2026届高考生物一轮复习讲义第12讲　ATP

第12讲　ATP 【课标要求】 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 考 点 透 析 知识1　ATP是一种高能磷酸化合物 1. ATP的中文名称： 。 2. ATP的元素组成： 。 3. ATP的结构简式： 。其中“A”代表 ，“P”代表 ，“～”代表 (该键不稳定)。 4. ATP和ADP的结构 5. ATP是驱动细胞生命活动的 。  解 疑 释 惑 (1)ATP与DNA、RNA结构简式中不同部位的“A” 图示圆圈部分分别代表：① 、② 、③ 、④ 。 (2)ATP不等同于能量，ATP是与能量有关的一种 。 (3)ATP并不是细胞内唯一的直接供能物质，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP等。 (4)ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞膜上发现了ATP受体。 知识2　ATP与ADP的相互转化 项目 ①ATP的合成 ②ATP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 (光合作用)、 (细胞呼吸) 储存在特殊的化学键(磷酐键)中的化学能 能量去路 储存于形成的特殊的化学键(磷酐键) 用于各项生命活动 反应场所 生物体的需能部位  解 疑 释 惑 (1)ATP水解时，其 (○P )脱离下来，挟能量与 而使其他分子发生磷酸化，这个与其他分子结合的磷酸基团再脱离下来，就成为游离的磷酸分子(Pi)。 (2)ATP和ADP的相互转化 (填“是”或“不是”)可逆反应。由上表可看出，在ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同。 (3)ATP在细胞内含量较 ，但ATP与ADP转化非常迅速，两者处于动态平衡中，保证了能量及时供应。 知识3　ATP的利用 1. ATP为主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等生命活动提供 。 2. 吸能反应(如生物大分子的合成)一般与 反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应(如能源物质的氧化分解)一般与 相联系，释放的能量储存于ATP中。 3. ATP水解供能往往会发生 ，伴随着能量的转移，如载体蛋白磷酸化，同时被磷酸化的蛋白质 和活性会发生改变。 新视野 磷酸化与去磷酸化 磷酸化是一种常见的生物化学修饰过程，是指通过将磷酸基团与目标分子中的氨基酸残基结合，从而改变目标分子的结构和功能。 磷酸化是一种可逆的修饰过程，在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团通过磷酸酶去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，为光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，为氧化磷酸化。这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。若蛋白质分子加上磷酸基团，称为蛋白质分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称为蛋白质分子的去磷酸化。 蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白质分子的去磷酸化，在磷酸酶的作用下完成。如图所示： 通过磷酸化修饰，细胞可以快速响应外界刺激，并调节细胞内的生理过程，在细胞信号传导、基因表达调控、蛋白质功能调节等方面具有重要意义。 思辨小练 判断下列说法的正误： (1)人体内ATP中的能量最终来自植物吸收的光能。( ) (2)人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，因此不能合成ATP。( ) (3)人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低。( ) 典 题 说 法 考向1　ATP的结构与功能 例1 (2025·南通期初)如图表示ATP的结构，相关叙述正确的是( ) A. ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B. α和β位磷酸基团之间的化学键不能断裂 C. 用γ位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA D. 细胞中ATP的合成速度快、含量高 考向2　ATP与能量代谢 例2 (多选)(2024·泰州期初)下图为生物体内“泵”的3种类型，相关叙述错误的是( ) A. P型质子泵中的Ca2＋泵磷酸化后运输Ca2＋时构象不改变 B. 神经细胞内高Na＋低K＋的环境依靠P型泵来维持 C. 溶酶体膜上存在的V型质子泵将H＋运入溶酶体 D. F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体薄膜上  深 度 指 津 质 子 泵 质子泵是生物膜上运输H＋的载体蛋白，分为以下3种：①P型质子泵，转运H＋ 过程涉及磷酸化和去磷酸化；②V型质子泵，水解ATP产生能量，但自身不发生磷酸化，能保持细胞质基质内中性pH和细胞器(液泡、溶酶体)内的酸性环境；③F型质子泵(ATP合酶)运输H＋ 所产生的电化学势能与ATP合成相耦联。 配套精练 第12讲　ATP 一、 单项选择题 1. 下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( ) A．由1分子脱氧核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键为特殊的化学键 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 2. (2024·淮安调研)ATP和酶是细胞代谢不可缺少的，相关叙述正确的是( ) A．细胞中的需能反应都由ATP直接供能 B．当酶变性失活时，其空间结构才会发生改变 C．能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞都能合成酶 D．ATP脱去两个磷酸基团后形成的物质，可参与某些酶的合成 3. (2025·盐城期初)ATP可直接给细胞的生命活动提供能量，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．生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸 C．ATP水解掉2个磷酸基团后为构成RNA的基本组成单位之一 D．酵母菌只有在缺氧的条件下，其细胞质基质中才能形成ATP 4. (2024·盐城东台期末)下图中甲为ATP，是生命活动的直接能源物质，下列叙述正确的是( ) A．丙是核酶的基本组成单位之一 B．ATP彻底水解的产物为三个磷酸和腺苷 C．在主动运输过程中，乙的含量会显著增加 D．图中酶1、酶2和酶3催化水解的化学键相同 5. 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 6. (2024·宿迁期末改编)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．ATP末端磷酸基团具有较高的转移势能 B．ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一种物质 C．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，但在细胞中含量很少 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 7. (2024·无锡期末)下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。相关叙述错误的是( ) A．蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程 B．蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 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．磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应 8. (2024·苏州实验中学)ATP可将蛋白质磷酸化，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)。下列说法错误的是( ) A．ATP推动细胞做功，存在吸能反应与放能反应过程 B．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATP C．ATP水解与磷酸化的蛋白质做功均属于放能反应 D．肌肉在收缩过程中，ATP中的化学能转化成了机械能 9. (2025·扬州期初)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 10. (2024·无锡期末)下图是Ca2＋在载体蛋白协助下，跨细胞膜运输的部分过程。下列叙述错误的是( ) A．此过程是主动运输，细胞在ATP供能的情况下维持细胞内外Ca2＋浓度差 B．跨膜运输时，Ca2＋需与特定的载体蛋白紧密结合，表明载体蛋白具有特异性 C．该载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，可提供ATP水解反应所需的活化能 D．载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生变化，每次转运都会发生同样的结构改变 11. (2024·盐城期末)ATP荧光检测法是利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测ATP含量的方法，其基本原理如下图所示。下列说法错误的是( ) 荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋①＋2Pi＋CO2＋光 A．①可直接作为合成RNA的原料 B．ATP荧光检测过程中ATP中的化学能转化为光能 C．萤火虫能发出荧光是由于细胞中储存着大量的ATP D．荧光素酶可通过降低化学反应的活化能来加快反应速率 二、 多项选择题 12. (2024·扬州期末)一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子，载体分子对一定的离子有专一的结合部位，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如图。下列相关叙述正确的是( ) A．生物膜的功能与膜上载体、酶等蛋白质种类和数量有关 B．载体蛋白通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子 C．磷酸激酶和磷酸酯酶分别催化ATP水解和合成 D．未活化的载体在磷酸激酶和ATP的作用下可再度磷酸化而活化 13. (2024·盐城开学考)GTP与ATP的化学结构相似。G蛋白由Gα、Gβ和Gγ三个亚基组成，具有GTP水解酶活性。G蛋白可以在活性状态与非活性状态之间相互转化，如图所示，激动剂与G蛋白偶联受体(GPCR)结合后可引起G蛋白转化为活性状态。下列叙述错误的有( ) A．GTP中含2个磷酸基团，G代表鸟嘌呤核糖核苷酸 B．细胞中的GTP也可能作为生命活动的直接能源物质 C．G蛋白由非活性状态转化为活性状态与去磷酸化有关 D．生物体内G蛋白的活性只受温度和pH变化的影响 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲　ATP 【课标要求】 解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 考 点 透 析 知识1　ATP是一种高能磷酸化合物 1. ATP的中文名称：腺苷三磷酸。 2. ATP的元素组成：C、H、O、N、P。 3. ATP的结构简式：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(苏教版为磷酐键)(该键不稳定)。 4. ATP和ADP的结构 5. ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。  解 疑 释 惑 (1)ATP与DNA、RNA结构简式中不同部位的“A” 图示圆圈部分分别代表：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不等同于能量，ATP是与能量有关的一种高能磷酸化合物。 (3)ATP并不是细胞内唯一的直接供能物质，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP等。 (4)ATP在神经系统的信息传递中可以作为一种兴奋性的神经递质发挥作用，在内脏、中枢及外周神经系统等多个部位的细胞膜上发现了ATP受体。 知识2　ATP与ADP的相互转化 项目 ①ATP的合成 ②ATP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) 储存在特殊的化学键(磷酐键)中的化学能 能量去路 储存于形成的特殊的化学键(磷酐键) 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  解 疑 释 惑 (1)ATP水解时，其末端的磷酸基团(○P )脱离下来，挟能量与其他分子结合而使其他分子发生磷酸化，这个与其他分子结合的磷酸基团再脱离下来，就成为游离的磷酸分子(Pi)。 (2)ATP和ADP的相互转化不是(填“是”或“不是”)可逆反应。由上表可看出，在ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同。 (3)ATP在细胞内含量较少，但ATP与ADP转化非常迅速，两者处于动态平衡中，保证了能量及时供应。 知识3　ATP的利用 1. ATP为主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等生命活动提供能量。 2. 吸能反应(如生物大分子的合成)一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应(如能源物质的氧化分解)一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存于ATP中。 3. ATP水解供能往往会发生磷酸化，伴随着能量的转移，如载体蛋白磷酸化，同时被磷酸化的蛋白质空间结构和活性会发生改变。 新视野 磷酸化与去磷酸化 磷酸化是一种常见的生物化学修饰过程，是指通过将磷酸基团与目标分子中的氨基酸残基结合，从而改变目标分子的结构和功能。 磷酸化是一种可逆的修饰过程，在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团通过磷酸酶去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，为光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，为氧化磷酸化。这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。若蛋白质分子加上磷酸基团，称为蛋白质分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称为蛋白质分子的去磷酸化。 蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白质分子的去磷酸化，在磷酸酶的作用下完成。如图所示： 通过磷酸化修饰，细胞可以快速响应外界刺激，并调节细胞内的生理过程，在细胞信号传导、基因表达调控、蛋白质功能调节等方面具有重要意义。 思辨小练 判断下列说法的正误： (1)人体内ATP中的能量最终来自植物吸收的光能。(√) (2)人成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，因此不能合成ATP。(×) (3)人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低。(×) 典 题 说 法 考向1　ATP的结构与功能 例1 (2025·南通期初)如图表示ATP的结构，相关叙述正确的是(A) A. ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B. α和β位磷酸基团之间的化学键不能断裂 C. 用γ位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA D. 细胞中ATP的合成速度快、含量高 【解析】ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离，ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确；α和β位磷酸基团之间的化学键断裂，形成AMP，是构成RNA的基本单位，所以α和β位磷酸基团之间的化学键可以断裂，B错误；ATP分子水解两个特殊的化学键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，C错误；ATP在细胞中的含量低，但合成速度快，D错误。 考向2　ATP与能量代谢 例2 (多选)(2024·泰州期初)下图为生物体内“泵”的3种类型，相关叙述错误的是(AB) A. P型质子泵中的Ca2＋泵磷酸化后运输Ca2＋时构象不改变 B. 神经细胞内高Na＋低K＋的环境依靠P型泵来维持 C. 溶酶体膜上存在的V型质子泵将H＋运入溶酶体 D. F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体薄膜上 【解析】Ca2＋泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，A错误；维持神经细胞内高K＋、低Na＋的环境可能与P型泵中的Na＋－K＋泵有关，即通过主动运输维持胞内高K＋、低Na＋，B错误；溶酶体膜上存在V 型质子泵将H＋运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境，C正确；F型质子泵的作用是运输质子的同时利用化学势能合成ATP，线粒体内膜和类囊体薄膜能合成ATP，可见F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体薄膜上，D正确。  深 度 指 津 质 子 泵 质子泵是生物膜上运输H＋的载体蛋白，分为以下3种：①P型质子泵，转运H＋ 过程涉及磷酸化和去磷酸化；②V型质子泵，水解ATP产生能量，但自身不发生磷酸化，能保持细胞质基质内中性pH和细胞器(液泡、溶酶体)内的酸性环境；③F型质子泵(ATP合酶)运输H＋ 所产生的电化学势能与ATP合成相耦联。 配套精练 第12讲　ATP 一、 单项选择题 1. 下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(D) A．由1分子脱氧核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键为特殊的化学键 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 2. (2024·淮安调研)ATP和酶是细胞代谢不可缺少的，相关叙述正确的是(D) A．细胞中的需能反应都由ATP直接供能 B．当酶变性失活时，其空间结构才会发生改变 C．能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞都能合成酶 D．ATP脱去两个磷酸基团后形成的物质，可参与某些酶的合成 【解析】光合作用光反应由光提供能量，A错误；当酶催化底物发生反应时，酶与底物结合，反应结束后酶与产物分离，这个过程酶的空间结构也会发生改变，但酶是有活性的，B错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和核糖体，不能合成酶，但可以在细胞质基质进行无氧呼吸产生ATP，所以能产生ATP的细胞不一定能合成酶，C错误；ATP脱去两个磷酸基团后形成腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA的基本组成单位之一，可参与某些起催化作用的RNA的合成，D正确。 3. (2025·盐城期初)ATP可直接给细胞的生命活动提供能量，下列关于ATP的叙述，正确的是(C) A．生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多 B．生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸 C．ATP水解掉2个磷酸基团后为构成RNA的基本组成单位之一 D．酵母菌只有在缺氧的条件下，其细胞质基质中才能形成ATP 【解析】ATP在细胞内含量不高，生命活动旺盛的细胞中ATP与ADP转化速度较快，A错误；生物体内ADP转化成ATP所需要的能量可来自细胞呼吸、光合作用及化能合成作用，B错误；ATP水解掉2个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本组成单位之一，C正确；细胞质基质是酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段的场所，不管是否缺氧，其细胞质基质中都能形成ATP，D错误。 4. (2024·盐城东台期末)下图中甲为ATP，是生命活动的直接能源物质，下列叙述正确的是(A) A．丙是核酶的基本组成单位之一 B．ATP彻底水解的产物为三个磷酸和腺苷 C．在主动运输过程中，乙的含量会显著增加 D．图中酶1、酶2和酶3催化水解的化学键相同 【解析】核酶是指具有催化作用的RNA，ATP去掉两个磷酸基团是RNA的基本组成单位之一，故丙是核酶的基本组成单位之一，A正确；ATP彻底水解的产物为三个磷酸、一个腺嘌呤和一个核糖，B错误；主动运输过程需要消耗能量，能量由ATP提供，ATP脱去一个磷酸基团产生一分子磷酸和一分子ADP，因此乙(ADP)的含量会稍有增多，但由于ATP和ADP可迅速转化，故不会显著增加，C错误；酶1和酶2水解的均是特殊化学键，酶3水解的是普通的磷酸键，D错误。 5. 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(B) 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 【解析】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；根据题意“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”，说明32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 6. (2024·宿迁期末改编)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(B) A．ATP末端磷酸基团具有较高的转移势能 B．ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一种物质 C．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，但在细胞中含量很少 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 【解析】ATP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；ATP中的“A”是指腺苷，腺苷包括一分子腺嘌呤和一分子核糖，DNA和RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤，B错误；ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，在细胞中与ADP时刻发生相互转化，故在细胞内含量很少，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，萤火虫发光是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，这时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。 7. (2024·无锡期末)下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。相关叙述错误的是(A) A．蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程 B．蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 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．磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应 【解析】蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，A错误。 8. (2024·苏州实验中学)ATP可将蛋白质磷酸化，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)。下列说法错误的是(B) A．ATP推动细胞做功，存在吸能反应与放能反应过程 B．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATP C．ATP水解与磷酸化的蛋白质做功均属于放能反应 D．肌肉在收缩过程中，ATP中的化学能转化成了机械能 【解析】ATP 推动细胞做功过程中，ATP 的水解是放能反应，蛋白质磷酸化过程是吸能反应，因此该过程存在吸能反应和放能反应，A正确；磷酸化的蛋白质做功时，失去的能量转化成了机械能，B错误；ATP 水解是放能反应，磷酸化的蛋白质做功也是放能反应，C正确；肌肉在收缩过程中，通过ATP水解导致蛋白质磷酸化，将ATP中的化学能转移到了蛋白质中，磷酸化的蛋白质做功过程中又将该部分能量转化为机械能，整个过程中 ATP 中储存的化学能最终转化成机械能，D正确。 9. (2025·扬州期初)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(C) 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 【解析】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；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(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。 10. (2024·无锡期末)下图是Ca2＋在载体蛋白协助下，跨细胞膜运输的部分过程。下列叙述错误的是(C) A．此过程是主动运输，细胞在ATP供能的情况下维持细胞内外Ca2＋浓度差 B．跨膜运输时，Ca2＋需与特定的载体蛋白紧密结合，表明载体蛋白具有特异性 C．该载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，可提供ATP水解反应所需的活化能 D．载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生变化，每次转运都会发生同样的结构改变 【解析】如图所示，Ca2＋运输过程需要载体蛋白，同时消耗ATP，所以为主动运输，可维持细胞内外Ca2＋浓度差，A正确；由图示可知，在跨膜运输时，Ca2＋需与特定的载体蛋白紧密结合，能表明载体蛋白具有特异性，B正确；从图可知，有ATP水解成ADP的过程，说明该载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，酶可以降低反应所需的活化能，但不能提供活化能，C错误；在图示的主动运输过程中，载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生变化，且每次转运都会发生同样的结构改变，D正确。 11. (2024·盐城期末)ATP荧光检测法是利用“荧光素酶—荧光素体系”快速检测ATP含量的方法，其基本原理如下图所示。下列说法错误的是(C) 荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋①＋2Pi＋CO2＋光 A．①可直接作为合成RNA的原料 B．ATP荧光检测过程中ATP中的化学能转化为光能 C．萤火虫能发出荧光是由于细胞中储存着大量的ATP D．荧光素酶可通过降低化学反应的活化能来加快反应速率 【解析】①是ATP脱去两个Pi之后的产物，表示AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，可作为组成RNA的基本单位，A正确；结合题图分析可知，ATP荧光检测过程中，ATP在荧光素和氧气作用下，其中的化学能转化为光能，发出荧光，B正确；ATP在细胞中的含量较少，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，进而加快反应速率，D正确。 二、 多项选择题 12. (2024·扬州期末)一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子，载体分子对一定的离子有专一的结合部位，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如图。下列相关叙述正确的是(ABD) A．生物膜的功能与膜上载体、酶等蛋白质种类和数量有关 B．载体蛋白通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子 C．磷酸激酶和磷酸酯酶分别催化ATP水解和合成 D．未活化的载体在磷酸激酶和ATP的作用下可再度磷酸化而活化 【解析】蛋白质是生命活动的主要承担者，生物膜的功能与膜上载体、酶等蛋白质种类和数量有关，A正确。载体蛋白具有专一性，通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子，B正确。据图分析，磷酸激酶的作用是在ATP和底物之间起催化作用，将一个磷酸基团转移到载体上；磷酸酯酶催化磷酸酯键水解，使载体去磷酸化，C错误。图示未活化的载体在磷酸激酶的催化下，可获得ATP脱下的磷酸基团而再度活化，D正确。 13. (2024·盐城开学考)GTP与ATP的化学结构相似。G蛋白由Gα、Gβ和Gγ三个亚基组成，具有GTP水解酶活性。G蛋白可以在活性状态与非活性状态之间相互转化，如图所示，激动剂与G蛋白偶联受体(GPCR)结合后可引起G蛋白转化为活性状态。下列叙述错误的有(ACD) A．GTP中含2个磷酸基团，G代表鸟嘌呤核糖核苷酸 B．细胞中的GTP也可能作为生命活动的直接能源物质 C．G蛋白由非活性状态转化为活性状态与去磷酸化有关 D．生物体内G蛋白的活性只受温度和pH变化的影响 【解析】GTP中含3个磷酸基团，GTP中的G代表鸟苷，A错误；ATP是生物体内直接的能源物质，GTP与ATP的化学结构相似，细胞中的GTP也可能作为生命活动的直接能源物质，B正确；据题图分析，G蛋白由非活性状态转化为活性状态时，G蛋白上结合的GDP变为GTP，即发生磷酸化，C错误；据题意可知，G蛋白的活性还受激动剂的影响，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$