课练11 ATP-备战2025年高考生物一轮复习核心背练50课（新高考通用）

课练11 ATP 1、ATP的化学组成和结构 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，γ位的磷酸基团因此最容易携带转移的“势能”与其他分子结合。 【特别提醒】区别以下图例中“A”的含义： ①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。 2、ATP与ADP的相互转化及其在能量代谢中的作用 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在高能磷酸键中的能量 能量去路 储存在高能磷酸键中 用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 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。 3、ATP与ADP相互转化过程中的能量来源和去路 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，分析原因：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。 在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“通货”的，由此说明：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。 必刷15题（12+3） 一、单选题 1．下列关于真核细胞内合成ATP的叙述，错误的是（    ） A．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP B．正常情况下，线粒体内膜上形成ATP时伴随着氧气的消耗 C．在绿色植物叶绿体内，形成ATP的过程需要光照 D．ADP与ATP相互转化，使细胞内ATP大量积累 2．细胞的生命活动需要能量来驱动，下列关于能量的叙述错误的是（　　） A．水分子跨膜运输时，不管是否借助通道蛋白，都不消耗能量 B．糖类是主要的能源物质，而脂肪是良好的储能物质 C．PCR和细胞内DNA的复制都需要消耗能量 D．细胞中生命活动的能量都是由ATP直接提供 3．NTP家族由 ATP（三磷酸腺苷）、GTP（三磷酸鸟苷）、三磷酸尿苷（UTP）和 CTP（三磷酸胞苷）构成。它们的结构只是碱基不同，如图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α﹣γ表示磷酸基团（Pi）的位置。下列叙述错误的是（　　）    A．物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷 B．许多吸能反应与 ATP的水解反应相联系 C．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 D．CTP 中的胞苷（C）由胞嘧啶和脱氧核糖构成 4．细胞呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体后，被丙酮酸脱氢酶（PDH）催化生成二氧化碳和NADH。PDH的活性受代谢物和可逆磷酸化的双重调节。丙酮酸可抑制PDH激酶活性，而NADH则可抑制PDH磷酸酯酶活性，调节机制如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．丙酮酸的分解过程发生在线粒体内膜上 B．丙酮酸和NADH的作用效果均是使PDH失活 C．丙酮酸可促进ATP末端的磷酸基团移至PDH D．去磷酸化可导致PDH空间结构发生改变从而恢复PDH活性 5．如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～c表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是（    ）    A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中 B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生 C．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2 D．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中c为ATP 6．下列关于酶与ATP的叙述，正确的是（    ）。 A．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应 B．酶的形成需要消耗ATP，ATP的形成不需要酶的催化 C．冬季小白鼠体内酶的活性随环境温度的下降而降低 D．酶既能降低化学反应的活化能又能为底物提供能量 7．电鳐一次放电电压可达300-500V，足以把附近的鱼电死。据计算，1万条电鳐的电能聚集在一起，足够使1列电力机车运行几分钟。电鳐的发电需要消耗体内的ATP。如图是ATP的结构及合成与水解反应，下列相关叙述错误的是（    ） A．图2反应向右进行时，图1中的c特殊化学键断裂释放出能量和磷酸 B．电鳐细胞中图2反应向左进行时，所需的能量来源于细胞呼吸 C．ATP与ADP相互转化迅速，细胞中储存大量ATP以满足对能量的需求 D．图2反应向右进行时是放能反应，与其它吸能反应相关联 8．每年6月前后，当夜幕降临时，华南国家植物园的树林中常有成群萤火虫穿梭飞舞，宛若星河落入林间，雨后更显梦幻和浪漫。萤火虫利用发光向异性发出求偶信号，但驱蚊水、闪光灯会干扰萤火虫的繁殖过程。下列叙述正确的是（    ） A．萤火虫发光由细胞中的ADP直接提供能量 B．种群密度是萤火虫种群最基本的数量特征 C．水分对萤火虫种群来说，是一种密度制约因素 D．驱蚊水和闪光灯对萤火虫来说是行为信息 9．ATP是细胞的直接能源物质，ATP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，下图为ATP的结构式，下列相关叙述正确的是（　　） （注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理） A．ATP与ADP是同一种物质的两种不同存在形式 B．ATP末端磷酸基团（Pγ）转移，可为某些吸能反应供能 C．ATP的能量主要储存在腺苷与磷酸基团（Pa）之间的化学键中 D．剧烈运动时ATP被大量消耗，导致细胞中ATP/ADP的比值失衡 10．实际应用中， PCR技术并非以脱氧核苷酸为原料，而是以4种dNTP（脱氧核苷三磷酸，N可以为A、T、C、G中的一种）作为原料参与子链的延伸，其结构如下图。下列相关叙述正确的是（    ） A．若N为A，则图中的物质为ATP，能为细胞生命活动直接提供能量 B．dNTP作为原料的优点在于有两个特殊的化学键，水解可释放出大量能量 C．dNTP的γ位磷酸基团能够快速水解与合成，持续为PCR反应体系提供能量 D．用γ位32P标记的dNTP作为原料，可将32P标记到新合成的DNA分子上 11．当外界环境中的Na⁺浓度过高时，会破坏微生物细胞内的渗透压平衡，使其生长繁殖受阻甚至死亡。耐盐微生物在长期进化过程中形成了对抗盐胁迫的生理机制：通过离子转运调节Na⁺（如图，以质子电化学梯度为动力，将Na⁺转运到胞外）、K⁺（负责摄入K⁺的蛋白转运系统升高胞内K⁺浓度，其转运过程需要消耗ATP）等离子的外排、输入，以维持胞内各离子浓度的动态平衡。下列说法错误的是（    ） A．在高盐环境中，耐盐微生物的Na⁺外排属于主动运输 B．在一定范围内，升高胞内K⁺浓度可维持耐盐微生物细胞渗透压的平衡 C．质子泵转运H⁺需消耗ATP，导致细胞内的ADP含量大量减少 D．Na⁺-H⁺转运蛋白只运输图中的两种离子，因此该转运蛋白具有特异性 12．我国科学家将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，成功开发出监测动物体内ATP动态变化的传感器，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．ATP传感器的构建是通过蛋白质工程实现的 B．受体与ATP结合后构象改变，发出绿色荧光 C．ATP传感器对ATP的结构类似物应无反应 D．ATP与传感器上受体的结合应是不可逆的 二、非选择题 13．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图1所示，其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C的单体。这三种单体的结构可用图2或图3表示。请据图回答： (1)若A和B是细胞内携带遗传信息的物质，则X是 。若C为人体红细胞内运输氧气的物质，则其含有的微量元素是 。 (2)若图2是DNA的基本组成单位，则与RNA相比，其特有的碱基n是 （写名称）。若图2是ATP的一部分，则f代表 ，n代表腺嘌呤。 (3)若c的结构如图3所示，则连接两个c分子之间的化学键是 。C可以用 试剂检测，向煮沸的牛奶中加入该试剂 （填“会”或“不会”）出现紫色。C具有多样性的直接原因除与c的 有关，还与肽链的盘曲折叠方式及其所形成的空间结构有关。 (4)除了A、B、C之外，细胞内还有 （一种生物大分子），它可作为人和动物细胞内储能物质。在植物细胞中和其作用相同的物质是 ，它们都以 为骨架。 14．主动运输是由载体蛋白介导的物质逆电化学梯度（由浓度梯度和电位梯度共同形成）或浓度梯度运输的跨膜方式。根据能量来源的不同，可分为三种类型；ATP驱动泵、协同转运蛋白以及光驱动泵，相关结构及转运过程如下图。回答下列问题： (1)物质跨膜运输的方式取决于物质的性质以及细胞膜的结构，细胞膜的基本骨架是 ；图中主动运输过程体现了细胞膜具有 的功能特性。 (2)ATP驱动泵是ATP酶直接利用ATP水解的能量，实现离子或小分子物质跨膜运输的方式，ATP的结构简式为 ；在绿色植物叶肉细胞中该过程消耗的ATP来自 （填生理活动）；此过程体现了细胞膜上的蛋白质具有 功能。 (3)小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程伴随着Na+的吸收，该过程中为葡萄糖的运输直接提供驱动力的是Na+的电化学梯度，推测Na+在细胞膜内外的分布情况是 ，结合图示该方式属于 类型的主动运输。 (4)影响细菌细胞通过光驱动泵吸收氯离子速率的因素有 （写出两点）。 15．蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶，能使ATP上的磷酸基团转移并结合到蛋白质分子中某些特定氨基酸上，从而改变蛋白质的活性。在分子水平的激酶活性检测中，较为常用的方法是ADP一Glo发光法，通过检测激酶反应中生成ADP的量来反映激酶活性，该检测方法主要分为两个步骤。首先，在激酶反应后加入ADP一Glo试剂，终止激酶反应并耗尽剩余ATP；第二步，检测试剂将ADP还原成ATP，在荧光素酶的作用下，与荧光素反应发出荧光，主要过程如图所示。回答下列问题。 (1)在蛋白激酶作用下，ATP分子的 磷酸基团脱离下来与蛋白质结合。蛋白质磷酸化后活性改变，原因是 。 (2)进行检测时，先要耗尽激酶反应剩余的ATP，目的是 。根据检测结果可推测物质X是 ，生物膜系统中存在该物质的膜结构有 。 (3)ADP—Glo发光法可通过荧光信号的强度反映激酶活性，原理是 。 (4)有人提出：一定浓度的Hg2+会导致蛋白激酶失活。请设计实验对该观点进行验证，实验思路是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课练11 ATP ATP的化学组成和结构 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，γ位的磷酸基团因此最容易携带转移的“势能”与其他分子结合。 【特别提醒】区别以下图例中“A”的含义： ①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。 1、 ATP与ADP的相互转化及其在能量代谢中的作用 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在高能磷酸键中的能量 能量去路 储存在高能磷酸键中 用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 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。 2、 ATP与ADP相互转化过程中的能量来源和去路 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，分析原因：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。 在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“通货”的，由此说明：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。 必刷15题（12+3） 一、单选题 1．下列关于真核细胞内合成ATP的叙述，错误的是（    ） A．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP B．正常情况下，线粒体内膜上形成ATP时伴随着氧气的消耗 C．在绿色植物叶绿体内，形成ATP的过程需要光照 D．ADP与ATP相互转化，使细胞内ATP大量积累 【答案】D 【分析】1、ATP是细胞进行生命活动的直接能源物质，其结构简式是A-P~P~P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团，~代表高能磷酸键。 2、ATP和ADP的转化过程中：①能量来源不同：ATP水解释放的能量来自高能磷酸键的化学能、并用于生命活动，合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用；②场所不同：ATP水解在细胞的各处，ATP合成在线粒体、叶绿体或细胞质基质。 【详解】A、有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸都产生ATP，有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸的场所是细胞质基质，A正确； B、真核细胞内，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，正常情况下线粒体内膜形成ATP时伴随着氧气的消耗，B正确； C、绿色植物叶绿体内，光反应过程产生ATP，需要光照条件，C正确； D、ADP与ATP相互转化，使细胞内ATP和ADP的含量维持相对稳定，而不会大量积累，D错误。 故选D。 2．细胞的生命活动需要能量来驱动，下列关于能量的叙述错误的是（　　） A．水分子跨膜运输时，不管是否借助通道蛋白，都不消耗能量 B．糖类是主要的能源物质，而脂肪是良好的储能物质 C．PCR和细胞内DNA的复制都需要消耗能量 D．细胞中生命活动的能量都是由ATP直接提供 【答案】D 【分析】生物体内的主要能源物质是糖类，植物细胞内的主要的储能物质是淀粉，动物细胞内的主要储能物质是糖原，生物体内良好的储能物质是脂肪，直接的供能物质是ATP，能量的最终来源是太阳能。 【详解】A、水分子跨膜运输时为自由扩散和协助扩散，不管是否借助通道蛋白，都不消耗能量，A正确； B、糖类是生物体主要的能源物质，而脂肪是细胞内良好的储能物质，与糖类相比，同等质量脂肪氧化分解释放更多能量，B正确； C、PCR和体内DNA复制都需要模板、能量，C正确； D、细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，少数生命活动是由其他的高能磷酸化合物直接提供能量的，D错误。 故选D。 3．NTP家族由 ATP（三磷酸腺苷）、GTP（三磷酸鸟苷）、三磷酸尿苷（UTP）和 CTP（三磷酸胞苷）构成。它们的结构只是碱基不同，如图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α﹣γ表示磷酸基团（Pi）的位置。下列叙述错误的是（　　）    A．物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷 B．许多吸能反应与 ATP的水解反应相联系 C．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 D．CTP 中的胞苷（C）由胞嘧啶和脱氧核糖构成 【答案】D 【分析】ATP的结构式可简写成A-P～P～P，式中A代表腺苷，T代表3个，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。 【详解】A、ATP的结构式可简写成A-P～P～P，式中A代表腺苷，由腺嘌呤（A）和核糖（B），A正确； B、ATP的水解反应是放能反应，与之相联系的是吸收能量的反应，B正确； C、1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤（G）、核糖和磷酸，C正确； D、CTP中的胞苷（C）由胞嘧啶和核糖构成，D错误。 故选D。 4．细胞呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体后，被丙酮酸脱氢酶（PDH）催化生成二氧化碳和NADH。PDH的活性受代谢物和可逆磷酸化的双重调节。丙酮酸可抑制PDH激酶活性，而NADH则可抑制PDH磷酸酯酶活性，调节机制如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．丙酮酸的分解过程发生在线粒体内膜上 B．丙酮酸和NADH的作用效果均是使PDH失活 C．丙酮酸可促进ATP末端的磷酸基团移至PDH D．去磷酸化可导致PDH空间结构发生改变从而恢复PDH活性 【答案】D 【分析】有氧呼吸是在氧气充足的条件下，细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水的过程，发生在线粒体内膜上。 【详解】A、丙酮酸分解过程发生在线粒体基质中，A错误； B、丙酮酸可抑制PDH激酶活性，维持PDH活性状态，而NADH则可抑制PDH磷酸酯酶活性，使PDH失活，B错误； C、丙酮酸可抑制PDH激酶活性，而ATP水解过程需要PDH激酶的催化，同时伴随着ATP末端的磷酸基团移至PDH，可见丙酮酸可抑制ATP末端的磷酸基团移至PDH，C错误； D、PDH去磷酸化会恢复活性，即PDH去磷酸化过程引起的其空间结构发生的改变会导致其活性恢复，D正确。 故选D。 5．如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～c表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是（    ）    A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中 B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生 C．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2 D．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中c为ATP 【答案】C 【分析】题图分析，a～e表示的物质依次为丙酮酸、二氧化碳、[H]、O2和酒精；①～④表示的过程依次为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段（该过程在细胞质基质中完成），无氧呼吸的第二阶段（该过程在细胞质基质中完成），有氧呼吸的第三阶段（在线粒体内膜上完成），有氧呼吸的第二阶段（在线粒体基质中完成）。 【详解】A、②表示无氧呼吸的第二阶段，在细胞质基质中进行；④表示有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，A错误； B、图中物质c为[H]，它能在有氧呼吸、无氧呼吸过程中产生，B错误； C、①④③过程为分别为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2，C正确； D、图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中c为[H]，D错误。 故选C。 6．下列关于酶与ATP的叙述，正确的是（    ）。 A．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应 B．酶的形成需要消耗ATP，ATP的形成不需要酶的催化 C．冬季小白鼠体内酶的活性随环境温度的下降而降低 D．酶既能降低化学反应的活化能又能为底物提供能量 【答案】A 【分析】1、吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量，放能反应一般与ATP合成相联系。 2、ATP的形成和水解都是酶促反应。 3、恒温动物，体温恒定，体内酶活性不受外界环境温度的影响。 4、酶促反应的机理:降低化学反应的活化能 【详解】A、ATP水解释放的能量可以供给生命活动所需，如用于细胞内的吸能反应，A正确； B、酶是蛋白质或RNA，其形成过程需要消耗ATP，ATP的形成也需要酶的催化，B错误； C、小白鼠为恒温动物，体内酶活性不随环境温度的变化而变化，C错误； D、酶能够降低化学反应的活化能，但不能为底物提供能量，D错误。 故选A。 7．电鳐一次放电电压可达300-500V，足以把附近的鱼电死。据计算，1万条电鳐的电能聚集在一起，足够使1列电力机车运行几分钟。电鳐的发电需要消耗体内的ATP。如图是ATP的结构及合成与水解反应，下列相关叙述错误的是（    ） A．图2反应向右进行时，图1中的c特殊化学键断裂释放出能量和磷酸 B．电鳐细胞中图2反应向左进行时，所需的能量来源于细胞呼吸 C．ATP与ADP相互转化迅速，细胞中储存大量ATP以满足对能量的需求 D．图2反应向右进行时是放能反应，与其它吸能反应相关联 【答案】C 【分析】ATP 的结构简式是 A-P～P～P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自特殊的化学键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同：ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。 【详解】A、图2反应向右进行时，即ATP水解时，图1中远离腺苷的c化学键断裂释放出能量和磷酸基团，A正确； B、电鳐细胞中，图2反应向左进行时，即ATP合成时，所需的能量来自于细胞呼吸，B正确； C、细胞中ATP含量很少，但ATP与ADP相互转化迅速，以满足对能量的需求，C错误； D、图2反应向右进行时，即ATP水解，能释放能量，是放能反应，其释放的能量用于其他吸能反应，与其它吸能反应相关联，D正确。 故选C。 8．每年6月前后，当夜幕降临时，华南国家植物园的树林中常有成群萤火虫穿梭飞舞，宛若星河落入林间，雨后更显梦幻和浪漫。萤火虫利用发光向异性发出求偶信号，但驱蚊水、闪光灯会干扰萤火虫的繁殖过程。下列叙述正确的是（    ） A．萤火虫发光由细胞中的ADP直接提供能量 B．种群密度是萤火虫种群最基本的数量特征 C．水分对萤火虫种群来说，是一种密度制约因素 D．驱蚊水和闪光灯对萤火虫来说是行为信息 【答案】B 【分析】影响种群数量变化的因素分两类：一类是密度制约因素，即影响程度与种群密度有密切关系的因素，如食物、流行性传染病等；另一类是非密度制约因素，即影响程度与种群密度无关的因素，气候、季节、降水等的变化，影响程度与种群密度没有关系，属于非密度制约因素。 【详解】A、ATP是细胞中的直接能源物质，A错误； B、种群密度是种群数量的最基本特征，B正确； C、水分的影响程度与种群密度没有关系，属于非密度制约因素，C错误； D、驱蚊水通过气味起作用，是化学信息，闪光灯是通过光起作用，属于物理信息，D错误。 故选B。 9．ATP是细胞的直接能源物质，ATP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，下图为ATP的结构式，下列相关叙述正确的是（　　） （注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理） A．ATP与ADP是同一种物质的两种不同存在形式 B．ATP末端磷酸基团（Pγ）转移，可为某些吸能反应供能 C．ATP的能量主要储存在腺苷与磷酸基团（Pa）之间的化学键中 D．剧烈运动时ATP被大量消耗，导致细胞中ATP/ADP的比值失衡 【答案】B 【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，ATP分子的结构式可以简写成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。 【详解】A、ATP中末端磷酸基团（Pγ）被水解后，生成ADP。因此，ATP与ADP是两种物质，A错误； B、γ位的磷酸基团通过特殊化学键与ADP的磷酸基团（Pβ）连接形成ATP，该特殊化学键含很高能量。因此，当ATP末端磷酸基团（Pγ）转移时，特殊化学键断裂，释放的能量可为某些吸能反应供能，B正确； C、ATP的能量主要储存在磷酸基团（Pα）与磷酸基团（Pβ）、磷酸基团（Pβ）与磷酸基团（Pγ）之间的特殊化学键中，C错误； D、细胞中ATP与ADP的含量都保持相对稳定，当大量消耗ATP时，细胞也会大量产生ADP。因此，剧烈运动时ATP被大量消耗，不会导致细胞中ATP/ADP的比值失衡，D错误。 故选B。 10．实际应用中， PCR技术并非以脱氧核苷酸为原料，而是以4种dNTP（脱氧核苷三磷酸，N可以为A、T、C、G中的一种）作为原料参与子链的延伸，其结构如下图。下列相关叙述正确的是（    ） A．若N为A，则图中的物质为ATP，能为细胞生命活动直接提供能量 B．dNTP作为原料的优点在于有两个特殊的化学键，水解可释放出大量能量 C．dNTP的γ位磷酸基团能够快速水解与合成，持续为PCR反应体系提供能量 D．用γ位32P标记的dNTP作为原料，可将32P标记到新合成的DNA分子上 【答案】C 【分析】核苷三磷酸（NTP）是一种含有三个磷酸基团的核苷酸，由一个碱基、三个磷酸基团和一个核糖组成，脱去两个磷酸基团后可以作为RNA分子的合成原料；脱氧核苷三磷酸（dNTP）是一种含有三个磷酸基团的核苷酸，由一个碱基、三个磷酸基团和一个脱氧核糖组成，脱去两个磷酸基团后可以作为DNA分子的合成原料。 【详解】A、组成ATP中的五碳糖是核糖，而图中的五碳糖是脱氧核糖，故图中的物质不为ATP，A错误； B、dNTP有两个特殊的化学键，但只有远离A的特殊的化学键水解才可释放出大量能量，B错误； C、dNTP的γ位磷酸基团能够快速水解与合成，持续为PCR反应体系提供能量，C正确； D、参与合成DNA为位的P，故用γ位32P标记的dNTP作为原料，不可将32P标记到新合成的DNA分子上，D错误。 故选C。 11．当外界环境中的Na⁺浓度过高时，会破坏微生物细胞内的渗透压平衡，使其生长繁殖受阻甚至死亡。耐盐微生物在长期进化过程中形成了对抗盐胁迫的生理机制：通过离子转运调节Na⁺（如图，以质子电化学梯度为动力，将Na⁺转运到胞外）、K⁺（负责摄入K⁺的蛋白转运系统升高胞内K⁺浓度，其转运过程需要消耗ATP）等离子的外排、输入，以维持胞内各离子浓度的动态平衡。下列说法错误的是（    ） A．在高盐环境中，耐盐微生物的Na⁺外排属于主动运输 B．在一定范围内，升高胞内K⁺浓度可维持耐盐微生物细胞渗透压的平衡 C．质子泵转运H⁺需消耗ATP，导致细胞内的ADP含量大量减少 D．Na⁺-H⁺转运蛋白只运输图中的两种离子，因此该转运蛋白具有特异性 【答案】C 【分析】主动运输需要载体和能量，逆梯度进行；协助扩散需要转运蛋白，不需要能量，顺梯度进行。ATP在细胞内能与ADP快速转化，从而保证生命活动的正常进行。 【详解】A、在高盐环境中，耐盐微生物的Na⁺外排是逆态度进行的，需要消耗质子电化学梯度产生的势能，属于主动运输，A正确； B、在一定范围内，升高胞内K⁺浓度可提高胞内渗透压，从而维持耐盐微生物细胞渗透压的平衡，B正确； C、由图可知，质子泵转运H⁺需消耗ATP，由于ATP在细胞内能与ADP快速转化，所以细胞内的ADP含量不会大量减少，C错误； D、Na⁺-H⁺转运蛋白只运输图中的两种离子，而不能运输其他离子，因此该转运蛋白具有特异性，D正确。 故选C。 12．我国科学家将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，成功开发出监测动物体内ATP动态变化的传感器，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．ATP传感器的构建是通过蛋白质工程实现的 B．受体与ATP结合后构象改变，发出绿色荧光 C．ATP传感器对ATP的结构类似物应无反应 D．ATP与传感器上受体的结合应是不可逆的 【答案】D 【分析】分析题图可知，ATP受体与cpEGFP融合后与ATP结合，cpEGFP发出绿色荧光，可据此监测动物体内ATP动态变化。 【详解】A、将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，该过程依赖蛋白质工程技术，需要通过设计相应的氨基酸序列来改造相关基因，A正确； B、由题图可知，ATP与ATP受体结合后构象改变，与之融合的cpEGFP发出绿色荧光，B正确； C、ATP传感器能监测动物体内ATP动态变化，与受体的特异性有关，故对ATP的结构类似物应无反应，C正确； D、ATP传感器监测动物体内ATP动态变化，说明ATP与传感器上受体的结合应是可逆的，D错误。 故选D。 二、非选择题 13．生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图1所示，其中X、Y代表元素，a、b、c是组成A、B、C的单体。这三种单体的结构可用图2或图3表示。请据图回答： (1)若A和B是细胞内携带遗传信息的物质，则X是 。若C为人体红细胞内运输氧气的物质，则其含有的微量元素是 。 (2)若图2是DNA的基本组成单位，则与RNA相比，其特有的碱基n是 （写名称）。若图2是ATP的一部分，则f代表 ，n代表腺嘌呤。 (3)若c的结构如图3所示，则连接两个c分子之间的化学键是 。C可以用 试剂检测，向煮沸的牛奶中加入该试剂 （填“会”或“不会”）出现紫色。C具有多样性的直接原因除与c的 有关，还与肽链的盘曲折叠方式及其所形成的空间结构有关。 (4)除了A、B、C之外，细胞内还有 （一种生物大分子），它可作为人和动物细胞内储能物质。在植物细胞中和其作用相同的物质是 ，它们都以 为骨架。 【答案】(1) N和P Fe (2) 胸腺嘧啶 核糖 (3) 肽键 双缩脲 会 数目、种类、排列顺序 (4) 糖原 淀粉 碳链 【分析】一分子ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成。蛋白质具有多样性的原因有两个方面：氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；肽链的盘曲折叠方式及其所形成的空间结构不同。 【详解】（1）细胞内携带遗传信息的物质是核酸，核酸的组成元素是C、H、O、N、P，故X表示N和P；人体红细胞内运输氧气的物质是血红蛋白，血红蛋白含有的微量元素是Fe。 （2）DNA含有的碱基有A、T、C、G、RNA含有的碱基有A、U、C、G，则与RNA相比，其特有的碱基n是T胸腺嘧啶；一分子ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成，则f代表核糖，n代表腺嘌呤。 （3）c为氨基酸的结构简式，连接氨基酸的化学键是肽键，c氨基酸脱水缩合形成C蛋白质，C蛋白质可用双缩脲试剂检测，煮沸的牛奶失去空间结构，但肽键并没有被破坏，故煮沸的牛奶依然可以与双缩脲试剂反应生成紫色络合物。C蛋白质具有多样性的原因有：氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；肽链的盘曲折叠方式及其所形成的空间结构不同。 （4）细胞中生物大分子有核酸、蛋白质、多糖。可作为人和动物细胞内储能物质的多糖是糖原。在植物细胞中淀粉也作为储能物质，生物大分子以碳链为基本骨架。 14．主动运输是由载体蛋白介导的物质逆电化学梯度（由浓度梯度和电位梯度共同形成）或浓度梯度运输的跨膜方式。根据能量来源的不同，可分为三种类型；ATP驱动泵、协同转运蛋白以及光驱动泵，相关结构及转运过程如下图。回答下列问题： (1)物质跨膜运输的方式取决于物质的性质以及细胞膜的结构，细胞膜的基本骨架是 ；图中主动运输过程体现了细胞膜具有 的功能特性。 (2)ATP驱动泵是ATP酶直接利用ATP水解的能量，实现离子或小分子物质跨膜运输的方式，ATP的结构简式为 ；在绿色植物叶肉细胞中该过程消耗的ATP来自 （填生理活动）；此过程体现了细胞膜上的蛋白质具有 功能。 (3)小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程伴随着Na+的吸收，该过程中为葡萄糖的运输直接提供驱动力的是Na+的电化学梯度，推测Na+在细胞膜内外的分布情况是 ，结合图示该方式属于 类型的主动运输。 (4)影响细菌细胞通过光驱动泵吸收氯离子速率的因素有 （写出两点）。 【答案】(1) 磷脂双分子层 选择透过 (2) A-P~P~P 细胞呼吸 催化和运输 (3) 膜外浓度高于膜内 协同转运蛋白 (4)光照的强弱、光的颜色（或波长）、光驱动泵的多少 【分析】被动运输：①自由扩散（与膜内外物质的浓度差有关）：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。②协助扩散（影响因素：浓度差、载体）：需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，不需要载体协助，不消耗能量。主动运输：物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时消耗能量，这种方式叫主动运输。①物质从高浓度到低浓度，需要载体蛋白协助，是协助扩散。②物质从高浓度到低浓度，直接穿过细胞膜，是自由扩散。③物质从低浓度到高浓度，需要载体蛋白协助，需要消耗ATP，是主动运输。 【详解】（1）细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层；主动运输过程体现的细胞膜功能特性是选择透过性。 （2）ATP的结构简式为A-P~P~P；在绿色植物叶肉细胞中主动运输消耗的ATP来自细胞呼吸；由题意可知，ATP驱动泵既有ATP酶的功能，又有转运蛋白的功能，体现了细胞膜上的蛋白质具有催化和运输功能。 （3）由于Na+的电化学梯度可为葡萄糖的转运提供能量，推测Na+从细胞外流入细胞内是顺浓度梯度的，该方式属于主动运输中的协同转运蛋白类型。 （4）光驱动泵的能量来源是光照，因此影响细菌细胞通过光驱动泵吸收氯离子速率的因素有光照的强弱﹑光的颜色（或波长）光驱动泵（载体蛋白）的多少。 15．蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶，能使ATP上的磷酸基团转移并结合到蛋白质分子中某些特定氨基酸上，从而改变蛋白质的活性。在分子水平的激酶活性检测中，较为常用的方法是ADP一Glo发光法，通过检测激酶反应中生成ADP的量来反映激酶活性，该检测方法主要分为两个步骤。首先，在激酶反应后加入ADP一Glo试剂，终止激酶反应并耗尽剩余ATP；第二步，检测试剂将ADP还原成ATP，在荧光素酶的作用下，与荧光素反应发出荧光，主要过程如图所示。回答下列问题。 (1)在蛋白激酶作用下，ATP分子的 磷酸基团脱离下来与蛋白质结合。蛋白质磷酸化后活性改变，原因是 。 (2)进行检测时，先要耗尽激酶反应剩余的ATP，目的是 。根据检测结果可推测物质X是 ，生物膜系统中存在该物质的膜结构有 。 (3)ADP—Glo发光法可通过荧光信号的强度反映激酶活性，原理是 。 (4)有人提出：一定浓度的Hg2+会导致蛋白激酶失活。请设计实验对该观点进行验证，实验思路是 。 【答案】(1) 末端 蛋白质的空间结构发生变化 (2) 保证检测的ATP完全是由激酶反应生成的 ADP合成的ATP合成酶 线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜 (3)激酶反应中生成ADP的量可反映激酶活性，检测试剂可将这些ADP转化为ATP，ATP与荧光素反应最终发出荧光，所以荧光信号强度与激酶活性呈正相关 (4)将一定量的蛋白激酶均分为两组，一组用一定浓度的Hg2+处理，另一组不处理。激酶反应一段时间后，检测两组蛋白激酶的活性 【分析】磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下，其氨基酸的羟基被磷酸基团取代，变成有活性有功能的蛋白质。 【详解】（1）ATP结构式是：A-P～P～P，远离A的那个特殊化学键很容易水解，在蛋白激酶作用下，ATP分子中末端的磷酸基团转移到蛋白质上。结构决定功能，蛋白质被磷酸化后空间结构发生变化，因此蛋白质磷酸化后活性改变。 （2）通过检测ATP含量来检测蛋白激酶的活性，进行检测时，需耗尽激酶反应剩余的ATP，目的是保证检测的ATP完全是由激酶反应生成的，避免干扰实验结果。据图可知，检测试剂将ADP还原成ATP，所以物质X是ATP合成酶。ATP的产生场所是细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜，因此生物膜系统中存在该物质的膜结构有线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜。 （3）激酶反应中生成ADP的量可反映激酶活性，检测试剂可将这些ADP转化为ATP，ATP与荧光素反应最终发出荧光，所以荧光信号强度与激酶活性呈正相关，因此ADP—Glo发光法可通过荧光信号的强度反映激酶活性。 （4）为了研究一定浓度的Hg2+会导致蛋白激酶失活，实验的自变量为是否用Hg2+处理，因变量为蛋白激酶的活性，故实验思路如下：将一定量的蛋白激酶均分为两组，一组用一定浓度的Hg2+处理，另一组不处理，然后用ADP-Glo检测两组蛋白激酶的活性，若Hg2+处理组蛋白激酶的活性低于对照组，则说明一定浓度的Hg2+会导致蛋白激酶失活。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$