1、第第 2 2 节节 细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATPATP 题组一 ATP 是一种高能磷酸化合物 1一分子 ATP 具有的腺苷、特殊的化学键、磷酸基团的数量依次为( ) A1、2、3 B1、1、2 C1、2、2 D2、2、3 答案 A 解析 ATP 的结构简式为 APPP，其中 A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，“”代表特殊 的化学键，可见，一分子 ATP 含有 1 个腺苷、2 个特殊的化学键、3 个磷酸基团。 2ATP 是腺嘌呤核苷的衍生物，如图是 ATP 的分子结构图，下列有关叙述错误的是( ) AATP 分子的结构简式可表示为 APPP B图中虚线部分的名称是腺苷 C组成 ATP 的
2、化学元素是 C、H、O、N、P D图中处的化学键易断裂，ATP 转化为 ADP 答案 D 解析 ATP 中远离腺苷的特殊化学键易断裂，可转化为 ADP 和 Pi，D 错误。 3下图表示 ATP 的结构，下列相关叙述正确的是( ) Ab 键断裂后形成 ADP 和 Pi B图中的 3 表示 ATP 中的字母 A C由 1、2、3 各一分子形成的物质是组成 DNA 的基本单位之一 DATP 是一种高能磷酸化合物 答案 D 解析 图中 3 是腺嘌呤，a 键断裂后形成 ADP 和 Pi，由 1、2、3 各一分子形成的物质是组成 RNA 的基本单位之一。 题组二 ATP 与 ADP 的相互转化 4下列关于
3、 ATP 的叙述，不正确的是( ) AATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质 BATP 中的 A 代表腺嘌呤，P 代表磷元素 CATP 与 ADP 的相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的 D生成 ATP 所需能量可来自光能，也可来自呼吸作用释放的能量 答案 B 解析 ATP 中的 A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，B 错误。 5(2020 北京高一期末)下列有关 ATP 的叙述，错误的是( ) A细胞内 ATP 的含量很少，但消耗量很大 BATP 与 ADP 相互转化过程中所需酶的种类相同 CATP 和 ADP 迅速相互转化保证了机体对能量的需求 D人体细胞内形成 ATP 的主要生理过
4、程是呼吸作用 答案 B 解析 ATP 与 ADP 相互转化过程中所需要的酶不相同，分别为 ATP 合成酶和 ATP 水解酶， B 错误。 6以下为 ATP 和 ADP 相互转化的示意图，对这一过程的叙述不正确的是( ) ATP 酶 酶 ADPPi能量 A存在着能量的释放和储存 B保证了生命活动的顺利进行 C持续不断地在生物活细胞中进行 D此过程物质与能量变化都是可逆的 答案 D 解析 此过程物质变化是可逆的，而能量变化是不可逆的，D 错误。 7如图是 ATP 与 ADP 之间的转化图，由此可确定( ) AM 为 ADP，N 为 ATP B能量 1 和能量 2 来源相同 CX1和 X2是同一种物
5、质 D酶 1 和酶 2 是同一种酶 答案 C 解析 M 生成 N 的过程释放能量，所以 M 为 ATP，N 为 ADP，A 错误；能量 1 来源于 ATP 中特殊化学键中的能量，用于各项生命活动，能量 2 是光能或化学能，所以能量 1 和能量 2 的来源是不同的，B 错误；X1和 X2都是磷酸基团，C 正确；酶 1 和酶 2 一个是水解酶一个是 合成酶，D 错误。 题组三 ATP 的利用 8(2020 辽河油田第二高级中学高一期末)据测定，世界著名重量级拳王霍利菲尔德平均 每次出拳的力量高达 200 磅，试问能引起如此之高的拳击力量的直接供能物质是( ) A人体细胞内的 ATP B饮食中的淀粉
6、 C人体细胞内的糖类 D人体细胞内的脂肪 答案 A 9萤火虫腹部的发光器由部分组织细胞构成，离体的发光器会逐渐失去发光能力。将发光器 研磨液分为两组，分别滴加等体积的 ATP 溶液和葡萄糖溶液后，ATP 组立即重新出现荧光， 葡萄糖组重新出现荧光的时间滞后。下列叙述不正确的是( ) A发光器离体后细胞内能源物质逐渐耗尽 B实验结果说明 ATP 是直接的能源物质 C实验结果说明葡萄糖不能作为能源物质 D有机物中的化学能可转化为发光的光能 答案 C 解析 实验结果说明葡萄糖不是荧光器发光的直接能源，但是不能说明葡萄糖不能作为能源 物质，C 错误。 10下列关于吸能反应和放能反应的说法，错误的是(
7、) AATP 是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 B所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化 C所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用 D肌肉收缩是吸能反应，肌肉做功是放能反应 答案 C 解析 放能反应一般与 ATP 的合成相联系，吸能反应一般与 ATP 的水解相联系，可见，ATP 是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，A 正确；所有细胞均可通过细胞呼吸将糖氧化分解， 在此过程中，储存在糖中的能量被释放出来，即所有细胞最重要的放能反应是糖的氧化，B 正确；并不是所有的植物细胞都能进行光合作用，因此光合作用不是所有植物细胞中最重要 的吸能反应，C 错误；肌肉收缩过程中需消耗能量，属于吸能反应，肌肉做功时
8、失去能量恢 复原状，属于放能反应，D 正确。 11(2020 天津塘沽第一中学高一期末)下列有关 ATP 的说法，正确的是( ) A人体细胞内储存有大量的 ATP B光合作用和呼吸作用都能产生 ATP C线粒体是蓝细菌产生 ATP 的主要场所 DATP 合成所需的能量由磷酸提供 答案 B 解析 细胞内的 ATP 含量不高，消耗后可迅速由 ADP 和 Pi 合成，A 错误；蓝细菌为原核生 物，无线粒体，其产生 ATP 的场所为细胞质基质，C 错误；合成 ATP 的能量由光能(光合作 用)或者有机物的化学能(呼吸作用)提供，D 错误。 12(2021 山东淄博高一期末改编)下列有关 ATP 的叙述
9、错误的是( ) A动物 CO 中毒，会降低 Ca2 通过离子泵跨膜运输的速率 BATP 与 ADP 循环中，放能反应释放的能量可用于吸能反应 C荧光素接受 ATP 提供的能量后即放出荧光 D物质跨膜运输消耗 ATP 时，载体蛋白磷酸化后构象改变 答案 C 解析 Ca2 通过离子泵的跨膜运输方式为主动运输，需要 ATP 供能，动物 CO 中毒，会影响 细胞中 ATP 的产生，进而降低 Ca2 通过离子泵跨膜运输的速率，A 正确；放能反应释放的能 量可用于 ATP 的合成， 而 ATP 水解释放的能量可用于吸能反应， 故通过 ATP 与 ADP 的循环， 能量可在放能反应与吸能反应之间流通，B 正
10、确；荧光素接受 ATP 提供的能量后被激活，在 荧光素酶的催化作用下， 荧光素与氧发生化学反应放出荧光， C 错误； 物质跨膜运输消耗 ATP 时，ATP 水解后，脱离下来的磷酸基团可与载体蛋白结合，载体蛋白磷酸化，空间结构发生 变化，实现物质的转运，D 正确。 13在某细胞培养液中加入 32P 标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的 ATP，发现其含量变 化不大，但部分 ATP 的末端 P 已带上放射性标记，该现象不能说明( ) AATP 中末端的 P 容易脱离 B部分 32P 标记的 ATP 是重新合成的 CATP 是细胞内的直接能源物质 D该过程中 ATP 既有合成又有分解 答案 C 解析
11、 依题干信息 ATP 的含量变化不大，说明该过程中 ATP 既有合成又有分解；部分 ATP 的末端 P 已带上放射性标记，说明 ATP 中末端的 P 容易脱离，且部分 32P 参与了 ATP 的重新 合成，故选 C 项。 14下列生理过程伴随着形状改变，其中不一定需要 ATP 供能的是( ) A在胰岛素分泌过程中细胞膜的形状发生改变 B在篮球比赛等运动过程中骨骼肌发生收缩 C载体蛋白协助运输葡萄糖过程中形状发生改变 D植物细胞在 KNO3溶液中发生质壁分离后自动复原 答案 C 解析 胰岛素分泌到细胞外的过程属于胞吐，需要 ATP 供能，A 错误；在篮球比赛等运动过 程中，骨骼肌的收缩需要消耗
12、ATP，B 错误；载体蛋白运输葡萄糖时可能不需要 ATP，如葡 萄糖通过协助扩散进入哺乳动物成熟的红细胞；也可能需要 ATP，如葡萄糖通过主动运输进 入小肠上皮细胞，C 正确；植物细胞会通过主动运输吸收钾离子和硝酸根离子，需要 ATP 供 能，当细胞液浓度增大后，会吸水而自动复原，D 错误。 15(2020 天津高一期末)下图是人体细胞代谢部分简图，图中甲表示 ATP，下列有关叙述错 误的是( ) A甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同 B丙是 RNA 的基本组成单位之一 C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成 D在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加 答案 D 解析 腺苷三
13、磷酸是一种不稳定的高能磷酸化合物， 由 1 分子腺嘌呤、 1 分子核糖和 3 个磷酸 基团组成，简称 ATP。甲表示 ATP，乙表示 ADP，丙表示 AMP，丁表示腺苷，戊表示游离磷 酸。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，不需要消耗能量，因此乙(ADP)的含量不会显著增 加，故 D 项错误。 16Na K泵是存在于动物细胞膜上的一种载体蛋白，具有 ATP 酶活性，这种泵每消耗 1 分子的 ATP，就逆浓度梯度将 3 分子的 Na 泵出细胞外，将 2 分子的 K泵入细胞内。其具体 过程如图所示，下列相关叙述错误的是( ) A该蛋白将 Na 泵到细胞外的跨膜运输方式是主动运输 B该蛋白既能催化 A
14、TP 的水解，又能催化 ATP 的合成 C若 O2供应不足，将会影响图示过程的进行 D该蛋白的结构发生改变，有利于其与离子的结合和分离 答案 B 解析 Na K泵能催化 ATP 水解，不能催化 ATP 的合成，B 错误。 17(2021 山东师范大学附中高一月考)人的骨骼肌细胞中 ATP 的含量只能维持剧烈运动 3 s 以内的能量供应。某运动员参加短跑比赛过程中，肌肉细胞中 ATP 的相对含量随时间的变化 如下图所示。请据图回答下列问题： (1)ab 的变化过程，ATP 被水解，释放的能量用于 。 (2)bc 过程中，ATP 含量增加，说明 加强，释放更多的能量，供 ADP 合 成 ATP，补
15、充消耗的 ATP。 (3)从整个曲线看， 肌细胞中 ATP 的含量不会降为零， 说明 。 (4)写出细胞新陈代谢放能反应中 ADP 与 ATP 之间的转化关系式： ， 在吸能反应中 ADP 与 ATP 之间的转化关系式： 。 答案 (1)肌肉收缩等各项生命活动 (2)呼吸作用 (3)ATP 在细胞内含量虽少，但与 ADP 之 间的相互转化却十分迅速，使细胞内的 ATP 的含量总是处于动态平衡之中，构成生物体内部 的稳定供能环境 (4)ADPPi能量 酶 ATP ATP 酶 ADPPi能量 解析 (1)由图可知，ab 段 ATP 含量减少，ATP 被水解，释放大量的能量，用于肌肉收缩等 各项生命
16、活动，来维持剧烈运动。(2)bc 段 ATP 含量增加，是由于呼吸作用的加强，释放了 更多的能量， 供 ADP 合成 ATP， 补充消耗的 ATP。 (4)细胞内的放能反应伴随着 ATP 的合成， 吸能反应伴随着 ATP 的水解。 18腌制的腊肉往往含有大量的细菌，可利用“荧光素荧光素酶生物发光法”对市场上腊 肉中的细菌含量进行检测：将腊肉研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计(测定 发光强度的仪器)反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；记录 发光强度并计算 ATP 含量；测算出细菌数量。分析并回答下列问题： (1)荧光素接受细菌细胞中 提供的能量后被激活，在荧光素
17、酶的作用下形成氧化荧光 素并且发出荧光。根据发光强度可以计算出生物组织中 ATP 的含量，原因是发光强度与 ATP 含量成 (填“正比”或“反比”)。 (2)“荧光素荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是 能 能。 生物细胞中 ATP 的水解一般与 (填“吸能反应”或“放能反应”)相联系。 (3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度的关系如图所示。若要节省 荧光素酶的用量， 可以使用 处理； 高温和 Hg2 处理后酶活性 (填“可以”或 “不可以”)恢复；Hg2 处理后酶活性降低可能是因为 。 答案 (1)ATP 正比 (2)化学 光 吸能反应 (3)Mg2 不可以 H
18、g2破坏了酶的空间结构 解析 (1)ATP 是生命活动所需能量的直接来源。荧光素接受 ATP 提供的能量，在荧光素酶的 催化下，形成氧化荧光素并且发出荧光，其发光强度与 ATP 的含量成正比，所以根据发光强 度可以计算出生物组织中 ATP 的含量。 (2)“荧光素荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是化学能转变为光能；放能反应一般 与 ATP 的合成相联系，吸能反应一般与 ATP 的水解相联系。 (3)分析曲线图可知， 用 Mg2 处理后， 在较低荧光素酶浓度的条件下就能达到较高的发光强度， 因此使用Mg2 处理，能够节省荧光素酶的用量。高温和Hg2处理后酶活性不可以恢复。Hg2处 理后酶活性降低可能是因为 Hg2 破坏了酶的空间结构。