备考2025届高考生物一轮复习【分层练习】第3章课时2atp的结构和功能

第3章细胞代谢课时2ATP的结构和功能1.[2024衡水一调]ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述，错误的是（B）A.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATPB.ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质C.ATP是生物体生命活动的直接能源物质，但在细胞内含量很少D.ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能解析ATP是生命活动的直接能源物质，人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP，A正确。ATP中的“A”是指腺苷；DNA、RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤，它们不是同一物质，B错误。ATP是生物体生命活动的直接能源物质，但在细胞内含量很少，C正确。植物进行光合作用，将光能转化为ATP中的化学能，呼吸作用将有机物中的化学能转化为ATP中的能量；萤火虫发光过程中ATP中的能量转化为光能，ATP中的能量可以用于氨基酸脱水缩合形成蛋白质，该过程中ATP中的能量转化为化学能；故ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能，D正确。2.[2024河南TOP二十名校联考]生命活动如果没有酶则没有活力，没有ATP则没有动力。下列关于酶和ATP的叙述，正确的是（C）A.产生ATP的过程一定需要酶，消耗能量的过程也一定需要酶B.酶和ATP的结构和功能不同，所以它们的元素组成也不可能相同C.人体中的酶和ATP均产生于细胞内，但产生的具体场所不同D.无氧呼吸的每个阶段都需要酶，且都有ATP产生解析产生ATP的过程需要ATP合成酶的催化，消耗能量的过程不一定需要酶参与，例如在协同转运过程中，一种物质主动运输需要消耗的能量为另一物质浓度梯度产生，此过程不需要酶参与，A错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，RNA的组成元素是C、H、O、N、P，ATP的组成元素也是C、H、O、N、P，B错误；人体中酶的化学本质为蛋白质或RNA，主要在核糖体或细胞核中合成，ATP的产生场所为细胞质基质和线粒体，C正确；无氧呼吸的两个阶段都需要酶参与，但只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP，D错误。3.如图为ATP分子的结构式，ATP分子的结构简写式为A—P～P～P。下列说法错误的是（D）A.吸能反应和放能反应常与⑤的断裂和形成相关联B.ATP结构简写式中的A对应图中的①和②，表示腺苷C.④⑤中都含有一定的化学能D.叶肉细胞中产生的ATP只能用于暗反应解析ATP是联系吸能反应和放能反应的纽带，伴随着远离腺苷的特殊的化学键⑤的断裂和形成，A正确；ATP结构简写式中的A由腺嘌呤①和核糖②组成，表示腺苷，B正确；ATP中特殊的化学键④⑤中都有一定的化学能，C正确；叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸都能产生ATP，叶绿体中光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应阶段，细胞呼吸产生的ATP可以用于各项生命活动，D错误。4.[2023石家庄模拟]生命活动的顺利进行与ATP和ADP的循环有关，该循环如图所示，下列有关叙述正确的是（C）A.能量守恒定律说明能量①就是能量②B.ATP中含有三个特殊化学键，连接三个磷酸基团C.能量②来自ATP的水解，用于细胞内耗能的生命活动D.ATP和ADP在细胞中含量很高以满足生命活动的需求解析能量①来自光能和有机物氧化分解释放的化学能等，能量②来自ATP中较高的转移势能，即能量①和能量②不同，A错误；ATP中含有两个特殊化学键，B错误；能量②来自ATP的水解，用于细胞内耗能的生命活动，C正确；ATP和ADP在细胞中含量很少，但可通过快速转化来满足机体对能量的需求，D错误。5.每个细菌内的ATP含量基本相同。可利用如图所示原理来检测样品中细菌的数量。下列相关叙述错误的是（B）荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋AMP＋PPi＋H2O＋荧光A.检测前需要破坏细胞膜以释放ATPB.检测试剂中应含有荧光素酶和ATPC.ATP水解释放的能量部分转化成光能D.荧光强度与样品中细菌数量呈正相关解析据题意可知，荧光素在荧光素酶、ATP等物质的参与下，通过化学反应发出荧光。已知每个细菌内的ATP含量基本相同，故可根据检测的荧光强度来推测细菌的数量。ATP是细胞的直接能源物质，存在于细胞内，故检测前需要破坏细胞膜以释放ATP，A正确；检测试剂中应含有荧光素酶和荧光素等，而ATP应全部来自待检测样品中的细菌，B错误；由反应原理可知，在荧光素酶的催化作用下，ATP水解释放能量使荧光素与O2反应形成氧化荧光素并发出荧光，ATP水解释放的能量部分转化成光能，C正确；据题意可知，每个细菌内的ATP含量基本相同，则测得的荧光强度与样品中细菌数量呈正相关，D正确。6.[2024潍坊五县联考]一些蛋白质平时处于失活状态，必须被激酶磷酸化之后才可以发挥活性；而有些正好相反，这些蛋白磷酸化时是失活的，必须经过磷酸酶去磷酸化才可以激活。据图分析，下列说法错误的是（C）A.磷酸化过程结合了ATP水解释放的磷酸基团B.磷酸化过程吸收ATP分解释放的能量C.去磷酸化过程释放能量，并用于ATP的合成D.蛋白质的空间结构在磷酸化和去磷酸化过程中均发生变化解析分析图示可以看出，蛋白质在蛋白激酶的作用下发生磷酸化需要ATP供能，且磷酸化过程结合了ATP水解产生的磷酸基团，A、B正确；去磷酸化过程并不会释放能量，C错误；蛋白质在磷酸化和去磷酸化过程中功能发生了改变，所以蛋白质的空间结构发生了改变，D正确。一、选择题7.[2024河南部分学校联考]ATP（腺苷三磷酸）是细胞内流通的能量“货币”，是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列相关叙述错误的是（B）A.ATP含有三个磷酸基团，相邻磷酸基团之间的化学键不稳定，末端磷酸基团易脱离B.ADP吸收能量与Pi结合形成ATP，能量只来源于光能和有机物氧化分解两个方面C.细胞通过主动运输吸收Ca2＋时，ATP水解释放的磷酸基团与Ca2＋载体蛋白结合，使其空间结构发生变化D.ATP转化为ADP的供能机制是所有生物细胞内共有途径，体现了生物界的统一性解析ATP含有三个磷酸基团，两个特殊的化学键，由于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，A正确；在酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，形成ATP，能为ATP合成提供能量的生理活动有光合作用、细胞呼吸和化能合成作用，B错误；细胞通过主动运输吸收Ca2＋时，ATP水解释放的磷酸基团与Ca2＋载体蛋白结合，使其空间结构发生变化，进而运输Ca2＋，C正确；ATP转化为ADP的供能机制是所有生物细胞内共有途径，这种共同点体现了生物界的统一性，D正确。8.[2024天津耀华中学模拟]图甲表示细胞中ATP反应链，图中a、b、c代表酶，A、B、C代表化合物；图乙表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是（C）A.甲中B有2个特殊化学键，C为腺嘌呤核糖核苷酸B.神经细胞吸收K＋时，a催化的反应加速，c催化的反应被抑制C.研究酶活性与温度关系时，不可以选择H2O2和过氧化氢酶为实验材料D.乙中温度为m、n时酶活性较低，因此酶活性最高的最适温度最利于酶的保存解析图甲中的B为ADP，含有1个特殊化学键，C为脱掉两个磷酸基团后的腺嘌呤核糖核苷酸，A错误；神经细胞吸收K＋的方式是主动运输，消耗ATP，因此神经细胞吸收K＋时，a催化的ATP水解反应加速，由于细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，所以c催化的ATP合成反应也加速，B错误；研究酶活性与温度关系时，自变量是温度，加热会加快H2O2的分解，对实验结果产生干扰，因此不能选择H2O2和过氧化氢酶为实验材料，C正确；低温时酶的空间结构保持稳定，酶的活性虽然低，但在适宜的温度下酶的活性可以升高，高温会破坏酶的空间结构，因此，酶适宜在低温下保存，D错误。9.[2023贵阳模拟]研究人员用32P标记dATP（脱氧三磷酸腺苷）进行相关研究，用α、β和γ表示dATP三个磷酸基团所处的位置，表示为dA—Pα～Pβ～Pγ。下列叙述错误的是（B）A.与ATP相比，dATP分子中特殊的化学物质是脱氧核糖B.细胞中组成dATP、RNA和DNA的元素不完全相同C.dATP具有特殊化学键，可为细胞的某些反应提供能量D.可用被32P标记的dA—32Pα～Pβ～Pγ标记DNA分子解析ATP中的五碳糖是核糖，dATP中的五碳糖是脱氧核糖，因此与ATP相比，dATP分子中特殊的化学物质是脱氧核糖，A正确；组成dATP、RNA和DNA的元素均是C、H、O、N、P，B错误；dA—Pα～Pβ～Pγ中含有2个特殊化学键，其水解可为细胞的某些反应提供能量，C正确；dA—Pα～Pβ～Pγ去掉2个特殊化学键，即脱去β、γ位的磷酸基团后，剩余部分是构成DNA的基本单位之一，因此将dATP的α位磷酸基团标记为32P可用于标记DNA分子，D正确。10.[2023合肥调研]磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP（A—P～P～P）。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理）肌肉收缩前后ATP和ADP的含量，结果如表所示。根据实验结果判断，下列有关分析正确的是（C）磷酸腺苷对照组（10－6mol·g－1）实验组（10－6mol·g－1）收缩前收缩后收缩前收缩后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95A.对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定D.实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的化学键解析肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后ATP和ADP含量没有变化，但有ATP和ADP的相互转化，A错误；实验组肌肉收缩后ATP含量下降，说明有ATP的水解，但根据数据无法判断有无ATP的合成，B错误；磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下能将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP，故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定，C正确；实验组数据中没有AMP的含量变化，故不能表明部分生命活动利用了靠近A的化学键，D错误。二、非选择题11.[10分]细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性。在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质。（1）ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分的中文全称是腺嘌呤核糖核苷酸。（2）在校运动会上，某同学参加100m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图所示，请回答下列问题：Ⅰ.由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的合成和水解是同时进行的。Ⅱ.某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，证明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。①必须待离体肌肉自身的ATP耗尽之后，才能进行实验。②在实验方案上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”），观察肌肉收缩是否发生，再滴加ATP溶液（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”）。③如果将上述顺序颠倒一下，则实验结果不可靠（填“可靠”或“不可靠”），请解释其原因：如果滴加的外源ATP尚未耗尽，滴加葡萄糖溶液，肌肉也会出现收缩。解析（1）ATP分子去掉两