2025届高三生物一轮复习练习细胞的能量货币ATP

细胞的能量“货币”ATP 一轮复习过关练习（30min） 1、 概念检测 1.（必修1 P87正文）人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP。（　　） 2.(2024全国甲,2)ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量。 (　  ) 3. （必修1 P86正文）ATP含有3个特殊的化学键，但是只有一个特殊的化 学键会发生断裂。 （　　） 4. （必修1 P87正文）植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而 动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。 （　　） 5.（必修1 P89正文）细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。（ ） 二、基础检测 1．下列关于ATP的相关描述正确的是(　 ) A．ATP水解释放的磷酸可使载体蛋白空间构象改变 B．ATP失去两个磷酸后获得的产物是DNA的组成成分 C．细胞呼吸时，有机物分解释放的能量主要转移至ATP中 D．细胞中许多放能反应与ATP水解的反应相联系 2.(2025·万州模拟)如图是ATP分子的结构式，下列相关叙述正确的是 (　 ) A.ATP水解的过程常伴随放能反应的发生 B.③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化 C.所有生物体都存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制 D.①②③脱离后，ATP剩下的部分成为RNA分子的基本单位之一 3.(2024全国甲)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~表示高能磷酸键(特殊化学键)。下列叙述错误的是 (　    )   A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键(特殊化学键)不能在细胞核中断裂 D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键 4.（2025·江西宜春丰城中学高三月考）如图1为ATP的结构简图，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，下列说法错误的有（　　） A.ATP中的五碳糖为核糖，b、c为磷酸键 B.图1的“A”与ATP中的“A”为不同物质 C.ATP与ADP相互转化属于可逆反应 D.图2中ADP转化为ATP的能量来自光合作用、细胞呼吸 5.(2025温州一模)下图表示肌肉收缩过程的示意图。下列叙述正确的是 (　 ) A.ATP比腺嘌呤核糖核苷酸多3个磷酸基团 B.图中蛋白质的磷酸化过程需要ATP合成酶 C.图中肌肉做功过程属于放能反应 D.肌细胞中合成ATP所需的能量来自化学能和光能 6.(2024届安徽芜湖三模)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质特定氨基酸位点发生磷酸化,蛋白磷酸酶可使其去磷酸化,这在细胞中是常见的,如图所示。下列叙述错误的是(　    ) A.蛋白质磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递 B.蛋白质磷酸化的过程伴随着能量的转移,受温度的影响 C.磷酸化后的蛋白质分子空间结构发生变化,活性也发生改变 D.磷酸化和去磷酸化导致的蛋白质活性变化体现了结构与功能相适应 三、技能提升 7.（2025广东深圳高三模拟）ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列关于ATP的叙述，正确的是（　　） A.生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多 B.在淀粉水解成葡萄糖时一定伴随有ADP的生成 C.人体成熟的红细胞在O2充足时只能通过无氧呼吸产生ATP D.一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成T2噬菌体遗传物质的单体 8（2025安徽芜湖模拟）ATP是细胞中与能量供应相关的重要物质。当品尝各种美味佳肴时，我们不得不感谢ATP这种化学物质。新的研究显示，ATP在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。下列分析错误的是（　　） A.ATP可能作为细胞间的信息传递分子 B.ATP能为细胞的生命活动直接提供能量 C.ATP和ADP间可以相互转化 D.ATP供能后细胞中ATP含量会大量减少 9.（2025届山西晋城一模)腺苷是一种神经递质,在海马结构中的作用最强。腺 苷激酶(ADK)通过使腺苷磷酸化转变为AMP来降低组织中腺苷的水平,控制中枢神经系统中腺苷的代谢,调节细胞外腺苷的水平。目前已证实腺苷具有抗癫痫作用,下列有关说法错误的是 (　    ) A.组成腺苷的化学元素有C、H、O、N B.腺苷分子彻底水解能获得两种不同的产物 C.腺苷磷酸化的产物AMP可作为合成DNA的原料 D.降低体内ADK的活性对癫痫的发作有明显的抑制作用 10.某些非活性蛋白质和活性蛋白质的构象转换是通过磷酸基团的共价修饰实现的。ATP的结构简式如图1所示，蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程如图2所示。下列分析错误的是 (　 ) A.α、β和γ三个位置上的磷酸基团中，γ位的具有较高的转移势能 B.细胞内并非所有的生命活动消耗的能量都是由ATP直接提供的 C.图2所示生成蛋白质⁃nPi和生成蛋白质的两个反应属于可逆反应 D.图2中蛋白激酶催化蛋白质生成蛋白质⁃nPi的过程属于吸能反应 11.双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）属于非天然核苷酸，ddNTP与脱氧核苷三磷酸（dNTP）的结构如图所示。根据所学知识，判断下列选项错误的是（　　） A.若X表示OH，该结构代表的物质dNTP脱去两个磷酸基团后可作为体内DNA分子复制的原料之一 B.若将ddNTP加到正在复制的DNA反应体系中，ddNTP结合到子链后，子链的延伸会立即终止 C.ddNTP、dNTP的元素组成都是C、H、O、N、P D.若X表示OH，碱基为A时，该物质可为细胞的各项生命活动直接提供能量 12.（2025四川遂宁三模）如图为生物体新陈代谢与ATP关系的示意图，请回答下列问题。 （1）ATP的结构简式为 。 （2）海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由图中的 （填数字）过程释放的能量转变而来的；某人感冒发烧，其体温上升所需要的热量主要是由图中 （填数字）过程释放出来的。 （3）用图中的数字依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需能量的过程： 。 （4）经测定，正常成年人静止状态下24 h将有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为2－10 mmol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是 。 13．睡眠是一种在哺乳动物和鸟类等生物中普遍存在的自然休息状态， 研究发现腺苷是一种重要的促眠物质。图甲为腺苷合成及转运示意图，乙为腺苷传感器工作原理示意图。请回答下列问题： (1)腺苷是一种遍布于人体细胞的核苷，由____________________结合而成。哺乳动物和鸟类等生物主要通过两条途径产生腺苷：第一条途径先通过__________(生理作用)产生ATP，然后在细胞内通过一系列酶的作用产生腺苷；第二条途径是ATP产生后由囊泡包裹转运至胞外，再脱去______个磷酸基团生成腺苷。 (2)为记录正常睡眠周期中基底前脑(BF) 胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器(如图乙所示)。据图乙分析，传感器的工作原理是____________________________________，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。 (3)研究表明，ATP 不仅存在于细胞内部，而且广泛存在于动植物细胞外的基质之中，称为eATP，eATP可通过胞吐等途径分泌到细胞外。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。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，实验结果如下表所示： eATP浓度/(mol·L－1) 0 50 200 400 相对荧光强度 1.00 1.00 0.74 0.62 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________________________________________________ _____________________________________________________________________。 答案 一、概念检测 1.× 2.√ 3.× 4.√　5.×    二、基础检测 1. 解析：选A　ATP水解产生的磷酸基团可与多种功能蛋白结合，使其磷酸化而导致空间构象改变，A正确；ATP水解掉两个磷酸之后获得的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的组成单位之一，B错误；细胞呼吸时，有机物分解释放的能量主要以热能的形式散失，C错误；细胞中许多吸能反应与ATP的水解相联系，许多放能反应与ATP的合成相联系，D错误。 2. 解析：选B　ATP水解的过程中，远离A的特殊化学键会断裂，并释放大量能量，供生命活动需要，故常伴随吸能反应的发生，A错误；在主动运输过程中，需要ATP水解提供能量，③(磷酸基团)脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化，并引起载体蛋白空间结构的改变，B正确；病毒不存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制，C错误；②③脱离后，ATP剩下的部分(腺嘌呤核糖核苷酸)为RNA分子的基本单位之一，D错误。 3. 选C ATP水解为ADP和Pi时可释放能量,该能量可供离子的主动运输利用,A正确; ATP脱去β和γ位的磷酸基团后,为RNA的单体之一——腺嘌呤核糖核苷酸,B正确;细胞核中也会发生吸能反应(如转录),需要ATP水解供能,C错误;光合作用可将光能转化为 ATP中活跃的化学能,D正确。 4. 选C　ATP中的五碳糖为核糖，b、c为磷酸键，A正确；图1中的“A”代表的是腺嘌呤，ATP分子中的“A”是腺苷，B正确；ATP与ADP相互转化不属于可逆反应，因为此过程物质可逆，而能量不可逆，且所需要的酶不同，C错误；图2中ADP转化为ATP的能量可来自光合作用吸收的光能或细胞呼吸作用释放的有机物中的化学能，D正确。 5. 选C　ATP有3个磷酸基团，腺嘌呤核糖核苷酸有1个磷酸基团，因此ATP比腺嘌呤核糖核苷酸多2个磷酸基团，A错误；图中蛋白质的磷酸化过程中ATP水解生成ADP和磷酸，所以需要ATP水解酶，B错误；在肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，这是吸能反应，然后肌肉做功，失去能量，这是放能反应，C正确；肌细胞中合成ATP所需的能量主要来自呼吸作用，利用的是化学能，绿色植物可以通过光合作用利用光能合成ATP，D错误。 6. 选B 由题意可知,蛋白质的磷酸化发生在特定氨基酸位点,若特定位点氨基酸缺失,则蛋白质的磷酸化无法发生,进而影响细胞信号的传递,A错误;蛋白质的磷酸化由蛋白激酶催化,受温度的影响,蛋白质磷酸化时ATP末端的磷酸基团挟能量与蛋白质结合,B正确。 三、技能提升 7. 选C　细胞中ATP含量较少，生命活动旺盛的细胞中能量的供应依赖于ATP与ADP的快速转化，A错误；在淀粉水解成葡萄糖时不需要ATP水解供能，不会有ADP的生成，B错误；人体成熟的红细胞中没有线粒体，即使在O2充足时，也只能通过无氧呼吸产生ATP，C正确；一分子ATP脱去两个磷酸基团后的产物是腺苷一磷酸，也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的单体之一，而T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。 8. 选D　根据题干信息我们推出ATP可作为信息分子，A正确；ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物，B正确；ATP与ADP的相互转化，处于动态平衡状态中，C正确；ATP提供能量后，又有ATP快速合成，所以其含量基本不变，D错误。 9. 选C 腺苷由腺嘌呤和核糖组成,元素组成有C、H、O、N,腺苷的彻底水解产物是腺 嘌呤和核糖,A、B正确。腺苷磷酸化的产物AMP中的五碳糖为核糖,故AMP为合成RNA的原料;而DNA中的五碳糖为脱氧核糖,C错误。由题意知,腺苷具有抗癫痫的作用,降低体内ADK活性能增大腺苷的浓度,故降低体内ADK活性可抑制癫痫的发作,D正确。 10. 选C　在ATP分子中，两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥，使远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能，A正确；细胞中ATP、GTP、CTP、UTP都能为细胞的生命活动直接提供能量，B正确；图2所示生成蛋白质⁃nPi和生成蛋白质的两个反应，需要不同的酶催化，不属于可逆反应，C错误；图2中蛋白激酶催化蛋白质生成蛋白质⁃nPi的过程属于吸能反应，D正确。 11. 选D　dNTP脱去两个磷酸基团后，变成脱氧核苷酸，可作为体内DNA分子复制的原料之一，A正确；若将ddNTP加到正在复制的DNA反应体系中，ddNTP结合到子链后，因为没有3'的羟基，不能同后续的脱氧核苷酸形成磷酸二酯键，因此，DNA链不能继续延伸，B正确；若X和2'处连接的均为OH，碱基为A时，该物质为ATP，可为细胞的各项生命活动直接提供能量，D错误。 12. 解析：（1）ATP是细胞中直接能源物质，其结构简式可表示为A－P～P～P。（2）海洋中的电鳗放电，是ATP中的化学能转化为电能的过程，伴随ATP的水解过程，即图中的④过程；某人感冒发烧，其体温上升所需要的热量主要是细胞呼吸氧化分解有机物释放的能量，即图中的③过程。（3）光能转变为骨骼肌收缩所需能量的过程：①光合作用吸收光能，转化为ATP中活跃的化学能→②ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能→③有机物氧化分解释放能量，产生ATP→④ATP为生命活动直接提供能量，故用图中的数字依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需能量的过程是①②③④。（4）ATP在细胞内含量很少，但需求量很大，生物体内解决这一矛盾的合理途径是通过ATP与ADP的相互转化时刻不停地进行，来维持细胞内ATP含量的相对稳定。 答案： (1)A－P～P～P (2)④ ③ (3) ①②③④ (4)ATP与ADP之间的相互转化时刻不停进行 13.解析：(1)腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成。哺乳动物和鸟类等生物产生腺苷的第一条途径是通过细胞呼吸产生 ATP，再经转化产生腺苷；据图甲可知，第二条途径是储存在囊泡中的ATP通过胞吐方式转运至胞外后，再脱去3个磷酸基团生成腺苷。(2)分析图乙可知，传感器的工作原理是腺苷与腺苷受体结合改变了受体的空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。(3)eATP作为一种信使分子，能够对细胞胞吞起调节作用，故生长状态下的胡杨细胞的细胞膜上存在能与eATP结合的受体。表中eATP浓度为50 mol·L－1时，细胞内的相对荧光强度与对照组相同，但随eATP浓度继续升高，细胞内的相对荧光强度逐渐减小，故可推测低浓度的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。 答案：(1)腺嘌呤和核糖　细胞呼吸　3　(2)腺苷与腺苷受体结合并改变其空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并发出荧光　(3)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 学科网（北京）股份有限公司 $$