课时冲关10 细胞的能量“货币”——ATP(练习Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮课时作业（单选）

**基本信息** 聚焦ATP分子结构与功能，通过基础概念辨析与实验探究题组，构建物质与能量观的逻辑链条，强化生命观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练|6题|概念辨析与原理应用题|从ATP结构（dATP与ATP对比）到功能（供能机制、酶催化作用）的递进| |素养提升练|4题|实验设计与综合分析题|从验证性实验（萤火虫发光）到探究性分析（低温胁迫对根系ATP影响）的深化|

课时冲关10　细胞的能量“货币”——ATP　对应学生用书P365 [基础对点练] 1．脱氧腺苷三磷酸dATP(d表示脱氧)其结构式可简写成dA－Pα～Pβ～Pγ，下列有关dATP分析，正确的是(　　) A．dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺苷组成 B．细胞内生成dATP常与吸能反应相关联 C．只有连接Pγ的化学键断裂才能为生物活动提供能量 D．通过标记α位的P可使新合成的DNA带有标记 解析：D　[根据题意可知，dATP与ATP结构类似，从其结构简式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A错误；细胞内生成dATP时，有能量的储存，需要消耗能量，常与放能反应相联系，B错误；连接Pβ、Pγ的化学键断裂都会释放大量能量，都能为生物活动提供能量，C错误；由于dA－Pα是腺嘌呤脱氧核苷酸，是组成DNA的基本单位之一，故通过标记α位的P可使新合成的DNA带有标记，D正确。] 2．(2023·重庆高考)哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD＋，进而转化为NADH([H])。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD＋代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAM B．静脉注射标记的NAM，细胞质基质会出现标记的NADH C．食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NAM合成NAD＋ D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH 解析：D　[静脉注射标记的NA，NA可以在细胞内转化为NAD＋，NAD＋可以在细胞内转化为NAM，NAM可以被肠道菌群利用，因此肠腔内会出现标记的NAM，A正确；静脉注射标记的NAM，NAM可以在细胞内转化为NAD＋，NAD＋可以在细胞内转化为NADH，因此细胞质基质会出现标记的NADH，B正确；结合题图，食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NA合成NAD＋，然后NAD＋和NAM可以相互转化，C正确；肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于细胞呼吸(无氧呼吸)，D错误。] 3．蛋白激酶能将ATP中远离腺苷的磷酸基团转移到特定蛋白质的氨基酸残基上，这种磷酸化作用可以改变蛋白质的活性、定位或与其他分子的相互作用，从而调节细胞的各种生理功能。蛋白磷酸酶通过水解作用去除蛋白质分子上的磷酸基团，与蛋白激酶共同调节蛋白质的磷酸化状态。下列说法错误的是(　　) A．ATP分子结构中含有2个不稳定的特殊化学键 B．蛋白激酶能催化ATP水解，蛋白磷酸酶能催化ATP的合成 C．参与主动运输的钙离子载体蛋白可以被磷酸化而空间结构改变 D．细胞内常用的同一蛋白质可以反复被磷酸化和去磷酸化 解析：B　[ATP中含有2个不稳定的特殊化学键，其中远离腺苷的特殊化学键容易合成，也容易分解，A正确；蛋白激酶能将ATP中远离腺苷的磷酸基团转移到特定蛋白质的氨基酸残基上，并不是催化ATP水解，蛋白磷酸酶的作用是去除磷酸基团，不是催化ATP的合成，B错误；题意显示，蛋白激酶能将ATP中远离腺苷的磷酸基团转移到特定蛋白质的氨基酸残基上，这种磷酸化作用可以改变蛋白质的活性、定位或与其他分子的相互作用，据此推测，参与主动运输的钙离子载体蛋白可以被磷酸化而改变空间结构，C正确；蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程伴随着空间结构的变化，即同一蛋白质可以反复被磷酸化和去磷酸化进而实现重复利用，D正确。] 4．ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内系列反应的进行(机理如图所示)。下列叙述错误的是(　　) A．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATP B．ATP推动蛋白质做功的过程，存在放能反应与吸能反应过程 C．ATP水解过程中，末端磷酸基团具有较高的转移势能 D．主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少 解析：A　[ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，失去的能量并不能用于再生成ATP，A错误；ATP推动蛋白质做功过程中，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，B正确；ATP水解过程中，ATP末端磷酸基团很容易有离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能，C正确；主动运输过程中，ATP可将载体蛋白磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状，这是吸能反应，然后做功，失去能量，载体蛋白恢复原状，这是放能反应，因此主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少，D正确。] 5．图示F1F0型ATP合酶(也称为ATP合酶)催化ATP的合成过程，该酶由F1头部和F0跨膜蛋白构成。下列有关叙述正确的是(　　) A．该酶主要分布在线粒体内膜和叶绿体内膜上 B．F1头部可以降低化学反应的活化能 C．线粒体基质侧的H＋浓度大于内外膜间隙中的H＋浓度 D．H＋以主动运输方式穿过F0跨膜蛋白 解析：B　[生物体中合成ATP主要通过光合作用和呼吸作用，光合作用在光反应中产生ATP，即在叶绿体的类囊体薄膜上；有氧呼吸三个阶段都产生ATP，主要在第三阶段产生，即线粒体内膜，A错误；在头部发生了ATP的合成发挥了ATP合成酶的作用，所以F1头部能降低化学反应活化能，B正确；由题图可知，H＋以协助扩散的方式穿过膜蛋白，所以线粒体基质侧的H＋浓度小于内外膜间隙中的H＋浓度，C错误；H＋穿过膜蛋白时，合成了ATP，并未消耗ATP，所以是协助扩散，D错误。] 6．蛋白激酶A(PKA)的功能是将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，改变了的蛋白质可以调节靶蛋白的活性。PKA有两个调节亚基和两个催化亚基，其活性受cAMP(腺苷酸环化酶催化ATP环化形成)调节(如图)。下列说法正确的是(　　) A．调节亚基和催化亚基均有结合cAMP的结构位点 B．cAMP与催化亚基相应位点结合，导致亚基分离并释放出高活性催化亚基 C．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 D．ATP是合成cAMP、DNA等物质的原料，也可作为生物的直接供能物质 解析：C　[由题图可知，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到cAMP的结构域，催化亚基不具有结合cAMP的结构位点，A错误；据题图可知，cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，B错误；由题可知，活化的PKA催化亚基可将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，C正确；腺苷酸环化酶催化ATP环化形成cAMP，故ATP不仅是生物的直接供能物质，还是合成cAMP的原料，但ATP水解后形成的AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)是合成RNA的原料，D错误。] [素养提升练] 7．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．切取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 解析：B　[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。] 8．ATP为Ca2＋跨膜运输供能的过程如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．图中物质A既具有物质运输功能，又具有催化功能 B．载体蛋白磷酸化伴随着能量的转移，载体蛋白活性也被改变 C．Ca2＋与物质A结合后，最终导致物质A的空间结构发生变化，使结合位点转向膜的另一侧 D．加入蛋白质变性剂会提高Ca2＋的跨膜运输速率 解析：D　[由题图可知，Ca2＋的跨膜运输过程需要载体和能量，载体的化学本质是蛋白质。若加入蛋白质变性剂，则载体蛋白的结构和功能会发生改变，Ca2＋的跨膜运输速率将降低，D错误。] 9．苜蓿是一种多年生牧草和绿肥作物，越冬死亡是苜蓿种植面临的主要问题。为研究低温胁迫(对植物产生伤害的环境)对苜蓿根系的影响，科研人员将实验材料分为等量的3组，分别进行26 ℃、12 ℃、4 ℃处理，结果如图。 回答下列问题。 (1)ATP是细胞生命活动的___________物质，苜蓿根系细胞内合成ATP的场所是_____________________________。合成ATP的能量来自有机物的____________。 (2)本实验的变量中，温度是____________。图1说明，低温胁迫会造成____________________。 (3)实验中设置26 ℃处理的目的是__________。从图2可看出，实验设计中存在的不足之处是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)ATP是细胞生命活动的直接能源物质；根系细胞无叶绿体，所以其产生能量是通过呼吸作用进行的，部位是细胞质基质和线粒体；细胞呼吸时有机物经过氧化分解，释放能量，大部分用于热量散失，另一部分用于合成ATP，即合成ATP的能量来自有机物的氧化分解。 (2)分析柱状图可知，温度为横坐标，说明为本实验的自变量；由题图可知，在实验温度内 (26 ℃、12 ℃、4 ℃)，随温度降低，ATP含量降低，故推测低温会使呼吸作用减弱，进而细胞内ATP含量降低。 (3)26 ℃为常温，本实验中该组作为对照组；本实验应有对照，本实验中设计的不足之处在于处理前未测量根长，不能形成前后对照。 答案：(1)直接能源　细胞质基质、线粒体　氧化分解　(2)自变量　呼吸作用减弱　(3)对照　处理前未测量根长 10．ATP合成酶是一种功能复杂的蛋白质，与生物膜结合后能催化ATP的合成，其作用机理如图所示。请据图回答。 (1)生物膜结构的基本支架是________________________________________________________________________， 在真核细胞中，ATP合成酶主要分布于______________________________(填生物膜名称)。 (2)分析此图可知H＋跨越该膜的运输方式是________________，判断依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)ATP在细胞内的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 推测好氧型细菌细胞的________上存在该酶，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)生物膜结构的基本支架是磷脂双分子层；ATP合成酶能催化ATP形成，在真核细胞中，该酶主要分布于线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜。 (2)分析此图可知：H＋跨越该膜的过程中是顺浓度梯度进行的，需要载体(ATP合成酶)的协助且不消耗能量，其运输方式是协助扩散。 (3)ATP在细胞内的作用是生命活动的直接能源物质；由于该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成，好氧细菌能进行有氧呼吸产生ATP，而好氧细菌的膜结构只有细胞膜，故推测好氧细菌细胞的细胞膜上存在该酶。 答案：(1)磷脂双分子层　线粒体内膜、类囊体薄膜　(2)协助扩散　顺浓度梯度，需载体蛋白协助且不消耗能量　(3)生命活动的直接能源物质　细胞膜　该酶与生物膜结合后能催化ATP的合成，而好氧型细菌的膜结构只有细胞膜 学科网（北京）股份有限公司 $