第15講-細(xì)胞的能量貨幣ATP(解析版)

第15講細(xì)胞的能量“貨幣”ATP【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)對(duì)ATP化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的學(xué)習(xí)，認(rèn)同ATP的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)。2.通過(guò)對(duì)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化進(jìn)行模型構(gòu)建，能歸納、概述ATP形成所需能量的主要來(lái)源及意義。3.通過(guò)對(duì)生活實(shí)例的討論、分析，能解釋“ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)”的原因?！締?wèn)題探討】1.“銀燭秋光冷畫(huà)屏,輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水,臥看牽?？椗恰！闭?qǐng)思考探討下面的問(wèn)題：①螢火蟲(chóng)發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？相互傳遞信號(hào)，以便繁衍后代。②螢火蟲(chóng)體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎?螢火蟲(chóng)腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素。③在螢火蟲(chóng)發(fā)光的過(guò)程中有能量轉(zhuǎn)化嗎？有。螢火蟲(chóng)腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機(jī)物中儲(chǔ)存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變成光能時(shí)，螢火蟲(chóng)才能發(fā)光。2.在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子，短時(shí)間后分離出細(xì)胞中的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記，分析該現(xiàn)象得到什么樣的結(jié)論？①ATP中遠(yuǎn)離A的磷酸基團(tuán)容易脫離；②該過(guò)程中ATP既有合成又有水解；③部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的。3.人體每天進(jìn)行正?；顒?dòng)所需的ATP量約等于他的體重，而細(xì)胞內(nèi)ATP、ADP的總量?jī)H有2～10mg。成人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP為48kg，在緊張活動(dòng)的情況下，ATP的消耗可達(dá)0.5kg/min。請(qǐng)思考細(xì)胞中ATP含量很少，而機(jī)體對(duì)ATP很大。細(xì)胞可能以什么樣的對(duì)策解決這一矛盾？在細(xì)胞內(nèi)快速合成ATP。4.在植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌細(xì)胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的，這是否說(shuō)明生物界的統(tǒng)一性？這對(duì)理解生物的進(jìn)化有什么啟示？植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌細(xì)胞內(nèi)，都具有能量“貨幣”——ATP，可以說(shuō)明生物界具有統(tǒng)一性。也反映了各種生物有共同的起源，是由共同祖先進(jìn)化而來(lái)的。5.ATP是細(xì)胞內(nèi)唯一的直接能源物質(zhì)嗎？如果不是，其他的直接能源物質(zhì)會(huì)具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ATP不是唯一的直接能源物質(zhì)。除ATP外，還有UTP、GTP和CTP等。它們都是由一個(gè)堿基、一個(gè)核糖、三個(gè)磷酸連接而形成的。每個(gè)分子末端的磷酸基團(tuán)都有一種離開(kāi)該分子而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，即具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。且每個(gè)分子去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后都是構(gòu)成RNA的基本單位?！菊n前預(yù)習(xí)】1.ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。①ATP的中文全稱是，ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可寫為，ATP的A表示、T表示、P表示。腺苷三磷酸A—P～P～P腺苷三個(gè)磷酸基團(tuán)②由于ATP兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶有而相互排斥等原因，導(dǎo)致這種化學(xué)鍵，末端的磷酸基團(tuán)有一種而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的。當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的磷酸基團(tuán)與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化?？梢?jiàn)ATP水解的過(guò)程就是的過(guò)程，1molATP水解釋放的能量高達(dá)kJ，所以說(shuō)ATP是一種。負(fù)電荷不穩(wěn)定離開(kāi)ATP轉(zhuǎn)移勢(shì)能狹能量釋放能量30.54高能磷酸化合物2.ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)反應(yīng)類型酶的類型反應(yīng)場(chǎng)所能量來(lái)源能量去向與之相聯(lián)系的反應(yīng)結(jié)論反應(yīng)反應(yīng)類型合成反應(yīng)水解反應(yīng)酶的類型ATP合成酶ATP水解酶反應(yīng)場(chǎng)所線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等活細(xì)胞所有部位能量來(lái)源有機(jī)物中的化學(xué)能、光能末端特殊化學(xué)鍵能量去向儲(chǔ)存于末端特殊化學(xué)鍵中用于各項(xiàng)生命活動(dòng)與之相聯(lián)系的反應(yīng)與放能反應(yīng)相聯(lián)系與吸能反應(yīng)相聯(lián)系結(jié)論物質(zhì)是可逆的，反應(yīng)、能量是不可逆的；相互轉(zhuǎn)化保證能量供應(yīng)。3.蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化（如下圖）在磷酸激酶催化下，ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)分子的過(guò)程稱為磷酸化。蛋白質(zhì)分子被磷酸化后，發(fā)生變化，被改變，可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。在蛋白磷酸酶催化下，磷酸基團(tuán)從磷酸化的蛋白質(zhì)分子上移除的過(guò)程稱為去磷酸化。添加上磷酸基團(tuán)空間結(jié)構(gòu)活性【預(yù)習(xí)檢測(cè)】1．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）下圖是ATP的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中標(biāo)號(hào)與對(duì)應(yīng)敘述不正確的是（）選項(xiàng)編號(hào)描述A①只含有C、H、O三種元素B②生命活動(dòng)的能量一般不是由②斷裂釋放提供供C③肯定含有N元素D④腺嘌呤脫氧核苷酸A．①只含有C、H、O三種元素B．②生命活動(dòng)的能量一般不是由②斷裂釋放提供C．③肯定含有N元素D．腺嘌呤脫氧核苷酸1.【答案】D【解析】①是核糖，只含有C、H、O三種元素，A正確；②生命活動(dòng)的能量一般是由遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)特殊化學(xué)鍵斷裂提供，不是由②斷裂釋放提供，B正確；③是含氮堿基腺嘌呤，肯定含有N元素，C正確；④是腺嘌呤核糖核苷酸，而不是腺嘌呤脫氧核苷酸，D錯(cuò)誤。2．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）如下圖為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．物質(zhì)a與b組成腺苷B．c、d、e中不僅僅只含P元素C．圖中a是RNA的基本組成單位之一D．g鍵斷裂時(shí)，末端磷酰基挾有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能2.【答案】C【解析】a為腺嘌呤，b為核糖，物質(zhì)a與b組成腺苷，A正確；c、d、e為磷酸基團(tuán)，其中不僅僅只含P元素，還有O、H元素，B正確；圖中a代表腺嘌呤，腺嘌呤核糖核苷酸（abc組合）才是RNA的基本組成單位之一，C錯(cuò)誤；磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷，相互排斥，使得g鍵斷裂時(shí)末端磷?；鶔队休^高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，D正確。3．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）如下圖是ATP中化學(xué)鍵逐級(jí)水解的過(guò)程圖。有關(guān)敘述正確的是（）ATP①②③A．①代表的物質(zhì)是ADP，③是腺嘌呤核糖核苷酸B．ATP是細(xì)胞內(nèi)含量少的間接能源物質(zhì)C．在最適溫度和pH條件下，最適合酶的保存D．一個(gè)ATP徹底水解產(chǎn)物中含有核糖3.【答案】D【解析】①代表的物質(zhì)是ADP，②是腺嘌呤核糖核苷酸，③是腺苷，A錯(cuò)誤；ATP是細(xì)胞內(nèi)含量少的直接能源物質(zhì)，B錯(cuò)誤；長(zhǎng)期保存酶應(yīng)該在較低溫度條件下保存，C錯(cuò)誤；一個(gè)ATP徹底水解產(chǎn)物是腺嘌呤、核糖、磷酸，D正確。4．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）下圖為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．ATP中有兩個(gè)高能磷酸鍵，A代表腺嘌呤B．人體細(xì)胞中①過(guò)程一般與細(xì)胞呼吸相聯(lián)系C．②過(guò)程能直接為螢火蟲(chóng)發(fā)光提供能量D．圖示的能量供應(yīng)機(jī)制是生物界的共性4.【答案】A【解析】ATP的分子簡(jiǎn)式是A-P～P～P，～代表高能磷酸鍵，ATP中有兩個(gè)高能磷酸鍵，A代表腺苷，腺苷由腺嘌呤和核糖組成，A錯(cuò)誤；①過(guò)程是ATP合成，在人體細(xì)胞合成ATP的途徑通常是細(xì)胞呼吸，B正確；②過(guò)程是ATP的水解，ATP水解釋放的能量可用于螢火蟲(chóng)發(fā)光等各種生命活動(dòng)，C正確；細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的共性，D正確。5．（2022秋·高一課時(shí)練習(xí)）ATP為生物體內(nèi)生命活動(dòng)直接供能，但在細(xì)胞內(nèi)含量很少。下列相關(guān)敘述，正確的是（）A．每分子ATP含有3個(gè)高能磷酸鍵，但只有遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵容易斷裂B．生物體都能產(chǎn)生ATP，也都能消耗ATPC．酶的合成需要ATP供能，但酶促反應(yīng)并非都需要消耗ATPD．人進(jìn)入寒冷的環(huán)境時(shí)，ATP會(huì)大量減少5.【答案】C【解析】每分子ATP含有2個(gè)高能磷酸鍵，A錯(cuò)誤；并非所有的生物體都能產(chǎn)生ATP，如病毒，B錯(cuò)誤；酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，它們的合成需要ATP供能，但酶促反應(yīng)并非都需要消耗ATP，如蛋白質(zhì)的水解等不需要消耗能量，C正確；生物體內(nèi)ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化，維持其含量的動(dòng)態(tài)平衡，因此不會(huì)大量減少，D錯(cuò)誤。6．（2022秋·高一課時(shí)練習(xí)）下列有關(guān)ATP說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．ATP分子中特殊的化學(xué)鍵全部斷裂后形成的產(chǎn)物中，有些是組成某些酶的基本單位B．細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的供能機(jī)制是生物界的共性C．人劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，為滿足能量需求，肌細(xì)胞中ATP合成速率將明顯大于其水解速率D．ATP是細(xì)胞中連接C3還原和蛋白質(zhì)合成等吸能反應(yīng)的紐帶6.【答案】C【解析】ATP斷裂2個(gè)特殊化學(xué)鍵后可得到腺苷—磷酸，又稱腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一，而某些酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，A正確；ATP是細(xì)胞中的直接供能物質(zhì)，其供能機(jī)制是與ADP的相互快速轉(zhuǎn)化，生物界中細(xì)胞生物都存在該機(jī)制，B正確；人劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量需求增加，為滿足能量需求，ATP的水解速率和合成速率都會(huì)加快且相等，C錯(cuò)誤；C3還原和蛋白質(zhì)的合成都是吸能反應(yīng)，需要ATP供能，D正確。7．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）“銀燭秋光冷畫(huà)屏，輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水，坐看牽?？椗恰！弊屛覀冎販靥拼?shī)人杜牧這情景交融的詩(shī)句。螢火蟲(chóng)發(fā)光的相關(guān)化學(xué)變化如圖所示，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

（）A．催化熒光素氧化反應(yīng)的酶與催化ATP水解的酶不是同一種酶B．螢火蟲(chóng)腹部后端（發(fā)光器官）細(xì)胞內(nèi)含有大量的ATP，以保證其正常發(fā)光C．螢火蟲(chóng)發(fā)光的過(guò)程實(shí)現(xiàn)了ATP中的化學(xué)能向光能的轉(zhuǎn)化D．熒光素發(fā)熒光過(guò)程伴隨著ATP的水解7.【答案】B【解析】酶具有專一性，熒光素酶催化熒光素氧化反應(yīng)，ATP水解酶催化ATP水解，兩種酶不同，A正確；細(xì)胞中的ATP含量很少，但ADP和ATP的轉(zhuǎn)化非常迅速并處于動(dòng)態(tài)平衡之中，B錯(cuò)誤；題圖中熒光產(chǎn)生的過(guò)程體現(xiàn)了ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽珻正確；熒光素與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程需要ATP水解提供能量，D正確。8．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）細(xì)胞呼吸釋放大量能量以維持生物體的生命活動(dòng)，下列關(guān)于能量利用的敘述，不正確的是（）A．糖類是細(xì)胞中的主要能源物質(zhì)，ATP是細(xì)胞中的直接能源物質(zhì)B．ATP中的化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能、光能等C．細(xì)胞呼吸釋放的能量大部分儲(chǔ)存在ATP中供給各種生命活動(dòng)D．主動(dòng)運(yùn)輸、細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)等都伴隨ATP水解放能的過(guò)程8.【答案】C【解析】糖類（包括單糖、二糖、多糖等）是細(xì)胞中的主要能源物質(zhì)，ATP是細(xì)胞中的直接能源物質(zhì)，A正確；ATP中的能量可用于各種生命活動(dòng)，可以轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、電能、光能等，B正確；細(xì)胞呼吸釋放的能量大部分以熱能的形式散失，一部分主要儲(chǔ)存在ATP中供給生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)，C錯(cuò)誤；ATP水解可釋放能量用于各種生命活動(dòng)，主動(dòng)運(yùn)輸、細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)等都伴隨ATP水解放能的過(guò)程，D正確。9．（2021秋·高一課時(shí)練習(xí)）鈣泵是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中廣泛分布的一種離子泵(載體蛋白)，也稱Ca2＋—ATP酶，它能催化質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的ATP水解，釋放出能量，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的Ca2＋泵出細(xì)胞。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．鈣泵屬于ATP水解酶B．Ca2＋通過(guò)鈣泵轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞的方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸C．ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)可能會(huì)使鈣泵的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化D．加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)提高鈣泵運(yùn)輸Ca2＋的速率9.【答案】D【解析】由題干信息可知，鈣泵能催化質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的ATP水解，釋放出能量，故其屬于ATP水解酶，A正確；Ca2＋通過(guò)鈣泵轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞需要消耗ATP釋放的能量，故其運(yùn)輸方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸，B正確；ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)會(huì)使鈣泵磷酸化，從而導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，C正確；蛋白質(zhì)變性劑會(huì)使載體蛋白變性失活，加入后會(huì)使鈣泵運(yùn)輸Ca2＋的速率降低，D錯(cuò)誤。10．（2021秋·高一課時(shí)練習(xí)）ATP在細(xì)胞內(nèi)能夠釋放能量，從其結(jié)構(gòu)上看是由于（

）①腺嘌呤核苷很容易釋放能量②第二個(gè)磷酸基團(tuán)很容易從ATP上脫離③第三個(gè)磷酸基團(tuán)很容易從ATP上脫離，使ATP轉(zhuǎn)變?yōu)锳DP④ADP可以迅速與磷酸結(jié)合，吸收能量形成ATPA．① B．② C．③ D．④10.【答案】C【解析】從ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A—P～P～P可知，ATP分子中含有兩個(gè)磷酐鍵，遠(yuǎn)離A的那個(gè)磷酐鍵容易斷裂，釋放出其中的能量，形成ADP和Pi，靠近A的那個(gè)磷酐鍵不易斷裂和重新形成，故ATP在細(xì)胞內(nèi)能夠釋放能量，從其結(jié)構(gòu)上看是由于③第三個(gè)磷酸基團(tuán)很容易從ATP上脫離，使ATP轉(zhuǎn)變?yōu)锳DP。11．（2022秋·高一課時(shí)練習(xí)）ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”，如圖所示為ATP的分子結(jié)構(gòu)，a、b、c表示相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，①、②表示化學(xué)鍵。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．ATP并不是細(xì)胞中所有需要能量的生命活動(dòng)的唯一直接供能物質(zhì)B．圖中①②對(duì)應(yīng)的磷酐鍵都斷裂后形成的產(chǎn)物是構(gòu)成RNA的基本單位之一C．GTP與ATP結(jié)構(gòu)相似，GTP含有的糖為核糖，其中的“G”叫鳥(niǎo)苷D．ATP水解產(chǎn)生的能量用于滿足各項(xiàng)生命活動(dòng)，如蔗糖的水解11.【答案】D【解析】ATP并不是細(xì)胞中所有需要能量的生命活動(dòng)的唯一直接供能物質(zhì)，細(xì)胞中還有GTP、CTP等直接供能物質(zhì)，A正確；圖中①②對(duì)應(yīng)的磷酐鍵都斷裂后形成的產(chǎn)物是腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本單位之一，B正確；ATP是由一分子腺苷和三個(gè)三個(gè)磷酸基團(tuán)組成，GTP與ATP結(jié)構(gòu)相似，GTP含有的糖為核糖，其中的“G”叫鳥(niǎo)苷，C正確；蔗糖的水解不消耗能量，D錯(cuò)誤。12．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）如圖為ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，則相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．ATP與ADP的轉(zhuǎn)化是物質(zhì)可逆、能量不可逆的過(guò)程B．ATP中含兩個(gè)磷酐鍵，ADP中不含磷酐鍵C．反應(yīng)①和反應(yīng)②分別需ATP合酶、ATP酶催化D．反應(yīng)①所需能量主要來(lái)自光合作用吸收的光能及細(xì)胞呼吸釋放的化學(xué)能12.【答案】B【解析】ATP與ADP的轉(zhuǎn)化中物質(zhì)是可逆的，能量不可逆，因能量來(lái)源不同，A正確；ATP中含兩個(gè)高能磷酸鍵，ADP中含有一個(gè)磷酸酐鍵，B錯(cuò)誤；反應(yīng)①和反應(yīng)②所需的酶不同，分別需ATP合成酶、ATP水解酶催化，C正確；反應(yīng)①所需能量主要來(lái)自光合作用吸收的光能及細(xì)胞呼吸釋放的化學(xué)能，D正確。13．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收縮;向同一條肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就發(fā)生明顯的收縮。這說(shuō)明（

）A．葡萄糖是能源物質(zhì) B．ATP就是能量C．葡萄糖是直接能源物質(zhì) D．ATP是直接能源物質(zhì)13.【答案】D【解析】根據(jù)題意“向剛剛失去收縮功能的離體肌肉上滴葡萄糖溶液，刺激肌肉不收縮”說(shuō)明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一條肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就發(fā)生明顯的縮”說(shuō)明ATP是直接能量物質(zhì)，D正確。14．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）如下圖為細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的物質(zhì)是腺嘌呤核糖核苷酸B．植物葉肉細(xì)胞內(nèi)過(guò)程①所需能量來(lái)自光合作用或呼吸作用C．活細(xì)胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速率會(huì)受到溫度和pH的影響D．ATP分解為ADP是儲(chǔ)存能量的過(guò)程14.【答案】D【解析】ATP分子是由一個(gè)腺嘌呤核糖核苷酸和兩個(gè)磷酸基團(tuán)組成的，脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的物質(zhì)是腺嘌呤核糖核苷酸，A正確；植物葉肉細(xì)胞能進(jìn)行光合作用和呼吸作用，并都能合成ATP，因此植物葉肉細(xì)胞內(nèi)過(guò)程①所需能量來(lái)自光合作用或呼吸作用，B正確；細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化需要酶的催化，酶的活性受溫度和pH的影響，故活細(xì)胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速率會(huì)受到溫度和pH的影響，C正確；ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過(guò)程中儲(chǔ)存能量，ATP分解為ADP是釋放能量的過(guò)程，D錯(cuò)誤。15．（2022秋·高一課時(shí)練習(xí)）人體細(xì)胞進(jìn)行正常的生命活動(dòng)，每天需要水解200~300摩爾ATP，但人體細(xì)胞中ATP的總量只有約0．1摩爾。下列有關(guān)ATP的敘述錯(cuò)誤的是（）A．ATP是由1個(gè)腺苷與3個(gè)磷酸基團(tuán)組成B．ATP水解成ADP釋放的能量來(lái)自遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵C．ATP釋放能量往往與某些放能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)D．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對(duì)能量的需求15.【答案】C【解析】ATP是由1個(gè)腺苷與3個(gè)磷酸基團(tuán)組成，A正確；ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A-P～P～P，其水解成ADP釋放的能量來(lái)自遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵的斷裂，B正確；ATP釋放能量往往與某些吸能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)，C錯(cuò)誤；生物體內(nèi)ATP的含量很少，但ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的速度很快，以保證機(jī)體對(duì)能量的需求，D正確。16．（2022秋·高一課時(shí)練習(xí)）如圖中甲表示ATP，乙、丙、丁、戊表示相關(guān)物質(zhì)，下列有關(guān)敘述不正確的是（）A．細(xì)胞內(nèi)甲和乙相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的統(tǒng)一性B．乙→甲過(guò)程中，動(dòng)植物的能量來(lái)源不完全相同C．丙中含有一個(gè)磷酸基團(tuán)，是RNA的基本組成單位之一D．丁由腺苷和核糖組成，而戊可用于甲的合成16.【答案】D【解析】圖中甲、乙、丙、丁、戊分別為ATP、ADP、AMP、腺苷、磷酸基團(tuán)，細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的統(tǒng)一性，A正確；乙→甲過(guò)程中，所需的能量可來(lái)自光合作用和細(xì)胞呼吸，其中光合作用是植物有而動(dòng)物沒(méi)有的，B正確；丙是ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的結(jié)構(gòu)，是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一，C正確；丁是ATP脫去三個(gè)磷酸基團(tuán)后的結(jié)構(gòu)，即為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成；戊是磷酸基團(tuán)，是ATP（甲）合成的原料，D錯(cuò)誤。二、多選題17．（2022秋·高一課時(shí)練習(xí)）科學(xué)家從牛的胰臟中分離出一種多肽鏈（Ub），如果靶蛋白被貼上Ub標(biāo)簽，會(huì)發(fā)生如圖所示的過(guò)程。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P～P～PB．①過(guò)程會(huì)釋放能量C．催化ATP水解的酶降低了反應(yīng)的活化能D．催化過(guò)程①和②的酶具有相同的氨基酸序列17.【答案】AC【解析】ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A?P~P~P，其中文名稱為腺苷三磷酸，A正確；水解Ub?靶蛋白的過(guò)程中消耗了ATP，說(shuō)明該變化過(guò)程為吸能反應(yīng)，B錯(cuò)誤；酶具有催化作用，其催化作用的本質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，圖中催化ATP水解的酶也不例外，也是通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)實(shí)現(xiàn)催化作用的，C正確；過(guò)程①和②是兩個(gè)不同的過(guò)程，需要的酶的種類有差別，因而二者不會(huì)具有相同氨基酸序列，D錯(cuò)誤。三、非選擇題18．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）ATP既是神經(jīng)細(xì)胞的能量“通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞之間信息傳遞的一種信號(hào)分子。一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型的神經(jīng)遞質(zhì)（神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞信號(hào)的物質(zhì)），還能釋放ATP，兩者均能引起受體細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)此請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)人體神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自_________（生理過(guò)程）。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時(shí)有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10mmoL/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是_________。(2)為了研究X物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24小時(shí)，然后測(cè)量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后，所得數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗(yàn)組編號(hào)X物質(zhì)的濃度/（μg·mL-1）細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度/（nmoL·mL-1）細(xì)胞死亡的百分率A0801%B2702%C45010%D82025%E16570%F32195%①該實(shí)驗(yàn)的因變量是_________。②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該實(shí)驗(yàn)的因變量之間有何聯(lián)系？_________。③若用混有濃度為2μg·mL-1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠，其小腸的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是_________。18.【答案】(1)細(xì)胞呼吸（呼吸作用）ATP與ADP相互迅速轉(zhuǎn)化(2)細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加妨礙消化酶的合成和分泌，影響消化；妨礙主動(dòng)運(yùn)輸，影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收【解析】（1）人體神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自細(xì)胞呼吸。ATP在生物體內(nèi)含量很少，為滿足能量需要，人體內(nèi)ATP和ADP轉(zhuǎn)化速度極快。（2）①據(jù)表分析可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度，因變量是細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。②由表格數(shù)據(jù)分析可知，隨著X物質(zhì)的濃度增大，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度逐漸下降，即能量供應(yīng)逐漸減少，細(xì)胞死亡的百分率增加。③若用混有濃度為2μg·mL-1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠，X物質(zhì)可能阻礙消化酶的合成和分泌，影響蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)的消化過(guò)程；由表中數(shù)據(jù)可知，X物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致ATP濃度下降，影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)哪芰抗?yīng)，從而影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。19．（2021·高一課時(shí)練習(xí)）如圖表示ATP水解產(chǎn)生ADP的過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖中A表示____________，P代表____________，ATP如果脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后可作為_(kāi)_______(物質(zhì))基本結(jié)構(gòu)單位中的一種。(2)圖中①為_(kāi)___________；圖中②為_(kāi)_______。(3)圖示過(guò)程中未標(biāo)出的另一種反應(yīng)物是________，催化該過(guò)程的酶與催化ATP再生時(shí)的酶________(填“是”或“不是”)同一種酶。19.【答案】(1)腺嘌呤核苷磷酸基團(tuán)RNA(2)磷酸鍵能量(3)水不是【解析】（1）圖中A表示腺嘌呤核苷，由腺嘌呤和核糖組成；P代表磷酸基團(tuán)；ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)為腺苷一磷酸，即腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本單位。（2）圖中①為磷酸鍵，這是一種特殊的化學(xué)鍵，容易水解和合成，儲(chǔ)存著大量的化學(xué)能，圖中②為能量。（3）圖示過(guò)程中未標(biāo)出的另一種反應(yīng)物是水，催化該過(guò)程的酶與催化ATP再生時(shí)的酶不是同一種酶。【基礎(chǔ)知識(shí)】一、ATP的結(jié)構(gòu)1.ATP是一種高能化合物ATP是腺苷三磷酸的英文名稱縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)寫成A—P?P?P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，?代表一種特殊的化學(xué)鍵。由于末端的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。如下圖所示：2.ATP與核苷酸的關(guān)系①元素組成：ATP是由C、H、O、N、P五種元素組成的，與核酸的元素組成是相同的。②AMP是RNA的基本組成單位之一。3.ATP結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系在有關(guān)酶的催化作用下，末端磷酸基團(tuán)脫落，釋放出大量能量。由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54KJ，所以ATP是一種高能磷酸化合物。ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能磷酸化合物，高能磷酸化合物在生物體內(nèi)有很多種，如存在于細(xì)胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP及動(dòng)物體內(nèi)的磷酸肌酸。二、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的意義對(duì)細(xì)胞的正常生活來(lái)說(shuō)，這種相互轉(zhuǎn)化，是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。保證細(xì)胞的能量供應(yīng)。能量來(lái)源或去路Pi的去路或來(lái)源綠色植物用于合成ATP的能量來(lái)自光能和來(lái)自呼吸作用釋放的能量，動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌呼吸作用釋放的能量。與許多放能反應(yīng)相聯(lián)系。轉(zhuǎn)移給其他分子或成為游離的磷酸細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動(dòng)都是由ATP直接提供能量的。與許多放能反應(yīng)相聯(lián)系。細(xì)胞內(nèi)的磷酸（Pi）1.ATP的合成合成ATP的能量來(lái)源于各種生物的呼吸作用，綠色植物的光合作用。真核細(xì)胞合成ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。2.ATP的利用ATP的利用發(fā)生在生物體的一切蓄能部位，ATP水解釋放的能量用于各項(xiàng)生命活動(dòng)1.ATP水解釋放的能量可用于大腦思考、生物發(fā)電、主動(dòng)運(yùn)輸、物質(zhì)合成、肌肉收縮等。ATP水解釋放的能量使蛋白質(zhì)分子磷酸化，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性改變，從而參與各種化學(xué)反應(yīng)。2.吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，需要ATP水解酶的催化，同時(shí)也消耗水；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系。3.ATP合成和ATP利用不是可逆反應(yīng)。ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化時(shí)，反應(yīng)所需要的酶、能量的來(lái)源和去路、反應(yīng)的場(chǎng)所不同，因此兩者的相互轉(zhuǎn)化不是可逆的。4、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)①ATP是一種不穩(wěn)定的化合物，在細(xì)胞內(nèi)的含量很少。②ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生，且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。例如：劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)候，需能較多，轉(zhuǎn)化較快；安靜狀態(tài)下，需能較少，轉(zhuǎn)化減慢。③ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。【考點(diǎn)剖析】考點(diǎn)一、ATP的結(jié)構(gòu)例1．ATP的結(jié)構(gòu)和生理作用1.如圖為ATP分子的結(jié)構(gòu)式，ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以表示為A-P～P～P。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)常與⑤的斷裂與形成相關(guān)聯(lián)B.ATP中的A對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)式中的①和②，表示腺苷C.③④⑤中都含有一定化學(xué)能，肌肉做功恢復(fù)原狀屬于放能反應(yīng)D.葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的ATP只能用于碳反應(yīng)【答案】D【解析】ATP是吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)聯(lián)系的紐帶，伴隨著遠(yuǎn)端高能磷酸鍵的形成和斷裂，可為細(xì)胞內(nèi)放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)進(jìn)行儲(chǔ)能和放能，A正確；ATP中的A由腺嘌呤和核糖組成，表示腺苷，B正確；ATP中的普通化學(xué)鍵和高能磷酸鍵都有一定的能量，高能磷酸鍵所含的能量多。肌肉做功恢復(fù)原狀要放出能量，肌肉收縮要吸收能量，C正確；葉肉細(xì)胞中光合作用和細(xì)胞呼吸都能產(chǎn)生ATP，只有葉綠體中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP才全部用于碳反應(yīng)，D錯(cuò)誤。ATP的化學(xué)結(jié)構(gòu)（1）腺嘌呤含C、H、O、N，核糖含C、H、O，磷酸基團(tuán)含H、O、P，故ATP元素組成為C、H、O、N、P五種元素。（2）ATP的中文名稱叫三磷酸腺苷，一分子ATP由一個(gè)腺苷（一分子腺嘌呤，一分子核糖），三個(gè)磷酸基團(tuán)組成。（3）ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P，特殊化學(xué)鍵鍵只存在于磷酸基與磷酸基之間，腺苷與磷酸基之間為普通化學(xué)鍵?？键c(diǎn)二：ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)換例2．如圖是ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，下列敘述不正確的是（）A．圖中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量 B．反應(yīng)式中，物質(zhì)可逆，能量不可逆 C．ATP中的“A”與RNA中的堿基A含義相同 D．ATP中的能量較活躍，易于釋放【答案】C【解析】根據(jù)以上分析已知，圖中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量，A正確；該反應(yīng)式是ATP與ATP的相互轉(zhuǎn)化，其中物質(zhì)是可逆的，而能量是不可逆的，B正確；ATP中的“A”代表腺苷，而RNA中的堿基A代表腺嘌呤，C錯(cuò)誤；ATP是直接能源物質(zhì)，其中高能磷酸鍵中含有的能量較為活躍，很容易釋放，D正確。【特別提醒】ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化①ATP在生物體內(nèi)含量少，但轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細(xì)胞中的ATP與ADP的轉(zhuǎn)化總是處于一種動(dòng)態(tài)平衡中。②ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，物質(zhì)可重復(fù)利用，但能量不可循環(huán)利用，它們不是可逆反應(yīng)。③ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”，這一過(guò)程需要酶的催化，同時(shí)也消耗水。④ATP不等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，是一種與能量有關(guān)的物質(zhì)，不能將二者等同起來(lái)。⑤生命活動(dòng)需要消耗大量能量，但細(xì)胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用，只要提供能量(光能或化學(xué)能)，生物體就可不斷合成ATP，滿足生物體的需要。⑥吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系，由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?jī)?chǔ)存在ATP中?？键c(diǎn)三：不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)中“A”的含義例3．在下列六種化合物的化學(xué)組成中，“○”中所對(duì)應(yīng)的含義最接近的是A．①和②

B．①和③C．③和④

D．⑤和⑥【答案】D【解析】圖中“○”的含義分別是：①表示腺嘌呤核糖核苷酸、②表示堿基腺嘌呤、③表示腺嘌呤脫氧核苷酸、④表示腺嘌呤核糖核苷酸、⑤表示腺苷、⑥表示腺苷。“○”中所對(duì)應(yīng)的含義最接近的是①和④、⑤和⑥。歸納總結(jié)①四個(gè)圖中的共同點(diǎn)是化學(xué)元素組成相同，均為C、H、O、N、P，且都含有一個(gè)腺嘌呤含氮堿基。②四個(gè)圖中“A”的含義是不同的：ATP中的“A”為腺苷，DNA中的“A”為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，RNA中的“A”為腺嘌呤核糖核苷酸，而核苷酸中的“A”僅為含氮堿基腺嘌呤。③在A—P～P～P中去掉后面兩個(gè)磷酸基，余下的部分“A—P”即為組成RNA的四種基本單位之一：腺嘌呤核糖核苷酸?！具^(guò)關(guān)檢測(cè)】1．（2022·浙江·高考真題）下列關(guān)于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是（

）A．由1個(gè)脫氧核糖、1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成B．分子中與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵稱為高能磷酸鍵C．在水解酶的作用下不斷地合成和水解D．是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶1.【答案】D【解析】1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基團(tuán)組成，A錯(cuò)誤；ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫成A—P～P～P，磷酸基團(tuán)與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，B錯(cuò)誤；ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C錯(cuò)誤；吸能反應(yīng)一般與ATP的分解相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，故吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間的紐帶就是ATP，D正確?！舅悸贩治觥緼TP是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫成A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，ATP分子中大量的能量就儲(chǔ)存在特殊的化學(xué)鍵中。ATP可以水解，這實(shí)際上是指ATP分子中特殊的化學(xué)鍵水解。2．（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(cè)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(méi)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)2.【答案】B【解析】根據(jù)題意可知：該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP，A錯(cuò)誤；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(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。”說(shuō)明：32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒(méi)有放射性，B正確；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；該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯(cuò)誤。【說(shuō)明】ATP又叫三磷酸腺苷，簡(jiǎn)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。3．（2021·天津·高考真題）富營(yíng)養(yǎng)化水體中，藻類是吸收磷元素的主要生物，下列說(shuō)法正確的是（

）A．磷是組成藻類細(xì)胞的微量元素B．磷是構(gòu)成藻類生物膜的必要元素C．藻類的ATP和淀粉都是含磷化合物D．生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)在水生生物群落內(nèi)完成3.【答案】B【解析】磷屬于大量元素，A錯(cuò)誤；磷脂中含磷元素，磷脂雙分子層是構(gòu)成藻類生物膜的基本支架，故磷是構(gòu)成藻類生物膜的必要元素，B正確；ATP由C、H、O、N、P組成，淀粉只含C、H、O三種元素，C錯(cuò)誤；物質(zhì)循環(huán)具有全球性，生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)不能在水生生物群落內(nèi)完成，D錯(cuò)誤?！菊f(shuō)明】組成生物體的化學(xué)元素根據(jù)其含量不同分為大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是指組成生物體的元素在生物群落與非生物環(huán)境間循環(huán)的過(guò)程，具有全球性。4．（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4.【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(wú)氧條件下，無(wú)氧呼吸過(guò)程中也能合成ATP，B錯(cuò)誤；ATP合成過(guò)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。5．（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(guò)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5.【答案】B【解析】通過(guò)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(lái)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；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(wú)法磷酸化，進(jìn)而影響細(xì)胞信號(hào)的傳遞，B錯(cuò)誤；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；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?！窘忸}思路】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)。6.如圖①②代表物質(zhì)M、N間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，則()A．螢火蟲(chóng)體內(nèi)的能量c可來(lái)源于光能B．吸能反應(yīng)一般和物質(zhì)M的合成相聯(lián)系C．能量d用于過(guò)程①時(shí)大部分以熱能形式散失D．M、N間的相互轉(zhuǎn)化是生物界共有的能量供應(yīng)機(jī)制【答案】D【解析】由圖可知，M、N分別為ATP和ADP，①為ATP的合成過(guò)程，②為ATP的水解過(guò)程．ATP既是貯能物質(zhì)，又是供能物質(zhì)，因其中的高能磷酸鍵中儲(chǔ)存有大量能量，水解時(shí)又釋放出大量能量；ATP在活細(xì)胞中的含量很少，因ATP與ADP可迅速相互轉(zhuǎn)化；細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，普遍存在于生物界中，是生物界的共性；吸能反應(yīng)一般與ATP的分解相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系。能量c為合成ATP的能量，螢火蟲(chóng)體內(nèi)的c只能來(lái)源于呼吸作用釋放的化學(xué)能，A不正確；吸能反應(yīng)一般和M的水解相聯(lián)系，B不正確；能量d用于各種生命活動(dòng)，不用于過(guò)程①，C不正確；ATP和ADP間的相互轉(zhuǎn)化是生物界共有的能量供應(yīng)機(jī)制，D正確。7.下列有關(guān)酶和ATP的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．酶具有催化作用的原因是酶能為反應(yīng)過(guò)程供能B．氨基酸脫水縮合的過(guò)程能使ADP含量增加C．高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿會(huì)破壞淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致失活D．ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸組成【答案】A【解析】酶具有催化作用的原因是酶能降低反應(yīng)活化能，A錯(cuò)誤；氨基酸脫水縮合的過(guò)程消耗能量ATP，ATP水解會(huì)使ADP含量增加，B正確；高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、重金屬鹽等都會(huì)破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，C正確；ATP名為三磷酸腺苷，由腺苷（腺嘌呤、核糖）和磷酸組成，D正確。8．磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP（A—P～P～P）。研究者對(duì)蛙的肌肉組織進(jìn)行短暫電刺激，檢測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組（肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理）肌肉收縮前后ATP和ADP的含量，結(jié)果如下表所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列有關(guān)分析正確的是（）磷酸腺苷對(duì)照組/（10-6mol·g-1）實(shí)驗(yàn)組/（10-6mol·g-1）收縮前收縮后收縮前收縮后ATP1．301．301．300．75ADP0．600．600．600．95A．對(duì)照組中的肌肉組織細(xì)胞中無(wú)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化B．實(shí)驗(yàn)組中的肌肉組織細(xì)胞中有ATP分解但無(wú)ATP合成C．對(duì)照組中的磷酸肌酸可以維持ATP含量的相對(duì)穩(wěn)定D．實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)表明部分生命活動(dòng)利用了靠近A的磷酸鍵【答案】C【解析】肌肉收縮需要ATP提供能量，對(duì)照組肌肉收縮前后ATP和ADP的含量沒(méi)有變化，故有ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)組肌肉收縮后ATP含量下降，說(shuō)明有ATP分解，但根據(jù)數(shù)據(jù)無(wú)法判斷有無(wú)ATP合成，B錯(cuò)誤；磷酸肌酸能將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP，故對(duì)照組中的磷酸肌酸可以維持ATP含量的相對(duì)穩(wěn)定，C正確；實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)中沒(méi)有AMP的含量變化，故不能表明部分生命活動(dòng)利用了靠近A的磷酸鍵，D錯(cuò)誤。9.在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子，短時(shí)間內(nèi)分離出細(xì)胞的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團(tuán)已帶上放射性標(biāo)記，該現(xiàn)象不能說(shuō)明()A．ATP中遠(yuǎn)離A的磷酸基團(tuán)容易脫離B．部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的C．ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)D．該過(guò)程中ATP既有合成又有分解【答案】C【解析】短期內(nèi)分離出細(xì)胞的ATP，部分末端磷酸基團(tuán)已帶上放射性標(biāo)記，說(shuō)明有新的ATP形成，但含量變化不大，說(shuō)明ATP有分解，短期內(nèi)既存在ATP的合成，也存在ATP的分解，其原因是ATP中遠(yuǎn)離A的磷酸基團(tuán)容易脫落和結(jié)合。本實(shí)驗(yàn)不能證明ATP是細(xì)胞中的直接能源物質(zhì)。10.下圖表示生物體內(nèi)發(fā)生的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng),請(qǐng)判斷下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.ATP分子水解時(shí),圖中所示的化學(xué)鍵③④最易斷裂B.圖中酶1和酶2的化學(xué)本質(zhì)相同,但是二者的種類不同C.細(xì)胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系D.ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制只發(fā)生在真核細(xì)胞內(nèi)【答案】B【解析】ATP分子水解時(shí),圖中所示的化學(xué)鍵④最易斷裂,并釋放出大量的能量;圖中酶1和酶2的化學(xué)本質(zhì)相同,都是蛋白質(zhì),但是二者的種類不同;細(xì)胞中的放能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系,吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系;ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制發(fā)生在一切細(xì)胞內(nèi)。二、非選擇題11.下圖是三磷酸腺苷的分子結(jié)構(gòu)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（1）每1分子的ATP是由__________________組成的。ATP中的A表示____________。圖中方框中的物質(zhì)名稱是____________。ATP的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以寫成____________。（2）把螢火蟲(chóng)的尾部組織取下，過(guò)一段時(shí)間熒光就消失了。如果滴一滴ATP溶液，熒光將恢復(fù)，這說(shuō)明螢火蟲(chóng)發(fā)出熒光所需能量是____________轉(zhuǎn)化的，可以用反應(yīng)式____________表示。（3）當(dāng)人體處于寒冷環(huán)境中時(shí)，骨骼肌會(huì)出現(xiàn)不自主的戰(zhàn)栗，這時(shí)大量消耗的直接能源物質(zhì)是(