2025届高考生物人教版一轮复习特训： 细胞的能量“货币”ATP

2025届高考生物人教版一轮复习特训 细胞的能量“货币”ATP 一、单选题 1．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。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的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，不正确的是( ) A.蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应，释放的能量有一部分可循环用于合成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 2．ATP是细胞的能量“货币”。下列有关ATP的叙述，错误的是( ) A.ATP中的A代表腺苷，即腺嘌呤和核糖 B.细胞质和细胞核中都有ATP的分布 C.ATP转化为ADP可为主动运输供能 D.ATP的水解与放能反应有关，ATP的合成与吸能反应有关 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 4．可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对熟食样品中活菌含量进行检测，最关键的原理是活菌研磨液中含有ATP，具体如图所示。下列说法错误的是( ) A.ATP中末端磷酸基团具有较高的转移势能 B.实验中测定的荧光强度与ATP消耗量呈正相关，与细菌数目呈正相关 C.用该检测法检测样品中微生物时需在无氧条件下进行 D.荧光素发光的过程中涉及化学能转化为光能 5．ATP是生命活动的直接能源物质。下列关于人体运动过程中ATP的叙述，正确的是( ) A.与安静状态相比，细胞内ATP的含量显著降低 B.ATP释放的能量来自于连接腺苷的高能磷酸键 C.运动过程中肌肉收缩既有ATP水解又有ATP合成 D.合成ATP的场所包括细胞溶胶、线粒体和叶绿体 6．在刚失去收缩功能的离体肌肉上滴加ATP溶液，肌肉很快发生明显的收缩，下列关于ATP的叙述正确的是( ) A.ATP是肌肉细胞能直接利用的一种糖类 B.由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 C.分子中与磷酸基团相连接的化学键都是高能磷酸键 D.剧烈运动时体内ATP会因大量消耗出现显著下降 7．摘取若干萤火虫的发光器，干燥研成粉末，分两等份分别装入试管中，再加入等量水混合，可以观察到两试管均发出荧光。约过15min荧光消失，再将ATP溶液加入A试管，将等量的葡萄糖溶液加入B试管，结果如图。下列叙述错误的是( ) A.据实验可知发光器的粉末中含有ATP B.ATP可水解为一个磷酸和一个腺苷 C.以上实验说明ATP是直接的能源物质 D.萤火虫发光是将化学能转化成光能 8．如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列叙述不正确的是( ) 　 A.在噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种 B.若m为腺嘌呤，则b一定是腺嘌呤核糖核苷酸 C.若a为核糖，则ATP脱去两个磷酸后，可形成b D.若a为核糖，则由b构成的核酸可存在于HIV中 9．临床上，ATP常作为药物用于辅助治疗心肌炎、脑出血等后遗症。ATP药物分为ATP片剂和ATP注射液，ATP片剂可以口服，ATP注射液可供肌肉注射或静脉滴注。注射ATP溶液时，ATP几乎不能进入细胞，而是作为兴奋性神经递质与多处细胞膜上的受体结合。下列叙述错误的是( ) A.1个ATP分子中含有1分子腺嘌呤核糖核苷酸和2分子磷酸基团 B.ATP片剂可以口服的原理是人体消化道内没有ATP水解酶，且可以直接被吸收 C.患者注射ATP溶液后，其脑细胞内的代谢反应主要靠自身合成的ATP来直接供能 D.患者心肌细胞内可以大量合成并储存ATP，因此只需注射低浓度的ATP溶液 10．ATP可作为一种药物用于辅助治疗肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌炎等疾病。下列说法正确的是( ) A.ATP是生物体内所有耗能生命活动的直接能量来源 B.ATP合成所需的能量来自光能或化学能 C.ATP的水解过程往往伴随着蛋白质分子的去磷酸化 D.ATP的水解产物可以作为合成DNA的原料 11．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，如下图所示。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.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递 D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 12．磷酸肌酸（C-P）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 13．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下图是ATP的结构式，有关叙述正确的是( ) A.ATP是腺苷三磷酸，由C、H、O、N、P构成，图中①是指腺苷 B.①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位 C.③处化学键不稳定是因为相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥 D.④中含有两个特殊化学键，两个特殊化学键都断裂生成ADP和Pi 14．如图所示为ATP的结构及ATP与ADP之间的相互转化过程，下列说法正确的是( ) A.图一中的a代表腺苷，A代表的是腺嘌呤 B.ATP生成ADP时图一中的c键断裂释放的能量常用于放能反应 C.ATP与ADP相互转化过程，虽不是可逆的，但物质和能量是可循环利用的 D.酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能 15．细胞内许多代谢活动需要消耗能量，这些能量多由ATP直接提供。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系 B.活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解 C.ATP水解掉两个磷酸基团后可作为RNA的组成单位 D.萤火虫尾部发光的能量直接来自于ATP高能磷酸键的水解 16．ATP是细胞中生命活动的直接能源物质，下列相关说法错误的是( ) A.ATP的结构式中包含2个磷酸基团 B.有氧呼吸三个阶段都会产生ATP C.ATP中含有的元素与核苷酸一样 D.光合作用和呼吸作用均可合成ATP 二、多选题 17．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。相关叙述正确的是( ) A.蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 B.蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程 C.磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象 D.碳酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应 18．ANT是一种位于线粒体内膜上的转运蛋白，其表面有ATP和ADP的结合位点。在正常状态下，ANT作为一个反向转运载体把ADP转运到线粒体基质，把ATP从线粒体基质中运出。而在肿瘤细胞中，ANT转运ADP和ATP的方向相反。研究发现苍术苷可降低ANT与ADP的亲和力。下列解题思路正确的是( ) A.ANT在转运ATP和ADP时空间结构会发生改变 B.肿瘤患者体内细胞质基质和线粒体中合成的ATP均可通过ANT转运 C.与正常细胞相比，肿瘤细胞的有氧呼吸受到抑制 D.苍术苷不会对细胞有氧呼吸第二阶段造成影响 19．底物A（一种蛋白质）在蛋白激酶作用下可发生磷酸化：ATP分子某一个磷酸基团脱离下来并与底物A相结合。其在细胞信号转导的过程中起重要作用。ADP-GLO可用于检测蛋白激酶活性，具体过程如下图所示。下列叙述错误的是( ) A.底物A在蛋白激酶作用下发生磷酸化的过程属于放能反应 B.底物A发生磷酸化后，其空间结构和活性不会改变 C.在步骤2之前需将所有剩余的ATP消耗掉，以避免干扰实验结果 D.在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受ATP提供的能量后即可发出荧光 20．9月24日，杭州第19届亚运会第一枚金牌产生，由杭州市运动员邹佳琪和邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨中夺得，比赛过程中，ATP为肌细胞提供了大量能量。ATP结构示意图如下，下列有关叙述，正确的是( ) A.a是DNA的基本组成单位之一 B.激烈的比赛过程中，体内ATP的分解速率远远大于合成速率 C.通过ATP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应 D.b和c两个化学键中，c的能量明显比b多，运动过程中c断裂供能 21．下图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图（M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物），下列相关叙述错误的是( ) A.甲是ADP，在叶绿体中甲的运输方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜 B.乙是腺苷，其中含有的五碳糖是核糖，碱基是腺嘌呤 C.小麦根尖细胞中的Q1来自光能或有机物中的化学能 D.由于M1和M2两种酶的作用机理相同，所以ATP和甲之间的相互转化是可逆的反应 三、判断题 22．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡________ 23．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应_________ 24．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量________ 参考答案 1．答案：A 解析：A、由图可知，蛋白质去磷酸化过程没有产生ATP,A错误。 2．答案：D 解析：A、ATP的结构简式为A-P~P~P，其中的A代表腺苷，由腺嘌呤与核糖构成，A正确； B、细胞质和细胞核中生命活动需要ATP提供能量，所以都有ATP的分布，B正确； C、ATP为直接能源物质，远离A的磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，C正确； D、一般而言，ATP的水解与吸能反应有关， ATP的合成与放能反应有关，D错误。 3．答案：D 解析：本题考查ATP的结构和作用的有关知识。 选项 正误 原因 A × 1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成 B × 腺苷与磷酸基团之间的化学键是普通磷酸键，磷酸基团之间的化学键是高能磷酸键 C × ATP在水解酶的作用下水解生成ADP和磷酸，ADP和磷酸在合成酶的作用下合成ATP D √ 吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应一般与ATP的合成有关，故吸能反应和放能 反应之间的纽带就是ATP 4．答案：C 解析：A、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，A正确； B、荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，ATP数量越多，提供能量越多，发光强度越大，即发光强度与ATP含量成相关，与细菌数目呈正相关，B正确； C、据图解题思路可知，用该检测法检测样品中微生物时需在有氧条件下进行，C错误； D、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荧光素分子结合，从而使荧光素发出荧光，这个过程中储存在ATP中的化学能转化为光能，D正确。 故选C。 5．答案：C 解析：A、无论安静还是运动，细胞内ATP的含量变化不大，A错误;B、ATP水解成ADP释放的能量来自于远离腺苷的特殊化学键，B错误;C、细胞内ATP的含量很少，需要不断的合成与分解买肌肉收缩提供能量，C正确;D、人体细胞没有叶绿体，能合成ATP的场所包括细胞溶胶、线粒体，D错误。故选C。 6．答案：B 解析：A、ATP水解释放能量，可为蛋白质的合成提供能量，是细胞中的直接能源物质，不是糖类，A错误;B、ATP的中文名称为腺苷三磷酸，其由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成，B正确;C、ATP中磷酸基团与核糖相连接的化学键不是高能磷酸键，C错误;D、剧烈运动时ATP和ADP之间的相互转化速度加快，进而可以满足机体对能量的需求，因而体内ATP含量能保持相对稳定，D错误。故选B。 7．答案：B 解析：A、摘取若干萤火虫的发光器，干燥研成粉末，分两等份分别装入试管中，再加入等量水混合，可以观察到两试管均发出荧光，说明发光器研磨成的粉末中含有少量的ATP，A正确； B、ATP中文名称是腺苷三磷酸，可水解为一个腺苷和三个磷酸，B错误； C、根据实验结果说明，荧光消失后加入葡萄糖，荧光没有再次出现，说明葡萄糖不是生命活动的直接能源物质，加入ATP后发荧光，说明ATP是直接的能源物质，C正确； D、萤火虫发光过程是将ATP中活跃的化学能转变成光能的过程，这一过程转变成的光能所需的能量是由ATP水解直接提供，D正确； 故选B。 8．答案：B 解析：A、若m是腺嘌呤，b可能是腺嘌呤核糖核苷酸（此时a为核糖）或腺嘌呤脱氧核苷酸（此时a是脱氧核糖），A正确； B、噬菌体是一种DNA病毒、体内只含DNA一种核酸，烟草花叶病毒体内含有RNA一种核酸，所以在噬菌体、烟草花叶病毒体内含有的b（核苷酸）都为4种，B正确； C、若a为核糖，则ADP脱去一个磷酸后为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，为核苷酸的一种，C正确； D、HIV是一种RNA病毒、体内只含RNA一种核酸，若a为脱氧核糖，则b为构成DNA的基本单位-脱氧核糖核苷酸、不可能可存在于HIV中， D错误。 故选：D。 9．答案：D 解析：1个ATP分子中含有1分子腺嘌呤核糖核苷酸和2分子磷酸基团，A正确；由于人体消化道内没有ATP的水解酶，而且ATP可以直接被吸收，所以ATP片剂可以直接口服，B正确；根据题干信息可知，注射的ATP几乎不能进入细胞，患者注射ATP溶液后，其脑细胞内的代谢反应主要靠自身合成的ATP来直接供能，C正确；细胞内的ATP含量很少，但ATP和ADP之间的转化效率很高，细胞内不可能大量合成并储存，D错误。 10．答案：B 11．答案：B 解析：由题意可知，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，改变蛋白质的空间结构，从而参与细胞信号传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号传递，B错误；由题图可知，进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP水解为其提供了磷酸基团和能量，故ATP能参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。 12．答案：C 解析：A、磷酸肌酸能在肌酸激酶催化下，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； B、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； C、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； D、据题干可知，磷酸肌酸（C~P）+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。 13．答案：C 解析：A、ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，由C、H、O、N、P构成，图中①是指腺嘌呤，A错误； B、①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成RNA的基本单位，B错误； C、③处的特殊化学键不稳定是因为相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，C正确； D、④中含有两个特殊化学键，两个特殊化学键都断裂时，生成的是AMP和Pi，D错误。 故选C。 14．答案：D 解析：A、图一中的a代表腺嘌呤核糖核苷酸，b、c为特殊化学键，A代表腺嘌呤，A错误； B、ATP生成ADP时图一中的c键断裂释放的能量将用于生命活动，常与细胞的吸能反应相关联，B错误； C、ATP与ADP相互转化过程中物质是可以循环利用的，但能量不可循环利用的，C错误； D、酶1和酶2作为催化剂，其催化的机理是降低反应的活化能，D正确。 故选：D。 15．答案：A 解析：A、ATP的合成需要能量,细胞内ATP的合成与放能反应相联系,A错误。 16．答案：A 解析：A、ATP，中文名称腺苷三磷酸，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；B、有氧呼吸是指有机物彻底氧化分解释放能量的过程，有氧呼吸三个阶段都会产生ATP，B正确；C、ATP由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸基团组成，组成元素为C、H、O、N、P，核苷酸是由一分子含氮碱基，一分子五碳糖，一分子磷酸基团组成，组成元素为C、H、O、N、P，C正确；D、光合作用的光反应阶段会合成ATP，无氧呼吸第一阶段能产生ATP，有氧呼吸三个阶段都会产生ATP，D正确。故选A。 17．答案：ACD 解析：A、蛋白质去磷酸化后仍具有肽键，能与双缩脲试剂发生紫色反应，A正确；B、蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，B错误； C、蛋白质在蛋白激酶作用下发生磷酸化后空间结构会发生改变，也可改变靶蛋白的电荷分布；同理，磷酸化的蛋白质在去磷酸化后，其蛋白质的构象也会发生改变，靶蛋白的电荷分布也会改变，C正确； D、在信号的刺激下，蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白质，使蛋白质的空间结构发生改变；而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落，形成去磷酸化的蛋白质，从而使蛋白质空间结构的恢复，所以蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程体现了蛋白质结构与功能相适应，D正确。故选ACD。 18．答案：ABC 解析：A、ANT为转运蛋白,其表面有ATP和ADP的结合位点,在转运ATP和ADP时空间结构会发生改变,A正确;B、肿瘤患者体内存在正常细胞和肿瘤细胞,所以细胞质基质和线粒体基质中合成的ATP均可通过ANT转运,B正确;C、与正常细胞相比,肿瘤细胞中ANT转运ADP和ATP的方向相反,肿瘤细胞的有氧呼吸受到抑制,C正确;D、苍术苷可降低ANT与ADP的亲和力,使线粒体基质中ADP含量减少,进而影响细胞有氧呼吸第二阶段ATP的合成,故苍术苷会对正常细胞有氧呼吸第二阶段产生影响,D错误。故选ABC。 19．答案：ABD 解析：A、据图判断，底物A在蛋白激酶作用下发生磷酸化的过程需要ATP的参与，属于吸能反应，A错误；B、底物A发生磷酸化后，其空间结构发生改变，B错误；C、据图判断，步骤2会产生ATP，所以需将所有剩余的ATP消耗掉，避免ATP对实验的干扰，C正确；D、在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受ATP提供的能量后与氧发生反应形成氧化荧光素后发出荧光，D错误。故选ABD。 20．答案：C 解析：A、由题意可知，图为ATP的结构，则a为腺嘌呤核糖核苷酸，所以a是RNA的基本组成单位之一，A错误；B、激烈的比赛过程中ATP的分解速率增大，机体通过调节使ATP的合成速率也增大，以满足机体对ATP的大量需求，B错误；C、细胞内许多吸能反应与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，用来为吸能反应直接供能，C正确；D、b和c代表一种特殊的化学键，c的能量没有明显比b多，运动过程中c断裂供能，D错误。故选C。 21．答案：BCD 解析：甲是ADP，在光合作用过程中，ADP的运输方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜，A正确；乙是AMP，腺苷中不含Pi，B错误；由于小麦根尖细胞中不含叶绿体，所以其中合成ATP所需的能量Q1只能来自有机物中的化学能，C错误；ATP和ADP之间的相互转化不是简单的可逆反应，因为物质是可逆的，但能量不是可逆的，D错误。 22．答案：× 解析：ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，人在饥饿时，细胞中的ATP与ADP的含量也能处于动态平衡状态。 23．答案：√ 解析： 24．答案：× 解析：水在叶绿体中分解产生氧气需要叶绿素吸收的光能，不需要ATP提供能量。 学科网（北京）股份有限公司 $$