第3章 第1节 ATP是细胞内的“能量通货” （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞（浙科版）

第三章　细胞的代谢 第一节　ATP是细胞内的“能量通货” |学|习|目|标|　 1.说明ATP的化学组成及结构特点。 2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 3.明确ATP-ADP循环的过程和意义。 [主干知识梳理] 一、ATP是细胞生命活动的直接能源 1.ATP的结构 (1)中文名称:腺苷三磷酸。 (2)组成:ATP由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。 (3)图中序号或符号的含义:①是腺嘌呤,②是核糖,③是腺苷,“P”代表磷酸基团,“~”代表高能磷酸键。 2.ATP结构与功能的统一 连接2个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差,水解时可以释放出大量的能量。 二、细胞内ATP与ADP保持动态平衡 1.ATP分布 ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中,但含量很低。 2.ATP-ADP循环 图示 过程 图中①~⑤代表的过程或物质名称:①放能,②吸能,③Pi,④合成,⑤水解 意义 细胞中ATP-ADP循环速度很快,细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平 [预习效果自评] 1.判断下列有关叙述的正误 (1)糖类和ATP都是细胞中的直接能源物质 (×) 提示:糖类需要氧化分解后才能为生命活动供能,ATP是直接能源物质。 (2)ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成 (×) 提示:ATP由3个磷酸基团和1个腺苷构成,1个腺苷包括1个腺嘌呤和1个核糖。 (3)腺嘌呤是一种含氮碱基,能与核糖和1个磷酸基团形成腺苷 (×) 提示:腺苷是腺嘌呤与一个核糖组成的结构。 (4)人体细胞中ATP分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中 (×) 提示:人体细胞不含叶绿体。 (5)人在激烈运动中每分钟可消耗0.5 kg ATP,说明细胞内ATP含量较多 (×) 提示:人在激烈运动中消耗的ATP多,主要依赖细胞内ATP-ADP循环速度快,而不是含量高。 2.细胞的生存需要能量和营养物质,其中驱动细胞生命活动的直接能源物质是 (　 ) A.H2O B.ATP C.Na+ D.Ca2+ 解析:选B　H2O、Na+、Ca2+是细胞中的水和无机盐,不能为细胞的生存提供能量,ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,故选B。 3.一个ATP分子中含有 (　 ) A.一个腺苷和二个磷酸基团 B.一个腺苷和三个磷酸基团 C.一个腺嘌呤和二个磷酸基团 D.一个腺嘌呤和三个磷酸基团 解析:选B　ATP是由一个核糖、一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成的,其中核糖与腺嘌呤结合形成腺苷。故一个ATP分子中含有一个腺苷和三个磷酸基团。 4.下列有关ATP概念的叙述,正确的是 (　 ) ①ATP是生物体内主要的储存能量的物质　②1分子ATP中含有1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团　③ATP水解一般指ATP分子中高能磷酸键的水解　④ATP只能在线粒体中生成　⑤ATP在生物细胞内普遍存在,是能量的“携带者”和“转运者”,有“能量通货”之称 A.①③ B.②④ C.③⑤ D.④⑤ 解析:选C　ATP是生物体内细胞生命活动的直接能源物质,不是主要的储能物质,①错误;1分子ATP中含有1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团,②错误;ATP水解一般指ATP分子中高能磷酸键断裂,释放能量的过程,③正确;ATP的合成场所有细胞溶胶、叶绿体和线粒体,④错误;ATP在生物细胞内普遍存在,是直接能源物质,有“能量通货”之称,⑤正确。 5.思考题 (1)[教材P64“小资料”]萤火虫发出荧光和ATP有什么关系?它们的能量形式一样吗? 提示:萤火虫发出荧光需要ATP提供能量。它们的能量形式不一样,荧光是光能的形式,ATP中的能量是化学能。 (2)[教材P66“课外读”]由ADP合成ATP需要一种什么酶?观察下图,该酶的催化功能区域是哪一部分? 提示:由ADP合成ATP需要ATP合成酶。F1是ATP合成酶的催化功能区域。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1.ATP(腺苷三磷酸)由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成,其中含有2个高能磷酸键。 2.ATP是细胞生命活动的直接能源,可与ADP相互转化,形成ATP-ADP循环,两者在细胞内的含量保持动态平衡。 3.ATP是细胞中普遍使用的能量载体,在细胞内能量转换和利用中起着关键作用,又称细胞的“能量通货”。 4.各种生物的细胞生命活动都是以ATP为直接能源,体现了生物界的统一性。 提能点(一)　ATP是细胞生命活动的直接能源 [任务驱动] 　　将萤火虫尾部的发光器割下,其中含有荧光素,取等量分别放入甲、乙两试管中,加少量水混合,又看到淡黄色荧光,过一段时间后,荧光消失。之后在甲试管中放2 mL某溶液,乙试管中放入2 mL葡萄糖溶液,结果甲试管出现荧光。 (1)甲试管中放入的某溶液是什么物质?如何确定的。 提示:ATP是细胞生命活动的直接供能物质,萤火虫体内的荧光在接受ATP中的能量时可以被激活,所以甲试管中放入的某溶液是ATP溶液。 (2)设定乙试管的目的是什么? 提示:设定乙试管的目的是作对照,由此证明ATP是生命活动的直接能源物质。 [生成认知] 　　ATP的结构特点与功能 1.图中部分名称:A表示腺嘌呤,①表示腺苷,②表示腺苷一磷酸(AMP),③表示腺苷二磷酸(ADP),④表示腺苷三磷酸(ATP),⑤表示高能磷酸键。 2.高能磷酸键:连接相邻的2个磷酸基团,稳定性较差,水解时可以释放大量能量。 3.研究发现,ATP是生命活动的直接能源。 　　[典例]　(2025·绍兴期末)ATP的结构如图所示,①②③表示组成ATP的物质或基团,④⑤表示化学键。下列叙述正确的是 (　 ) A.①为磷酸基团　　　　　 B.②为脱氧核糖 C.③为腺苷 D.④比⑤更不稳定 　　[解析]　①为磷酸基团,一个ATP分子共有三个磷酸基团,A正确;②为核糖,ATP中没有脱氧核糖,B错误;③为腺嘌呤,与核糖一起组成腺苷,C错误;远离腺苷的那个高能磷酸键不稳定,即⑤比④更不稳定,D错误。 　　[答案]　A 　　[易错提醒] 准确理解ATP的组成 ATP的结构简式为A—P~P~P,A表示腺苷、T表示三个、P表示磷酸基团,“~”表示高能磷酸键。其中A由核糖和腺嘌呤组成。 [跟踪训练] 1.(2025·浙江衢温5+1联盟期末)ATP是细胞内重要的化合物,对生命活动的正常进行具有非常重要的作用,其结构如图所示。 下列相关叙述错误的是 (　 ) A.图中①为腺苷 B.图中②是DNA的基本单位之一 C.萤火虫发光所需的能量来源于图中的“~” D.图中③和④的相互转化保证了细胞内的能量供应 解析:选B　图中①由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成,为腺苷,A正确;由于含有核糖,故图中②是RNA的基本单位之一,B错误;萤火虫发光所需的能量来源于图中的“~”,不稳定,水解时释放较多的能量,C正确;③是ADP,④是ATP,它们相互转化与细胞内的吸能反应和放能反应相联系,放能反应伴随着ATP的合成,吸能反应伴随着ATP的水解,保证了细胞内的能量供应,D正确。 2.(2025·浙江七彩阳光联盟期末)ATP是细胞内的“能量通货”,下列关于人体细胞中ATP的说法,正确的是 (　 ) A.剧烈运动时人体含有大量ATP B.ATP中含有三个磷酸基团和三个高能磷酸键 C.组成ATP的腺苷由腺嘌呤和脱氧核糖组成 D.ATP合成速率基本等于其分解速率 解析:选D　ATP在细胞内量很少且保持基本平衡,但利用非常多,主要通过ATP和ADP的快速地相互转化实现的,A错误,D正确;ATP中含有三个磷酸基团和二个高能磷酸键,B错误;组成ATP的腺苷由腺嘌呤和核糖组成,C错误。 3.下图为ATP的分子结构简式。下列相关叙述错误的是 (　 ) A.图中的五碳糖为核糖 B.图中虚线框中的基团是腺苷 C.该分子中有2个高能磷酸键 D.该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸 解析:选B　ATP中的“A”代表腺苷,由核糖和腺嘌呤组成,因此图中的五碳糖为核糖,A正确;图中虚线框中的基团是腺嘌呤,B错误;ATP分子中有2个高能磷酸键,C正确;ATP分子水解掉两个磷酸基团后,剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸,D正确。 提能点(二)　细胞内ATP与ADP保持动态平衡 [任务驱动] 　　一个成人一天在静卧状态下所消耗的ATP为40 kg,在激烈运动的情况下,ATP的消耗可达0.5 kg/min。而细胞内ATP、ADP的总量仅有2~10 mg。人体细胞每天消耗的能量需要水解200~300 mol的ATP,这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2 000~3 000次。ATP与ADP的关系如图所示。 (1)从材料分析,细胞内ATP的含量较少,但仍然能满足能量供应,说明ATP易于水解,也易于再生。 (2)根据材料中的数据,你认为细胞内ATP与ADP保持动态平衡的原因是什么? 提示:ATP-ADP循环快速进行,是细胞内ATP与ADP保持动态平衡的保障。 (3)放能反应释放的能量是怎样用于吸能反应的? 提示:ATP-ADP循环表明,通过ATP的合成与水解,使放能反应释放的能量用于吸能反应。 (4)ATP为什么被称为细胞中的“能量通货”? 提示:ATP是细胞中普遍使用的能量载体,在细胞内能量转换和利用中起着关键作用,并且所含能量不多,便于流通使用。 [生成认知] 1.ATP与ADP的相互转化 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP+Pi+能量 ATP+H2O ATP+H2O ADP+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) 储存在高能磷 酸键中的能量 能量去路 储存于高能磷酸键中 用于各项生命活动 反应场所 细胞溶胶、 线粒体、叶绿体 生物体的耗能部位 2.ATP的功能与动、植物细胞代谢 (1)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。 (2)ATP水解释放的能量可用于发光发电、肌肉收缩、神经细胞活动以及细胞中其他许多消耗能量的过程。 　　[例1]　(2025·浙江七彩阳光联盟联考)如图是ATP与ADP之间的转化图,下列说法正确的是 (　 ) A.A为ADP,B为ATP B.X1和X2是同一种物质 C.酶1和酶2是同一种酶 D.能量1和能量2来源相同 　　[解析]　据题图分析可知,A为ATP,B为ADP,A错误;X1和X2都是磷酸,B正确;酶1是ATP水解酶,酶2是ATP合成酶,C错误;能量1来自高能磷酸键的断裂,能量2来自光能或化学能,来源不同,D错误。 　　[答案]　B 　　[例2]　如图表示ATP-ADP循环示意图。下列叙述正确的是 (　 ) A.ATP中“A”含有脱氧核糖 B.过程①所需的能量均来自化学能 C.过程②中能量的释放往往与吸能反应相关联 D.ATP与ADP转化快速,导致细胞中ATP含量很多 　　[解析]　ATP中“A”表示腺苷,含有核糖,A错误;过程①ATP合成所需的能量来自光能或化学能,B错误;过程②ATP水解时能量的释放往往与吸能反应相关联,C正确;ATP与ADP转化快速,但细胞中ATP含量很少,D错误。 　　[答案]　C 　　[易错提醒] ATP与吸能反应、放能反应的关系 (1)细胞中吸能反应所需的能量来源主要是放能反应所释放的能量,但是光合作用所需的能量来自太阳能。 (2)放能反应都存在能量的释放,但是释放的能量不一定储存到ATP中,如二肽的分解等,该过程中有能量释放,但不会储存到ATP中,而是以热能的形式散失。 (3)ATP的合成本身属于吸能反应,但是所需的能量一般来自放能反应,如细胞呼吸。 (4)ATP的水解本身属于放能反应,但释放的能量用于其他吸能反应,如肌肉收缩、物质运输等一些耗能生理过程。 [跟踪训练] 1.(2025·杭州学军中学期末)如图是细胞中ATP合成与分解示意图,下列叙述错误的是 (　 ) A.能量1可来自蔗糖的水解 B.能量2可用于其他的吸能反应 C.能量2可用于氨基酸合成蛋白质 D.图中的两个过程均可发生在细胞溶胶中 解析:选A　能量1为合成ATP的能量,不能来自蔗糖的水解,A错误;能量2可以用于各种需能的生命活动,可以用于吸能反应,如可以用于氨基酸合成蛋白质,B、C正确;图中的两个过程分别为ATP合成和ATP水解,两个过程均可发生在细胞溶胶中,D正确。 2.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子,短时间内分离出细胞的ATP,发现其含量变化不大,但部分ATP的末端P已带上放射性标记。该现象不能说明的是 (　 ) A.ATP中远离A的磷酸基团容易脱离 B.ATP是细胞内的直接能源物质 C.部分32P标记的ATP是重新合成的 D.该过程中ATP既有合成又有分解 解析:选B　由题意可知,短期内分离出细胞的ATP,但部分ATP的末端P已带上放射性标记,说明有新的ATP形成,但含量变化不大,说明有ATP分解,进而说明短期内细胞中既存在ATP的合成,也存在ATP的分解;根据部分末端P已带上放射性标记,表明ATP中远离A的磷酸基团容易脱落和结合。本实验不能证明ATP是细胞内的直接能源物质。 3.蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如下图所示。下列叙述正确的是 (　 ) A.ATP中的A由腺嘌呤和脱氧核糖构成,且A中含有可转移的磷酸基团 B.蛋白质接受磷酸基团被激活,短时间内周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累 C.蛋白质去磷酸化后与双缩脲试剂不再发生颜色反应 D.蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应 解析:选D　ATP中的A由腺嘌呤和核糖构成,ATP中含有可转移的磷酸基团,A错误;分析题图可知,蛋白质被磷酸化激活的过程中,蛋白质需要连接一个磷酸基团,所以短时间内周围环境中会有ADP的积累,不会有磷酸分子的积累,B错误;蛋白质去磷酸化后,肽键并没有断裂,能与双缩脲试剂发生颜色反应,C错误;蛋白质的磷酸化和去磷酸化中能量是不可逆的,且酶的种类不同,因此不属于可逆反应,D正确。 思维拓展——实验目的在生物学实验中的核心地位分析 　　一个实验的所有操作都应围绕实验目的进行,一道实验题的所有分析和阐述都要围绕实验目的展开,所以,明确实验目的是正确解答实验题的保证。通过实验目的可明确实验到底要解决什么问题,从而可找出自变量和因变量是什么,哪些因素是无关变量等;另外还可从实验目的分析出实验的类型,是探究性实验还是验证性实验。 　　[典例]　(2025·台州八校联盟期末)在自然界中生物的发光现象普遍存在,生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。 实验材料:萤火虫的发光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。 (1)实验步骤 ①配制不同浓度的ATP溶液,置于小烧杯中,贴上标签;②将　　　　　　　分成若干等份,分别放入试管中,贴上标签;③在每支试管中加入　　　　　　　　　　　　　　　　;④观察发光现象并记录。  (2)实验现象预测及结论 现象预测 结论 a.随ATP浓度升高,发光现象渐强 荧光强度与ATP浓度 　　　　　  b.随ATP浓度升高,发光现象　　　　　  荧光强度与ATP浓度　　　　　  c.　　　　　　　  　　　　　　　  荧光强度与ATP浓度无关 (3)实验讨论 ①最可能的实验结果是哪一个?　　　(填序号)。  ②萤火虫发光是　　　　　能转变成　　　　　能的过程。  　　[解析]　(1)本实验要探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系,故试管中应放入等量的发光器粉末,自变量为不同浓度的ATP溶液,故在每支试管中加入等量不同浓度的ATP溶液,因变量为萤火虫的发光强度,其他无关变量应相同且适宜。(2)预测实验现象时要全面,要预测出可能出现的几种情况,本实验较简单,可根据实验结论预测相应的现象,详见答案。(3)最可能的实验结果是a。萤火虫发光是ATP释放的化学能转变成光能的过程。 [答案]　(1)②发光器粉末　③等量不同浓度的ATP溶液　(2)呈正相关　渐弱　呈负相关　随ATP浓度升高,发光现象没有变化　(3)a　化学　光 [思维建模] 　　“实验目的”的核心地位分析 1.通过实验目的找出并人为控制自变量 如该实验的自变量是能源物质的种类:葡萄糖和ATP,所以步骤③为分别向A、B试管中加入等量的ATP和葡萄糖。 2.通过实验目的确定因变量并合理选用检测因变量的指标 如该实验的因变量是能量的供应,选取观测指标就是试管中的荧光素能不能发光。 3.根据实验目的能确定实验的类型,是验证类实验还是探究类实验 (1)如果是验证类实验,结果是唯一的,不需要讨论,如本实验就是要验证ATP是直接能源,可以预测加入ATP的试管中的荧光素能够发出荧光。 (2)如果是探究类实验,则结果需要讨论。若该实验的目的是探究ATP和葡萄糖哪种物质是直接能源,预测实验结果就有多种可能,还要根据结果才能确定荧光素发光所需的直接能源是ATP还是葡萄糖或者二者都可以或都不可以。 [素养评价] 1.为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时。然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验后,所得数据如下表所示: 实验组编号 A B C D E F X物质的浓度/(ng·mL-1) 0 2 4 8 15 32 细胞内ATP的浓度/ (nmol·mL-1) 80 70 50 20 5 1 细胞死亡的百分率/% 1 3 10 25 70 95 (1)该实验的因变量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验数据表明,该实验因变量之间的联系是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)该实验的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)因变量是因为自变量不同而引起的不同结果,题中实验的自变量是X物质的浓度,因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。(2)ATP是细胞生命活动的直接能源物质,细胞内ATP浓度越大,为生命活动提供能量越多,细胞死亡率越小;细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡率增加。(3)由表中数据可知,随着X物质浓度在一定范围内增加,细胞内ATP的含量下降,细胞的死亡率增加。 答案:(1)细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率　(2)细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡率增加　(3)随着X物质浓度在一定范围内增加,细胞内ATP浓度逐渐降低,细胞死亡率逐渐增高 2.某研究性学习小组利用荧光素-荧光素酶生物发光法,测定人参组织中ATP的含量,请回答相关问题: (一)实验原理:荧光素和荧光素酶在有氧、ATP等条件下,发出荧光;用分光光度计测定发光强度,从而计算出ATP含量。 (二)实验步骤: ①摘取若干萤火虫的发光器,干燥研磨成粉末置于试管中,在暗处等待黄色荧光消失。 ②ATP的提取:取适量人参组织研磨后,沸水浴10 min,冷却后提取上清液。 ③ATP的测定:向第一步试管中加入适量人参组织上清液,一段时间后,用分光光度计测定发光强度计算ATP含量。 (1)步骤①中等待试管内黄色荧光消失的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。步骤②沸水浴处理,使酶的　　　 　被破坏而失活。实验中分光光度计内发生了能量转换,即ATP中的化学能转变为　　　　　　。  (2)食品检验人员常利用上述方法通过测定食品样品中细菌的ATP总含量,测算出细菌的数量,从而判断食品污染程度。作出上述判断的理由是每个细菌细胞中ATP的含量　　　　　。  (3)纯净ATP呈粉末状,能溶于水,常作为药物辅助治疗肌肉萎缩、心肌炎等疾病。ATP片剂可以口服或肌肉注射、静脉注射。据此信息,人体消化道中　　　(填“存在”或“不存在”)ATP水解酶。  解析:(1)步骤①中等待黄色荧光消失的目的是将萤火虫发光器中本身的ATP消耗尽。步骤②沸水浴处理,使人参组织中酶的空间结构被破坏而失活。分光光度计内发生了能量转换,即ATP中的化学能转变为光能。(2)每个细菌细胞中ATP的含量大致相同且相对稳定,可以根据样品中细菌的ATP总含量,测算出细菌的数量。(3)ATP片剂可以口服,这说明在人体消化道中不存在ATP水解酶。 答案:(1)将萤火虫发光器中本来的ATP消耗尽　空间结构　光能　(2)大致相同(且相对稳定)　(3)不存在 本节备选教学资源包 (一站整理,据情选用) [课时跟踪检测] (标的题目配有精品课件,为老师重点讲评题目) 一、选择题 1.如果测得1个高能磷酸键的化学能是8P,那么ATP中的磷酸键能是 (　 ) A.8P B.8P~16P C.16P~24P D.24P 解析:选C　ATP含有2个高能磷酸键和1个普通磷酸键。如果测得1个高能磷酸键的化学能是8P,那么ATP中的磷酸键能是16P~24P。 2.用α、β、γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ)。某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 (　 ) A.α位 B.β位 C.γ位 D.无法确定 解析:选C　ATP分子远离A那个高能磷酸键很容易断裂和形成,故ATP末端γ位的磷酸基团可转移磷酸到DNA末端上。 3.ATP作为细胞中的直接能源与其结构特点有关,下列叙述正确的是 (　 ) A.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B.ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C.1分子ATP中有3个高能磷酸键 D.ATP分子脱去两个磷酸基团,可作为合成RNA的原料之一 解析:选D　ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成,A错误;ATP-ADP循环使得细胞中ATP的含量处于动态平衡,细胞中ATP含量较少,B错误;1分子ATP中有2个高能磷酸键,C错误;ATP分子脱去两个磷酸基团,就成了腺嘌呤核糖核苷酸,是合成RNA的原料之一,D正确。 4.(2025·浙南名校联盟月考)有学者利用刚刚失去收缩功能的离体肌肉进行实验:在肌肉上滴葡萄糖溶液后,发现肌肉没有收缩;在同样的肌肉上滴加ATP溶液,肌肉很快发生了收缩。这一实验说明 (　 ) A.ATP在肌肉细胞内不能合成 B.ATP可以为肌肉收缩直接供能 C.葡萄糖不是能源物质 D.ATP中所含能量比葡萄糖多 解析:选B　题干信息说明ATP是直接能源物质,可以为肌肉收缩直接供能,B符合题意。 5.下图是ATP的结构示意图,其中①、②、③表示化学键。下列叙述错误的是 (　 ) A.①、②和③均为磷酸键,其中①所含的能量最少 B.形成③所需的能量可来源于光能也可来源于化学能 C.细胞内的吸能反应所需能量都是由③断裂后直接提供 D.②和③都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位 解析:选C　①、②和③均为磷酸键,其中①为普通磷酸键,所含的能量最少,②③为高能磷酸键,所含能量相对较多,A正确;形成③所需的能量可来自细胞呼吸等放能反应所释放的化学能,也可来自光能,B正确;③断裂释放的能量用于细胞中的吸能反应,但部分吸能反应所需的能量还可来自其他的能量载体,如GTP、UTP等,C错误;②③均断裂后,形成的化合物为腺嘌呤核糖核苷酸,为RNA的基本单位之一,D正确。 6.右图为ATP-ADP循环示意图,下列选项中有关叙述正确的是 (　 ) A.能量①主要来自吸能反应 B.能量②可以使肌肉中的能量增加 C.该循环速度很快可以合成大量ATP D.ATP的合成不会产生水分子 解析:选B　能量①主要来自放能反应,A错误;能量②来源于ATP水解过程,可用于细胞的各项生命活动,因此ATP水解可以使肌肉中的能量增加,B正确;ATP在生物体内可以迅速合成和分解,不会大量存在,C错误;ATP的合成会产生水分子,D错误。 7.人在激烈运动的状态下,每分钟约有0.5 kg的ATP转化成ADP。下列叙述错误的是 (　 ) A.ATP与ADP相互转化的供能机制是生物界的共性 B.细胞内ATP与ADP的相互转化是可逆反应 C.能量可以通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 D.在活细胞中,ATP与ADP的相互转化时刻不停地进行着 解析:选B　ATP与ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性,A正确;在ATP和ADP的相互转化过程中,物质是可逆的,能量是不可逆的,且需要的酶不同,因此该反应不是可逆反应,B错误;放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,C正确;活细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,D正确。 8.(2025·浙江五校联盟模拟改编)下列关于吸能反应与放能反应的叙述,正确的是 (　 ) A.肌肉收缩属于吸能反应 B.人体剧烈活动加强,ATP含量增加 C.吸能反应将能量储存到ATP中用于其他放能反应 D.合成蛋白质时,ATP水解属于吸能反应 解析:选A　肌肉收缩是需要消耗能量的,故属于吸能反应,A正确;人体剧烈活动加强,ATP含量基本不变,B错误;吸能反应与ATP的水解相联系,ATP水解释放出的能量可以被细胞利用,如肌肉收缩、神经细胞活动等消耗能量的活动,C错误;蛋白质合成过程属于吸能反应,但ATP水解本身属于放能反应,D错误。 　　(2025·杭州市含周边重点中学检测)阅读下列材料,回答9~10题。 材料1:萤火虫发光的原理是活化的荧光素分子接受ATP水解为AMP和PPi(焦磷酸,由两分子磷酸构成)释放的能量后,再经过一系列的酶促反应发出荧光。 材料2:氨基酸在合成蛋白质前需要活化,即氨基酸与ATP水解产生的AMP结合,形成氨酰-AMP。活化的具体过程如图所示。 9.下列有关AMP的叙述,错误的是 (　 ) A.AMP是DNA的基本单位之一 B.AMP不含高能磷酸键 C.AMP比ADP少一个磷酸基团 D.AMP水解可产生一分子腺苷和一分子磷酸 解析:选A　AMP含有一分子腺嘌呤、一分子核糖、一分子磷酸,它是RNA的基本单位之一,A错误;AMP是ATP断裂两个高能磷酸键形成的,因此不含高能磷酸键,B正确;ADP是ATP丢失一个磷酸基团形成的,AMP是ATP丢失两个磷酸基团形成的,因此AMP比ADP少一个磷酸基团,C正确;AMP含有一分子腺苷、一分子磷酸,D正确。 10.依据上述材料,下列叙述正确的是 (　 ) A.图示的反应为可逆反应 B.氨基酸活化过程中有肽键的形成 C.增加AMP的含量,萤火虫发光强度会变强 D.形成一分子二肽至少要消耗两分子ATP 解析:选D　图示过程的两个反应所需的酶不相同,不是可逆反应,A错误;据材料图可知,氨基酸活化过程中没有肽键的形成,B错误;萤火虫发光的原理是活化的荧光素分子接受ATP水解为AMP和PPi释放的能量后,再经过一系列的酶促反应发出荧光,增加AMP的含量不会使萤火虫发光强度变强,C错误;形成一分子二肽需要两个氨基酸脱水缩合,在脱水缩合之前氨基酸要活化,因此至少要消耗两分子ATP,D正确。 二、非选择题 11.(2025·浙东北联盟期初考)ATP可以为生命活动供能与其分子结构特点有关。回答下列有关问题: (1)ATP是细胞生命活动的　　　　(填“直接”或“间接”)供能物质。一个ATP分子由1个腺嘌呤、1个核糖和3个　　　　　　组成,其中腺嘌呤是一种　　　　　,与核糖结合后形成　　　　　。若ATP水解时,连续断裂2个高能磷酸键,所得的产物中文名称是　　　　　　,该产物　　　(填“能”或“不能”)作为合成RNA的原料。  (2)ATP在细胞中易于水解也易于再生,原因是高能磷酸键　　　　　　(填“稳定”或“不稳定”)。其中ATP的再生为　　　　(填“吸能”或“放能”)反应,而ATP水解释放的能量则用于　　　　　　(填“吸能”或“放能”)反应。通常,细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平,其主要原因是　　　　　　　　　　。  (3)ATP的合成和水解两个反应过程相反,但由于　　　　　　　　　　　　　　　等不同,因而不是可逆反应。  答案:(1)直接　磷酸基团　含氮碱基　腺苷　腺嘌呤核糖核苷酸(或腺苷一磷酸)　能　(2)不稳定　吸能　吸能　ATP-ADP循环速度很快　(3)能量的来源和去路、所需酶的种类 12.(2025·杭州学军中学阶段检测)在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子结构式如图: (1)1个ATP含有　　　个高能磷酸键。ATP中全部高能磷酸键断裂后,形成的产物有　　　　　　　　　。  (2)ATP之所以称为“能量通货”,主要是因为ATP是　　　。  A.主要的能源物质 B.高能化合物 C.直接能源物质 D.能量储备物质 (3)人的骨骼肌细胞中ATP含量仅能满足剧烈运动时三秒钟以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中,骨骼肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示,请据图回答: ①a→b的变化过程说明ATP被水解,此过程释放的能量用于　　　　　　　　　　　。  ②从整条曲线来看,骨骼肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)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推动蛋白质做功,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,肌肉中的能量先增加后减少 解析:(1)根据ATP的结构可知1个ATP含有2个高能磷酸键。ATP中全部高能磷酸键断裂后形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和2个磷酸基团。 (2)ATP水解释放的能量可以用于许多生命活动,是许多生命活动所需能量的直接来源,但其所含能量不多,所以被称为“能量通货”,C正确。 (3)①由a到b的变化过程中ATP的相对含量减少,说明ATP被水解,释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。②由于ATP的生成和水解是同时进行,则由整条曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零。 (4)ATP推动细胞做功的过程中,有ATP的水解过程,ATP的水解放能与吸能反应相联系,所以,ATP推动蛋白质做功的过程伴随着吸能反应与放能反应,A正确;ATP水解可将蛋白质磷酸化,磷酸化的蛋白质会改变形状做功。磷酸化的蛋白质做功,失去的能量主要用于各种生命活动,如肌肉的运动。可见,ATP水解释放的能量可被细胞的生命活动所利用,B错误;ATP水解与磷酸化的蛋白质做功均会释放出能量,均属于放能反应,C正确;在肌肉收缩的过程中,ATP先使肌肉中的能量增加,改变形状,这是吸能反应,然后肌肉做功,失去能量,恢复原状,这是放能反应,肌肉收缩过程中,肌肉中的能量先增加后减少,D正确。 答案:(1)2　AMP和(两个)磷酸基团　(2)C　(3)①肌肉收缩等生命活动　②ATP的生成和水解是同时进行的　(4)B 学科网（北京）股份有限公司 $$