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

课时冲关10细胞的能量“货币 [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一P,~P。~P,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P,的化学键断裂才能为生物活动 提供能量 D.通过标记a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P?、P,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一P。 是腺嘌吟脱氧核苷酸，是组成DNA的基本单位 之一，故通过标记a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 肠道菌 肠腔 血液 组织细胞 NA NA- -NA -NA 6 NAD" 肠道茵 NAM NAM共NAM史NAM 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。] ·44 第二单元细胞的能量供应和利用 一ATP对应学生用书P365 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 反应物 产物 SATPO ● ®U 蛋白质 )做功 ·ADP ATP推动细胞做功 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 高考总复习生物学 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FF。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F。跨膜 蛋白构成。下列有关叙述正确的是 () ① ADP P):ATP ATP 7合酶 M 7价 Fo 妈 H H ① ④④① A.该酶主要分布在线粒体内膜和叶绿体内膜上 B.F,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F。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 ( cAMP cAMP cAMP-R (C) R cAMP cAMP R c 活化的非活化的 cAMP 活化的 调节亚基催化亚基 无活性的催化亚基 (低活性) 调节亚基（高活性） 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 ·44 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 生命活性己完全丧失 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 Ca2to0o物质A Ca2 o物质A Ca2+ 00 物质A mmm8m Oo ATP 妙盟 OADP OADP 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Ca+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，C+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。 0230510 5 0 26 12 4温度/℃ 图1不同温度处理72小时后苜蓿根系细胞ATP的含量 026℃012℃日4℃ 号61 5 4 3 2 0 36 72时间/h 图2不同温度处理后背蓿根长度 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 。44 第二单元细胞的能量供应和利用 (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。 H ADPPD ATP 合成酶 ATP 价 四 四 画8Φ (H) (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