第3单元 第2课时 细胞的能量“货币”ATP-【优化探究】2025年高考生物一轮复习高考总复习配套课件（人教版2019 单选）

细胞的能量供应和利用 第三单元 第2课时　细胞的能量“货币”ATP [课标要求]　解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 内容索引 NEIRONGSUOYIN ATP的结构 ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用 考点二 考点一 课时作业 巩固训练 高考演练 素能提升 课堂落实——10分钟自纠自查 ATP的结构 考点一 归纳 梳理必备知识 1．ATP的结构 C、H、O、N、P A－P～P～P　 腺苷　 腺苷 腺嘌 呤核糖核苷酸 ADP　 ATP　 特殊的化 学键 2．拓展：(1)ATP与核苷酸的关系 (2)明确不同化合物中“A”的含义 腺嘌呤　 核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 拓展 深挖教材细节 如图表示ATP的结构式，图中α、β、γ分别表示ATP中的三个磷酸基团。 (1)据ATP的结构式分析，ATP的组成元素有哪些？含有几个磷酸基团？ 提示：ATP的组成元素为C、H、O、N、P；含有3个磷酸基团。 (2)为什么ATP中远离A端的特殊化学键不稳定？ATP怎样实现能量的转移？ 提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 (3)ATP中的“A”与碱基中的“A”是同一种物质吗？ 提示：不是。在ATP中，“A”代表腺苷（腺嘌呤＋核糖）；在碱基中，“A”代表腺嘌呤。 (4)如果β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和γ位的磷酸基团都从ATP脱离，形成腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一。 突破 强化关键能力 1．将32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，如图表示ATP的结构。下列叙述错误的是(　　) 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 A ①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的，A错误；④和⑤之间化学键的形成需要吸收能量，故其总与放能反应相关联，B正确；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，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。 2．（2024·广东中山模拟）脱氧腺苷三磷酸(dATP)和腺苷三磷酸(ATP)的结构类似，二者在组成上的差异在于前者含有脱氧核糖，后者含有核糖。下列相关叙述正确的是(　　) A．细胞内的直接能源物质只有dATP和ATP B．dATP和ATP在细胞内都在生物膜上合成 C．肌肉细胞内的dATP和ATP含量明显高于口腔上皮细胞 D．dATP和ATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分是核酸的合成原料 D 细胞内的直接能源物质除了dATP和ATP，还有dGTP、dTTP、dCTP、GTP、CTP和UTP等，A错误；ATP的合成场所有线粒体内膜、线粒体基质、叶绿体类囊体膜、细胞质基质，B错误；肌肉细胞和口腔上皮细胞内的dATP和ATP含量都很少，C错误；dATP和ATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，依次是DNA和RNA的合成原料，D正确。 ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用 考点二 归纳 梳理必备知识 1．ATP和ADP的相互转化 细胞质基质、线粒体、 叶绿体　 光能　 特殊化学键 2．ATP的利用 (1)ATP利用的实例 (2)ATP为主动运输供能的过程 末端磷酸基团　 空间结构 空间结构　 水解　 合成 3．拓展：蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化 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。 拓展 深挖教材细节 1．氰化钾是阻止人体内新的ATP合成的毒药，人中毒后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2～6 mg，但一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48 kg。 (1)以上资料说明了ATP有什么特点？ 提示：ATP的特点是在生物体内含量少，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。 (3)ATP与ADP的相互转化是不是可逆反应？请分析原因。 提示：不是。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．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：________________________________________________ __________。 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 突破 强化关键能力 1．磷酸肌酸(CP)是一种存在于肌细胞中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可以相互转化。细胞在急需供能时，在酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸(C)，这样可以在短时间内维持细胞中ATP含量的相对稳定。下列叙述错误的是(　　) A．磷酸肌酸转移磷酸基团的过程是放能反应 B．磷酸肌酸是能量的一种储存形式，但不能直接为肌肉细胞供能 C．剧烈运动时，肌细胞中磷酸肌酸与肌酸含量的比值会有所升高 D．磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相关联 C 磷酸肌酸能在酶的催化下，将其磷酸基团转移至ADP分子上，生成ATP，故磷酸肌酸转移磷酸基团是放能反应，A 正确；磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能，直接能源物质是ATP, B 正确；剧烈运动时，消耗ATP加快，ADP转化为ATP的速率也加快，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，产生肌酸，导致磷酸肌酸和肌酸含量的比值会有所下降，C错误；据题干可知，磷酸肌酸(CP)＋ADP→ATP＋肌酸(C), 故磷酸肌酸和肌酸的相互转化与 ATP和ADP的相互转化相关联，D正确。 2．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示。形成有活性蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程，形成无活性蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是(　　) A．蛋白质去磷酸化过程是一个放能的过 程，释放的能量有一部分可用于合成ATP B．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质磷酸化 C.蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质空间结构的变化来实现的 D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系 A 分析题图可知，蛋白质去磷酸化过程没有产生ATP，A错误；ATP中远离腺苷的磷酸基团被释放后，使无活性蛋白质磷酸化形成有活性蛋白质，B正确；结构决定功能，蛋白质活性的改变可能是通过蛋白质空间结构的变化来实现的，C正确；蛋白质磷酸化过程吸收ATP水解释放的能量，使ATP变为ADP，故蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，D正确。 归纳总结 细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 高考演练 素能提升 2 3 1 1．（2022·浙江1月卷，3）下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(　　) A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键 C．在水解酶的作用下不断地合成和水解 D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 D 1分子的ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是一种特殊的化学键，B错误；ATP在水解酶的作用下水解成ADP和磷酸基团，在合成酶的作用下ADP和磷酸基团吸收能量合成ATP，C错误；吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP，D正确。 2 3 1 2．（2021·北京卷，1）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是(　　) A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成 C.胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量 2 3 1 B ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。 2 3 1 3．（2021·海南卷，14）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　) A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 2 3 1 B 根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”可知，32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 2 3 1 课堂落实——10分钟自纠自查 一、易错易混诊断 1．ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。(　　) 2．ATP含有3个特殊化学键，但是只有一个特殊化学键会发生断裂。 (　　) 3．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞中ATP的合成远多于ATP的水解。 (　　) 4．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(　　) × × × × 二、情境长句设问 近年来的研究表明，ATP不仅存在于细胞内部，而且广泛存在于动物和植物细胞外基质之中，称为eATP，eATP是细胞内的ATP通过胞吐等途径分泌到细胞外的。eATP作为一种信使分子，通过特定的信号转导机制参与细胞代谢、生长和发育过程的调控。回答下列问题。 (1)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP水解直接提供能量的，但细胞内ATP的含量却能基本保持稳定，原因是____________________ ______________________________________。 ATP与ADP之间存在相互转化，且这种转化处于动态平衡之中 (1)细胞内ATP的含量基本保持稳定，原因是ATP与ADP之间是相互转化的，且这种转化处于动态平衡之中。 (2)为探究eATP浓度对细胞胞吞的调节作用，某生物小组用特殊荧光染料对正常生长状态下的胡杨细胞的细胞膜进行染色（已知正常生长状态下的胡杨细胞能进行胞吞）；再用不同浓度的eATP进行分组实验；一段时间后，检测各组细胞内囊泡的相对荧光强度，实验结果如表所示。 eATP浓度/(mol·L-1) 0 50 200 400 相对荧光强度 1.00 1.00 0.74 0.62 正常生长状态下的胡杨细胞的细胞膜上存在能与eATP结合的　　　　；分析表中结果，可以得出的结论是________________________________ ____________________________________________________________________________。 受体 低浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞无影响，高浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞起抑制作用，且浓度越高，抑制作用越明显 (2)胞吞过程中物质要先与细胞膜上受体结合，所以正常生长状态下的胡杨细胞的细胞膜上存在能与eATP结合的相应受体。囊泡的相对荧光强度反映了胞吞的强弱，分析题表数据，eATP浓度为50 mol·L-1时，对胡杨细胞的胞吞无影响，浓度为200 mol·L-1时对胡杨细胞的胞吞起抑制作用，浓度为400 mol·L-1时抑制作用增强，说明低浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞无影响，高浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞起抑制作用，且浓度越高，抑制作用越明显。 课时作业 巩固训练 44 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 一、选择题 1．ATP被称为生物体的能量“货币”，下列叙述正确的是(　　) A．ATP中的“A”代表的是碱基腺嘌呤 B．细胞质和细胞核中都有ATP的分布 C．ATP合成需要的能量由磷酸来提供 D．ATP水解一般与放能反应相联系 14 15 13 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ATP中的“A”表示腺苷，A错误；细胞质和细胞核中的生命活动需要ATP提供能量，所以都有ATP的分布，B正确；ATP合成所需的能量由光能转化或有机物分解提供，即来源于光合作用和呼吸作用，C错误；吸能反应一般与ATP的水解相联系，D错误。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 2．下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是(　　) A．水分子进入根毛细胞 B．肺泡中的氧气进入血液 C．肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞 D．胰腺细胞分泌胰岛素 14 15 13 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ADP的含量增加时会消耗ATP，水分子进入细胞的方式为协助扩散和自由扩散，肺泡中的氧气进入血液、肠道中甘油进入小肠上皮细胞均为自由扩散，不需要消耗能量，不能使细胞内ADP的含量增加，A、B、C错误；胰岛素的化学本质为蛋白质，胰腺细胞分泌胰岛素的方式是胞吐，需要消耗ATP水解提供的能量，能使细胞内ADP的含量增加，D正确。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 3．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，如图是“ATP­ADP循环”示意图，其中①和②表示过程。下列叙述正确的是(　　) A．①过程的能量全部来自化学能 B．②过程的完成需要有水参与 C．植物叶肉细胞中发生过程①的结构是线粒体和叶绿体 D．ADP再脱离一个磷酸基团后，可以作为构成 DNA 的原料 14 15 13 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ①过程表示ATP的合成过程，光反应合成ATP所需能量 来自光能，细胞呼吸合成ATP所需能量来自化学能，A 错误；②过程表示ATP的水解过程，该过程有水消耗， 同时释放能量供给各项耗能的生命过程，B正确；①过 程表示ATP的合成过程，植物叶肉细胞中能发生过程①的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C错误；ADP再脱离一个磷酸基团后，成为腺嘌呤核糖核苷酸，可以作为构成RNA的原料，D错误。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 4．如图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图。据图判断，下列有关叙述正确的是(　　) A．甲为ADP，大肠杆菌体内ATP→甲过程发生在线粒体中 B．胰岛素的分泌过程会使细胞中ADP的含量增加 C．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 D．催化甲→ATP过程的酶与酶1相同 14 15 13 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 大肠杆菌是原核生物，细胞中不含线粒体，A错误；胰岛素通过胞吐的方式分泌出细胞，需要耗能，这一过程会使ATP水解增多，产生ADP增多，B正确；由于ATP中两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得该特殊化学键不稳定，C错误；酶具有专一性，催化甲→ATP过程的酶与ATP→甲的酶不同，D错误。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 5．（2024·河北衡水一模）ATP是细胞内的能量“货币”。如图表示ATP为Ca2+主动运输供能的过程，ATP分子末端磷酸基团脱离后与载体蛋白结合从而发生载体蛋白的磷酸化，载体蛋白的空间结构发生变化，活性也会改变。下列相关分析正确的是(　　) A．载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发 生变化，该过程没有伴随着能量的转移 B．Ca2+通过Ca2+泵的跨膜运输是顺浓度 梯度进行的，加入蛋白质变性剂会降低 Ca2+泵跨膜运输Ca2+的速率 C．运输Ca2+过程中载体蛋白的转运活性保持不变 D．图中的载体蛋白既能运输Ca2+也能催化ATP水解 14 15 13 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ATP分子末端磷酸基团脱离下来与载 体蛋白结合，发生载体蛋白的磷酸化， 这一过程伴随着能量的转移，A错误； Ca2+通过Ca2+泵需要ATP提供能量，故 跨膜运输方式是主动运输，是逆浓度梯度进行的，Ca2+泵的化学本质是蛋白质，加入蛋白质变性剂会降低Ca2+泵跨膜运输Ca2+的速率，B错误；载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外，因而运输Ca2+过程中载体蛋白的转运活性会发生改变，C错误；由题图可知，参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，既能运输Ca2+也能催化ATP水解供能，D正确。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 6．ATP快速荧光检测仪是基于萤火虫发光原理，利用“荧光素—荧光素酶体系”与ATP发生反应产生光，再根据发光强弱来估测微生物残留量。下列说法错误的是(　　) A．萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所 B．荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量 C．ATP为上述荧光素酶催化荧光素的反应提供能量 D．细胞中储存了大量ATP为细胞的生命活动提供能量 14 15 13 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸能产生大量ATP，A正确；ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，各种微生物或细胞中均有ATP，所以荧光检测仪可以用于检测酸奶制品中乳酸菌等厌氧型微生物的残留量，B正确；ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，能为荧光素酶催化荧光素提供能量，C正确；ATP在细胞内含量较少，D错误。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 7．氧化磷酸化是指有机物在氧化分解过程中释放能量并产生水、驱动ATP合成的过程。下列叙述正确的是(　　) A．仅有真核细胞能进行氧化磷酸化 B．该过程是细胞内ATP的主要来源 C．人体成熟红细胞中ATP主要通过氧化磷酸化合成 D．氧化磷酸化将有机物氧化分解产生的大部分能量用来合成ATP 14 15 13 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 某些原核细胞含有有氧呼吸酶，能进行氧化磷酸化（有氧呼吸）过程，A错误；氧化磷酸化（有氧呼吸）是细胞内ATP的主要来源，B正确；人体成熟红细胞中ATP来源于无氧呼吸，C错误；氧化磷酸化将有机物氧化分解产生的少部分能量用来合成ATP，大部分能量以热能的形式散失，D错误。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 8．在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是(　　) A．④和②　　　　　　　 B．②和③ C．③和④ D．⑤和⑥ 14 15 13 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 由题图可知，④为RNA链，其中“○”为腺嘌呤核糖核苷酸，②为DNA的基本单位，其中的“○”是腺嘌呤碱基，二者含义不同，A错误；由题图可知，②为DNA的基本单位，其中的“○”是腺嘌呤碱基，③为DNA分子，其中的“○”是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，二者含义不同，B错误；由题图可知，③为DNA分子，其中的“○”是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，④为RNA链，其中的“○”是腺嘌呤核糖核苷酸，二者含义不同，C错误；由题图可知，⑤为ATP的结构简式，其中的“○”是腺苷（由一个腺嘌呤和一个核糖构成），⑥为RNA的基本单位，其中的“○”也是一个腺嘌呤和一个核糖构成的腺苷，二者含义相同，D正确。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 9．（2024·浙江杭州一模）细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP。ATP是NTP家族中的一员，dATP是dNTP家族中的一员。每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下列相关叙述错误的是(　　) A．ATP和dATP的区别只在于五碳糖不同 B．dNTP彻底水解的产物中可能含尿嘧啶 C．ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP D．NTP和dNTP都能作为直接能源物质 14 15 13 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核苷酸，即ATP和dATP的区别在于五碳糖不同，A正确；dNTP彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和碱基，该碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶，但一定不是尿嘧啶，B错误；ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP，同时释放大量的能量，C正确；NTP和dNTP的结构中都含有特殊的化学键，二者均能作为直接能源物质，D正确。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 10．（2024·湖南长沙一模）除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白质合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的。物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸：ATP＋UDP→ADP＋UTP。下列叙述正确的是(　　) A．生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能 B．有氧呼吸也能产生其他核苷三磷酸 C．作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在磷酸基团中 D．各种物质的吸收均依靠ATP供能 14 15 13 A 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 分析题意可知，除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，故生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能，A正确；据题可知，UTP、CTP或GTP分子中的特殊化学键不是直接由物质氧化获能产生的，故有氧呼吸不能直接产生其他核苷三磷酸，B错误；作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在特殊的化学键中，不是在磷酸基团中，C错误；除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，因此各种物质的吸收并非都依靠ATP供能，且有些物质的吸收是被动运输，不消耗能量，D错误。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 11．关于ATP释放机制存在两种解释：其一是ATP同分泌蛋白一样通过囊泡释放；其二是ATP通过某种通道介导释放。科学家研究发现PXL通道蛋白可以在红细胞膜上形成通道且可介导ATP释放。下列叙述正确的是(　　) A．ATP分子内的特殊化学键都水解断裂为细胞主动运输提供能量 B．哺乳动物血液中的成熟红细胞内没有PXL通道蛋白表达有关的基因 C．若ATP的释放方式同分泌蛋白一样，则不需要考虑浓度差也不消耗能量 D．若ATP通过红细胞膜的PXL通道蛋白介导释放，即可推断该运输方式属于主动运输 14 15 13 B 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 主动运输是一种逆浓度梯度的运输方式，需要消耗能量，可由ATP分子内远离腺苷的特殊化学键断裂供能，A错误；哺乳动物血液中的成熟红细胞内DNA已经解体，因此没有PXL通道蛋白表达有关的基因，B正确；分泌蛋白的释放是胞吐过程，需要消耗能量，C错误；通道蛋白介导的运输方式是协助扩散，D错误。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 12．当细胞膜内侧的Ca2+与其在细胞膜上的载体蛋白结合时，该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化。磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变，将Ca2+释放到膜外。下列有关叙述正确的是(　　) A．使用呼吸抑制剂不会影响Ca2+的跨膜运输 B．Ca2+载体蛋白磷酸化后空间结构发生变化，但活性未改变 C．Ca2+载体蛋白磷酸化时，伴随放能反应的发生 D．可将该Ca2+载体蛋白视为一种能催化ATP水解的酶 14 15 13 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 Ca2+的跨膜运输方式为主动运输，使用呼吸抑制剂会影响Ca2+的跨膜运输，A错误；被活化的Ca2+载体蛋白水解ATP，ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化，后者的空间结构发生变化，活性也被改变，B错误；Ca2+载体蛋白磷酸化时，ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，说明伴随ATP的水解，有吸能反应的发生，C错误；该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，可将该Ca2+载体蛋白视为一种能催化ATP水解的酶，D正确。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 二、非选择题 13．（2024·辽宁沈阳模拟）在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，其分子结构简式如图1所示。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (1)从ATP的分子结构简式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是　　　　　　　　　。 14 15 13 腺嘌呤核糖核苷酸 (1)ATP分子去掉两个磷酸基团后的剩余部分是一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基（腺嘌呤）组成的化合物，即腺嘌呤核糖核苷酸。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上，某同学参加100 m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示，试回答由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明　　　　　　　　　　　　　　　　　。 14 15 13 ATP的生成和分解是同时进行的 (2)肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的生成和分解是同时进行的，ATP和ADP在体内迅速转化。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (3)某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。 ①必须待离体肌肉自身的　　　　　消耗之后，才能进行实验。 ②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加　　　　　　（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”），观察　　　　　　与否以后，再滴加 　　　　　（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”）。 14 15 13 ATP 葡萄糖溶液　 肌肉收缩　 ATP溶液 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果是否可靠？　　　　，原因是___________________________________________________________________________________________________。 14 15 13 不可靠 如果外源ATP 尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (3)①必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后，才能进行实验，排除原有ATP对实验结果的影响。 ②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉收缩与否以后，再滴加ATP溶液，目的是验证ATP才是直接能源物质。 ③如果将上述顺序颠倒，实验结果不可靠，原因是如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 14．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，在蛋白激酶的作用下，ATP可将某些蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内一系列反应的进行（机理如图所示），回答下列有关问题。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (1)水稻叶肉细胞中合成ATP的能量来自　　　　　　　　　　（生理过程）。ATP为主动运输供能的过程实质上就是载体蛋白　　　　的过程。 14 15 13 细胞呼吸和光合作用　 磷酸化 (1)水稻是绿色植物，能够进行光合作用和呼吸作用，故水稻细胞中合成ATP的能量来自细胞呼吸和光合作用；ATP为主动运输供能的过程实质上就是载体蛋白磷酸化的过程。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)正常细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于 　　　　　中。这种功能机制在所有生物的细胞内都是一样的，体现了　　　　　　　　　。 14 15 13 动态平衡　 生物界的统一性 (2)正常细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停进行的，处于动态平衡中；这种功能机制在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (3)荧光素酶催化荧光素与氧气发生反应的原理是　　　　　　　　　　，与无机催化剂相比具有　　　性。 14 15 13 降低化学反应的活化能　 高效 (3)酶作用的机理是降低化学反应的活化能，与无机催化剂相比具有高效性，即酶降低化学反应活化能的效果更显著。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 15．白念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道黏膜中的真菌，当机体免疫功能下降时，菌丝大量生长，侵入细胞引起疾病。V蛋白具有ATP酶活性，对菌丝形成有重要作用。为研究药物D（一种ATP酶抑制剂）的作用，科研人员进行了如下实验。 (1)白念珠菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白念珠菌具有________________________。 V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子　　　　　　中的能量被释放出来，同时产生无机磷。 14 15 13 以核膜为界限的细胞核 特殊化学键 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (1)根据题干信息可知，白念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道黏膜中的真菌，属于真核生物，而大肠杆菌属于原核生物，两者在细胞结构上最主要的区别是白念珠菌具有以核膜为界限的细胞核。V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子特殊化学键中的能量被释放出来，同时产生无机磷。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)为研究不同浓度药物D对V蛋白的作用，科研人员将V蛋白与反应缓冲液混合，实验组加入用DMSO溶解的不同浓度的药物D溶液，室温孵育10 min之后向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30 min。再向反应体系中加入孔雀绿试剂（可与无机磷反应呈现绿色），定量分析反应体系的绿色深浅，得到如图所示结果。 14 15 13 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 ①本实验中测定的绿色深浅，可反映出　　　　　的量，从而得到V蛋白活性。 ②本实验以对照组数据作为V蛋白活性相对值1，对照组的处理是将V蛋白与反应缓冲液混合，加入等量DMSO溶液，室温孵育10 min，向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30 min。 ③实验结果说明________________________________________________ ________________。 14 15 13 ATP水解 药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 (2)①根据题干信息可知，反应体系中加入的孔雀绿试剂可与无机磷反应呈现绿色，而无机磷是ATP水解为ADP时产生的，因此本实验中测定的绿色深浅，可反映出ATP水解的量，从而得到V蛋白活性。 ③据图分析，随着药物D浓度的增加，V蛋白活性的相对值先缓慢下降，后快速降低，说明药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强。 14 15 13 $$