP的相关化学基团。图
2表示ATP与ADP的相互转化图解。请据图回答
下列问题:
(1)ATP的结构简式是 ,其
中A代表 。
A—P~P~P
腺苷
解析:ATP的中文名称为腺苷三磷酸,其结构
式是:A—P~P~P,其中A表示腺苷。
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(2)若将标记的32P注入活细胞内,随后迅速分离细胞内的ATP,测定放
射性,会发现图1中ATP中磷酸基团
(填“③”“④”或“⑤”)很快就会被32P标记,但是ATP的含量
基本不变。
解析: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。

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(3)图1中,ATP脱去④⑤之后的分子可作为 (填“DNA”或
“RNA”)的基本单位之一。
解析:ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸为RNA的基本单位之一。
RNA
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(4)图2中,过程②往往与 (填“吸能”或“放能”)反应相关
联。在绿色植物细胞中,能量Q1的来源有 (填生
理作用)。
吸能
光合作用和呼吸作用
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解析:②表示ATP的水解过程,吸能反应一般与ATP的水解相联系;细胞呼吸和光合作用过程中均可产生ATP,在绿色植物体内,合成ATP的能量Q1在植物中可来自呼吸作用和光合作用。
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THANKS
演示完毕感谢观看第2节 细胞的能量“货币”ATP
知识点一 ATP是一种高能磷酸化合物
1.(2025·福建三明一中月考)ATP是细胞的能量“货币”,下列关于ATP的叙述,错误的是(  )
A.ATP是腺苷三磷酸的英文名称的缩写 B.ATP的结构简式中“A”表示腺嘌呤
C.组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P D.ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质
2.ATP是细胞内重要的化合物,对生命活动的正常进行具有非常重要的作用,其结构如图所示。下列相关叙述错误的是(  )
A.图中①为腺苷,②是RNA的基本单位之一
B.图中④最外侧P的脱离一般与细胞的吸能反应相伴随
C.人体内ADP转化为ATP所需的能量都来自于细胞呼吸
D.在剧烈运动时,ATP合成所需能量由磷酸提供
3.(2025·河南名校大联考)研究人员将32P标记的磷酸注入离体活细胞内,1~2 min后迅速分离细胞内的ATP,发现ATP带有放射性。下列分析正确的是(  )
A.注入磷酸后,细胞内ATP的含量会大幅增加
B.ATP中紧邻腺苷的磷酸基团最先被检测到32P标记
C.ATP脱掉三个磷酸基团后,可作为合成RNA的原料
D.细胞中吸能反应增强时,短时间内含32P的磷酸基团会增加
知识点二 ATP与ADP之间的相互转化和ATP的利用
4.(2025·西工大附中检测)下列有关ATP和ADP转化的叙述,错误的是(  )
①ATPADP+Pi+能量
②ADP+Pi+能量ATP
A.①②反应过程分别与细胞的吸能和放能反应相联系
B.所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用
C.①和②在活细胞中永无休止地循环进行,保证了生命活动的顺利进行
D.①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行
5.(2026·陕西商洛月考)如图甲表示细胞中的直接能源物质,乙、丙、丁为相关酶解产物,下列相关叙述正确的是(  )
A.图中三种酶的空间结构相同
B.丙含有一个磷酸基团,是DNA的基本组成单位之一
C.甲、乙相互转化的能量供应机制是生物界的共性
D.甲、乙、丙、丁四种物质均含有腺苷,且都含C、H、O、N、P等元素
6.(2025·江西南昌十中月考)ATP是生物体内重要的能源物质,如图为人体内合成ATP的简图。有关叙述正确的是(  )
A.催化甲、乙、丙、丁过程的酶肯定属于不同种酶
B.AMP可以作为合成ADP的原料但不能作为RNA的原料
C.图中的丁过程可能是光合作用或呼吸作用
D.图示反应中的物质和能量是可逆的
7.(2024·广东深圳检测)下列关于吸能反应和放能反应的说法,错误的是(  )
A.ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
B.葡萄糖的氧化分解是放能反应
C.所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用
D.肌肉收缩是吸能反应,肌肉做功是放能反应
8.(2026·湖北襄阳月考)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.从有活性到无活性的蛋白质已变性失活,遇双缩脲试剂仍然发生紫色反应
C.作为能量“货币”的ATP能参与蛋白质活性的调节
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
9.(2026·河南郑州月考)鱼肉的鲜味程度与其含有的肌苷酸(IMP)和次黄嘌呤的含量有关,IMP和次黄嘌呤的形成过程如图所示。已知酸性磷酸酶(ACP)活性降低有助于保持鱼肉的鲜味,下列说法正确的是(  )
ATPAMPIMP肌苷次黄嘌呤+核糖
A.AMP和ATP中都含有腺苷和磷酸,都是RNA的基本单位
B.ATP在细胞中含量丰富,能持续为IMP的生成提供能量
C.推测次黄嘌呤的含量越高,鱼肉鲜味相对越浓
D.ATP彻底的水解产物为腺嘌呤、核糖和磷酸
10.(2025·江西南昌检测)在细胞中dATP(d表示脱氧)是DNA生物合成的原料之一,可用α、β和γ表示dATP或ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ)。下列叙述错误的是(  )
A.dATP和ATP中“γ”位的磷酸基团均具有较高的转移势能
B.一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成
C.ATP是细胞生命活动的直接能源物质,在细胞中储存有少量的ATP
D.“γ”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记
11.(2026·河北石家庄月考)脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构均与核苷三磷酸(NTP)类似,主要区别在于五碳糖的羟基(—OH)数目不同。ATP属于一种NTP。下列叙述错误的是(  )
A.dATP和ATP中五碳糖的种类不同
B.dNTP是合成RNA的原料,NTP是合成DNA的原料
C.ATP与dNTP所含的元素均为C、H、O、N、P
D.推测NTP可作为细胞生命活动的直接能源物质
12.(2025·武清区天和城实验中学高一月考)在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子结构式如图1所示,其中数字①~⑤表示组成ATP的相关化学基团。图2表示ATP与ADP的相互转化图解。请据图回答下列问题:
(1)ATP的结构简式是         ,其中A代表    。
(2)若将标记的32P注入活细胞内,随后迅速分离细胞内的ATP,测定放射性,会发现图1中ATP中磷酸基团    (填“③”“④”或“⑤”)很快就会被32P标记,但是ATP的含量基本不变。
(3)图1中,ATP脱去④⑤之后的分子可作为    (填“DNA”或“RNA”)的基本单位之一。
(4)图2中,过程②往往与    (填“吸能”或“放能”)反应相关联。在绿色植物细胞中,能量Q1的来源有                       (填生理作用)。
第2节 细胞的能量“货币”ATP
1.B ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,A代表腺苷,T是“三”的意思,P代表磷酸基团,A正确,B错误;ATP的组成元素是C、H、O、N、P,C正确;ATP是细胞生命活动的直接能源物质,D正确。
2.D 腺苷由腺嘌呤和核糖组成,图中①为腺嘌呤和核糖组成的结构,所以①为腺苷,②为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,A正确;图中④最外侧P的脱离,发生ATP的水解,ATP的水解往往与吸能反应相联系,B正确;人体细胞中没有叶绿体,不能进行光合作用,因此ADP转化为ATP所需的能量都来自细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸),C正确;ATP合成所需的能量来自细胞呼吸(有机物的氧化分解),磷酸只是ATP的组成成分,不能提供能量,D错误。
3.D 注入磷酸后,1~2 min后,发现ATP带有放射性,说明此过程中ATP迅速发生着合成和分解反应,ATP的含量基本不变,A错误;ATP中远离腺苷的特殊化学键很容易断裂,也很容易形成,因此ATP中远离腺苷的磷酸基团最先被检测到32P标记,B错误;ATP脱掉2个磷酸基团后,产物是腺嘌呤核糖核苷酸,可作为合成RNA的原料,C错误;细胞中吸能反应与ATP的水解相关联,细胞中吸能反应增强时,ATP水解会加快,短时间内含32P的磷酸基团会增加,D正确。
4.B ①反应(ATP的水解反应)释放的能量用于吸能反应,②反应(ATP的合成反应)吸收的能量来自放能反应,A正确;植物体内的②过程所需要的能量除来自呼吸作用外,还可来自光合作用,B错误;①和②在活细胞中永无休止地循环进行,为生命活动提供能量,保证了生命活动的顺利进行,C正确;①反应中的“能量”可用于各项生命活动,一般不能用于推动②反应的进行,D正确。
5.C 图中三种酶的功能不同,由结构决定功能可知,三者的空间结构不同,A错误;丙含有一个磷酸基团,为AMP,是RNA的基本组成单位之一,B错误;甲ATP、乙ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,C正确;甲、乙、丙、丁四种物质均含有腺苷,且都含C、H、O、N等元素,丁不含P元素,D错误。
6.A 酶具有专一性,催化甲、乙、丙、丁过程的酶肯定属于不同种酶,A正确;AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,可以作为合成ADP的原料,也能作为RNA的原料,B错误;丁过程为合成ATP的过程,人体内只能是呼吸作用,C错误;图中的物质是可逆的,能量是不可逆的,D错误。
7.C 放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,可见,ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带,A正确;并不是所有的植物细胞都能进行光合作用,因此光合作用不是所有植物细胞中最重要的吸能反应,C错误;肌肉收缩过程中需消耗能量,属于吸能反应,肌肉做功属于放能反应,D正确。
8.B 某些蛋白质在相关酶的作用下会发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,能够体现蛋白质结构与功能相适应的观点,A正确;图中的蛋白质活性变化是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶调节的可逆磷酸化修饰,这只是改变了蛋白质的空间构象和活性,并未使其变性,B错误;由题图可知,在蛋白质磷酸化过程中,ATP为蛋白质提供磷酸基团,参与了蛋白质活性的调节,C正确;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应,受温度的影响,D正确。
9.D AMP(腺苷一磷酸)和ATP(腺苷三磷酸)均含腺苷(腺嘌呤+核糖)和磷酸基团,AMP是RNA的基本单位之一,ATP不是RNA的基本单位(RNA基本单位为四种核糖核苷酸),A错误;细胞内ATP与ADP之间的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,所以细胞内ATP含量少也能满足细胞对能量的需求,IMP在酸性磷酸酶等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖的过程不需要ATP供能,B错误;题干指出IMP和次黄嘌呤影响鲜味,且ACP活性降低有助于保持鱼肉的鲜味,图示中IMP经ACP作用生成肌苷,再转化为次黄嘌呤,说明次黄嘌呤是IMP的降解产物,若ACP活性高,则IMP减少、次黄嘌呤增多,鲜味下降,反之,IMP积累,次黄嘌呤减少则鲜味更浓,因此次黄嘌呤含量越高,鱼肉鲜味越低,C错误;ATP彻底水解时,三个磷酸基团逐步脱去,最终产物为腺嘌呤(含氮碱基)、核糖(五碳糖)和磷酸,D正确。
10.D dATP与ATP结构相似,是由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成,B正确;ATP是细胞生命活动的直接能源物质,在细胞中储存有少量的ATP,可与ADP在体内迅速转化,C正确;dATP去掉“β”和“γ”位上的磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一,因此“α”位上含有32P的dATP可用于对DNA分子进行32P标记,D错误。
11.B dATP中的五碳糖是脱氧核糖,ATP中的五碳糖是核糖,二者五碳糖的种类不同,A正确;dNTP是合成DNA的原料,NTP是合成RNA的原料,B错误;ATP与dNTP所含的元素均为C、H、O、N、P,C正确;由于ATP属于NTP的一种,且ATP是细胞生命活动的直接能源物质,因此可推测NTP可作为细胞生命活动的直接能源物质,D正确。
12.(1)A—P~P~P 腺苷 (2)⑤ (3)RNA (4)吸能 光合作用和呼吸作用
解析:(1)ATP的中文名称为腺苷三磷酸,其结构式是:A—P~P~P,其中A表示腺苷。(2)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。(3)ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸为RNA的基本单位之一。(4)②表示ATP的水解过程,吸能反应一般与ATP的水解相联系;细胞呼吸和光合作用过程中均可产生ATP,在绿色植物体内,合成ATP的能量Q1在植物中可来自呼吸作用和光合作用。
3 / 3第2节 细胞的能量“货币”ATP
1.依据ATP的分子简式说出ATP的化学组成和特点。 2.根据ATP与ADP的相互转化解释ATP在细胞生命活动中的作用。 3.通过比较与分类,说明动植物合成ATP所需能量的来源不同。
知识点一 ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的结构
(1)中文名称:      。
(2)结构简式:      。
(3)符号含义:A代表    ,P代表      ,~代表一种        。
【微思考】 腺苷由哪两部分组成?一个ATP分子中有几个磷酸基团?有几个特殊的化学键?元素组成是什么?
2.ATP的特点
(1)不稳定:末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能。
(2)高能量:1 mol ATP水解释放的能量高达       kJ,是细胞内的一种        。
3.ATP的功能:ATP能够直接为生命活动提供能量,是驱动细胞生命活动的            。
(1)ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成。(  )
(2)ATP是高能磷酸化合物,含3个特殊的化学键,其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。(  )
(3)ATP脱去所有特殊的化学键后就是ADP。(  )
探究 ATP的结构
 α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ),现有甲、乙两组ATP溶液,甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团,乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团,然后分别加入等量的ATP水解酶,短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团,结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。
(1)从实验结果可知ATP中哪一个化学键更容易断裂?为什么?
(2)如果β位和γ位的磷酸基团都从ATP脱离,形成的物质名称是什么?它与核酸有何关系?
(3)ATP中的“A”“T”和组成DNA中的“A”“T”含义相同吗?
归纳总结
1.ATP的分子组成
2.不同化合物中“A”的辨析
1.下列关于ATP分子的叙述,正确的是(  )
A.A表示腺嘌呤,P表示磷酸基团
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C.1 mol ATP水解,释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂
D.T表示胸腺嘧啶,因而ATP的结构与核苷酸很相似
2.科学家发现,小鼠的抑郁行为与星形胶质细胞释放ATP的多少有关。下列有关ATP的叙述,正确的是(  )
A.图中的A代表腺苷,b、c为特殊的化学键
B.a是构成DNA的基本单位之一
C.ATP是生物体内的储能物质
D.ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
知识点二 ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
1.ATP与ADP之间的相互转化
2.ATP的利用
(1)ATP的利用
(2)实例——ATP为主动运输供能的机理
(3)ATP是细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应一般与      的反应相联系,由ATP水解提供能量。
②放能反应一般与      相联系,释放的能量储存在ATP中,用来为吸能反应直接供能。
③能量通过      在吸能反应和放能反应之间流通。
1.(教材P89“小字部分”)萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有              ,在ATP提供能量的前提下,荧光素酶可催化        转化为能发出荧光的      。
2.(教材P89“拓展应用”3)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以ATP作为能量“货币”,这说明了          。
(1)细胞内储存有大量的ATP,为生命活动提供能量。(  )
(2)ATP水解时,两个特殊的化学键都断裂,生成ADP和Pi。(  )
(3)细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。(  )
(4)吸能反应伴随着ATP的合成,放能反应伴随着ATP的水解。(  )
(5)载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化。(  )
探究 ATP的合成和利用
材料1  将用32P标记的磷酸加入细胞培养液,并在短时间内快速分离出细胞的ATP,结果ATP浓度变化不大,但部分ATP的末端磷酸基团已带有放射性标记。
材料2 ATP在细胞内的含量是很少的,每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g,而一个正常成年人在静止状态下24 h,将约有40 kg的ATP发生转化。
材料3 ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。下图表示ATP和ADP的相互转化过程。
(1)材料1中,细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记,该现象说明了什么?
(2)阅读材料2相关内容,分析生物体为满足能量的需要,是如何解决这一矛盾的?
(3)材料3中能量1来源的生理过程。
①绿色植物:              。
②动物、人、真菌和大多数细菌:      。
(4)由材料3的图解,写出ATP与ADP相互转化的反应式。
(5)下列过程需要ATP水解提供能量的是      (填编号)。
①物质的主动运输 ②电鳐发电 ③肌肉收缩 ④蛋白质合成 ⑤大脑思考 ⑥根细胞吸收水分
归纳总结
1.ATP与ADP相互转化过程的比较
2.ATP是细胞内流通的能量“货币”
(1)吸能反应一般与ATP水解相联系;放能反应一般与ATP合成相联系,示意图如下:
(2)能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通。
1.(2025·江苏南通检测)如图为植物细胞中ATP与ADP相互转化示意图,下列相关叙述正确的是(  )
A.过程①不需要酶的催化
B.过程②发生末端磷酸基团离开ATP的反应
C.过程①所需能量只能来自化学能
D.过程②放出的能量可以用于过程①
2.(2026·山东东营月考)下图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制,磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。下列说法正确的是(  )
A.一分子ATP由一分子核糖,一分子腺苷和三分子磷酸基团组成
B.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性
C.载体蛋白磷酸化会使其空间结构发生变化且伴随着能量转移
D.蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程
1.下列物质中,能够直接为细胞生命活动提供能量的是(  )
A.A—P~P~P B.A—P
C.葡萄糖 D.ATP水解酶
2.(2025·吉林江城中学期中)ATP是一种高能磷酸化合物,其中最容易脱离下来,挟能量与其他分子结合的是(  )
A.腺苷
B.末端的磷酸基团
C.紧邻腺苷的磷酸基团
D.中间的磷酸基团
3.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~表示特殊化学键,下列叙述错误的是(  )
A.ATP 转化为ADP可为离子的跨膜主动运输提供能量
B.推测用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂
D.呼吸作用可将有机物中化学能储存于β和γ位之间的特殊化学键
4.(2026·江苏盐城月考)下图甲表示ADP,在转变为物质乙的过程中,需要提供(  )
①腺苷 ②磷酸 ③酶 ④能量
A.①③④ B.②③④
C.①②④ D.①②③④
5.(2026·陕西咸阳月考)萤火虫尾部发光器的发光原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.发出荧光过程中能量传递及转化的顺序是:ATP→激活的荧光素→荧光素酶→光能
B.荧光素被激活的过程是吸能反应,与ATP的水解相关联
C.萤火虫尾部发光器能持续发光是因为细胞内储存了大量ATP
D.ATP是由三分子磷酸、一分子核糖和一分子腺苷组成
第2节 细胞的能量“货币”ATP
知识点一
主干梳理
1.(1)腺苷三磷酸 (2)A—P~P~P (3)腺苷 磷酸基团 特殊的化学键
微思考 提示:腺苷由腺嘌呤和核糖组成,一个ATP分子中有3个磷酸基团,有2个特殊的化学键,元素组成C、H、O、N、P。
2.负电荷 特殊的化学键 末端磷酸基团 (2)30.54 高能磷酸化合物
3.直接能源物质
概念辨析
(1)× 提示:ATP由1个腺苷和3个磷酸基团构成。
(2)× 提示:ATP是高能磷酸化合物,含2个特殊的化学键。
(3)× 提示:ATP脱去所有特殊的化学键后是AMP。
重难探究
(1)提示:β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。因为ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥,使得这种化学键不稳定,末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
(2)提示:如果β位和γ位的磷酸基团都从ATP脱离,形成的物质为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一。
(3)提示:不同。ATP中的“A”指的是腺苷,包括腺嘌呤和核糖;“T”即tri,含义是三。DNA中的“A”只是指腺嘌呤;“T”是指胸腺嘧啶。
即学即练
1.B ATP分子的结构简式为A—P~P~P,其中的A代表腺苷,由核糖和腺嘌呤组成,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,T表示三个(磷酸基团),可见,ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素,A、D错误,B正确;1 mol ATP水解,释放出30.54 kJ的能量来自远离“腺苷”的那个特殊化学键的断裂,C错误。
2.D 图中A代表的是腺嘌呤,A错误;a是组成RNA的基本单位之一,B错误;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,不是储能物质,C错误;ATP中的“A”代表腺苷;构成RNA中的碱基“A”代表腺嘌呤,D正确。
知识点二
主干梳理
1. 末端磷酸基团  Pi  ATP  ADP  能量  光能
呼吸作用  呼吸作用  动态平衡 生物界的统一性
2.(1) 主动运输  磷酸化  空间结构  活性
(2) 酶活性  末端磷酸基团  能量转移  空间结构
(3)①ATP水解 ②ATP的合成 ③ATP分子
边角叩问
1.荧光素和荧光素酶 荧光素 氧化荧光素
2.生物界的统一性
概念辨析
(1)× 提示:ATP不能大量储存。
(2)× 提示:ATP水解时,远离腺苷的那个特殊的化学键断裂,生成ADP和Pi。
(3)× 提示:细胞中的生命活动所需要的能量除由ATP直接提供外,还可由GTP、CTP等提供。
(4)× 提示:吸能反应伴随着ATP的水解,放能反应伴随着ATP的合成。
(5)× 提示:载体蛋白磷酸化伴随着其空间结构的变化。
重难探究
(1)提示:ATP中的末端磷酸基团容易水解和重新生成。
(2)提示:ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的,且物质可以重复利用,因此,能满足生物体对能量的需要。
(3)①光合作用和呼吸作用 ②呼吸作用
(4)提示:ATPADP+Pi+能量。
(5)①②③④⑤
即学即练
1.B 过程①②均需要酶的催化,A错误;过程②是ATP的水解,即末端磷酸基团离开ATP的反应,B正确;过程①所需能量来源可以是光能或化学能,C错误;过程②释放的能量可用于各项生命活动,但不能用于合成ATP,D错误。
2.C ATP的化学组成是一分子腺苷和三分子磷酸基团,A错误;ATP水解释放的磷酸分子可与靶蛋白结合使其磷酸化,磷酸化可能使靶蛋白处于 “开启” 或 “关闭” 状态(并非一定激活其活性),B错误;载体蛋白属于蛋白质,磷酸化会改变其空间结构;同时,ATP水解释放的能量伴随磷酸基团转移到载体蛋白上,因此该过程伴随着能量转移,C正确;蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应,与ATP的水解相联系,D错误。
【随堂热练】
1.A 能够直接为细胞生命活动提供能量的是ATP,结构式为A—P~P~P,A正确,B、C、D错误。
2.B ATP水解时,最容易脱离下来的是末端的磷酸基团,该磷酸基团能挟能量与其他分子结合,B符合题意。
3.C ATP为直接能源物质,γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量,可为离子的跨膜主动运输提供能量,A正确;ATP分子水解两个特殊化学键后,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正确;ATP可在细胞核中发挥作用,如为rRNA合成提供能量,故β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键能在细胞核中断裂,C错误;呼吸作用分解有机物,可将有机物中化学能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊化学键中,故呼吸作用可将有机物中化学能转化为活跃的化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键,D正确。
4.B 图中甲物质为ADP,乙物质为ATP,ADP转化为ATP时需要酶、能量和磷酸,即②③④,B正确,A、C、D错误。
5.B 据图可知,由荧光素形成氧化荧光素的过程,消耗ATP,释放光能,说明发生了由化学能到光能的转化,但图中的荧光素酶作用是催化,ATP中的能量未传导至荧光素酶,A错误;由图可以看出荧光素被激活的过程是吸能反应,ATP的水解释放能量,与ATP的水解相关联,B正确; ATP是细胞中的直接能源物质,但其在细胞中含量较少,C错误;ATP是由三分子磷酸、一分子核糖和一分子腺嘌呤组成,D错误。
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