高中生物：2023届新高考生物第一轮复习微限时训练：细胞的能量“货币”ATP

2023届新高考生物第一轮复习微专题限时训练

细胞的能量“货币”ATP

一、选择题

1、ATP是细胞的能量“通货”，有关说法正确的是（）

A.ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解

B.ADP转化为ATP时，只需要Pi和能量

C.所有生物体内ADP转化成ATP所需的能量都来自呼吸作用

D.ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化

2、在有关DNA分子的研究中常用32P来标记DNA分子。用a、B和

Y表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—P。〜

P|3〜Py或dA—Pa〜Pf!〜Py）。下列说法错误的是（）

A.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的

B.一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子核糖和一分子腺喋吟组成

C.用32P标记dATP的a位磷酸基团，利用其合成DNA,可将32P标

记到新合成的DNA分子上

D.用32P标记细胞中染色体的DNA,一次有丝分裂后子细胞中所有染

色体都有放射性

3、将标记的*注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP,测定其

放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是（

o0-O-

l-—

p-Op-p-

h^O-y

oHo

o—

磷酸磷酸磷酸

基团基团基团

③④⑤

A.①代表ATP中的“A"，ATP脱去④⑤成为腺喋吟核糖核甘酸

B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联

C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变

D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快

4、下列有关ATP的叙述错误的是（）

A.ATP由腺喋吟、核糖和3个磷酸基团连接而成，ATP中的A与DNA

中碱基A含义不同

B.运动员在剧烈运动时ATP快速水解，其释放的能量可以转换成肌

肉收缩的机械能

C.剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸，乳酸中仍

含有大量的ATP未被释放出来

D.人体内成熟的红细胞中没有线粒体，仍能产生ATP

5、cAMP是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成，是细胞内的一种信

号分子，其结构组成如图所示。下列说法正确的是（）

A.cAMP的元素组成与磷脂分子不相同

B.cAMP存在于突触间隙中

C.a所示物质名称为腺甘

D.b所指化学键是脱水形成的

6、无论底物还是产物，凡是涉及NTP（核糖核甘三磷酸）或者dNTP（脱

氧核糖核甘三磷酸）的酶促反应都需要Mg2+作为酶作用的辅助因子，

如DNA的复制和RNA的合成。已知NTP或dNTP中的N指含氮碱基。

下列说法错误的是（）

A.叶绿体膜和线粒体膜上可能存在Mg2+转运蛋白

B.ADP和ATP互相转化的过程中需要Mg2+作为酶作用的辅助因子

C.造血干细胞等分裂旺盛的细胞中可能含有较多的Mg2+

D.当N表示碱基A时，NTP水解脱掉2个磷酸基团能够用来合成DNA

7、某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸

位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙

述错误的是（）

ADP

ATP

信号进入蛋白激酶

蛋白质蛋白质

蛋白磷酸酶

Pi

A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适

应的观点

B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递

C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递

D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响

8、如图表示植物叶肉细胞内ATP和ADP相互转化的过程,下列相关叙

述正确的是（）

A.过程①和②使用的是同一种酶

B.过程①和②一直处于动态平衡之中

C.过程①所需的能量都来源于细胞呼吸

D.过程②中ATP的三个化学键均打开释放其中所储存的能量

9、每个细菌内的ATP含量基本相同。可利用下图所示原理来检测样

品中细菌数量。下列相关叙述错误的是（）

荧光素+ATP+02英/醒氧化荧光素+AMP+PPi+HzO+荧光

A.检测前需要破坏细胞膜以释放ATP

B.检测试剂中应含有荧光素酶和ATP

C.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

10、鱼圭生粘抱虫是地球上唯一已知不会呼吸的多细胞动物，它的抱子

可以植入鱼圭鱼体内，营专性寄生生活，其细胞中存在类似线粒体的细

胞器（MRO）,但没有线粒体基因。据此推测，有关鞋生粘抱虫细胞的

叙述正确的是（）

A.DNA分子全部存在于拟核中

B.MRO具有独立的基因表达系统

C.细胞内含有ATP合成与水解的酶

D.光镜下可观察到MR。的双层膜结构

11、钙泵又称Ca?+—ATP水解酶，钙泵主要存在于细胞膜和内质网膜

上，它将Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞质基

质中低浓度的Ca?+,当细胞受到刺激时，内质网腔中的Ca2+又会释放

到细胞质基质中以调节细胞的生命活动。下列相关叙述正确的是

()

A.钙泵参与运输Ca?+的过程属于放能反应

B.骨骼肌细胞中运输Ca2+的钙泵只存在于细胞膜上

C.细胞膜上的钙泵失调可能会导致肌肉抽搐

D.内质网腔中的Ca2+通过钙泵释放到细胞质基质中的过程属于被动

运输

12、磷酸肌酸是在肌肉或其他兴奋性组织(如脑和神经)中的一种高能

磷酸化合物，是高能磷酸基的暂时贮存形式，ATP和磷酸肌酸在一定

条件下可相互转化。下列相关叙述错误的是()

磷酸肌酸(C〜P)+ADP-ATP+肌酸(C)

A.磷酸肌酸(C〜P)在形成肌酸的过程中特殊化学键断裂

B.磷酸肌酸是肌肉中能量储存的一种形式，是细胞内的直接能源物

质

C.剧烈运动时，在磷酸肌酸的作用下肌肉细胞ATP的含量保持相对

稳定

D.磷酸肌酸释放的能量不能用于各项生命活动

13、cAMP（环化一磷酸腺昔）是细胞内的一种信号分子，对初级卵母细

胞完成减数分裂I有抑制作用，作用机理如图所示；酶P由C亚基和

R亚基构成。下列相关叙述错误的是（）

信号分子1信号分子2

A.cAMP的组成元素是C、H、0、N和P,脱氧核糖是其组成成分

B.处于活化状态的酶A能催化ATP脱去两个磷酸基团生成cAMP

C.cAMP能促进组成酶P的C亚基与R亚基分离，从而激活C亚基

D.若信号分子2增多，则会促进女性次级卵母细胞和极体的产生

14、人体胃内的酸性环境主要通过细胞膜上的质子泵来维持，胃酸过

多会导致患者出现烧心、反酸、胃部疼痛等症状。质子泵催化1分子

的ATP水解所释放的能量，可驱动1个H+从胃壁细胞进入胃腔和1

个K+从胃腔进入胃壁细胞，K+又可经过通道蛋白顺浓度进入胃腔。

下列相关叙述错误的是（）

A.该质子泵既能催化化学反应又能转运H+

B.H+、K+等离子进出胃壁细胞都需要消耗ATP

C.利用药物抑制质子泵的活性可以改善胃反酸等症状

D.该质子泵的合成与加工依赖于核糖体、内质网、高尔基体等细胞

器

15、荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下，激

活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。研究

人员对荧光素酶施加不同条件的处理，在添加足量的荧光素条件下测

定酶浓度与发光强度间的关系，结果如下图所示。下列叙述错误的是

发光强度

荧光素酶浓度

A.高温、重金属Hg2+都可能破坏酶的空间结构

B.合成氧化荧光素的反应伴随着ATP的水解

C.A点后发光强度不再增大，可能受ATP含量的限制

D.据图分析可知，Mg2+可为荧光素的发光反应提供能量

16、ATP是生命活动的直接能源物质，下列有关ATP的叙述中，正确

的是（）

A.长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡

B.人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成的ATP的

量比安静时少

C.生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续

供应

D.ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压

下快速又顺利地进行

二、非选择题

17、ATP合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：

⑴生物膜结构的基本支架是，在真核细胞中，ATP

合酶主要分布于（填生物膜名称）。

⑵分析此图可知H+跨越该膜的运输方式是,判断的依

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o

⑷科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质一一GTP（三磷酸鸟

昔）也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP

也可以供能的原因：。

18、蛙类的某种肌肉在收缩时以ATP为直接能源物质,ATP中的能量

来自磷酸肌酸（磷酸肌酸+ADP一肌酸+ATP）。该反应由肌酸激酶催化,

肌肉中发生的另一个反应（2ADP一ATP+AMP）可使AMP增多。研究者对

肌肉进行电刺激,检测对照组和实验组（肌肉用肌酸激酶阻断剂处理）

肌肉收缩前后ATP、ADP和AMP的量,结果如表所示。

对照组/(lO^mol,gT)实验组/(10%ol・g-1)

\收缩前收缩后收缩前收缩后

ATP1.301.301.300.75

ADP0.600.600.600.95

AMP0.100.100.100.30

请回答下列问题:

⑴请写出ATP为肌肉收缩直接供能的反应式：

(2)请解释对照组肌肉收缩前后ATP的量没有发生变化的原因是什

么？

⑶根据表中数据,蛙类的1g这种肌肉收缩所消耗的ATP的量是()

A.0.55X10-6mol

B.0.20X10-6mol

C.0.75X10-6mol

D.0.35X10-6mol

19、在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质，其分子

结构式如图1：

OHlOHl

r

r

o

。

⑴从ATP的分子结构式可知,去掉两个磷酸基团后的剩余部分是

(2)人体骨骼肌细胞中,ATP的含量仅够剧烈运动时3秒钟内的能量供

给,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2所示，试回答：

①由A到B的变化过程中，说明ATP被水解，释放的能量用于

②由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明—o

20、研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递

中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回

答下列问题：

释放ATP

的细胞

7典型神经递质

旷P2Y受体

P2X受体

接收ATP信号的细胞

(l)ATP的结构简式是,神经细胞中的ATP主要来自

(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24h有40

kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2〜10mmol/L,为

满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是o

⑵由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作

用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是。

⑶一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP,二者均

能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在

神经元之间起传递信号的作用，则图中的属于无关变量，

应予以排除。

答案与解析

1、D

解析：ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分解,如光反应产生ATP

时无有机物的氧化分解,A错误;ADP转化为ATP时，需要Pi和能量,

合成酶的催化,B错误;动物和某些微生物体内ADP转化成ATP所需的

能量可来自呼吸作用，植物体内ADP转化成ATP所需的能量可来自呼

吸作用和光合作用，C错误;ATP是细胞内的直接能源物质，在细胞内

含量很少，ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化满足生命活动所

需,D正确。

2、B

解析：一分子dATP由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺

喋吟组成，B错误；dA—P。〜PB〜P7脱去PB和匕这两个磷酸基团后,

余下的结构为腺喋吟脱氧核甘酸，是DNA的基本组成单位之一，若用

32P标记dATP的a位磷酸基团，利用其合成DNA,可将32P标记到新

合成的DNA分子上，C正确；用32P标记细胞中染色体的DNA,依据

DNA分子的半保留复制可知，在有丝分裂前的间期DNA完成复制后，

每条染色体含有两个DNA分子，且分别位于组成该染色体的两条姐妹

染色单体上，而且每个双链DNA分子的两条链中只有一条链含有32P

标记，在有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子

染色体，分别移向细胞两极，进而分别进入两个子细胞中，因此一次

有丝分裂后子细胞中所有染色体都有放射性，D正确。

3、A

解析：①代表腺喋吟，而ATP中的“A”代表腺甘，腺昔是由腺喋吟

和核糖结合而成的，A错误；ATP中远离腺昔的化学键容易断裂和生

成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被却标记，C

正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。

4、C

解析：剧烈运动时人体骨骼肌细胞可通过无氧呼吸产生乳酸，乳酸中

仍含有大量能量未被释放出来，并不是乳酸中含有大量的ATP未被释

放出来，C错误。

5、D

解析：cAMP的元素组成与磷脂分子相同，都是C、H、0、N、P,A错

误；cAMP是细胞内的一种信号分子，突触间隙在细胞外，所以它不

会存在于突触间隙，B错误；a所示物质名称为腺喋吟，C错误；b所

指化学键是磷酸和核糖之间脱水形成的，D正确。

6、D

解析：线粒体和叶绿体内可进行DNA复制和转录过程，需要Mg2+,所

以膜上可能存在Mg2+转运蛋白，A正确；ATP去掉两个磷酸基团是RNA

的基本组成单位之一腺喋吟核糖核甘酸，转化时涉及NTP（核糖核甘

三磷酸），需要Mg2+作为酶作用的辅助因子，B正确；造血干细胞等

分裂旺盛的细胞中会进行DNA复制和转录过程，可能含有较多的Mg2

+,C正确；当N表示碱基A时，NTP水解脱掉2个磷酸基团能够用来

合成RNA,D错误。

7、B

解析：通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来

实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正

确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无

法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息：进行

细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷

酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激

酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D

正确。

8、B

解析：过程①和②使用的酶分别是合成酶和水解酶,两者不是同一种

酶,A错误;过程①和②一直处于动态平衡之中,B正确;过程①所需的

能量来源于细胞呼吸氧化分解有机物释放的能量和光合作用利用的

光能,C错误;ATP水解时只有远离腺昔的特殊化学键断裂释放能量,D

错误。

9、B

解析：ATP是细胞的直接能源物质，存在于细胞内，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，

ATP来自待检测样品中的细菌，B错误；由反应原理可知，荧光素酶

催化ATP水解释放能量使荧光素发出荧光，C正确；每个细菌内的ATP

含量基本相同，测得的荧光强度与样品中细菌数量呈正相关，D正确。

10、C

解析：鱼圭生粘胞虫是一种多细胞动物，属于真核生物，不存在拟核，

A错误；MRO类似于线粒体，但没有线粒体基因，因此MRO不具有独

立的基因表达系统，B错误；鱼圭生粘抱虫是多细胞生物，体内会存在

ATP的合成与分解，故其细胞内含有ATP合成与水解的酶，C正确；

MRO是类似于线粒体的细胞器，需要在电子显微镜下才能观察到MRO

的双层膜结构，D错误。

11、C

解析：钙泵又称Ca?+—ATP水解酶，参与运输Ca?+的过程需要ATP水

解供能，因此属于吸能反应，A错误；由题目中信息分析可知，骨骼

肌细胞中运输Ca?+的钙泵存在于细胞膜和内质网膜上，B错误；内质

网腔中的Ca2+浓度高于细胞质基质中的Ca2+浓度，因此内质网腔中的

Ca2+释放到细胞质基质中是经过通道蛋白进入细胞质基质，不是钙

泵，D错误。

12、B

解析：一般而言，细胞内的直接能源物质是ATP,磷酸肌酸中的能量

也需要先转移到ATP中才能直接供应于生命活动，B错误。

13、A

解析：被激活的酶A能催化ATP脱去两个磷酸基团并发生环化形成

cAMP,故cAMP的组成元素与ATP相同，均为C、H、0、N、P,cAMP

中应含有核糖，A错误、B正确；信号分子2作用于S2蛋白，通过G2

蛋白抑制酶A,细胞内的cAMP浓度降低，活化的酶P减少，解除了

对减数分裂I的抑制作用，促进女性次级卵母细胞和极体的产生，D

正确。

14、B

解析：该质子泵既可催化ATP的水解，又可驱动H+从胃壁细胞进入

胃腔，A正确；K+经过通道蛋白顺浓度由胃壁细胞进入胃腔，为协助

扩散，不需要消耗ATP,B错误；利用药物抑制质子泵的活性，可以

减少H+从胃壁细胞进入胃腔，避免胃酸过多，改善胃反酸等症状，C

正确；该质子泵的化学本质为蛋白质，其合成与加工依赖于核糖体、

内质网、高尔基体等细胞器，D正确。

15、D

解析：据题意可知，实验条件为在足量的荧光素条件下测定酶浓度与

发光强度间的关系，这说明A点后发光强度不再增大，可能是ATP含

量等条件所限制，C正确；Mg2+可通过提高荧光素酶的活性而提高发

光强度，不能提供能量，D错误。

16、B

解析：长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP也可以通过转化达到动

态平衡，A错误；人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞进行无氧呼吸，

每摩尔葡萄糖生成ATP的量比安静时少，B正确；生物体内的ATP含

量很少，可通过ATP与ADP的相互转化迅速形成，从而保证了生命活

动所需能量的持续供应，C错误；酶的催化作用具有高效性，能使生

物体内各项化学反应在常温常压下快速又顺利地进行，D错误。

17、答案：（1）磷脂双分子层线粒体内膜、类囊体薄膜

⑵协助扩散顺浓度梯度，需载体蛋白协助且不消耗能量

⑶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

⑷含有两个特殊化学键，远离