第2单元 12 细胞的能量“货币”ATP(Word练习)-【高考快车道】2026年高考生物大一轮专题复习总复习

十二　细胞的能量“货币”ATP (25分钟　33分) 【基础过关练】 1.(2分)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列生理过程中能生成ATP的是(　　) A.NADH与氧结合生成水 B.洋葱表皮细胞吸收水 C.丙酮酸转化成乳酸 D.C3还原并转化为糖类 【解析】选A。NADH与氧结合生成水发生在有氧呼吸的第三个阶段,此时有大量ATP生成,A正确;洋葱表皮细胞吸收水的过程既不消耗ATP也不生成ATP,B错误;丙酮酸转化成乳酸发生在无氧呼吸的第二个阶段,不生成ATP,C错误;C3还原并转化为糖类是光合作用暗反应阶段的生理过程,此过程会消耗ATP,D错误。 2.(2分)(2025·鹰潭模拟)ATP是生命活动的直接能源物质,下列叙述错误的是(　　) A.ATP脱去两个磷酸基团后可作为合成某些酶的原料 B.ATP、几丁质、脂质均含有C、H、O C.蛙的红细胞、鸡的红细胞、牛的成熟红细胞中均能合成酶和ATP D.某蛋白磷酸化过程伴随着能量的转移,其空间结构也往往发生改变 【解析】选C。ATP脱去两个磷酸基团后是核糖核苷酸,可作为RNA的原料,而少数酶是RNA,A正确;ATP的组成元素为C、H、O、N、P,几丁质的组成元素为C、H、O、N,脂质的元素组成主要是C、H、O(有的含有P和N),故ATP、几丁质、脂质均含有C、H、O,B正确;牛的成熟红细胞没有细胞核和细胞器,不能合成酶,C错误;某蛋白磷酸化过程伴随着ATP水解,即伴随着能量的转移,其空间结构也往往发生改变,D正确。 3.(2分)(2025·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(脱氧腺苷三磷酸),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 【解析】选A。心肌细胞对能量需求更多,其中ATP和ADP相互转化的速度快,因而消耗的ATP多,故而其中含有的ATP并不会远远高于皮肤表皮细胞,而是基本相同,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2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,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。 4.(2分)图1是细胞中某种小分子化合物的结构模式图,其中①~③代表化学键,④和⑤代表化学基团;图2表示哺乳动物成熟红细胞内ATP产生量与O2供给量的关系。下列叙述正确的是(　　) A.图1中②处的化学键比①处的更稳定 B.图1中的⑤处为碱基,且该碱基是RNA所特有的 C.据图2可知,哺乳动物的成熟红细胞不能进行细胞呼吸 D.哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖需要消耗ATP 【解析】选A。图1所示的物质可以是ATP,特殊化学键①容易形成也容易水解,特殊化学键②比特殊化学键①更稳定,A正确;图1中的⑤处是碱基A(腺嘌呤),腺嘌呤是DNA和RNA共有的碱基,B错误;哺乳动物的成熟红细胞可以进行无氧呼吸,C错误;哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,不需要消耗ATP,D错误。 【方法规律】“模型法”分析ATP产生量与O2供给量的关系 (1)图甲中A点表示在无氧条件下,细胞可通过无氧呼吸分解有机物产生少量 ATP;AB段随O2供给量增多,有氧呼吸明显加强,ATP产生量逐渐增多。 (2)图乙表示只进行无氧呼吸的细胞ATP产生量与O2供给量的关系。 5.(2分)(2025·信阳模拟)ATP生物荧光检测仪广泛应用于物品表面清洁度测评。原理是利用荧光素酶测定环境物体表面ATP的含量,再通过检测仪器上的荧光强度反映环境中微生物的数量。下列说法错误的是(　　) A.该检测仪的使用原理与萤火虫发光的原理类似 B.ATP分子中的磷酸基团因带负电荷而相互排斥,末端磷酸基团具有较高的转移势能 C.ATP生物荧光检测仪的发光值与物体表面的污染程度呈负相关性 D.萤火虫发光器发光原理可为我们研究提高化学能转化为光能的效率提供了思路 【解析】选C。萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP水解时释放的能量被激活,在荧光素酶的催化作用下使荧光素与氧发生化学反应而发出荧光,检测仪的使用原理与萤火虫发光的原理类似,A正确;ATP中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,B正确;微生物越多,提供的ATP就越多,荧光强度越强,故ATP生物荧光检测仪的发光值与物体表面的污染程度呈正相关性,C错误;萤火虫可将ATP中的能量转化为光能,为我们研究提高化学能转化为光能的效率提供了思路,D正确。 6.(2分)(2025·湖南名校联考)萤火虫尾部发光器中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的催化下,荧光素与氧发生化学反应并发出荧光。下列叙述正确的是(　　) A.萤火虫尾部细胞中储备的ATP较多,且ATP可溶于水 B.ATP是直接能源物质,可为荧光素酶催化的反应直接供能 C.ATP水解与放能反应相联系,ATP合成与吸能反应相联系 D.ATP和AMP中都含有腺苷、磷酸,都是RNA的基本单位 【解析】选B。萤火虫尾部细胞内的ATP 含量较少,A错误;ATP是直接能源物质,荧光素酶催化反应中消耗的能量由 ATP 水解直接提供,B正确;一般而言,ATP水解与吸能反应相联系,ATP合成与放能反应相联系,C错误; ATP和 AMP 中都含有腺苷、磷酸,只有AMP 是构成 RNA 的基本单位,D错误。 7.(2分)(2025·晋城模拟)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(如图所示)。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,改变这些蛋白质的活性。下列说法错误的是(　　) 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.腺苷酸环化酶催化的反应中,ATP的消耗与ADP的生成保持平衡 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 【解析】选C。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,ATP上的磷酸基团转移的过程即是ATP的水解过程,B正确;腺苷酸环化酶催化的是ATP环化形成的过程,该过程ATP的消耗与ADP的生成不平衡,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。 8.(2分)(2024·湖北新高考协作体模拟)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 【解析】选C。PIP2s蛋白是载体蛋白,磷酸化后空间结构会改变,A正确。根据图示可知,AT1蛋白缺陷,可以提高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,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,提高抗盐碱能力,B正确。据题图示可知,AT1通过抑制PIP2s蛋白磷酸化而抑制细胞外排H2O2,导致抗氧化胁迫能力弱,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。 9.(2分)硝酸甘油在人体内转化成NO,NO进入心血管平滑肌细胞后与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合,导致该酶活性增强、催化产物cGMP增多,最终引起心血管平滑肌细胞舒张,从而达到快速缓解心绞痛的目的。下列说法错误的是(　　) A.人体长期缺铁会降低硝酸甘油的药效 B.cGMP生成量随NO浓度升高而持续升高 C.NO进入心血管平滑肌细胞不消耗ATP D.NO与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合可能使该酶的结构发生改变 【解析】选B。硝酸甘油在人体内转化成NO,NO与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合发挥作用,若人体长期缺铁则会降低硝酸甘油的药效,A正确;细胞内的鸟苷酸环化酶的Fe2+有限,cGMP生成量不会随NO浓度升高而持续升高,B错误;NO是小分子,通过自由扩散进入心血管平滑肌细胞,不消耗ATP,C正确;NO与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合使该酶活性增强,则该酶的结构可能发生改变,D正确。 【思维进阶练】 10.(3分)(2025·江西九校联考)ATP 的水解反应一般是亲核取代。ATP 的三个磷酸中每一个都对亲核攻击敏感,每个攻击位点产生不同类型的产物。如对γ磷酸基团的亲核攻击置换出 ADP;对β磷酸基团的亲核攻击置换出AMP,并把焦磷酸酰基转移给攻击中的亲核试剂;对α磷酸基团的亲核攻击置换出 PPi,并以腺苷酸基的形式转移出腺苷酸,如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.ATP水解时转移的基团包括磷酰基、焦磷酸酰基和腺苷酸基 B.图中基团转移时均产生一定的能量,一般与吸能反应相关联 C.对 β位磷酸基团亲核攻击置换出的AMP,可用于合成 RNA D.对α磷酸基团亲核攻击置换出的 PPi可让DNA 中也存在18O 【解析】选D。由题可知,ATP水解时转移的基团包括磷酰基、焦磷酸酰基和腺苷酸基,A正确;ATP水解一般与吸能反应有关,图中基团转移时均产生一定的能量,一般与吸能反应相关联,B正确;对 β位磷酸基团亲核攻击置换出的AMP,也称腺嘌呤核糖核苷酸,可用于合成 RNA,C正确;对α磷酸基团的亲核攻击置换出的PPi中不存在18O,因此其不能使DNA中存在18O,D错误。 11.(12分)(2024·雅安模拟)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。回答下列问题: (1)(2分)植物根尖组织细胞中能产生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。  【解析】(1)能产生ATP的生理过程有呼吸作用和光合作用,场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,根尖细胞中不含有叶绿体,故其细胞结构中能产生ATP的结构是细胞质基质、线粒体;动物细胞通过胞吐方式分泌eATP体现了细胞膜具有一定的流动性。 答案:(1)线粒体、细胞质基质　(一定的)流动性 (2)(4分)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP水解直接提供能量的,但细胞内ATP的含量却能基本保持稳定,原因是____________________________ ___________________________________________________________________。  【解析】(2)由于ATP与ADP之间存在相互转化,且这种转化处于动态平衡之中,故细胞内ATP的含量能基本保持稳定。 答案:(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)(6分)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________________________________________ ___________________________________________________________________。  【解析】(3)由题干信息知,eATP作为一种信使分子,再由表格信息可知,eATP能够对细胞胞吞具有调节作用,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(或受体蛋白);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:(3)受体/受体蛋白　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 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $