備考2024屆高考生物一輪復習講義第三章細胞代謝課時2ATP的結構和功能

課時2ATP的結構和功能課標要求核心考點五年考情核心素養(yǎng)對接解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質ATP的結構和功能2023：天津T1；2022：浙江1月T3、天津T16；2021：北京T1、海南T14；2020：北京T1、全國ⅢT29；2019：天津T21.生命觀念——結構與功能觀：ATP的結構與功能相適應；物質與能量觀：ATP是一種能源物質，能夠為生命活動提供能量。2.科學思維——歸納與概括：比較ATP與RNA之間的關系、ATP和ADP之間的相互轉化關系命題分析預測1.高考對ATP相關知識的考查多以選擇題的形式呈現(xiàn)，且往往與物質跨膜運輸、酶、光合作用、呼吸作用的內容進行綜合考查，著重考查考生的分析判斷能力。2.預計2025年高考仍將延續(xù)這種考查模式，也不排除以實驗為背景考查考生對ATP的理解和對相關知識的運用，且會滲透對科學思維、科學探究及社會責任等生物學科核心素養(yǎng)的考查1.ATP的結構教材深挖[必修1P86“相關信息”]圖中標出的“A”的含義：①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脫氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。2.ATP與ADP的相互轉化3.ATP的利用4.肌細胞中ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關系注意（1）上圖中當橫軸表示呼吸作用強度時，ATP產(chǎn)生速率的變化曲線應該從原點開始。（2）哺乳動物成熟的紅細胞中，ATP的產(chǎn)生速率與O2供給量無關。基礎自測1.1個ATP分子由1個腺嘌呤和3個磷酸基團構成。（×）2.代謝旺盛的細胞內ATP的含量很高。（×）3.ATP水解釋放的能量可用于細胞內的放能反應。（×）4.ATP脫去兩個磷酸基團后，可作為RNA分子的合成原料。（√）5.無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。（×）6.ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制只發(fā)生在真核細胞內。（×）7.ATP胞內合成需要酶的催化。（√）8.ATP中的能量均來自細胞呼吸釋放的能量。（×）情境應用1.唐代詩人杜牧有首詩為“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水，臥看牽?？椗?。”其中的流螢是指飛舞的螢火蟲，螢火蟲尾部發(fā)光的原理是什么？提示螢火蟲尾部的發(fā)光細胞中含有熒光素和熒光素酶，在ATP提供能量的前提下，熒光素酶可催化熒光素轉化為能發(fā)出熒光的氧化熒光素。2.一個正常人體內ATP和ADP總量很少，基本保持一定，但一個成人一天內在靜止狀態(tài)下消耗的ATP約為48kg。研究發(fā)現(xiàn)，寡霉素可阻塞H＋通道從而抑制ATP的合成。（1）寡霉素主要作用的細胞器是線粒體。（2）正常人體ATP和ADP保持相對穩(wěn)定的原因是ATP和ADP時刻不停地發(fā)生快速轉化，處于動態(tài)平衡中。（3）ATP與ADP的相互轉化是不是可逆反應？請分析原因。提示不是。ATP與ADP的相互轉化所需的酶不同，另外，其進行的場所、能量的來源等方面也不同。深度思考1.為什么在細胞能量代謝過程中，需要ATP充當“能量貨幣”，而不能由糖類直接供能？提示（1）ATP中儲存的能量是各種生命活動可以“通用”的直接能量，可通過ATP的合成將放能反應產(chǎn)生的能量“轉變”為ATP中活躍的化學能，再通過ATP的水解將ATP中活躍的化學能“轉移”到吸能反應中，供生命活動利用。（2）糖類所含的化學能為穩(wěn)定的化學能，生命活動無法直接利用。（3）糖類水解過程緩慢，而ATP和ADP的相互轉化非常迅速。2.ATP轉化為ADP后，脫離下來的磷酸基團的去向有哪些？提示（1）轉移給其他分子，例如使蛋白質等分子磷酸化，改變其空間結構和活性。（2）形成游離的磷酸（以Pi表示）。構建模型理解細胞中重要化合物之間的區(qū)別和聯(lián)系研透高考明確方向命題點1ATP的結構和特點分析1.[2021海南]研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1～2min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是（B）A.該實驗表明，細胞內全部ADP都轉化成ATPB.32P標記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性C.32P在ATP的3個磷酸基團中出現(xiàn)的概率相等D.ATP與ADP相互轉化速度快，且轉化主要發(fā)生在細胞核內解析該實驗只能說明被32P標記的磷酸中的磷可以進入ATP，不能說明細胞內全部ADP都轉化成了ATP，A錯誤；腺苷不含P，所以腺苷沒有放射性，B正確；遠離腺苷的磷酸基團易水解、易合成，C錯誤；ATP與ADP之間的相互轉化主要發(fā)生在細胞質中，D錯誤。命題變式[設問拓展型]題干信息不變，下列敘述正確的是（B）A.若是在5min后分離細胞內的ATP，測定其放射性強度與1min后測得的一定相同B.32P標記的ATP徹底水解的產(chǎn)物中的有機物都沒有放射性C.可用32P標記細胞中任一種核苷酸，進而研究其遺傳物質的復制D.細胞中放能反應增強時，游離的32P標記的磷酸會短時間增加解析細胞中的ATP和ADP不斷發(fā)生相互轉化，ADP與有放射性和無放射性的磷酸基團隨機結合，故無法保證兩個時間段內ATP的放射性強度相同，A錯誤；ATP徹底水解的產(chǎn)物是腺嘌呤、核糖、磷酸，放射性在磷酸上，不在腺嘌呤和核糖上，B正確；在細胞內，只有標記脫氧核苷酸才能對其遺傳物質DNA的復制進行相關研究，C錯誤；放能反應與ATP的合成相聯(lián)系，這時游離的32P標記的磷酸會參與ATP的合成而短時間減少，D錯誤。命題點2ATP與ADP的相互轉化與利用分析2.[2021湖南]某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，如圖所示。下列敘述錯誤的是（B）A.這些蛋白質磷酸化和去磷酸化過程體現(xiàn)了蛋白質結構與功能相適應的觀點B.這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，不影響細胞信號傳遞C.作為能量“通貨”的ATP能參與細胞信號傳遞D.蛋白質磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響解析由題圖可知，某些蛋白質在特定氨基酸位點發(fā)生磷酸化后結構改變，可作為信號分子參與細胞信號傳遞，去磷酸化后蛋白質又可以重新恢復原先結構，該過程體現(xiàn)了蛋白質結構與功能相適應的觀點，