第08講 酶和ATP（第二課時(shí)）（講義）（解析版）-2025年高考生物一輪復(fù)習(xí)

11/11第08講酶和ATP（第二課時(shí)）目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 102知識(shí)導(dǎo)圖·思維領(lǐng)航 203考點(diǎn)突破·考法探究 3考點(diǎn)一ATP的結(jié)構(gòu)和功能 3知識(shí)點(diǎn)1ATP的結(jié)構(gòu) 3知識(shí)點(diǎn)2ATP的功能 4考向1結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)和功能，考查結(jié)構(gòu)與功能觀 5考點(diǎn)二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用 7知識(shí)點(diǎn)1ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化 7知識(shí)點(diǎn)2細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程（?？键c(diǎn)） 8知識(shí)點(diǎn)3ATP的供能機(jī)制 9知識(shí)點(diǎn)4構(gòu)建ATP產(chǎn)生量與O2供給量曲線模型 10考向1圍繞ATP的轉(zhuǎn)化和利用，考查物質(zhì)與能量觀 1104真題練習(xí)·命題洞見（含2024年高考真題） 1305長句分析·規(guī)范作答 17一、教材知識(shí)鏈接 17二、教材深挖拓展 18三、長句規(guī)范作答 18考點(diǎn)由高考知核心知識(shí)點(diǎn)預(yù)測細(xì)胞的能量“貨幣”ATP考點(diǎn)一：ATP的結(jié)構(gòu)和功能（3年12考，全國卷3年0考）（2022·浙江）ATP的結(jié)構(gòu)（2021·海南）ATP的結(jié)構(gòu)（2023·天津）ATP的功能（2022·江蘇）ATP的功能（2021·北京）ATP的功能（2021·湖南）ATP的功能題型：選擇題內(nèi)容：（1）本專題知識(shí)難度較低、基礎(chǔ)性強(qiáng)。常結(jié)合物質(zhì)出入細(xì)胞的方式、光合作用和呼吸作用綜合等考查考點(diǎn)二：ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用（3年6考，全國卷3年0考）（2022·浙江）吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)（2021·北京）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化（2021·海南）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化課標(biāo)要求1.解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。新舊教材對(duì)比增：①ATP供能機(jī)制及實(shí)例；②“～”特殊化學(xué)鍵不穩(wěn)定的原因；③吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)的實(shí)例。改：①ATP中文名稱，“～”代表特殊的化學(xué)鍵，不再說高能磷酸鍵；②能量“通貨”改為能量“貨幣”?？键c(diǎn)一ATP的結(jié)構(gòu)和功能知識(shí)點(diǎn)1ATP的結(jié)構(gòu)1.ATP是一種高能磷酸化合物（1）ATP的中文名稱腺苷三磷酸（ATP)。（2）ATP的組成元素：C、H、O、N、P。（3）ATP結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P。（4）A、T、P、～的含義：其中“A”表示腺苷，“T”表示三，“P”表示磷酸基團(tuán)，“～”代表一種特殊的化學(xué)鍵(這種特殊的化學(xué)鍵不穩(wěn)定)?！練w納總結(jié)】辨析下列物質(zhì)結(jié)構(gòu)中“A”的含義（5）ATP為什么不穩(wěn)定：～代表特殊的化學(xué)鍵，兩個(gè)相鄰磷酸都帶負(fù)電相互排斥等原因，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP與其他分子結(jié)合的趨勢，具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。（6）ATP是高能磷酸化合物的原因是：1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。2.ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)問題1：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)？【拓展延伸】探究生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)是ATP（1）實(shí)驗(yàn)材料：螢火蟲發(fā)光器干燥后研成粉末，蒸餾水，葡萄糖，脂肪，ATP制劑等。（2）實(shí)驗(yàn)原理：（3）實(shí)驗(yàn)變量：①自變量：添加的物質(zhì)（葡萄糖/脂肪/？）②因變量：是否發(fā)光③無關(guān)變量：溫度等（4）實(shí)驗(yàn)過程：發(fā)光器粉末加入試管暗處理15分鐘→加試劑→黑暗條件下觀察（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。知識(shí)點(diǎn)2ATP的功能1.ATP的功能問題2：ATP是唯一的直接能源物質(zhì)嗎？【拓展延伸】NTP與dNTP注意：NTP與dNTP均是高能磷酸化合物，可用作RNA或DNA的合成原料，合成過程中會(huì)脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)，并釋放出大量的能量。2.應(yīng)用：ATP熒光檢測儀ATP熒光檢測儀基于螢火蟲發(fā)光原理(P89)，利用“熒光素酶—熒光素體系”快速檢測三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活細(xì)胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明樣品中(食品、藥品、水體等)微生物與其他生物殘余的多少，用于判斷衛(wèi)生狀況。熒光強(qiáng)度越強(qiáng)→ATP含量越多→微生物數(shù)量越多考向1結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)和功能，考查結(jié)構(gòu)與功能觀例1．如圖是ATP的結(jié)構(gòu)簡式，圖中①②表示一種特殊的化學(xué)鍵。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.②斷裂后的產(chǎn)物可直接與Pi結(jié)合形成ATPB.①斷裂后的產(chǎn)物可作為合成RNA的原料C.細(xì)胞中的高能磷酸化合物不止ATP一種D.ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性【答案】A【解析】②斷裂后的產(chǎn)物是ADP，ADP在有關(guān)酶的作用下，可以接受能量與一個(gè)游離的Pi結(jié)合形成ATP，A錯(cuò)誤；①斷裂后的產(chǎn)物是腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本組成單位之一，B正確；根據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)簡式可以推測細(xì)胞中可能還會(huì)有GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物，C正確；ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性，D正確?！咀兪接?xùn)練】1.生物體內(nèi)的高能磷酸化合物有多種，它們?cè)谌梭w合成代謝中有一定差異，如表所示。下列相關(guān)敘述最為準(zhǔn)確的是()高能磷酸化合物ATPGTPUTPCTP主要用途能量“貨幣”蛋白質(zhì)合成糖原合成脂肪和磷脂的合成A.GTP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)是DNA的合成的原料之一B.UTP除了用于糖原合成，還可作為轉(zhuǎn)錄的原料C.無光情況下，葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場所是線粒體D.在糖原、脂肪和磷脂的合成過程中，消耗的能量均不能來自ATP【答案】B【解析】GTP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，可得到鳥嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一，A不符合題意；由表可知，UTP可用于糖原合成，其脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后可得到尿嘧啶核糖核苷酸，可作為合成RNA的原料，因而可作為轉(zhuǎn)錄的原料，B符合題意；無光情況下，葉肉細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，此時(shí)葉肉細(xì)胞只能通過細(xì)胞呼吸合成ATP，場所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C不符合題意；ATP作為能量“貨幣”，在糖原、脂肪和磷脂的合成過程中，消耗的能量可來自ATP，D不符合題意?！咀兪接?xùn)練】2.ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，關(guān)于ATP的敘述錯(cuò)誤的是()A．含有C、H、O、N、PB．必須在有氧條件下合成C．胞內(nèi)合成需要酶的催化D．可直接為細(xì)胞提供能量【答案】B【解析】ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團(tuán)，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯(cuò)誤；ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可直接為細(xì)胞提供能量，D正確?！咀兪接?xùn)練】3.下列關(guān)于ATP分子的敘述，正確的是()A．A表示腺嘌呤，P表示磷酸基團(tuán)B．ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素C．1molATP水解，釋放出30.54kJ的能量來自兩個(gè)特殊化學(xué)鍵的斷裂D．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的結(jié)構(gòu)與核苷酸很相似【答案】B【解析】ATP分子的結(jié)構(gòu)簡式為A—P～P～P，其中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤組成，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，T表示三個(gè)(磷酸基團(tuán))，可見，ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素，A、D錯(cuò)誤，B正確；1molATP水解釋放出30.54kJ的能量來自遠(yuǎn)離“腺苷”的那個(gè)特殊化學(xué)鍵的斷裂，C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用知識(shí)點(diǎn)1ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化1.ATP的水解：需要水解酶的參與。2.ATP的合成：需要ATP合成酶的參與。注意：不是可逆反應(yīng)，物質(zhì)可逆，但所需的酶、場所、能量的來源是不同的。3.放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)：（1）吸能反應(yīng)總是與___ATP的水解__相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)總是與___ATP的合成__相聯(lián)系，釋放的能量貯存在ATP中。（2）能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。糖類、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量，但不能被直接利用→（釋放儲(chǔ)存）ATP儲(chǔ)存的能量相對(duì)較少，但能被直接利用。結(jié)論：ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”?！窘滩碾[性知識(shí)】(1)源于必修1P87“圖5－4”：人體內(nèi)ATP的含量很少，但在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP，釋放能量，以供運(yùn)動(dòng)之需，但人體內(nèi)ATP總含量并沒有太大變化，請(qǐng)分析原因：ATP與ADP時(shí)刻不停地發(fā)生快速相互轉(zhuǎn)化，并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。(2)源于必修1P89“拓展應(yīng)用”：在植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的，由此說明：生物界具有統(tǒng)一性，也說明種類繁多的生物有著共同的起源?！練w納總結(jié)】ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化相關(guān)知識(shí)（1）ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不可逆：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場所、能量方面來看是不可逆的。（2）ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不可等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，高能磷酸鍵水解時(shí)能夠釋放出高達(dá)30.54kJ/mol的能量。（3）ATP轉(zhuǎn)化為ADP消耗水：ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱為“ATP的水解反應(yīng)”，這一過程需ATP水解酶的催化，同時(shí)也需要消耗水。蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。（4）ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能化合物，高能化合物在生物體內(nèi)有很多種，如存在于各種生物體細(xì)胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP及動(dòng)物體內(nèi)的磷酸肌酸。（5）細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的共性。知識(shí)點(diǎn)2細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程（常考點(diǎn)）【歸納總結(jié)】總結(jié)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細(xì)胞膜消耗ATP：主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段；消耗ATP：一些需能反應(yīng)葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)；消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段；消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等知識(shí)點(diǎn)3ATP的供能機(jī)制1.ATP為主動(dòng)運(yùn)輸提供能量的過程參與Ca2＋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2＋的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2＋釋放到膜外。2.ATP供能機(jī)制ATP水解釋放磷酸基團(tuán)→蛋白質(zhì)等分子磷酸化→分子空間結(jié)構(gòu)改變，活性也被改變→參與各種化學(xué)反應(yīng)?！久麕燑c(diǎn)撥】ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通的模型圖。知識(shí)點(diǎn)4構(gòu)建ATP產(chǎn)生量與O2供給量曲線模型（1）甲圖：①A點(diǎn)：表示在無氧條件下，細(xì)胞可通過無氧呼吸分解有機(jī)物，產(chǎn)生少量ATP。②AB段：表示隨O2供給量的增多，有氧呼吸明顯增強(qiáng),通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多，ATP的產(chǎn)生量隨之增加。③BC段：表示O2供給量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生量不再增加，此時(shí)的限制因素可能是酶ATP、磷酸等。（2）乙圖：可表示哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞中的ATP來自無氧呼吸與O2供給量無關(guān)?！疽族e(cuò)辨析】1．ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的唯一的直接能源物質(zhì)。(必修1P86正文)(×)提示：ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能化合物，高能化合物在生物體內(nèi)有很多種2．ATP由腺苷、核糖和三分子磷酸組成。(必修1P86相關(guān)信息)(×)提示：ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，是構(gòu)成RNA的基本單位之一3．ATP含有3個(gè)特殊化學(xué)鍵，但是只有一個(gè)特殊化學(xué)鍵會(huì)發(fā)生斷裂。(必修1P86正文)(×)提示：ATP含有2個(gè)特殊化學(xué)鍵4．植物細(xì)胞可以通過光合作用和細(xì)胞呼吸形成ATP，而動(dòng)物細(xì)胞只能通過細(xì)胞呼吸形成ATP。(必修1P87圖5-5)(√)5．ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)。(必修1P89正文)(×)提示：吸能反應(yīng)考向1圍繞ATP的轉(zhuǎn)化和利用，考查物質(zhì)與能量觀例1．蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化被比喻為一種“分子開關(guān)”，分子開關(guān)的機(jī)理如圖所示。下列有關(guān)分子開關(guān)的說法，錯(cuò)誤的是()A.劇烈運(yùn)動(dòng)過程中分子開關(guān)的頻率遠(yuǎn)高于靜息狀態(tài)B.“分子開關(guān)”的磷酸化與去磷酸化過程屬于可逆反應(yīng)C.蛋白質(zhì)的磷酸化是翻譯后的修飾D.細(xì)胞膜上存在蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化【答案】B【解析】劇烈運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)胞代謝加快，需要的有活性蛋白增多，推測分子開關(guān)頻率更高，A正確；蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化所需要的酶分別為蛋白激酶和蛋白磷酸酶，不屬于可逆反應(yīng)，B錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)磷酸化使無活性蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘鞍?，屬于翻譯后的修飾，C正確；細(xì)胞膜上行使主動(dòng)運(yùn)輸功能的載體蛋白存在蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化，D正確?！咀兪接?xùn)練】1.如圖所示為ATP合成酶結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制。H＋沿著線粒體內(nèi)膜上ATP合成酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)，推動(dòng)ATP的合成。某些減肥藥物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H＋的通透性，降低H＋膜內(nèi)外濃度差。下列相關(guān)敘述正確的是()A.ATP合成酶還存在于葉綠體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜B.圖中合成ATP的能量來自H＋濃度差產(chǎn)生的勢能C.圖中產(chǎn)生的ATP可用于一切生命活動(dòng)D.減肥藥物會(huì)加快ATP的產(chǎn)生，有利于健康【答案】B【解析】線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜上都存在ATP合成酶，但葉綠體內(nèi)膜上不存在ATP合成酶，A錯(cuò)誤；由圖可知，合成ATP的能量來自H＋濃度差產(chǎn)生的勢能，B正確；光合作用暗反應(yīng)階段需要的ATP來自光反應(yīng)階段(葉綠體類囊體薄膜產(chǎn)生的)而非來自線粒體，C錯(cuò)誤；減肥藥物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H＋的通透性，降低H＋膜內(nèi)外的濃度差，減慢ATP的產(chǎn)生，不利于健康，D錯(cuò)誤?！舅季S建?！?1)ATP的來源和去向小結(jié)(2)磷酸化和去磷酸化在相應(yīng)的位置上，加上磷酸基團(tuán)稱為磷酸化，將磷酸基團(tuán)去除稱為去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在葉綠體內(nèi)，稱光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在線粒體內(nèi)，稱氧化磷酸化。這兩種磷酸化過程中，都伴隨著能量向ATP的轉(zhuǎn)移。若蛋白質(zhì)分子加上磷酸基團(tuán)，稱蛋白質(zhì)分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白質(zhì)分子去除磷酸基團(tuán)，稱蛋白質(zhì)分子的去磷酸化。磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白質(zhì)分子的磷酸化和去磷酸化。蛋白質(zhì)分子的磷酸化過程，往往伴隨著ATP水解，提供磷酸基團(tuán)?！咀兪接?xùn)練】2.如圖是生物界中能量“貨幣”ATP的循環(huán)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A．圖中的M指的是腺苷，N指的是核糖B．暗反應(yīng)中ATP用于固定CO2和還原C3C．ATP的“充電”需要酶的催化，而“放能”不需要D．食物為ATP“充電”指的是有機(jī)物經(jīng)過氧化分解，釋放能量并生成ATP【答案】D【解析】根據(jù)題圖分析可知，M指的是腺嘌呤、N為核糖，A錯(cuò)誤；如果ATP來自光反應(yīng)，則這部分ATP只能用于暗反應(yīng)中還原C3，固定CO2不需要消耗能量，B錯(cuò)誤；ATP的合成和分解均需要酶的催化，C錯(cuò)誤；食物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，需通過呼吸作用來完成，D正確。【變式訓(xùn)練】3.根據(jù)所消耗能量的來源不同，主動(dòng)運(yùn)輸分為三種類型，如圖a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的離子或小分子。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．圖中屬于膜外側(cè)的是P側(cè)B．a(chǎn)類型主動(dòng)運(yùn)輸可能不消耗能量C．b類型所需ATP可以產(chǎn)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體D．藍(lán)細(xì)菌有可能存在c類型的主動(dòng)運(yùn)輸【答案】B【解析】由于圖中P側(cè)有糖蛋白，所以屬于膜外側(cè)的是P側(cè)，A正確；X物質(zhì)運(yùn)輸是順濃度梯度，屬于協(xié)助擴(kuò)散，Y物質(zhì)是由低濃度向高濃度一側(cè)運(yùn)輸，應(yīng)屬于主動(dòng)運(yùn)輸，Y與X通過同一個(gè)載體運(yùn)輸，可知Y轉(zhuǎn)運(yùn)所需的能量來源于X通過載體蛋白順濃度梯度運(yùn)輸產(chǎn)生的勢能，B錯(cuò)誤；b方式是消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)輸，消耗的ATP來自呼吸作用，而呼吸作用發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，C正確；藍(lán)細(xì)菌含有葉綠素和藻藍(lán)素，可以進(jìn)行光合作用，有可能存在c類型的主動(dòng)運(yùn)輸，D正確。1.（2021·海南·高考真題）研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞，1~2min后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．該實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATPB．32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性C．32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率相等D．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快，且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)【答案】B【分析】ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結(jié)構(gòu)式是：A-P～P～P，A-表示腺苷、T-表示三個(gè)、P-表示磷酸基團(tuán)，“～”表示高能磷酸鍵?！驹斀狻緼、根據(jù)題意可知：該實(shí)驗(yàn)不能說明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP，A錯(cuò)誤；B、根據(jù)題干信息“結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致?！闭f明：32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性，B正確；C、根據(jù)題干信息“放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團(tuán)”可知，32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率不同，C錯(cuò)誤；D、該實(shí)驗(yàn)不能說明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯(cuò)誤。故選B。2.（2021·湖南·高考真題）某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點(diǎn)發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．這些蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化過程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)B．這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，不影響細(xì)胞信號(hào)傳遞C．作為能量“通貨”的ATP能參與細(xì)胞信號(hào)傳遞D．蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響【答案】B【分析】分析圖形，在信號(hào)的刺激下，蛋白激酶催化ATP將蛋白質(zhì)磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白質(zhì)上的磷酸基團(tuán)脫落，形成去磷酸化的蛋白質(zhì)，從而使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的恢復(fù)?！驹斀狻緼、通過蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞信號(hào)的傳遞，體現(xiàn)出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，A正確；B、如果這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，將會(huì)使該位點(diǎn)無法磷酸化，進(jìn)而影響細(xì)胞信號(hào)的傳遞，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)題干信息：進(jìn)行細(xì)胞信息傳遞的蛋白質(zhì)需要磷酸化才能起作用，而ATP為其提供了磷酸基團(tuán)和能量，從而參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，C正確；D、溫度會(huì)影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)，D正確。故選B?！绢}后悟道·歸納】(1)細(xì)胞中ATP含量很少，ATP與ADP轉(zhuǎn)化非常迅速及時(shí)。無論是飽食還是饑餓，ATP與ADP含量都保持動(dòng)態(tài)平衡。(2)吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系，需要ATP水解提供能量；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲(chǔ)存于ATP中。(3)動(dòng)態(tài)平衡：細(xì)胞中的ATP與ADP的轉(zhuǎn)化總是處于動(dòng)態(tài)平衡中的，由于ADP、Pi等可重復(fù)利用，只要提供能量，生物體就可不斷合成ATP、滿足生物體的需要。(4)不是可逆過程：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，部分物質(zhì)可重復(fù)利用，但所需酶不同，能量不可循環(huán)利用，它們之間的轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。(5)ATP≠能量，ATP是一種高能磷酸化合物，是一種儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。3.（2021·北京·高考真題）ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，關(guān)于ATP的敘述錯(cuò)誤的是（）A．含有C、H、O、N、P B．必須在有氧條件下合成C．胞內(nèi)合成需要酶的催化 D．可直接為細(xì)胞提供能量【答案】B【分析】A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，ATP中有1個(gè)腺苷，3個(gè)磷酸基團(tuán)，2個(gè)高能磷酸鍵，結(jié)構(gòu)簡式為A-P～P～P。【詳解】A、ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團(tuán)，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；B、在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯(cuò)誤；C、ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；D、ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可直接為細(xì)胞提供能量，D正確。故選B。4.（2023·重慶·高考真題）哺乳動(dòng)物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為NADH（[H]）。研究者以小鼠為模型，探究了哺乳動(dòng)物與腸道菌群之間NAD+代謝的關(guān)系，如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．靜脈注射標(biāo)記的NA，腸腔內(nèi)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NAMB．靜脈注射標(biāo)記的NAM，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NADHC．食物中缺乏NAM時(shí)，組織細(xì)胞仍可用NAM合成NAD+D．腸道中的厭氧菌合成ATP所需的能量主要來自于NADH【答案】D【分析】無氧呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄糖分解生成丙酮酸，釋放少量能量，生成少量ATP；無氧呼吸第二階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，丙酮酸與還原氫反應(yīng)生成乳酸或二氧化碳和酒精，不釋放能量?！驹斀狻緼、靜脈注射標(biāo)記的NA，NA可以在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為NAD+，NAD+可以在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為NAM，NAM可以被腸道菌群利用，因此腸腔內(nèi)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NAM，A正確；B、靜脈注射標(biāo)記的NAM，NAM可以在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為NAD+，NAD+可以在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為NADH，因此細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NADH，B正確；C、結(jié)合題圖，食物中缺乏NAM時(shí)，組織細(xì)胞仍可用NA合成NAD+，C正確；D、腸道中的厭氧菌合成ATP所需的能量主要來自于細(xì)胞呼吸（無氧呼吸），D錯(cuò)誤。故選D。5.（2023·天津·高考真題）衣原體是一類原核寄生生物，缺乏細(xì)胞呼吸相關(guān)酶，不能產(chǎn)生自身生命活動(dòng)所需能量，因此需從寄主吸收（

）A．葡萄糖 B．糖原 C．淀粉 D．ATP【答案】D【分析】ATP來源于光合作用和呼吸作用，是生物體內(nèi)直接的能源物質(zhì)?！驹斀狻考?xì)胞生命活動(dòng)所需的能量主要是由細(xì)胞呼吸提供的，衣原體缺乏細(xì)胞呼吸所需的酶，不能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物質(zhì)，因此衣原體需要從宿主細(xì)胞體內(nèi)攝取的物質(zhì)是ATP，D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。6．（2024·全國·高考真題）ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成，ATP結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中～表示高能磷酸鍵，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

A．ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動(dòng)運(yùn)輸提供能量B．用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNAC．β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵不能在細(xì)胞核中斷裂D．光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵【答案】C【分析】細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)是ATP，ATP的結(jié)構(gòu)簡式是A-P～P～P，其中“A”是腺苷，“P”是磷酸；“A”代表腺苷，“T”代表3個(gè)?！驹斀狻緼、ATP為直接能源物質(zhì)，γ位磷酸基團(tuán)脫離ATP形成ADP的過程釋放能量，可為離子主動(dòng)運(yùn)輸提供能量，A正確；B、ATP分子水解兩個(gè)高能磷酸鍵后，得到RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNA，B正確；C、ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用，如為rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵能在細(xì)胞核中斷裂，C錯(cuò)誤；D、光合作用光反應(yīng)，可將光能轉(zhuǎn)化活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存于ATP的高能磷酸鍵中，故光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵，D正確。故選C。7．（2024·安徽·高考真題）在多細(xì)胞生物體的發(fā)育過程中，細(xì)胞的分化及其方向是由細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)分子共同決定的某信號(hào)分子誘導(dǎo)細(xì)胞分化的部分應(yīng)答通路如圖。下列敘述正確的是（

）A．細(xì)胞對(duì)該信號(hào)分子的特異應(yīng)答，依賴于細(xì)胞內(nèi)的相應(yīng)受體B．酶聯(lián)受體是質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)，具有識(shí)別、運(yùn)輸和催化作用C．ATP水解釋放的磷酸分子與靶蛋白結(jié)合，使其磷酸化而有活性D．活化的應(yīng)答蛋白通過影響基因的表達(dá)，最終引起細(xì)胞定向分化【答案】D【分析】信號(hào)分子與特異性受體結(jié)合后發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。圖中信號(hào)分子與膜外側(cè)酶聯(lián)受體識(shí)別、結(jié)合，ATP水解產(chǎn)生的磷酸基團(tuán)結(jié)合到激酶區(qū)域使之具有活性，有活性的激酶區(qū)域能將應(yīng)答蛋白轉(zhuǎn)化為有活性的應(yīng)答蛋白。【詳解】A、由題圖可知，細(xì)胞對(duì)該信號(hào)分子的特異應(yīng)答，依賴于細(xì)胞外側(cè)的酶聯(lián)受體，A錯(cuò)誤；B、酶聯(lián)受體位于質(zhì)膜上，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能識(shí)別相應(yīng)的信號(hào)分子，磷酸化的酶聯(lián)受體具有催化作用，