2027届高考生物一轮复习重点强化练17　细胞的能量“货币”ATP

**基本信息** 聚焦ATP结构功能及转化，通过12道选择典例系统覆盖核心考点，强化物质与能量观及科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |结构与功能|1、4、8题|考查ATP化学组成、特殊化学键及功能|从腺苷-核糖-磷酸基团的结构组成，推导其作为直接能源物质的功能基础| |转化与平衡|2、5、7题|结合原核生物、高强度运动等情境|围绕ATP与ADP动态平衡，分析合成能量来源（化能/光能）及水解供能机制| |拓展应用|3、9、11、12题|涉及磷酸化、GTP/CTP及实验检测|从蛋白质磷酸化拓展至其他核苷三磷酸作用，体现能量代谢的普遍性与特殊性|

重点强化练17　细胞的能量“货币”ATP (分值：60分) (第1～12题，每题5分，共60分。) 1．(2026·安庆一中月考)ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP相互转化实现储能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。下列叙述正确的是(　　) A．ATP 分子中含2个特殊化学键，其中的A表示腺嘌呤 B．高强度劳动后，人体细胞中的ATP 会大量减少 C．ATP 分子中的末端磷酸基团具有较低的转移势能 D．ATP 末端磷酸基团转移时会携带能量与其他分子结合 2．(2026·吉安一中月考)科学家在深海热泉口发现了一种原核生物——嗜热古菌，其能在80 ℃高温下高效合成ATP。这种生物的Thermo-ATP合酶可利用硫化物氧化释放的能量驱动ATP的合成。下列关于ATP在能量代谢中作用的叙述，错误的是(　　) A．嗜热古菌合成ATP的能量来源硫化物氧化释放的化学能 B．ATP分子中远离腺苷的特殊化学键断裂时，可为细胞直接供能 C．该生物的Thermo-ATP合酶分布于线粒体内膜 D．即使环境中硫化物充足，古菌细胞内的ATP含量仍保持动态平衡 3．(2026·安徽名校联考)蛋白质的磷酸化与去磷酸化作为一种“分子开关”，是生物体内普遍存在的转化过程。如图是Rb蛋白磷酸化和去磷酸化过程，下列叙述正确的是(　　) A．ATP水解导致的Rb蛋白磷酸化和构象改变一般不可恢复 B．Rb蛋白磷酸化过程中ATP中的特殊化学键全部断裂 C．ATP水解过程产生的磷酸基团还可用于ATP的再次合成 D．Rb蛋白磷酸化的过程是一个放能反应 4．(2025·南通一中开学考)ATP的结构如图所示，下列叙述正确的是(　　) 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 5．(2025·临沂蒙阴实验中学月考)高强度运动会导致骨骼肌细胞中的ATP含量降低，此时磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物及时水解，将磷酸基团转移给ADP再生成ATP，该过程称为ATP—磷酸肌酸供能系统。下列叙述错误的是(　　) A．磷酸肌酸水解属于吸能反应 B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞提供能量 C．ATP—磷酸肌酸供能系统有利于ATP含量保持相对稳定 D．由平原进入高原后可能会激活ATP—磷酸肌酸供能系统 6．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。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中末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP的总含量与注入前几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　) A．许多放能反应与ATP的水解相联系 B．该实验中32P标记的ATP水解后产生的腺苷也有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等 D．该实验表明细胞内全部ADP都转化成了ATP 7．如图是细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列叙述错误的是(　　) A．ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖，它们元素组成完全相同 B．人处于饥饿状态时会导致ADP含量明显上升 C．能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应 D．乙过程释放的磷酸基团可使某些蛋白质磷酸化 8．(2025·梅州兴宁一中摸底考)ATP是细胞的直接能源物质，如图为ATP的结构式。下列叙述正确的是(　　) 注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理，α、β、γ表示磷酸基团位置。 A．ATP分子中含有的糖和DNA分子中含有的糖是一样的 B．ATP末端磷酸基团(Pγ)转移，可为某些吸能反应供能 C．ATP脱去Pβ、Pγ后形成腺苷，是RNA的基本组成单位之一 D．剧烈运动时ATP被大量消耗，导致细胞中ATP/ADP的比值失衡 9．(2026·黑龙江九师联盟联考)如图是ATP的化学结构式。ATP可脱去两个磷酸基团成为焦磷酸(PPi)和AMP。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．叶肉细胞中蔗糖的合成过程消耗ATP C．一个磷酸基团可与AMP结合直接合成ATP D．细胞的吸能反应伴随着ADP或AMP的生成 10．(2026·辽宁部分学校联考)某细胞中的部分生理过程如图所示，①和②代表不同的化学反应。下列叙述正确的是(　　) A．能量Ⅰ只能来自化学反应释放的能量 B．反应①只能发生在细胞质基质和线粒体中 C．能量Ⅱ可用于肾小管细胞对水分的重吸收 D．反应②往往伴随着生物体内的吸能反应 11．(2025·宜春月考)GTP(鸟苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)的作用与ATP类似，GTP参与细胞中线粒体的分裂过程，过程中有GDP产生；CTP能参与甘油磷脂的合成，过程中有CDP产生。下列叙述正确的是(　　) A．GTP和CTP中各含有3个特殊化学键，使其具有较高能量 B．线粒体分裂和甘油磷脂的合成过程中都需要相关水解酶的催化 C．GDP和CDP都可以作为合成DNA的原料 D．许多吸能反应与ATP的合成有关，能量暂时储存在ATP中 12．ATP含量与细胞的种类、数量及代谢活性有一定关系，ATP荧光仪已经广泛应用于土壤、水体和生物体内的微生物检测，原理如下。下列叙述错误的是(　　) 荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋AMP＋CO2＋PPi(焦磷酸)＋荧光 A．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 B．AMP表示腺苷一磷酸，推测焦磷酸分子含两个磷酸基团 C．待检样品中某种微生物的数量与荧光的强度大小呈正相关 D．检测生鲜肉中的某种细菌时，ATP主要来自线粒体内膜 重点强化练17　细胞的能量“货币”ATP参考答案 (分值：60分) (第1～12题，每题5分，共60分。) 1．(2026·安庆一中月考)ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP相互转化实现储能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。下列叙述正确的是(　　) A．ATP 分子中含2个特殊化学键，其中的A表示腺嘌呤 B．高强度劳动后，人体细胞中的ATP 会大量减少 C．ATP 分子中的末端磷酸基团具有较低的转移势能 D．ATP 末端磷酸基团转移时会携带能量与其他分子结合 答案　D 解析　ATP分子中含2个特殊的化学键，其中的“A”代表腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，A错误；ATP在细胞内的含量极少，但通过快速合成与分解维持动态平衡，即使高强度劳动，ATP也不会大量减少，B错误；ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，说明具有较高的转移势能，C错误；ATP水解时，末端磷酸基团携带能量转移，使其他分子发生磷酸化并获能，这一过程伴随能量转移，D正确。 2．(2026·吉安一中月考)科学家在深海热泉口发现了一种原核生物——嗜热古菌，其能在80 ℃高温下高效合成ATP。这种生物的Thermo-ATP合酶可利用硫化物氧化释放的能量驱动ATP的合成。下列关于ATP在能量代谢中作用的叙述，错误的是(　　) A．嗜热古菌合成ATP的能量来源硫化物氧化释放的化学能 B．ATP分子中远离腺苷的特殊化学键断裂时，可为细胞直接供能 C．该生物的Thermo-ATP合酶分布于线粒体内膜 D．即使环境中硫化物充足，古菌细胞内的ATP含量仍保持动态平衡 答案　C 解析　嗜热古菌通过硫化物氧化释放的化学能合成ATP，属于化能合成作用，A正确；嗜热古菌为原核生物，无线粒体，Thermo-ATP合酶应主要分布于细胞膜，C错误；细胞中ATP与ADP的相互转化处于动态平衡中，硫化物充足时ATP含量仍保持相对稳定，D正确。 3．(2026·安徽名校联考)蛋白质的磷酸化与去磷酸化作为一种“分子开关”，是生物体内普遍存在的转化过程。如图是Rb蛋白磷酸化和去磷酸化过程，下列叙述正确的是(　　) A．ATP水解导致的Rb蛋白磷酸化和构象改变一般不可恢复 B．Rb蛋白磷酸化过程中ATP中的特殊化学键全部断裂 C．ATP水解过程产生的磷酸基团还可用于ATP的再次合成 D．Rb蛋白磷酸化的过程是一个放能反应 答案　C 解析　ATP水解导致的Rb蛋白磷酸化和构象改变可通过去磷酸化过程恢复，A错误；Rb蛋白磷酸化过程中，只有ATP中远离“A”的特殊化学键会断裂，B错误；Rb蛋白磷酸化的过程伴随着ATP水解，释放能量，吸能反应与ATP的水解相联系，所以Rb蛋白磷酸化的过程是一个吸能反应，D错误。 4．(2025·南通一中开学考)ATP的结构如图所示，下列叙述正确的是(　　) 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 答案　A 解析　α和β位磷酸基团之间的特殊化学键断裂，形成AMP，是构成RNA的基本组成单位之一，所以α和β位磷酸基团之间的化学键可以断裂，B错误；ATP分子水解两个特殊化学键后，得到的RNA的基本组成单位之一是腺嘌呤核糖核苷酸，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。 5．(2025·临沂蒙阴实验中学月考)高强度运动会导致骨骼肌细胞中的ATP含量降低，此时磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物及时水解，将磷酸基团转移给ADP再生成ATP，该过程称为ATP—磷酸肌酸供能系统。下列叙述错误的是(　　) A．磷酸肌酸水解属于吸能反应 B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞提供能量 C．ATP—磷酸肌酸供能系统有利于ATP含量保持相对稳定 D．由平原进入高原后可能会激活ATP—磷酸肌酸供能系统 答案　A 解析　磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物能及时水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP，ADP生成ATP需要消耗磷酸肌酸水解提供的能量，因此磷酸肌酸水解属于放能反应，A错误。 6．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。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中末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP的总含量与注入前几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　) A．许多放能反应与ATP的水解相联系 B．该实验中32P标记的ATP水解后产生的腺苷也有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等 D．该实验表明细胞内全部ADP都转化成了ATP 答案　C 解析　许多放能反应与ATP的合成相联系，许多吸能反应与ATP的水解相联系，A错误；由“结果发现ATP中末端磷酸基团被32P标记”可知，ATP水解时脱去末端带标记的磷酸基团，故产生的腺苷没有放射性，B错误；放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，故32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等，C正确；该实验可说明细胞内的ADP转化成了ATP，但是无法说明细胞内全部ADP都转化成了ATP，D错误。 7．如图是细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列叙述错误的是(　　) A．ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖，它们元素组成完全相同 B．人处于饥饿状态时会导致ADP含量明显上升 C．能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应 D．乙过程释放的磷酸基团可使某些蛋白质磷酸化 答案　B 解析　ATP和ADP之间可以快速地相互转换，因此人处于饥饿状态时不会导致ADP含量明显上升，B错误。 8．(2025·梅州兴宁一中摸底考)ATP是细胞的直接能源物质，如图为ATP的结构式。下列叙述正确的是(　　) 注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理，α、β、γ表示磷酸基团位置。 A．ATP分子中含有的糖和DNA分子中含有的糖是一样的 B．ATP末端磷酸基团(Pγ)转移，可为某些吸能反应供能 C．ATP脱去Pβ、Pγ后形成腺苷，是RNA的基本组成单位之一 D．剧烈运动时ATP被大量消耗，导致细胞中ATP/ADP的比值失衡 答案　B 解析　ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，ATP分子中含有的糖和DNA分子中含有的糖不同，A错误；当ATP末端磷酸基团(Pγ)转移时，特殊化学键断裂，释放的能量可为某些吸能反应供能，B正确；ATP脱去Pβ、Pγ后形成腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，C错误；细胞中ATP与ADP的含量都保持相对稳定，当大量消耗ATP时，细胞也会大量产生ATP，因此，剧烈运动时ATP被大量消耗，不会导致细胞中ATP/ADP的比值失衡，D错误。 9．(2026·黑龙江九师联盟联考)如图是ATP的化学结构式。ATP可脱去两个磷酸基团成为焦磷酸(PPi)和AMP。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．叶肉细胞中蔗糖的合成过程消耗ATP C．一个磷酸基团可与AMP结合直接合成ATP D．细胞的吸能反应伴随着ADP或AMP的生成 答案　C 解析　ATP脱去两个磷酸基团成为焦磷酸和AMP，因此一个磷酸基团与AMP结合不能直接合成ATP，C错误；细胞的吸能反应需要消耗能量，而生成ADP或AMP会释放能量，用于吸能反应，D正确。 10．(2026·辽宁部分学校联考)某细胞中的部分生理过程如图所示，①和②代表不同的化学反应。下列叙述正确的是(　　) A．能量Ⅰ只能来自化学反应释放的能量 B．反应①只能发生在细胞质基质和线粒体中 C．能量Ⅱ可用于肾小管细胞对水分的重吸收 D．反应②往往伴随着生物体内的吸能反应 答案　D 解析　能量Ⅰ是用于合成ATP的能量，它不仅能来自化学反应释放的能量(如细胞呼吸)，还能来自光能(如光合作用光反应阶段)，A错误；反应①是ATP的合成反应，ATP合成的场所除了细胞质基质和线粒体外，类囊体薄膜上(光合作用光反应阶段)也能进行ATP的合成，B错误；肾小管细胞对水分的重吸收方式是被动运输，不需要消耗能量，能量Ⅱ是ATP水解释放的能量，不能用于该过程，C错误；反应②是ATP的水解反应，ATP水解会释放能量，往往伴随着生物体内的吸能反应(吸能反应需要消耗能量，由ATP水解供能)，D正确。 11．(2025·宜春月考)GTP(鸟苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)的作用与ATP类似，GTP参与细胞中线粒体的分裂过程，过程中有GDP产生；CTP能参与甘油磷脂的合成，过程中有CDP产生。下列叙述正确的是(　　) A．GTP和CTP中各含有3个特殊化学键，使其具有较高能量 B．线粒体分裂和甘油磷脂的合成过程中都需要相关水解酶的催化 C．GDP和CDP都可以作为合成DNA的原料 D．许多吸能反应与ATP的合成有关，能量暂时储存在ATP中 答案　B 解析　GTP和CTP的结构和ATP类似，各有2个特殊化学键，使其具有较高能量，A错误；线粒体分裂和甘油磷脂的合成过程中都需要消耗能量，也都需要相关水解酶的催化，B正确；GDP和CDP中的五碳糖是核糖，GDP和CDP都可以作为合成RNA的原料，C错误；许多吸能反应与ATP的水解有关，许多放能反应与ATP的合成有关，D错误。 12．ATP含量与细胞的种类、数量及代谢活性有一定关系，ATP荧光仪已经广泛应用于土壤、水体和生物体内的微生物检测，原理如下。下列叙述错误的是(　　) 荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋AMP＋CO2＋PPi(焦磷酸)＋荧光 A．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 B．AMP表示腺苷一磷酸，推测焦磷酸分子含两个磷酸基团 C．待检样品中某种微生物的数量与荧光的强度大小呈正相关 D．检测生鲜肉中的某种细菌时，ATP主要来自线粒体内膜 答案　D 解析　ATP水解形成AMP(腺苷一磷酸)和两个磷酸基团，推测焦磷酸分子含两个磷酸基团，B正确；待检样品中某种微生物的数量越多，产生的ATP越多，荧光的强度越大，C正确；细菌属于原核细胞，无线粒体，D错误。 . 学科网（北京）股份有限公司 $