2026届高三生物一轮复习 考点练习 ATP和细胞呼吸

ATP和细胞呼吸 高考真题练 1．(2023·山东卷)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 答案：B 解析：玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，说明细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H＋浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；无论是产酒精的无氧呼吸还是产乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故释放的ATP并不会增多，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]的量相同，D错误。 2．(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(　　) A．还原型辅酶Ⅰ　　　 B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 答案：A 解析：游泳过程中主要靠有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。 3．(2022·浙江卷)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是(　　) A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸 B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2 C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量 答案：B 解析：剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸，厌氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A正确； 制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理，乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳产生，B错误； 梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正确； 酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生乙醇的原理，故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量，D正确。 模拟训练 基础巩固 一、选择题 1．(2025·贵州遵义高三开学考试)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 答案：B 解析：ATP是直接能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP提供，但也有少数由NADPH、GTP、UTP等提供，A错误；光合作用和呼吸作用都会产生ATP，ATP合成所需的能量来自光能或化学能，B正确；ATP的水解过程往往伴随着蛋白质分子的磷酸化，C错误；ATP的水解产物核糖核苷酸，可以作为合成RNA的原料，D错误。故选B。 2．(2024·吉林通化梅河口五中二模)ATP是细胞的能量“货币”，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法正确的是(　　) A．反应式中物质可逆，能量不可逆 B．反应式中能量可逆，物质不可逆 C．反应式中的物质和能量均可逆 D．生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用 答案：A 解析：生物体进行的从“ATP→ADP＋Pi”的过程和从“ADP＋Pi→ATP”的过程是两个截然不同的生理过程，其物质是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，BCD错误，A正确。 3．(2025·衡中同卷一调考试)ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　) A．人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP B．ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质 C．ATP是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少 D．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能 答案：B 解析：ATP是生命活动的直接能源物质，人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP，A正确；ATP中的“A”是指腺苷；DNA、RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤，不是同一物质，B错误；ATP是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少，C正确；植物进行光合作用，将光能转化为ATP中的化学能，呼吸作用将有机物中的化学能转化为ATP中的能量；萤火虫发火是ATP中的能量转化为光能，ATP中的能量可以用于氨基酸脱水缩合形成蛋白质，这是ATP中的能量转化为化学能；故ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能，D正确。 4．(2024·黑龙江牡丹江高三期中)如图为生物体内ATP与ADP的相互转化示意图。下列相关叙述错误的是(　　) A．通过①过程可将能量储存在ATP分子的特殊化学键中 B．对人和动物体而言，ADP可接受呼吸作用释放的能量来合成ATP C．②过程所释放的能量可用于各项生命活动，如人成熟红细胞吸收葡萄糖 D．剧烈运动时ATP含量不会明显增加，但可通过①与②过程相互转化维持能量供需平衡 答案：C 解析：根据ATP和ADP的结构可知，通过①过程可将能量储存在ATP分子的特殊化学键中，A正确；对人和动物体而言，在酶的作用下，ADP可接受呼吸作用释放的能量合成ATP，B正确；②过程释放的能量可用于各项生命活动，但人成熟红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖，不消耗能量，C错误；剧烈运动时ATP不会明显增加，可通过①与②过程的相互转化维持体内能量供需平衡，D正确。故选C。 5．(2025·陕西渭南高三阶段练习)ATP可为代谢提供能量，也参与核酸的合成。ATP结构如图所示，图中①～③表示物质，④表示特殊的化学键。下列说法错误的是(　　) A．物质①为腺嘌呤，在tRNA中也存在 B．物质①②构成了腺苷 C．生物的细胞合成ATP所需要的能量来源相同 D．ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质磷酸化 答案：C 解析：物质①为腺嘌呤，tRNA是转运RNA，tRNA中存在腺嘌呤，A正确；物质①腺嘌呤和物质②核糖构成了腺苷，B正确；生物的细胞合成ATP所需要的能量来源不同，植物细胞可以通过光能和呼吸作用产生能量来合成ATP，动物细胞主要通过呼吸作用产生能量来合成ATP，C错误；ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质磷酸化，这是ATP的一种重要功能，D正确。故选C。 6．(2025·山西晋城高三阶段练习)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中末端的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 答案：C 解析：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；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含量成正相关，与细菌数目呈正相关，B正确；据图分析可知，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；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。 7．(2025·黑龙江哈尔滨高三开学考试)ATP是一种高能磷酸化合物，在进行性肌萎缩、心功能不全及肝炎等疾病的辅助治疗中具有积极的意义。下列关于人体细胞中ATP的叙述，错误的是(　　) A．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 B．ATP中两个相邻的磷酸基团都带正电荷而相互排斥 C．形成ATP所需的能量主要来自细胞呼吸 D．剧烈运动过程ATP的分解速率和生成速率无显著差异 答案：B 解析：吸能反应需要ATP水解提供能量，放能反应为ATP的合成提供能量，故能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，A正确；ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，从而导致ATP中特殊化学键不稳定，B错误；人体细胞中通过细胞呼吸过程产生ATP，即形成ATP所需的能量主要来自于细胞呼吸，C正确；剧烈运动过程中，ATP的分解速率加快，ATP的生成速率也会加快，两者处于动态平衡，无显著差异，因此，剧烈运动过程ATP含量也能维持在相对稳定的水平，D正确。故选B。 二、非选择题 8．(2024·安徽合肥高三阶段练习)用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末状，取两等份分别装入两支小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色荧光，约过15 min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一支玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一支玻璃管中，发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的玻璃管中不发荧光。 (1)向A、B两管加水后，两管均发光，这说明水对生物正常的生命活动的重要意义是________________________________________________________。 (2)以上现象说明了： ①萤火虫发光是将________能转变成________能的过程。 ②这一过程所需的能量由________提供。 (3)若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，则__________(填“会”或“不会”)发荧光，原因是___________________________________________　_____________________________。 答案：(1)生物体内许多重要的生化反应均要在水中才能进行　(2)①化学　光　②ATP　(3)会　发光器中仍有少量的ATP，同时发光器中的细胞能利用葡萄糖进行呼吸作用产生ATP 解析：(1)分析题意可知，向A，B两管加水后，两管均发光，活细胞内有充分的自由水，试管内加入水才跟细胞内的条件相符，这说明生物体内许多重要的生化反应均要在水中才能进行。 (2)①ATP中能量属于化学能，加入到试管后试管内粉末会“直接”发出荧光，说明在萤火虫体内，发生了由ATP中“化学能→光能”的转化过程，从而说明ATP是萤火虫发荧光的直接能源，而葡萄糖不是。 ②ATP是直接的能源物质，这一过程所需的能量由ATP提供。 (3)由于发光器中仍有少量的ATP，同时发光器中的细胞能利用葡萄糖进行呼吸作用产生ATP，所以若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，会发荧光。 能力提升 一、选择题 1．(2024·广东潮州高三期末)“蓝眼泪”是生存在海中的夜光藻等微生物受到海浪拍击时，发出的蓝色荧光，这一过程与ATP密切相关。以下关于ATP叙述不正确的是(　　) A．ATP是夜光藻细胞内的直接能源物质 B．发出的荧光所需能量由ATP水解提供 C．ATP的合成需消耗夜光藻内的ADP和Pi D．ATP在夜光藻体内含量很高可持续供能 答案：D 解析：ATP直接给细胞的生命活动提供能量，即ATP是夜光藻细胞内的直接能源物质，A正确；吸能反应一般与ATP的水解相联系，即发出的荧光所需能量由ATP水解提供，B正确；ATP的合成需消耗ADP和Pi，C正确；ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，D错误。故选D。 2．(2025·山东聊城高三开学考试)下图表示生物体中某种化合物的基本单位结构简式，下列有关叙述，错误的是(　　) A．ATP脱去两个磷酸基团可形成该化合物的基本单位之一 B．图中的碱基有A、T、C、G四种 C．该化合物可能是HIV的遗传物质 D．真核细胞中该类化合物主要分布在细胞质中 答案：B 解析：图示化合物由磷酸、核糖和碱基组成，可判断为核糖核苷酸，是RNA的基本单位；ATP脱去两个磷酸基团后的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是该化合物的基本单位之一，A正确；图示化合物为核糖核苷酸，则图中的碱基有A、U、C、G四种，B错误；HIV的遗传物质是RNA，故该化合物可能是HIV的遗传物质，C正确；真核细胞中该类化合物(RNA)主要分布在细胞质中，D正确。故选B。 3．(2025·黑龙江伊春高三开学考试)荧光素在荧光素酶和ATP等物质的参与下可进行反应发出荧光，因此可用该方法测定熟食中的细菌数量，用以检测熟食产品的合格程度。下列说法错误的是(　　) A．一定条件下，荧光素酶可以在细胞外发挥作用 B．熟食中的细菌数目与荧光素的发光强度呈正相关 C．荧光素发出荧光所需的能量主要来自ATP中远离腺苷的特殊化学键 D．若检测反应的温度偏高，则会使测量的结果大于实际结果 答案：D 解析：酶的活性受到很多因素的影响，一定条件下，荧光素酶可以在细胞外发挥作用，A正确；熟食中的细菌数目越多，产生的ATP越多，荧光素的发光强度越强，故熟食中的细菌数目与荧光素的发光强度呈正相关，B正确；ATP中远离腺苷的特殊化学键容易断裂，能释放出大量的能量，荧光素发出荧光所需的能量主要来自ATP中远离腺苷的特殊化学键，C正确；若检测反应的温度偏高，荧光素酶活性降低，则会使测量的结果小于实际结果，D错误。故选D。 4．(2024·辽宁省教研教改联合体调研考试)Arf家族蛋白参与蛋白质的囊泡运输，它们有两种状态，结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状态。GTP与ATP的结构和性质相似，仅是碱基A被G替代。活跃状态的Arf蛋白参与货物蛋白的招募和分选，保证货物蛋白进入特定囊泡等待运输。下列相关叙述错误的是(　　) A．GTP是由鸟苷、核糖和3个磷酸基团结合而成 B．Arf由不活跃状态转化为活跃状态需要消耗能量 C．两种状态Arf蛋白的相互转化需要相应酶的催化 D．运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体 答案：A 解析：根据题干“GTP和ATP的结构和性质相似，仅是碱基A被G替代”，结合ATP的结构简式可知，GTP是由鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成，A错误；由题意可知，Arf结合GDP时为不活跃状态，Arf结合GTP时为活跃状态，GDP转化为GTP消耗能量，因此Arf由不活跃状态转化为活跃状态消耗能量，B正确；Arf结合GDP时为不活跃状态，Arf结合GTP时为活跃状态，ADP和ATP之间的相互转化需要相关酶的催化，据此可推测，两种状态Arf蛋白的相互转化需要相应酶的催化，C正确；分泌蛋白的合成与分泌过程中需要囊泡在内质网和高尔基体以及细胞膜之间转运，据此可推测，运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体，D正确。 5．(2024·黑吉两省十校联合体联考)KRAS蛋白酶能够结合三磷酸鸟苷(GTP)、二磷酸鸟苷(GDP)。当结合GTP时，KRAS处于活性状态；当结合GDP时，则处于抑制状态。正常情况下，KRAS与GDP结合，在接受胞外生长因子的刺激后，鸟苷酸转换因子(GEFs)增强KRAS与GTP的结合。GTP酶以及GTP酶激活蛋白(GAPs)则能促进GTP的水解(见图)。下列叙述正确的是(　　) A．GTP失去两分子磷酸后成为DNA的基本组成单位 B．据图可知，正常情况下细胞中KRAS酶处于活性状态 C．胞外生长因子可以促进KRAS酶活性增强 D．GTP和GDP不会使KRAS酶结构改变 答案：C 解析：GTP失去两分子磷酸后成为了鸟嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位，A错误；正常情况下KRAS与GDP结合，根据题意，与GDP结合处于抑制状态，B错误；胞外生长因子促进KRAS与GTP结合，使KRAS活化，C正确；和GDP结合能够改变KRAS的活性，即能够改变其结构，D错误。 6．(2024·山东潍坊昌乐二中三模)蛋白激酶A(PKA)由两个调节亚基和两个催化亚基组成，其活性受cAMP(腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节(如图)。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白的活性。下列有关说法错误的是(　　) A．调节亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点 B．蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解 C．ATP不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP、DNA等物质的原料 D．cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性的催化亚基 答案：C 解析：据图分析，活化的调节亚基与非活化的催化亚基可在cAMP的作用下产生无活性的调节亚基和游离态、活化的催化亚基，说明调节亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点，A正确；据题干的信息，活化的PKA催化亚基可将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白的活性，ATP上的磷酸基团转移的过程即是ATP的水解过程，B正确；腺苷酸环化酶催化ATP环化形成cAMP，故ATP不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP的原料，但ATP水解后形成的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是合成RNA的原料，C错误；据图可知，cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性的催化亚基，D正确。 7．(2024·辽宁名校联盟模拟卷)细胞内的ATP合酶可催化ATP合成，其催化中心的蛋白质有三种不同构象：O态(ATP与酶亲和力低)、L态(ADP、Pi与酶结合疏松)、T态(ADP、Pi与酶结合紧密)，ATP合酶的催化功能是由H＋跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的，如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．原核细胞中存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶仅存在于线粒体内膜上 B．T态有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L、T、O的周期性变化 C．ATP合酶催化的结果是使H＋势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中 D．温度和pH都仅通过影响蛋白质的结构，进而影响ATP的合成速率 答案：C 解析：原核细胞中有ATP合成，因此存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶存在于细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、类囊体薄膜，A错误；催化中心的蛋白质呈O态时，ATP与酶亲和力低，有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L态、T态、O态的周期性变化，B错误；ATP合酶催化的结果是将ADP、Pi合成ATP，该过程中H＋势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中，C正确；温度和pH不仅影响蛋白质的结构，还通过影响H＋跨膜回流的速度影响ATP的合成，D错误。 二、非选择题 8．(2025·山东潍坊高三阶段练习)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，其化学结构如图所示，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团的位置。正是由于细胞内具有ATP这种能量“货币”，才能及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。萤火虫发光就需要ATP提供能量，其发光机制是尾部发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，生成的荧光素化腺苷酸(腺嘌呤核糖核苷酸简称腺苷酸)与氧气在荧光素酶的催化下反应形成发光物质虫荧光酰腺苷酸。科研人员运用这一原理制造出ATP荧光仪来测定食品中微生物的总数，ATP荧光仪最快能在15秒钟内测定食品中是否存在酵母菌、霉菌或细菌细胞。 (1)图中A表示________，B表示________。ATP分子的结构简式可以表示为________________。 (2)将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP含量不变，但ATP中γ位置的磷酸基团已被32Р所标记。该实验的结论为____________________________________。将α、β、γ位置分别被32Р标记的ATP注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。由此推测发光细胞以这种方式利用ATP的生物学意义是____________________________________________________。 (3)ATP荧光仪来测定食品中微生物总数的检测步骤大体包括：取样、样品ATP萃取、添加荧光素—荧光素酶、测定发光量、求出ATP浓度和活菌数。因为发光的能量来源是ATP且发光强度与ATP含量成正比，所以根据发光强度可以计算出样品中ATP含量，进而根据ATP含量测算出细菌数量的依据是______________________________________________________________。 答案：(1)腺嘌呤　核糖　A—P～P～P　(2)ATP和ADP在细胞内快速相互转化，细胞内ATP维持动态平衡　ATP水解成腺苷酸，不仅为发光物质的合成提供能量，同时也提供原料　(3)每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定 解析：(1)图中是ATP的结构图，A是腺嘌呤，B是核糖，ATP是三磷酸腺苷，含有一分子腺苷、三分子磷酸基团，两个特殊化学键，结构简式是A—P～P～P。 (2)将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP含量不变，但ATP中γ位置的磷酸基团已被32Р所标记，说明ATP和ADP在细胞内快速相互转化，细胞内ATP维持动态平衡；将α、β、γ位置分别被32P标记的ATP注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性，腺苷和α磷酸基团组成腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料，因此该实验说明ATP水解成腺苷酸，不仅为发光物质的合成提供能量，同时也提供原料。 (3)荧光素在荧光素酶和ATP等物质的参与下可进行反应发出荧光。发光强度与ATP的含量成正比，所以根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，故可根据ATP含量进而测算出细菌数量。 学科网（北京）股份有限公司 $$ ATP和细胞呼吸 高考真题练 1．(2023·山东卷)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 2．(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(　　) A．还原型辅酶Ⅰ　　　 B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 3．(2022·浙江卷)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是(　　) A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸 B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2 C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量 模拟训练 基础巩固 一、选择题 1．(2025·贵州遵义高三开学考试)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 2．(2024·吉林通化梅河口五中二模)ATP是细胞的能量“货币”，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法正确的是(　　) A．反应式中物质可逆，能量不可逆 B．反应式中能量可逆，物质不可逆 C．反应式中的物质和能量均可逆 D．生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用 3．(2025·衡中同卷一调考试)ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　) A．人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP B．ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质 C．ATP是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少 D．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能 4．(2024·黑龙江牡丹江高三期中)如图为生物体内ATP与ADP的相互转化示意图。下列相关叙述错误的是(　　) A．通过①过程可将能量储存在ATP分子的特殊化学键中 B．对人和动物体而言，ADP可接受呼吸作用释放的能量来合成ATP C．②过程所释放的能量可用于各项生命活动，如人成熟红细胞吸收葡萄糖 D．剧烈运动时ATP含量不会明显增加，但可通过①与②过程相互转化维持能量供需平衡 5．(2025·陕西渭南高三阶段练习)ATP可为代谢提供能量，也参与核酸的合成。ATP结构如图所示，图中①～③表示物质，④表示特殊的化学键。下列说法错误的是(　　) A．物质①为腺嘌呤，在tRNA中也存在 B．物质①②构成了腺苷 C．生物的细胞合成ATP所需要的能量来源相同 D．ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质磷酸化 6．(2025·山西晋城高三阶段练习)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中末端的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 7．(2025·黑龙江哈尔滨高三开学考试)ATP是一种高能磷酸化合物，在进行性肌萎缩、心功能不全及肝炎等疾病的辅助治疗中具有积极的意义。下列关于人体细胞中ATP的叙述，错误的是(　　) A．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 B．ATP中两个相邻的磷酸基团都带正电荷而相互排斥 C．形成ATP所需的能量主要来自细胞呼吸 D．剧烈运动过程ATP的分解速率和生成速率无显著差异 二、非选择题 8．(2024·安徽合肥高三阶段练习)用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末状，取两等份分别装入两支小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色荧光，约过15 min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一支玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一支玻璃管中，发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的玻璃管中不发荧光。 (1)向A、B两管加水后，两管均发光，这说明水对生物正常的生命活动的重要意义是________________________________________________________。 (2)以上现象说明了： ①萤火虫发光是将________能转变成________能的过程。 ②这一过程所需的能量由________提供。 (3)若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，则__________(填“会”或“不会”)发荧光，原因是___________________________________________　_____________________________。 能力提升 一、选择题 1．(2024·广东潮州高三期末)“蓝眼泪”是生存在海中的夜光藻等微生物受到海浪拍击时，发出的蓝色荧光，这一过程与ATP密切相关。以下关于ATP叙述不正确的是(　　) A．ATP是夜光藻细胞内的直接能源物质 B．发出的荧光所需能量由ATP水解提供 C．ATP的合成需消耗夜光藻内的ADP和Pi D．ATP在夜光藻体内含量很高可持续供能 2．(2025·山东聊城高三开学考试)下图表示生物体中某种化合物的基本单位结构简式，下列有关叙述，错误的是(　　) A．ATP脱去两个磷酸基团可形成该化合物的基本单位之一 B．图中的碱基有A、T、C、G四种 C．该化合物可能是HIV的遗传物质 D．真核细胞中该类化合物主要分布在细胞质中 3．(2025·黑龙江伊春高三开学考试)荧光素在荧光素酶和ATP等物质的参与下可进行反应发出荧光，因此可用该方法测定熟食中的细菌数量，用以检测熟食产品的合格程度。下列说法错误的是(　　) A．一定条件下，荧光素酶可以在细胞外发挥作用 B．熟食中的细菌数目与荧光素的发光强度呈正相关 C．荧光素发出荧光所需的能量主要来自ATP中远离腺苷的特殊化学键 D．若检测反应的温度偏高，则会使测量的结果大于实际结果 4．(2024·辽宁省教研教改联合体调研考试)Arf家族蛋白参与蛋白质的囊泡运输，它们有两种状态，结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状态。GTP与ATP的结构和性质相似，仅是碱基A被G替代。活跃状态的Arf蛋白参与货物蛋白的招募和分选，保证货物蛋白进入特定囊泡等待运输。下列相关叙述错误的是(　　) A．GTP是由鸟苷、核糖和3个磷酸基团结合而成 B．Arf由不活跃状态转化为活跃状态需要消耗能量 C．两种状态Arf蛋白的相互转化需要相应酶的催化 D．运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体 5．(2024·黑吉两省十校联合体联考)KRAS蛋白酶能够结合三磷酸鸟苷(GTP)、二磷酸鸟苷(GDP)。当结合GTP时，KRAS处于活性状态；当结合GDP时，则处于抑制状态。正常情况下，KRAS与GDP结合，在接受胞外生长因子的刺激后，鸟苷酸转换因子(GEFs)增强KRAS与GTP的结合。GTP酶以及GTP酶激活蛋白(GAPs)则能促进GTP的水解(见图)。下列叙述正确的是(　　) A．GTP失去两分子磷酸后成为DNA的基本组成单位 B．据图可知，正常情况下细胞中KRAS酶处于活性状态 C．胞外生长因子可以促进KRAS酶活性增强 D．GTP和GDP不会使KRAS酶结构改变 6．(2024·山东潍坊昌乐二中三模)蛋白激酶A(PKA)由两个调节亚基和两个催化亚基组成，其活性受cAMP(腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节(如图)。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白的活性。下列有关说法错误的是(　　) A．调节亚基具有结合cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点 B．蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解 C．ATP不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP、DNA等物质的原料 D．cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性的催化亚基 7．(2024·辽宁名校联盟模拟卷)细胞内的ATP合酶可催化ATP合成，其催化中心的蛋白质有三种不同构象：O态(ATP与酶亲和力低)、L态(ADP、Pi与酶结合疏松)、T态(ADP、Pi与酶结合紧密)，ATP合酶的催化功能是由H＋跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的，如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．原核细胞中存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶仅存在于线粒体内膜上 B．T态有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L、T、O的周期性变化 C．ATP合酶催化的结果是使H＋势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中 D．温度和pH都仅通过影响蛋白质的结构，进而影响ATP的合成速率 二、非选择题 8．(2025·山东潍坊高三阶段练习)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，其化学结构如图所示，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团的位置。正是由于细胞内具有ATP这种能量“货币”，才能及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。萤火虫发光就需要ATP提供能量，其发光机制是尾部发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，生成的荧光素化腺苷酸(腺嘌呤核糖核苷酸简称腺苷酸)与氧气在荧光素酶的催化下反应形成发光物质虫荧光酰腺苷酸。科研人员运用这一原理制造出ATP荧光仪来测定食品中微生物的总数，ATP荧光仪最快能在15秒钟内测定食品中是否存在酵母菌、霉菌或细菌细胞。 (1)图中A表示________，B表示________。ATP分子的结构简式可以表示为________________。 (2)将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP含量不变，但ATP中γ位置的磷酸基团已被32Р所标记。该实验的结论为____________________________________。将α、β、γ位置分别被32Р标记的ATP注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。由此推测发光细胞以这种方式利用ATP的生物学意义是____________________________________________________。 (3)ATP荧光仪来测定食品中微生物总数的检测步骤大体包括：取样、样品ATP萃取、添加荧光素—荧光素酶、测定发光量、求出ATP浓度和活菌数。因为发光的能量来源是ATP且发光强度与ATP含量成正比，所以根据发光强度可以计算出样品中ATP含量，进而根据ATP含量测算出细菌数量的依据是______________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$