课时作业(9) 细胞的能量“货币”ATP（Word练习）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（人教版不定项版）

课时作业（9）　细胞的能量“货币”ATP 一、选择题 1．(2025·江西上饶模拟)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，动物细胞中也含有dATP(脱氧核糖三磷酸)，每个dATP由磷酸基团、脱氧核糖和腺嘌呤组成。下列叙述错误的是(　　) A．与皮肤表皮细胞相比，心肌细胞含有更多的ATP B．与ATP相比，dATP五碳糖2号碳上的羟基被单独的氢原子所取代 C．ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质磷酸化，改变蛋白质的活性 D．若1 mol ATP水解成ADP释放的能量为30.54 kJ，则1 mol ATP彻底水解释放的能量小于91.62 kJ A　解析：与表皮细胞相比，心肌细胞对能量需求更多，其中ATP和ADP相互转化的速度更快，但并非含有的ATP更多，A错误；ATP的五碳糖为核糖，dATP的五碳糖为脱氧核糖，与ATP相比，dATP五碳糖2号碳上的羟基被单独的氢原子所取代，B正确；ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，C正确；ATP的结构简式为A—P～P～P，含有两个特殊的化学键，一个普通的磷酸键，1 mol ATP彻底水解会断裂两个特殊的化学键和一个普通的磷酸键，若1 mol ATP水解成ADP释放的能量为30.54 kJ，则1 mol ATP彻底水解释放的能量小于3×30.54＝91.62 kJ，D正确。 2．(2025·广东湛江模拟)NTP家族由ATP(三磷酸腺苷)、GTP(三磷酸鸟苷)、UTP(三磷酸尿苷)和CTP(三磷酸胞苷)构成，它们的区别只是碱基不同。如图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α、β、γ表示磷酸基团的位置。下列叙述错误的是(　　) A．物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷 B．许多吸能反应与ATP的水解反应相联系 C．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 D．CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成 D　解析：ATP的结构式可简写成A—P～P～P，A代表腺苷，由腺嘌呤(物质A)和核糖(物质B)构成，A正确；ATP的水解能释放能量，与之相联系的是吸能反应，B正确；1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸，C正确；CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖构成，D错误。 3．(2025·山东菏泽模拟)某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述正确的是(　　) A．该实验结果能够表明，ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质 B．切去发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失 C．该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料 D．萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验 B　解析：实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，所以不能证明ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，A错误；实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，说明有些发光器的生命活性已完全丧失，B正确；完整的萤火虫能够通过呼吸作用提供能量，所以不能用完整的萤火虫，C错误；切取萤火虫的发光器放置一段时间，消耗掉能量以后才可以用于实验，D错误。 4．一般认为，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，能选择性的携带某种离子通过膜，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．据图分析可知，载体分子与酶都具有专一性 B．ATP参与该离子运输，既提供能量又提供Pi使载体活化 C．磷酸激酶与ATP水解有关，磷酸酯酶与ATP合成有关 D．失活的载体在膜中磷酸激酶和ATP的作用下又可磷酸化，而再度活化 C　解析：题干信息“载体分子对一定的离子有专一的结合部位”，说明载体分子有专一性，一种酶只能催化一种或者一类化学反应，也有专一性，A正确。据图分析，ATP参与该离子运输，既提供能量又提供Pi使载体活化，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ATP的一个磷酸基团转移到载体上；磷酸酯酶是通过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转移的磷酸基团，而再度活化，D正确。 5．盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用，AT1蛋白可通过调节细胞膜上PIP2s蛋白的磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.PIP2s蛋白磷酸化后，其空间结构会发生改变 B．抑制AT1基因表达，可提高植物的耐盐碱能力 C．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，可减轻H2O2对细胞的毒害 D．植物细胞大量失水后，胞内渗透压升高，吸水能力增强 C　解析：PIP2s蛋白是载体蛋白，磷酸化后空间结构会改变，A正确；据图可知，AT1蛋白缺陷，可以促使PIP2s蛋白磷酸化，促进细胞外排H2O2，从而提高植物的抗氧化胁迫能力，进而提高植物成活率，因此，抑制AT1基因表达，可提高植物抗氧化胁迫的能力，B正确；据图可知，AT1通过抑制PIP2s蛋白磷酸化而抑制细胞外排H2O2，加重H2O2对细胞的毒害，导致细胞抗氧化胁迫能力弱，从而引起细胞死亡，C错误；植物细胞大量失水后，渗透压升高，吸水能力增强，D正确。 6．(不定项)(2025·湖南衡阳模拟)马达蛋白能结合并催化ATP水解，利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走，进而将其所携带的细胞器或大分子物质送到特定位置。下列叙述不正确的是(　　) A．马达蛋白同时具有ATP合酶与水解酶的活性 B．人体成熟的红细胞、蛙的红细胞中均能合成ATP C．ATP依次水解三个磷酸基团均产生较高的转移势能 D．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率 ACD　解析：马达蛋白能催化ATP水解，具有ATP水解酶的活性，A错误；一般来说，活细胞均能合成ATP，B正确；ATP远离腺苷的两个磷酸基团具有较高的转移势能，C错误；细胞代谢旺盛时，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，两者处于平衡状态，D错误。 7．(不定项)海洋的“蓝眼泪”是由单细胞生物夜光藻爆发导致的，夜光藻体内的荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素，会使夜晚海面上出现美丽的蓝色荧光，宛如浩瀚夜空。下列叙述正确的是(　　) A．夜光藻细胞中的遗传物质彻底水解的产物有6种 B．荧光素酶提供了激活荧光素所需的活化能，从而减少反应对ATP的需求 C．海洋的“蓝眼泪”吸引许多游客前往观赏，体现了生物多样性的直接价值 D．海面出现蓝色荧光时，夜光藻细胞内产生ATP的速率远超过产生ADP的速率 AC　解析：夜光藻是细胞结构的生物，遗传物质是DNA，其彻底水解后可产生4种碱基、1种磷酸和1种五碳糖，共6种产物，A正确。酶可以降低化学反应所需的活化能而不能为反应供能，B错误。生物多样性的价值有直接价值、间接价值和潜在价值，直接价值是对人类有食用、药用和作为工业生产原料等实际意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学创作等非实用意义的价值；间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面；潜在价值是人们目前尚不太清楚的价值，C正确。生物体内ATP和ADP的相互转化处于动态平衡，D错误。 二、非选择题 8．对核酸分子合成机制的深入研究表明，DNA复制过程中所需的原料是dNTP，其中d表示脱氧，N表示碱基，T表示3个，P表示磷酸基团，其结构如图所示。合成子链的过程中，与模板链互补配对的dNTP脱去1个焦磷酸(由2个磷酸分子组成)后，连接到子链的一端。RNA的合成原料与之类似。 (1)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填序号)上。 (2)DNA复制过程中的__________酶可以沿模板链的________(填“3→5”或“5→3”)方向移动，将dNTP连接到子链末端。 (3)上述酶分子只能催化单个dNTP连接到正在延伸的子链末端，而RNA聚合酶可以从子链的第一个核苷酸开始合成，据此分析，细胞内DNA复制起始时需先合成一小段________分子片段。结合上述信息，写出dATP分子在DNA合成过程中的作用：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)科学家将五碳糖中2和3碳原子均脱氧的双脱氧核苷酸(ddNTP)掺入DNA体外复制反应体系的原料中，由于该类物质无法与延伸中的子链末端形成________________键，DNA的复制将会终止，可用于DNA序列的鉴定。 答案：(1)③ (2)DNA聚合　3→5 (3)RNA　提供能量、作为原料 (4)磷酸二酯 解析：(1)合成子链的过程中，与模板链互补配对的dNTP脱去1个焦磷酸(由2个磷酸分子组成)后，连接到子链的一端，即脱去①②后，连接到子链的一端，所以带有32P的磷酸基团应在dATP的③上。(2)DNA复制需要DNA聚合酶催化，子链延伸方向为5→3，子链与模板链反向平行，所以DNA聚合酶沿模板链的3→5方向移动。(3)由题意可知，DNA聚合酶只能催化单个dNTP连接到正在延伸的子链末端，所以DNA复制起始时需先合成一小段RNA分子片段，dATP在DNA合成过程中既作为原料，又提供能量。(4)DNA复制时，一条链上相邻的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。 9．(2025·江苏南通模拟)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。请回答下列问题。 (1)可存在于植物所有组织细胞中且能产生ATP的细胞结构有____________________________；动物细胞通过胞吐方式分泌eATP体现了细胞膜具有________________的结构特点。 (2)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP水解直接供能的，但细胞内ATP的含量却能基本保持稳定，原因是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)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 0.64 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：(1)线粒体、细胞质基质　流动性 (2)ATP与ADP之间存在相互转化，且这种转化处于动态平衡之中 (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 解析：(1)能产生ATP的细胞结构有线粒体、叶绿体和细胞质基质，但不是所有的植物细胞都有叶绿体，所以存在于植物所有组织细胞中且能产生ATP的细胞结构有线粒体和细胞质基质。(2)细胞内ATP的含量基本保持稳定，原因是ATP不能大量储存，ATP与ADP之间是相互转化的，且这种转化处于动态平衡之中。(3)胞吞过程中物质要先与细胞膜上受体结合，所以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，分析题表可知，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。 学科网（北京）股份有限公司 $$