5.2 细胞的能量“货币”ATP（分层作业）（2大考点）生物人教版必修1

**基本信息** 以“回归教材-重难突破-情境变式”三层递进设计，覆盖ATP结构与功能核心知识点，通过基础填空、情境应用及高考真题变式，实现从知识记忆到科学思维的能力进阶。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |回归教材·夯基固本|ATP结构简式、合成场所等基础概念|教材填空（如ATP中文名称填写）与易错辨析（如“ATP属于核苷酸”判断），强化结构与功能观| |重难突破·思维建模|ATP与ADP转化、能量供应机制|单选题（如马拉松能量直接来源）与解答题（如ATP-ADP循环示意图分析），培养科学思维| |情境变式·高考研析|跨膜运输、细胞代谢等复杂情境|高考情境题（如囊泡运输中Rab蛋白作用、Ca²⁺泵工作机制），提升综合应用与探究实践能力|

5.2 细胞的能量“货币”ATP 目 录 回归教材·夯基固本 考点01 ATP的结构及其特点 考点02 ATP的合成和利用 重难突破·思维建模 情境变式·高考研析 ATP的结构及其特点考点01 【答案】 1.三磷酸腺苷（或腺苷三磷酸）、A-P～P～P、腺苷、高能磷酸键 2.三（或3）、高能磷酸键 3.远离、ADP（和Pi，或二磷酸腺苷与磷酸） 4.直接、能量货币（或能量通货） 5.迅速 6.× ATP中的A代表腺苷，由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成。 7.× ATP虽然含有一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个磷酸基团，但它不是构成RNA的基本单位；构成RNA的腺苷酸是AMP（一磷酸腺苷）。ATP含有三个磷酸，不属于普通的核苷酸。 8.√ ATP水解释放的能量可直接用于各项需能的生命活动，如肌肉收缩、主动运输、合成反应等。 9.√ ATP在细胞中含量少，但与ADP相互转化迅速，保证能量供应不间断。 10.√ 细胞内还有GTP、CTP、UTP等，也能直接供能，但ATP是主要的直接能源物质。 ATP的合成和利用考点02 【答案】 1.细胞呼吸（或呼吸作用）、细胞呼吸、光合作用 2.ADP、Pi（磷酸）、呼吸（或细胞呼吸）、光 3.吸能 4.生物发光、物质合成（或大脑思考、细胞分裂等合理答案） 5.载体（或直接来源） 6.× 动物细胞ATP合成场所主要是线粒体和细胞质基质（有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸），植物细胞还有叶绿体。原核细胞ATP合成在细胞质和细胞膜上。 7.√ 细胞呼吸释放的能量一部分以热能形式散失，用于维持体温；ATP水解释放的能量最终也有一部分转化为热能，有助于维持体温。 8.√ 光反应产生的ATP和NADPH只用于暗反应（C3的还原），不供应其他生命活动。 9.√ 吸能反应通常与ATP水解相偶联，放能反应通常与ATP合成相偶联，这是细胞能量代谢的基本偶联机制。 10.× 剧烈运动时ATP消耗增多，但ATP与ADP转化速率加快，ATP含量基本保持相对稳定，不会显著下降。肌肉酸痛主要由乳酸积累引起，不是ATP不足。 一、单选题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D C C C B B A D 二、解答题 9． (1) C、H、O、N、P 腺嘌呤和核糖 (2)需要 (3) 高效 专一 (4) 6 强酸和强碱会破坏酶的空间结构 (5)蛋白质或RNA (6)降低化学反应的活化能 10． (1) 淀粉 非还原糖 葡萄糖 (2) ATP中相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥 磷酸化 (3) 主动运输 催化和运输 运输 一、单选题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C C A C A D D B 二、解答题 11． (1) 核糖体 胞吐 (2)Ca2+通过MscL通道进入MUSIC-INS细胞不消耗细胞内化学反应所释放的能量，且借助通道蛋白完成 (3)活化能（或能量） (4)将体外培养获得的MUSIC-INS细胞随机均分成两组，分别施加音乐刺激和静默处理，并测定每组胰岛素的分泌量（或其他合理答案） 12． (1) 直接 空间结构 酶 (2) 超过10-6mol·L-1 维持细胞和生物体的生命活动 (3)C→A→D 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2 细胞的能量“货币”ATP 目 录 回归教材·夯基固本 考点01 ATP的结构及其特点 考点02 ATP的合成和利用 重难突破·思维建模 情境变式·高考研析 ATP的结构及其特点考点01 教材基础知识填空 1.ATP的中文名称是________，其结构简式可表示为________，其中A代表________，P代表磷酸基团，～代表________。 2.ATP分子中含有________个磷酸基团，相邻磷酸基团之间的化学键具有较高的转移势能，称为________。 3.ATP水解时，通常最________（填“靠近”或“远离”）腺苷的那个高能磷酸键断裂，释放能量并转化为________。 4.ATP是细胞中________（填“主要”或“直接”）的能源物质，被形象地称为细胞中的“________”。 5.一个成年人安静状态下一天需要消耗约40kg ATP，但细胞内ATP总量仅约0.1 mol（约50.7 g），这说明ATP与ADP之间的相互转化是________（填“缓慢”或“迅速”）的，并且时刻不停地进行着。 易错辨析 6.ATP中的A代表腺嘌呤。（ ） 7.ATP含有三个磷酸基团，因此它属于核苷酸。（ ） 8.高能磷酸键断裂时释放的能量可以直接用于肌肉收缩等生命活动。（ ） 9.细胞中ATP的含量很少，但转化速率很快，以满足细胞对能量的持续需求。（ ） 10.GTP、CTP、UTP等也可以为细胞生命活动直接提供能量，但ATP是最主要的直接能源物质。（ ） 【答案】 1.三磷酸腺苷（或腺苷三磷酸）、A-P～P～P、腺苷、高能磷酸键 2.三（或3）、高能磷酸键 3.远离、ADP（和Pi，或二磷酸腺苷与磷酸） 4.直接、能量货币（或能量通货） 5.迅速 6.× ATP中的A代表腺苷，由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成。 7.× ATP虽然含有一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个磷酸基团，但它不是构成RNA的基本单位；构成RNA的腺苷酸是AMP（一磷酸腺苷）。ATP含有三个磷酸，不属于普通的核苷酸。 8.√ ATP水解释放的能量可直接用于各项需能的生命活动，如肌肉收缩、主动运输、合成反应等。 9.√ ATP在细胞中含量少，但与ADP相互转化迅速，保证能量供应不间断。 10.√ 细胞内还有GTP、CTP、UTP等，也能直接供能，但ATP是主要的直接能源物质。 ATP的合成和利用考点02 教材基础知识填空 1.对动物和人体细胞而言，ATP主要来自________（生理过程）；对绿色植物而言，ATP可来自________和________。 2.ATP的合成反应中，原料是________和________，所需要的能量来自________作用所释放的能量（对于绿色植物也可以来自________能）。 3.ATP的水解反应与细胞中的许多________（填“吸能”或“放能”）反应相联系，这些反应所需的能量由ATP水解提供。 4.细胞中绝大多数需要能量的生命活动，如________、生物发电、肌肉收缩、________及主动运输等，都是由ATP直接提供能量的。 5.ATP在细胞内既可以作为能量的________，也可以作为磷酸基团的供体，参与某些分子（如蛋白质）的磷酸化。 易错辨析 6.ATP合成的场所只有线粒体和叶绿体。（ ） 7.ATP水解释放的能量可以用于维持体温。（ ） 8.光合作用中光反应产生的ATP只用于暗反应，不供给其他生命活动。（ ） 9.细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。（ ） 10.人在剧烈运动时，骨骼肌细胞中ATP的含量会显著下降，导致肌肉因供能不足而酸痛。（ ） 【答案】 1.细胞呼吸（或呼吸作用）、细胞呼吸、光合作用 2.ADP、Pi（磷酸）、呼吸（或细胞呼吸）、光 3.吸能 4.生物发光、物质合成（或大脑思考、细胞分裂等合理答案） 5.载体（或直接来源） 6.× 动物细胞ATP合成场所主要是线粒体和细胞质基质（有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸），植物细胞还有叶绿体。原核细胞ATP合成在细胞质和细胞膜上。 7.√ 细胞呼吸释放的能量一部分以热能形式散失，用于维持体温；ATP水解释放的能量最终也有一部分转化为热能，有助于维持体温。 8.√ 光反应产生的ATP和NADPH只用于暗反应（C3的还原），不供应其他生命活动。 9.√ 吸能反应通常与ATP水解相偶联，放能反应通常与ATP合成相偶联，这是细胞能量代谢的基本偶联机制。 10.× 剧烈运动时ATP消耗增多，但ATP与ADP转化速率加快，ATP含量基本保持相对稳定，不会显著下降。肌肉酸痛主要由乳酸积累引起，不是ATP不足。 一、单选题 1．科学家构建ATP纳米反应器来模拟线粒体的能量代谢，通过ATP与ADP的循环转化，长期维持能量代谢反应。下列有关纳米反应器的叙述，正确的是（     ） A．其ATP的合成与水解过程无需酶催化 B．合成的ATP是细胞内主要的储能物质 C．通过ATP与ADP的转化，积累大量的ATP D．产生的ATP，可用于主动运输、胞吞胞吐 【答案】D 【详解】A、ATP的合成需要ATP合成酶催化，ATP的水解需要ATP水解酶催化，两个过程都离不开酶的作用，A错误； B、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，细胞内主要的储能物质是脂肪，B错误； C、ATP与ADP的相互转化时刻处于动态平衡中，细胞内ATP含量很低，不会大量积累，C错误； D、ATP是细胞的直接能源物质，主动运输、胞吞胞吐都属于耗能过程，需要ATP水解释放的能量提供动力，D正确。 2．在马拉松比赛过程中，运动员骨骼肌细胞能量需求的直接来源是（     ） A．肌糖原的分解 B．脂肪的氧化分解 C．ATP的水解 D．葡萄糖的分解 【答案】C 【详解】ATP是直接能源物质，水解后为生命活动供能。肌糖原、脂肪、葡萄糖都是能源物质，但需先转化为ATP才能被直接利用，C正确，ABD错误。 3．9月3日上午，在天安门广场举行了盛大阅兵。这次阅兵是全面推进中国式现代化进入新征程的首次阅兵，也是人民军队奋进建军百年的崭新亮相。中国军人在受阅的过程中，其体内细胞需要大量能量，此过程中驱动细胞生命活动的直接能源物质是（    ） A．糖原 B．脂肪 C．ATP D．磷脂 【答案】C 【详解】ATP直接给细胞的生命活动提供能量，中国军人在受阅时，其机体细胞需要大量能量，此过程中驱动细胞生命活动的直接能源物质是ATP，ABD不符合题意，C符合题意。 4．心肌炎患者可在医生嘱咐下定期服用三磷酸腺苷二钠片进行辅助治疗（三磷酸腺苷又称腺苷三磷酸）。下列叙述正确的是（     ） A．运动员比赛时可随意服用该药物 B．腺苷三磷酸中含有3个特殊的化学键 C．该药物可直接为心肌细胞补充能量 D．运动时体内的腺苷三磷酸含量会显著下降 【答案】C 【详解】A、任何药物都有适用范围和副作用，该药物需要在医生指导下服用，运动员比赛时不可随意服用，A错误； B、腺苷三磷酸含有2个特殊的化学键，B错误； C、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，该药物的有效成分为ATP，可直接为心肌细胞补充能量，C正确； D、生物体内ATP和ADP的相互转化速度极快，始终处于动态平衡状态，运动时ATP消耗加快的同时合成速率也会提升，含量不会显著下降，D错误。 5．骨骼肌细胞收缩时，肌球蛋白粗丝会沿着肌动蛋白细丝滑动，此过程与ATP的水解相联系。下列说法正确的是（     ） A．ATP的结构简式是A-P～P～P，其中“A”代表腺嘌呤 B．骨骼肌细胞进行生命活动的直接能源物质是ATP C．肌细胞内储存着大量的ATP以满足剧烈运动对能量的需求 D．ATP分子的两个特殊化学键在供能时都会断裂 【答案】B 【详解】A、ATP的结构简式为A-P～P～P，其中“A”代表腺苷（由腺嘌呤和核糖组成），A错误； B、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，骨骼肌细胞的生命活动也以ATP为直接能源，B正确； C、细胞内ATP的含量很低，可通过ATP与ADP的快速转化满足剧烈运动的能量需求，C错误； D、ATP供能时仅断裂远离A的一个特殊化学键，释放能量生成ADP和磷酸，D错误。 6．2026年3月22日，上饶城市马拉松如期举行，该项赛事有利于推动运动习惯常态化，助力全民健康事业发展。下列关于运动员骨骼肌细胞内ATP的叙述，错误的是（     ） A．在细胞内含量很低 B．合成过程不需要蛋白质的参与 C．剧烈运动时ATP合成速率显著加快 D．水解释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合 【答案】B 【详解】A、ATP在细胞内含量很低，可通过与ADP的快速转化满足细胞的能量需求，A正确； B、ATP的合成需要ATP合成酶的催化，ATP合成酶的化学本质为蛋白质，因此合成过程需要蛋白质参与，B错误； C、剧烈运动时骨骼肌细胞消耗ATP的速率大幅提升，为维持细胞内ATP含量相对稳定，ATP的合成速率也会显著加快，C正确； D、ATP水解释放的磷酸基团可与某些蛋白质结合使其磷酸化，进而改变蛋白质的空间结构和功能，D正确。 7．下列关于ATP的叙述错误的是（     ） A．细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系 B．活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解 C．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 D．ATP水解脱去两个磷酸基团后的物质可用于合成RNA 【答案】A 【详解】A、细胞内吸能反应需要消耗能量，一般与ATP的水解相联系，ATP的合成通常和放能反应关联，A错误； B、活细胞的生命活动时刻需要能量，且细胞内ATP含量极低，因此ATP时刻进行合成和水解维持动态平衡，B正确； C、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，细胞绝大多数需能生命活动都由ATP直接供能，C正确； D、ATP水解脱去两个磷酸基团后得到腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，可用于合成RNA，D正确。 8．下图是ATP-ADP循环示意图，人体剧烈运动时依赖该循环持续供能。下列叙述错误的是（     ） A．M为腺嘌呤、N为核糖，两者构成腺苷 B．能量1用于高能磷酸键的形成，能量2可用于肌肉收缩 C．物质Y脱去1个磷酸基团后，是RNA的基本单位之一 D．剧烈运动时ATP-ADP循环加快，X和Y含量均快速增多 【答案】D 【详解】A、ATP的结构中，M为腺嘌呤，N为核糖，腺嘌呤和核糖共同构成腺苷，该说法正确，A正确； B、能量1是合成ATP所需的能量，用于形成ATP中的高能磷酸键；能量2是ATP水解释放的能量，可用于肌肉收缩等耗能的生命活动，该说法正确，B正确； C、物质Y为ADP（二磷酸腺苷），脱去1个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，该说法正确，C正确； D、剧烈运动时ATP-ADP循环速率加快，但细胞中ATP和ADP的含量始终处于动态平衡状态，不会出现两者均快速增多，D错误。 二、解答题 9．Ⅰ.回答下列有关ATP的问题： （1）ATP含有的化学元素是______。其中的“A”代表“腺苷”，由______两部分结合而成。 （2）植物的叶肉细胞在光照和氧气都十分充足的条件下，____（填“需要”或“不需要”）线粒体产生ATP供其吸收矿质元素等生理过程利用。 Ⅱ.解读与酶有关的图示、曲线，回答有关问题： （3）图1和图2分别表示了酶具有____性和____性。 （4）图3是与酶活性影响因素相关的曲线，图中不同pH下，酶活性最高的是pH=____，强酸和强碱导致酶活性下降的原因是：________________。 （5）酶的化学本质是________。 （6）生物体内生理活动的进行需要酶的催化，酶作用的机理是_______________。 【答案】(1) C、H、O、N、P 腺嘌呤和核糖 （2）需要 （3） 高效 专一 （4） 6 强酸和强碱会破坏酶的空间结构 （5）蛋白质或RNA （6）降低化学反应的活化能 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。 2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。 3、酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能。 4、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度 (pH）前，随着温度（pH） 的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH） 时，酶活性最强，超过最适温度 (pH）后，随着温度（pH） 的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。 【详解】（1） ATP的结构简式是A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，P代表磷酸基团，所以ATP含有的化学元素是C、H、O、N、P。 （2） 植物的叶肉细胞在光照和氧气都十分充足的条件下，光合作用与有氧呼吸都能产生ATP，其中呼吸作用产生的ATP能为叶肉细胞吸收矿质元素等生理过程提供能量，所以需要线粒体产生ATP供其吸收矿质元素等生理过程利用。 （3） 图1中通过加酶、加无机催化剂和不加催化剂作对比，加酶的反应速率最快，体现了酶具有高效性；图2中A和B两种物质，A能与B特异性结合，体现了酶具有专一性。 （4）图3的纵坐标为“底物剩余量（相对值）”，底物剩余量越少，说明酶活性越高（催化分解底物的能力越强）。当pH从5上升到7时：pH=5时底物剩余多（酶活性低），pH=6时底物剩余最少（酶活性最高），pH=7时底物剩余量多于pH=6（酶活性下降），因此酶活性变化是先升高后降低。酶的空间结构决定其功能，强酸和强碱会破坏酶的空间结构，导致酶变性失活，因此酶活性下降。 （5）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，所以酶的化学本质是蛋白质或RNA。 （6）生物体内生理活动的进行需要酶的催化，酶作用的机理是降低化学反应的活化能。 10．植物的筛管细胞是无核的活细胞，主要运输蔗糖等有机物，叶细胞合成的蔗糖需先输送到筛管细胞中，再运到植物其他部位。蔗糖从叶细胞输送到筛管细胞的部分机制如下图，回答下列问题： （1）叶细胞光合作用的产物有一部分是蔗糖，还有一部分是_____，它们都不能与斐林试剂发生反应，因此都属于_____糖，______作为它们共同的水解产物可参与合成植物细胞壁的纤维素。 （2）H+-K+离子交换的跨膜运输需消耗ATP。ATP中的特殊化学键由于不稳定使得ATP在酶的作用下水解时其末端磷酸基团容易脱离下来，这种特殊化学键不稳定的原因是______。脱离下来的末端磷酸基团挟能量与ATP水解酶结合，即发生了ATP水解酶的_____，导致其空间结构发生改变。 （3）图中蔗糖的跨膜运输方式是______。筛管细胞细胞膜上的ATP水解酶和蔗糖载体的作用分别体现了蛋白质的______、________功能。 【答案】(1) 淀粉 非还原糖 葡萄糖 （2） ATP中相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥 磷酸化 （3） 主动运输 催化和运输 运输 【分析】酶具有专一性、高效性和作用条件较温和等特性。酶的作用机理为降低化学反应的活化能。H+运出筛管细胞，需要筛管细胞膜上的蛋白质协助，并消耗ATP水解释放的能量，属于主动运输；蔗糖运输到筛管，需要蔗糖载体，动力是H+浓度差，也是主动运输。 【详解】（1）叶细胞光合作用的产物除蔗糖外，还有淀粉，它们都不能与斐林试剂发生反应，属于非还原糖，葡萄糖作为它们的水解产物可参与合成植物细胞壁的纤维素。 （2）ATP中的特殊化学键不稳定是因为两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥。ATP水解时， 脱离下来的末端磷酸基团携能量与ATP水解酶结合，使ATP水解酶发生磷酸化，导致空间结构发生改变。 （3）从图中可知蔗糖是从低浓度向高浓度运输，跨膜运输方式是主动运输。筛管细胞细胞膜上的ATP水解酶体现了蛋白质的催化和运输功能，蔗糖载体体现了蛋白质的运输功能。 一、单选题 1．Rab蛋白对囊泡运输起重要作用。Rab结合GDP（Rab-GDP）时无活性，位于细胞质基质；结合GTP（Rab-GTP）时被激活，促进供体膜“出芽”形成囊泡。Rab-GTP随囊泡被定向运输到靶膜后，促进囊泡与靶膜融合，随后Rab-GTP被水解为Rab-GDP进入细胞质基质。下列说法错误的是（    ） A．供体膜的“出芽”及囊泡与靶膜融合依赖膜的流动性 B．囊泡形成和运输的能量主要来自GTP C．细胞骨架参与了囊泡的定向运输 D．缺少GTP时，细胞内的囊泡运输受阻 【答案】B 【详解】A、供体膜“出芽”、囊泡与靶膜融合过程都存在生物膜形态的改变，依赖生物膜的流动性，A正确； B、细胞内生命活动的主要直接能源物质是ATP，囊泡形成和运输的能量主要来自ATP，GTP仅参与Rab蛋白的激活过程，并非囊泡运输的主要能量来源，B错误； C、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，可参与细胞内物质的定向运输，包括囊泡的定向运输，C正确； D、根据题干信息，Rab只有结合GTP被激活后才能促进囊泡形成，缺少GTP时Rab无法激活，细胞内的囊泡运输会受阻，D正确； 2．酶的催化特性与ATP的动态供应是细胞代谢有序进行的核心保障，高考常结合探究实验、细胞代谢场景综合考查。生物体内酶的种类具有高度特异性，ATP作为直接能源物质，通过不断合成与水解维持细胞能量稳态。下列结合高考常考实验与真实细胞代谢情境的叙述，正确的是（     ） A．酶的专一性由其空间结构决定，具体是指一种酶只能催化一种特定的化学反应，无法催化其他类似反应 B．ATP为生命活动供能时，仅远离腺苷的高能磷酸键易断裂释放能量，其水解产物ADP、AMP仍可继续水解释放少量能量 C．探究温度对酶活性的影响实验中，过氧化氢底物分解速率仅受酶活性影响，可选用过氧化氢作为实验反应底物 D．细胞代谢旺盛的细胞（如分生区细胞、胰岛细胞），ATP合成速率远大于水解速率，细胞内ATP含量快速积累 【答案】B 【详解】A、酶的专一性是催化一种或一类化学反应，A错误； B、ATP为生命活动供能时，ATP远离腺苷的高能磷酸键易断裂，ATP水解产物ADP、AMP可继续水解供能，B正确； C、过氧化氢受热易分解，不能用于温度对酶活性影响实验，C错误； D、ATP与ADP动态循环，含量始终维持稳定，不会大量积累，D错误。 3．海南热带水果成熟时，果农常利用乙烯利进行催熟。乙烯利在植物体内分解产生乙烯，乙烯能诱导细胞合成相应的酶，从而促进果实成熟。下列有关酶和ATP叙述正确的是（     ） A．相应的酶在核糖体合成后即具备活性 B．酶通过为化学反应提供活化能来加快反应速率，该过程不需要ATP参与 C．ATP分子末端的磷酸基团有较高的转移势能，水解后可为果实中的吸能反应供能 D．ATP在叶绿体类囊体膜上合成，为各类酶促反应供能 【答案】C 【详解】A、核糖体上合成的是多肽链，多数酶属于蛋白质，多肽链需要经过折叠、加工形成特定的空间结构后才具备催化活性，A错误； B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而非提供活化能，B错误； C、ATP分子末端的磷酸基团具有较高的转移势能，ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应，可给果实成熟过程中的吸能反应供能，C正确； D、叶绿体类囊体膜上通过光反应合成的ATP仅能用于暗反应C3的还原，不能为细胞内各类酶促反应供能，D错误。 4．如图为细胞膜上Ca2+泵的工作过程，该泵通过自身构象变化实现Ca2+的跨膜运输，该过程伴随ATP的水解。下列叙述正确的是（　　） A．Ca2+泵的E1构象对Ca2+的亲和力低于E2构象 B．ATP的水解发生在Ca2+泵与Ca2+结合之前 C．Ca2+泵的构象变化与Ca2+泵的磷酸化和去磷酸化有关 D．Ca2+泵工作时，顺浓度梯度将Ca2+运输至膜的另一侧 【答案】C 【详解】A、E1构象朝向细胞质基质，可结合Ca2+，E2构象朝向细胞膜外侧，需要释放Ca2+，因此E1构象对Ca2+的亲和力高于E2构象，A错误； B、由图可知，Ca2+泵先结合Ca2+，之后才发生ATP的水解，B错误； C、Ca2+泵被磷酸化后构象由E1变为E2，去磷酸化后构象恢复为E1，其构象变化与磷酸化和去磷酸化有关，C正确； D、Ca2+泵运输Ca2+伴随ATP水解，消耗能量，属于主动运输，是逆浓度梯度进行运输的，D错误。 5．ATP生物发光技术依据萤火虫的发光原理，科研人员利用“荧光素—荧光素酶体系”，通过检测样品中ATP的含量来间接测定活微生物的数量，以此判断待测样品（如食品、水体、器具表面擦拭物）的清洁程度。检测原理如下图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．ATP荧光检测仪可用于测定样品中某种病毒的数量 B．荧光素转化为氧化荧光素并释放荧光的过程，属于吸能反应 C．检测得到的荧光值越大，表明样品中活微生物的数量越多 D．开展检测前需裂解样品中的微生物细胞，以释放细胞内的ATP 【答案】A 【详解】A、病毒没有细胞结构，不能独立进行代谢产生ATP，无法通过检测ATP含量测定病毒数量，A错误； B、荧光素转化为氧化荧光素的过程需要ATP水解提供能量，需要吸收能量的反应属于吸能反应，B正确； C、活微生物细胞中含有ATP，ATP含量越高，反应产生的荧光强度越大，因此荧光值越大表明样品中活微生物数量越多，C正确； D、ATP位于微生物细胞内，检测前需要裂解细胞将ATP释放出来，才能参与后续的发光反应，D正确。 6．研究发现调节性T细胞有两类重要蛋白：①细胞膜表面的CD39蛋白可以将ATP水解为ADP和AMP；②细胞中Foxp3蛋白合成后会进入细胞核发挥作用，其跨核膜运输需依赖核孔。下列说法错误的是（     ） A．Foxp3蛋白和CD39蛋白均在核糖体上合成 B．CD39蛋白会使ATP的1个或2个特殊磷酸键断裂 C．核孔复合体允许Foxp3蛋白、RNA等大分子物质自由通过 D．CD39蛋白催化的化学反应可能为Foxp3蛋白进入细胞核提供能量 【答案】C 【详解】A、核糖体是所有蛋白质的合成场所，Foxp3蛋白和CD39蛋白都属于蛋白质，二者均在核糖体上合成，A正确； B、ATP水解为ADP时断裂1个特殊磷酸键，水解为AMP时断裂2个特殊磷酸键，CD39可将ATP水解为ADP和AMP，因此会使ATP的1个或2个特殊磷酸键断裂，B正确； C、核孔复合体对物质的运输具有选择性，并非允许大分子自由通过，例如DNA不能通过核孔运出细胞核，C错误； D、CD39催化ATP水解释放的能量可用于细胞内的耗能生命活动，Foxp3蛋白经核孔运输需要消耗能量，因此该反应释放的能量可能为Foxp3蛋白入核提供能量，D正确。 7．人工合成DNA常用的原料是dNTP（d表示脱氧），包括dATP、dGTP、dCTP、dTTP。科学研究常用32P标记DNA分子。现用α、β、γ表示ATP或dATP上三个磷酸基团所处的位置，即A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ。下列叙述正确的是（    ） A．可用α位磷酸基团为32P的dATP制备32P标记的DNA片段 B．以dNTP作为人工合成DNA的原料时，需添加ATP供能 C．ATP水解掉“γ”位磷酸基团则得到RNA的单体之一 D．组成DNA和ATP的五碳糖、磷酸相同 【答案】A 【详解】A、dATP作为合成DNA的原料时，会断裂β、γ位的特殊化学键，脱去两个磷酸基团，仅含α位磷酸的dAMP会参与DNA链的组成，因此可用α位磷酸基团为32P的dATP制备32P标记的DNA片段，A正确； B、dNTP本身含有特殊化学键，在作为DNA合成原料时，自身断裂特殊化学键即可释放能量，无需额外添加ATP供能，B错误； C、ATP水解掉γ位磷酸基团得到的是ADP，只有同时水解掉β、γ两个磷酸基团后得到的腺嘌呤核糖核苷酸才是RNA的单体之一，C错误； D、组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，组成ATP的五碳糖是核糖，二者五碳糖种类不同，D错误。 8．野燕麦的吸湿芒由主芒和芒针组成（图1）。主芒由死亡的厚壁纤维细胞构成，细胞壁含亲水的纤维素与果胶；湿度低时，主芒逆时针捻转，呈螺旋形态（图2）；湿度升高时，主芒顺时针旋转并解捻；芒针无吸湿变形能力，可在主芒捻转或解捻时作为杠杆推动种子向前“爬行”。下列相关叙述正确的是（　　） A．图2主芒的电子显微照片是物理模型 B．芒针推动种子“爬行”依赖厚壁纤维细胞内ATP与ADP的转换 C．湿度低时，主芒厚壁纤维细胞失水，原生质层与细胞壁分离 D．野燕麦的吸湿芒有利于种子“爬行”到适宜的环境萌发 【答案】D 【详解】A、物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，而电子显微照片是对实际物体的真实影像记录，不属于物理模型，A错误； B、主芒是由死亡的厚壁纤维细胞构成，细胞内不能发生生命活动所需的ATP与ADP的转换过程，B错误； C、厚壁纤维细胞是死细胞，不会发生原生质层与细胞壁分离的现象，C错误； D、野燕麦的吸湿芒在湿度变化时能使种子“爬行”，这有利于种子移动到更适宜的环境中萌发，体现了生物对环境的适应，D正确。 9．某种海洋细菌的细胞膜上含有细菌视紫红质和ATP合酶。细菌视紫红质可吸收光能，将细胞质中的H+转运到细胞膜外侧，在细胞膜内外建立H+浓度梯度；细胞膜外侧的H+可借助ATP合酶回流进入细胞质，利用浓度梯度的势能驱动ATP合酶催化ADP和Pi合成ATP。下列叙述正确的是（　　） A．该细菌细胞内H+浓度高于细胞外，视紫红质转运H+过程的能量直接来源于ATP B．视紫红质兼具感光和转运功能，H+通过ATP合酶回流的方式为主动运输 C．ATP合酶兼具运输和催化功能，该过程合成的ATP可直接用于该细菌的暗反应 D．上述过程中光能先转化为H+的电化学势能，再转化为ATP中的化学能 【答案】D 【详解】A、视紫红质将细胞质中的H+转运到细胞膜外侧建立浓度梯度，说明细胞外H+浓度高于细胞内，且该转运过程的能量直接来自光能，A错误； B、H+通过ATP合酶回流是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散，B错误； C、该海洋细菌没有暗反应所需的酶和相关光合结构，无法进行暗反应，因此合成的ATP不能用于暗反应，C错误； D、视紫红质吸收的光能先用于转运H+，转化为细胞膜两侧H+的电化学势能，H+顺浓度回流时，势能驱动ATP合成，转化为ATP中的化学能，D正确。 10．生长于NaCl浓度稳定在100mmol/L的液体培养基中的酵母菌，可通过离子通道吸收Na⁺，但细胞质基质中Na⁺浓度超过30mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na⁺浓度过高，液泡膜上的蛋白N可将Na⁺转运到液泡中储存，细胞膜上的蛋白W也可将Na⁺排出细胞。下列说法错误的是（    ） A．酵母菌通过离子通道吸收Na⁺属于协助扩散 B．在培养基中添加呼吸抑制剂不会影响蛋白N转运Na⁺的速率 C．蛋白W转运Na⁺过程中自身构象会发生改变 D．Na⁺在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水 【答案】B 【详解】A、离子通道属于通道蛋白，通过通道蛋白的顺浓度梯度运输不需要消耗能量，属于协助扩散，A正确； B、培养液Na+浓度为100mmol/L，细胞质基质Na+浓度最高不超过30mmol/L，蛋白N将Na+转运到液泡中储存，说明液泡内Na+浓度高于细胞质基质，该过程为逆浓度梯度的主动运输，需要消耗细胞呼吸提供的能量，添加呼吸抑制剂会减少能量供应，降低蛋白N转运Na+的速率，B错误； C、蛋白W将Na+逆浓度梯度排出细胞，属于主动运输，依赖载体蛋白完成，载体蛋白转运物质过程中自身构象会发生改变，C正确； D、Na+在液泡中积累可提高细胞液渗透压，增大细胞液与外界溶液的浓度差，有利于酵母细胞吸水，D正确。 二、解答题 11．胰岛素是由胰岛B细胞合成分泌的具有降血糖作用的一种蛋白质类激素。科研人员对人体的胰岛B细胞进行改造以获得MUSIC-INS细胞。该改造的核心是在胰岛B细胞膜上植入源自大肠杆菌的MscL通道——一种高灵敏度机械敏感型Ca2+通道，使细胞能够“听见”机械信号并触发一系列反应，最终让细胞释放胰岛素，具体作用机制如图所示。 （1）胰岛B细胞合成胰岛素的过程始于细胞质内的______，经过加工、分类与包装后，以______方式分泌到细胞外发挥降血糖作用。 （2）某同学认为图中Ca2+通过MscL通道进入MUSIC-INS细胞的运输方式是协助扩散，请从图中找出支持这一结论的证据是______。 （3）已知Na+-K+泵是一种广泛分布于各种细胞膜上的跨膜蛋白，请据图推测其能够催化ATP水解的作用机理是降低ATP水解所需的______。 （4）为了探究音乐对MUSIC-INS细胞分泌胰岛素的影响，你的研究思路是______。 【答案】(1) 核糖体 胞吐 （2）Ca2+通过MscL通道进入MUSIC-INS细胞不消耗细胞内化学反应所释放的能量，且借助通道蛋白完成 （3）活化能（或能量） （4）将体外培养获得的MUSIC-INS细胞随机均分成两组，分别施加音乐刺激和静默处理，并测定每组胰岛素的分泌量（或其他合理答案） 【分析】分泌蛋白的合成过程是：在核糖体上合成肽链，进入内质网进行初步加工，再通过囊泡运输到高尔基体进一步加工、分类和包装，最后以胞吐方式分泌到细胞外。酶的作用是降低化学反应的活化能，从而提高化学反应速率，且反应前后本身性质和数量不变。 【详解】（1）胰岛素的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成起始于细胞质内的核糖体，核糖体是氨基酸脱水缩合形成肽链的场所。胰岛素属于大分子分泌蛋白，经过内质网加工、高尔基体分类与包装后，无法通过跨膜运输释放，需以胞吐的方式分泌到细胞外，该过程依赖细胞膜的流动性并消耗能量。 （2）协助扩散的核心特征是顺浓度梯度运输、需要载体（通道蛋白）协助、不消耗细胞代谢产生的能量。从题图中可观察到，通过通道进入MUSIC-INS细胞的过程，未出现ATP水解供能的相关过程，即该运输过程不消耗细胞内化学反应所释放的能量，且借助通道蛋白完成，符合协助扩散的判断依据。 （3）Na+-K+泵属于载体蛋白，同时兼具酶的催化功能，能催化ATP水解。酶的作用机理是降低化学反应的活化能，因此Na+-K+泵催化ATP水解的作用机理为降低ATP水解所需的活化能。 （4）该实验的探究目的是“音乐对MUSIC-INS细胞分泌胰岛素的影响”，实验的自变量为是否施加音乐刺激，因变量为胰岛素的分泌量，无关变量需保持相同且适宜。因此研究思路为：将体外培养的MUSIC-INS细胞随机均分为两组，一组施加音乐刺激作为实验组，另一组进行静默处理作为对照组；在相同且适宜的培养条件下培养一段时间后，检测并比较两组细胞分泌胰岛素的量。 12．肌丝滑行学说认为，肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝之间的相对滑动导致的。肌球蛋白位于粗肌丝内，其头部具有一个ATP结合位点。细肌丝中存在肌球蛋白的结合位点。 （1）ATP是驱动细胞生命活动的______能源物质。图1中肌球蛋白与ATP结合后，其______发生改变，并使ATP水解释放能量，用于肌球蛋白与细肌丝结合并引起细肌丝滑动，然后肌球蛋白又回到原来的状态。此过程中肌球蛋白可以看作是催化ATP水解的一种______。 （2）细肌丝中肌球蛋白的结合位点被覆盖时，肌球蛋白无法与之结合，肌肉松弛。Ca2+可使结合位点暴露。图2为加入ATP后，不同Ca2+浓度下心肌收缩情况。据图可知，当Ca2+浓度______时，才引起肌肉收缩。此过程体现了无机盐对于______具有重要作用。 （3）通常肌球蛋白在粗肌丝中处于静止的OFF（关闭）状态，当其转变为ON（开启）状态时，静电相互作用会使肌球蛋白与细肌丝相互吸引。综上，科研人员提出了肌丝滑动模型（图3），下列叙述的正确排序是B→______→E。 A．Ca2+使细肌丝上的结合位点暴露出来 B．肌球蛋白与ATP结合 C．肌球蛋白由OFF转变为ON状态 D．肌球蛋白与细肌丝结合并引起肌丝滑动 E.肌球蛋白回到OFF状态 【答案】(1) 直接 空间结构 酶 （2） 超过10-6mol·L-1 维持细胞和生物体的生命活动 (3)C→A→D 【分析】ATP的结构式可简写成A-P～P～P，式中A代表腺苷，T代表3个，P代表磷酸基团，代表特殊化学键，ATP是直接能源物质，其合成时，能量来自光合作用或细胞呼吸作用。 【详解】（1）ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，图1中肌球蛋白与ATP结合后，其空间结构发生改变，并使ATP水解释放能量，用于肌球蛋白与细肌丝结合并引起细肌丝滑动，然后肌球蛋白又回到原来的状态。此过程中肌球蛋白可以看作是催化ATP水解的一种酶。 （2）由图2可知，当Ca2+浓度超过10-6mol·L-1时，才引起肌肉收缩。此过程体现了无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。 （3）通常肌球蛋白在粗肌丝中处于静止的OFF（关闭）状态，当肌球蛋白与ATP结合后，肌球蛋白由OFF转变为ON（开启）状态，静电相互作用会使肌球蛋白与细肌丝相互吸引，接着Ca2+使细肌丝上的结合位点暴露出来，然后肌球蛋白与细肌丝结合并引起肌丝滑动，最后肌球蛋白回到OFF状态，故正确排序是B→C→A→D→E。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2 细胞的能量“货币”ATP 目 录 回归教材·夯基固本 考点01 ATP的结构及其特点 考点02 ATP的合成和利用 重难突破·思维建模 情境变式·高考研析 ATP的结构及其特点考点01 教材基础知识填空 1.ATP的中文名称是________，其结构简式可表示为________，其中A代表________，P代表磷酸基团，～代表________。 2.ATP分子中含有________个磷酸基团，相邻磷酸基团之间的化学键具有较高的转移势能，称为________。 3.ATP水解时，通常最________（填“靠近”或“远离”）腺苷的那个高能磷酸键断裂，释放能量并转化为________。 4.ATP是细胞中________（填“主要”或“直接”）的能源物质，被形象地称为细胞中的“________”。 5.一个成年人安静状态下一天需要消耗约40kg ATP，但细胞内ATP总量仅约0.1 mol（约50.7 g），这说明ATP与ADP之间的相互转化是________（填“缓慢”或“迅速”）的，并且时刻不停地进行着。 易错辨析 6.ATP中的A代表腺嘌呤。（ ） 7.ATP含有三个磷酸基团，因此它属于核苷酸。（ ） 8.高能磷酸键断裂时释放的能量可以直接用于肌肉收缩等生命活动。（ ） 9.细胞中ATP的含量很少，但转化速率很快，以满足细胞对能量的持续需求。（ ） 10.GTP、CTP、UTP等也可以为细胞生命活动直接提供能量，但ATP是最主要的直接能源物质。（ ） ATP的合成和利用考点02 教材基础知识填空 1.对动物和人体细胞而言，ATP主要来自________（生理过程）；对绿色植物而言，ATP可来自________和________。 2.ATP的合成反应中，原料是________和________，所需要的能量来自________作用所释放的能量（对于绿色植物也可以来自________能）。 3.ATP的水解反应与细胞中的许多________（填“吸能”或“放能”）反应相联系，这些反应所需的能量由ATP水解提供。 4.细胞中绝大多数需要能量的生命活动，如________、生物发电、肌肉收缩、________及主动运输等，都是由ATP直接提供能量的。 5.ATP在细胞内既可以作为能量的________，也可以作为磷酸基团的供体，参与某些分子（如蛋白质）的磷酸化。 易错辨析 6.ATP合成的场所只有线粒体和叶绿体。（ ） 7.ATP水解释放的能量可以用于维持体温。（ ） 8.光合作用中光反应产生的ATP只用于暗反应，不供给其他生命活动。（ ） 9.细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。（ ） 10.人在剧烈运动时，骨骼肌细胞中ATP的含量会显著下降，导致肌肉因供能不足而酸痛。（ ） 一、单选题 1．科学家构建ATP纳米反应器来模拟线粒体的能量代谢，通过ATP与ADP的循环转化，长期维持能量代谢反应。下列有关纳米反应器的叙述，正确的是（     ） A．其ATP的合成与水解过程无需酶催化 B．合成的ATP是细胞内主要的储能物质 C．通过ATP与ADP的转化，积累大量的ATP D．产生的ATP，可用于主动运输、胞吞胞吐 2．在马拉松比赛过程中，运动员骨骼肌细胞能量需求的直接来源是（     ） A．肌糖原的分解 B．脂肪的氧化分解 C．ATP的水解 D．葡萄糖的分解 3．9月3日上午，在天安门广场举行了盛大阅兵。这次阅兵是全面推进中国式现代化进入新征程的首次阅兵，也是人民军队奋进建军百年的崭新亮相。中国军人在受阅的过程中，其体内细胞需要大量能量，此过程中驱动细胞生命活动的直接能源物质是（    ） A．糖原 B．脂肪 C．ATP D．磷脂 4．心肌炎患者可在医生嘱咐下定期服用三磷酸腺苷二钠片进行辅助治疗（三磷酸腺苷又称腺苷三磷酸）。下列叙述正确的是（     ） A．运动员比赛时可随意服用该药物 B．腺苷三磷酸中含有3个特殊的化学键 C．该药物可直接为心肌细胞补充能量 D．运动时体内的腺苷三磷酸含量会显著下降 5．骨骼肌细胞收缩时，肌球蛋白粗丝会沿着肌动蛋白细丝滑动，此过程与ATP的水解相联系。下列说法正确的是（     ） A．ATP的结构简式是A-P～P～P，其中“A”代表腺嘌呤 B．骨骼肌细胞进行生命活动的直接能源物质是ATP C．肌细胞内储存着大量的ATP以满足剧烈运动对能量的需求 D．ATP分子的两个特殊化学键在供能时都会断裂 6．2026年3月22日，上饶城市马拉松如期举行，该项赛事有利于推动运动习惯常态化，助力全民健康事业发展。下列关于运动员骨骼肌细胞内ATP的叙述，错误的是（     ） A．在细胞内含量很低 B．合成过程不需要蛋白质的参与 C．剧烈运动时ATP合成速率显著加快 D．水解释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合 7．下列关于ATP的叙述错误的是（     ） A．细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系 B．活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解 C．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 D．ATP水解脱去两个磷酸基团后的物质可用于合成RNA 8．下图是ATP-ADP循环示意图，人体剧烈运动时依赖该循环持续供能。下列叙述错误的是（     ） A．M为腺嘌呤、N为核糖，两者构成腺苷 B．能量1用于高能磷酸键的形成，能量2可用于肌肉收缩 C．物质Y脱去1个磷酸基团后，是RNA的基本单位之一 D．剧烈运动时ATP-ADP循环加快，X和Y含量均快速增多 二、解答题 9．Ⅰ.回答下列有关ATP的问题： （1）ATP含有的化学元素是______。其中的“A”代表“腺苷”，由______两部分结合而成。 （2）植物的叶肉细胞在光照和氧气都十分充足的条件下，____（填“需要”或“不需要”）线粒体产生ATP供其吸收矿质元素等生理过程利用。 Ⅱ.解读与酶有关的图示、曲线，回答有关问题： （3）图1和图2分别表示了酶具有____性和____性。 （4）图3是与酶活性影响因素相关的曲线，图中不同pH下，酶活性最高的是pH=____，强酸和强碱导致酶活性下降的原因是：________________。 （5）酶的化学本质是________。 （6）生物体内生理活动的进行需要酶的催化，酶作用的机理是_______________。 10．植物的筛管细胞是无核的活细胞，主要运输蔗糖等有机物，叶细胞合成的蔗糖需先输送到筛管细胞中，再运到植物其他部位。蔗糖从叶细胞输送到筛管细胞的部分机制如下图，回答下列问题： （1）叶细胞光合作用的产物有一部分是蔗糖，还有一部分是_____，它们都不能与斐林试剂发生反应，因此都属于_____糖，______作为它们共同的水解产物可参与合成植物细胞壁的纤维素。 （2）H+-K+离子交换的跨膜运输需消耗ATP。ATP中的特殊化学键由于不稳定使得ATP在酶的作用下水解时其末端磷酸基团容易脱离下来，这种特殊化学键不稳定的原因是______。脱离下来的末端磷酸基团挟能量与ATP水解酶结合，即发生了ATP水解酶的_____，导致其空间结构发生改变。 （3）图中蔗糖的跨膜运输方式是______。筛管细胞细胞膜上的ATP水解酶和蔗糖载体的作用分别体现了蛋白质的______、________功能。 一、单选题 1．Rab蛋白对囊泡运输起重要作用。Rab结合GDP（Rab-GDP）时无活性，位于细胞质基质；结合GTP（Rab-GTP）时被激活，促进供体膜“出芽”形成囊泡。Rab-GTP随囊泡被定向运输到靶膜后，促进囊泡与靶膜融合，随后Rab-GTP被水解为Rab-GDP进入细胞质基质。下列说法错误的是（    ） A．供体膜的“出芽”及囊泡与靶膜融合依赖膜的流动性 B．囊泡形成和运输的能量主要来自GTP C．细胞骨架参与了囊泡的定向运输 D．缺少GTP时，细胞内的囊泡运输受阻 2．酶的催化特性与ATP的动态供应是细胞代谢有序进行的核心保障，高考常结合探究实验、细胞代谢场景综合考查。生物体内酶的种类具有高度特异性，ATP作为直接能源物质，通过不断合成与水解维持细胞能量稳态。下列结合高考常考实验与真实细胞代谢情境的叙述，正确的是（     ） A．酶的专一性由其空间结构决定，具体是指一种酶只能催化一种特定的化学反应，无法催化其他类似反应 B．ATP为生命活动供能时，仅远离腺苷的高能磷酸键易断裂释放能量，其水解产物ADP、AMP仍可继续水解释放少量能量 C．探究温度对酶活性的影响实验中，过氧化氢底物分解速率仅受酶活性影响，可选用过氧化氢作为实验反应底物 D．细胞代谢旺盛的细胞（如分生区细胞、胰岛细胞），ATP合成速率远大于水解速率，细胞内ATP含量快速积累 3．海南热带水果成熟时，果农常利用乙烯利进行催熟。乙烯利在植物体内分解产生乙烯，乙烯能诱导细胞合成相应的酶，从而促进果实成熟。下列有关酶和ATP叙述正确的是（     ） A．相应的酶在核糖体合成后即具备活性 B．酶通过为化学反应提供活化能来加快反应速率，该过程不需要ATP参与 C．ATP分子末端的磷酸基团有较高的转移势能，水解后可为果实中的吸能反应供能 D．ATP在叶绿体类囊体膜上合成，为各类酶促反应供能 4．如图为细胞膜上Ca2+泵的工作过程，该泵通过自身构象变化实现Ca2+的跨膜运输，该过程伴随ATP的水解。下列叙述正确的是（　　） A．Ca2+泵的E1构象对Ca2+的亲和力低于E2构象 B．ATP的水解发生在Ca2+泵与Ca2+结合之前 C．Ca2+泵的构象变化与Ca2+泵的磷酸化和去磷酸化有关 D．Ca2+泵工作时，顺浓度梯度将Ca2+运输至膜的另一侧 5．ATP生物发光技术依据萤火虫的发光原理，科研人员利用“荧光素—荧光素酶体系”，通过检测样品中ATP的含量来间接测定活微生物的数量，以此判断待测样品（如食品、水体、器具表面擦拭物）的清洁程度。检测原理如下图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．ATP荧光检测仪可用于测定样品中某种病毒的数量 B．荧光素转化为氧化荧光素并释放荧光的过程，属于吸能反应 C．检测得到的荧光值越大，表明样品中活微生物的数量越多 D．开展检测前需裂解样品中的微生物细胞，以释放细胞内的ATP 6．研究发现调节性T细胞有两类重要蛋白：①细胞膜表面的CD39蛋白可以将ATP水解为ADP和AMP；②细胞中Foxp3蛋白合成后会进入细胞核发挥作用，其跨核膜运输需依赖核孔。下列说法错误的是（     ） A．Foxp3蛋白和CD39蛋白均在核糖体上合成 B．CD39蛋白会使ATP的1个或2个特殊磷酸键断裂 C．核孔复合体允许Foxp3蛋白、RNA等大分子物质自由通过 D．CD39蛋白催化的化学反应可能为Foxp3蛋白进入细胞核提供能量 7．人工合成DNA常用的原料是dNTP（d表示脱氧），包括dATP、dGTP、dCTP、dTTP。科学研究常用32P标记DNA分子。现用α、β、γ表示ATP或dATP上三个磷酸基团所处的位置，即A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ。下列叙述正确的是（    ） A．可用α位磷酸基团为32P的dATP制备32P标记的DNA片段 B．以dNTP作为人工合成DNA的原料时，需添加ATP供能 C．ATP水解掉“γ”位磷酸基团则得到RNA的单体之一 D．组成DNA和ATP的五碳糖、磷酸相同 8．野燕麦的吸湿芒由主芒和芒针组成（图1）。主芒由死亡的厚壁纤维细胞构成，细胞壁含亲水的纤维素与果胶；湿度低时，主芒逆时针捻转，呈螺旋形态（图2）；湿度升高时，主芒顺时针旋转并解捻；芒针无吸湿变形能力，可在主芒捻转或解捻时作为杠杆推动种子向前“爬行”。下列相关叙述正确的是（　　） A．图2主芒的电子显微照片是物理模型 B．芒针推动种子“爬行”依赖厚壁纤维细胞内ATP与ADP的转换 C．湿度低时，主芒厚壁纤维细胞失水，原生质层与细胞壁分离 D．野燕麦的吸湿芒有利于种子“爬行”到适宜的环境萌发 9．某种海洋细菌的细胞膜上含有细菌视紫红质和ATP合酶。细菌视紫红质可吸收光能，将细胞质中的H+转运到细胞膜外侧，在细胞膜内外建立H+浓度梯度；细胞膜外侧的H+可借助ATP合酶回流进入细胞质，利用浓度梯度的势能驱动ATP合酶催化ADP和Pi合成ATP。下列叙述正确的是（　　） A．该细菌细胞内H+浓度高于细胞外，视紫红质转运H+过程的能量直接来源于ATP B．视紫红质兼具感光和转运功能，H+通过ATP合酶回流的方式为主动运输 C．ATP合酶兼具运输和催化功能，该过程合成的ATP可直接用于该细菌的暗反应 D．上述过程中光能先转化为H+的电化学势能，再转化为ATP中的化学能 10．生长于NaCl浓度稳定在100mmol/L的液体培养基中的酵母菌，可通过离子通道吸收Na⁺，但细胞质基质中Na⁺浓度超过30mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na⁺浓度过高，液泡膜上的蛋白N可将Na⁺转运到液泡中储存，细胞膜上的蛋白W也可将Na⁺排出细胞。下列说法错误的是（    ） A．酵母菌通过离子通道吸收Na⁺属于协助扩散 B．在培养基中添加呼吸抑制剂不会影响蛋白N转运Na⁺的速率 C．蛋白W转运Na⁺过程中自身构象会发生改变 D．Na⁺在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水 二、解答题 11．胰岛素是由胰岛B细胞合成分泌的具有降血糖作用的一种蛋白质类激素。科研人员对人体的胰岛B细胞进行改造以获得MUSIC-INS细胞。该改造的核心是在胰岛B细胞膜上植入源自大肠杆菌的MscL通道——一种高灵敏度机械敏感型Ca2+通道，使细胞能够“听见”机械信号并触发一系列反应，最终让细胞释放胰岛素，具体作用机制如图所示。 （1）胰岛B细胞合成胰岛素的过程始于细胞质内的______，经过加工、分类与包装后，以______方式分泌到细胞外发挥降血糖作用。 （2）某同学认为图中Ca2+通过MscL通道进入MUSIC-INS细胞的运输方式是协助扩散，请从图中找出支持这一结论的证据是______。 （3）已知Na+-K+泵是一种广泛分布于各种细胞膜上的跨膜蛋白，请据图推测其能够催化ATP水解的作用机理是降低ATP水解所需的______。 （4）为了探究音乐对MUSIC-INS细胞分泌胰岛素的影响，你的研究思路是______。 12．肌丝滑行学说认为，肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝之间的相对滑动导致的。肌球蛋白位于粗肌丝内，其头部具有一个ATP结合位点。细肌丝中存在肌球蛋白的结合位点。 （1）ATP是驱动细胞生命活动的______能源物质。图1中肌球蛋白与ATP结合后，其______发生改变，并使ATP水解释放能量，用于肌球蛋白与细肌丝结合并引起细肌丝滑动，然后肌球蛋白又回到原来的状态。此过程中肌球蛋白可以看作是催化ATP水解的一种______。 （2）细肌丝中肌球蛋白的结合位点被覆盖时，肌球蛋白无法与之结合，肌肉松弛。Ca2+可使结合位点暴露。图2为加入ATP后，不同Ca2+浓度下心肌收缩情况。据图可知，当Ca2+浓度______时，才引起肌肉收缩。此过程体现了无机盐对于______具有重要作用。 （3）通常肌球蛋白在粗肌丝中处于静止的OFF（关闭）状态，当其转变为ON（开启）状态时，静电相互作用会使肌球蛋白与细肌丝相互吸引。综上，科研人员提出了肌丝滑动模型（图3），下列叙述的正确排序是B→______→E。 A．Ca2+使细肌丝上的结合位点暴露出来 B．肌球蛋白与ATP结合 C．肌球蛋白由OFF转变为ON状态 D．肌球蛋白与细肌丝结合并引起肌丝滑动 E.肌球蛋白回到OFF状态 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $