备战2025届新高考生物一轮总复习第3单元细胞的代谢课时规范练11细胞的能量“货币”ATP课件

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1.下列关于酶和ATP的叙述,正确的是(　　)①细胞代谢离不开酶,酶能够降低化学反应的活化能②能够促使唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶　③ADP转化为ATP所需能量都来自细胞呼吸释放的能量④催化ATP水解的酶可能是参与某种离子运输的载体蛋白A.①③B.②④C.①④D.②③
解析 细胞都生活在温和的环境条件下,酶能够降低化学反应的活化能,所以细胞代谢离不开酶,①正确;唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质,能够促使其水解的酶是蛋白酶,②错误;ADP转化为ATP所需能量来自细胞呼吸释放的能量或光能等,③错误;催化ATP水解的酶可能是参与某种离子运输的载体蛋白,如某些参与主动运输的载体蛋白,④正确。
2.(2023·湖北襄阳模拟)细胞的能量获取和利用要经历复杂的物质变化,这些变化离不开酶和ATP。下列有关说法错误的是(　　)A.某些酶的组成元素与ATP的相同,ATP可参与某些酶的合成B.酶在细胞内外都能发挥作用,而ATP只能在细胞内发挥作用C.能合成酶的细胞都能合成ATP,能合成ATP的细胞不一定能合成酶D.细胞内几乎所有化学反应都需要酶,大多数吸能反应需要消耗ATP
解析 少数化学本质为RNA的酶的元素组成是C、H、O、N、P,与ATP的元素组成相同,ATP可作为直接能源物质参与某些酶的合成,A项正确;酶和ATP在细胞内和细胞外都可以发挥作用,B项错误;能合成酶的细胞一定能合成ATP,但是能合成ATP的细胞不一定能合成酶,如哺乳动物成熟的红细胞,能合成ATP但不能合成酶,C项正确;细胞内几乎所有的化学反应都需要酶的催化,大多数吸能反应需要ATP水解提供能量,D项正确。
3.(2023·湖南娄底模拟)细胞代谢往往伴随着能量的变化,ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP的合成过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　)A.ATP的合成需要小分子之间多次脱水缩合B.ATP的水解产物可为RNA的合成提供原料C.ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶相同D.ATP的水解往往伴随着吸能反应,为其提供能量
解析 由图可知,核糖与腺嘌呤、核糖与磷酸、磷酸与磷酸之间均有脱水缩合,故ATP合成需要小分子之间多次脱水缩合,A项正确;ATP的水解产物可为某些RNA的合成提供原料,ATP脱去两分子磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,B项正确;酶具有专一性,ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶不相同,C项错误;ATP的水解能释放能量,故ATP水解往往伴随着吸能反应,为其提供能量,D项正确。
4.下列关于ATP的叙述,正确的是(　　)A.光能可转化成ATP中的化学能,ATP中的化学能不能转化为光能B.新型冠状病毒在增殖过程中所需要的ATP只能在其细胞质基质中产生C.ATP水解释放的磷酸基团能与通道蛋白结合,使其空间结构发生改变D.剧烈运动时,人体内的ATP主要通过有氧呼吸产生
解析 光合作用中,光能可转化成ATP中的化学能,萤火虫发光时,ATP中的化学能转化为光能,A项错误;新型冠状病毒无细胞结构,营寄生生活,在宿主细胞中增殖,这一过程中所需要的ATP可以在宿主细胞的细胞质基质和线粒体中产生,B项错误;ATP水解释放的磷酸基团裹挟了能量,可与载体蛋白等蛋白质结合,使其空间结构发生改变,即发生磷酸化的过程,C项错误;剧烈运动时,人体内的ATP主要通过有氧呼吸产生,无氧呼吸只是能量的补充,D项正确。
5.(2023·广东深圳一模)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列关于ATP的叙述,正确的是(　　)A.生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多B.淀粉水解成葡萄糖时一定伴随有ADP的生成C.人体成熟的红细胞在O2充足时只能通过无氧呼吸产生ATPD.一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成噬菌体遗传物质的单体
解析 细胞中ATP含量较少,生命活动旺盛的细胞中能量的供应依赖于ATP与ADP的相互转化在时刻不停地进行,A项错误;淀粉水解成葡萄糖时不需要ATP水解供能,不会有ADP的生成,B项错误;人体成熟的红细胞中没有线粒体,即使在O2充足时,也只能通过无氧呼吸产生ATP,C项正确;一分子ATP脱去两个磷酸基团后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的单体之一,而噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。
6.蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)A.蛋白质磷酸化的过程是一个放能反应B.蛋白质去磷酸化后与双缩脲试剂不再发生显色反应C.蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程属于可逆反应D.Ca2+载体蛋白的磷酸化需要蛋白激酶的作用,其空间结构发生变化
解析 分析题图可知,蛋白质磷酸化过程中伴随着ATP的水解,因此是一个吸能反应,A项错误;蛋白质去磷酸化后肽键并没有断裂,仍然可以与双缩脲试剂发生紫色反应,B项错误;蛋白质的磷酸化过程需要蛋白激酶参与,去磷酸化过程需要蛋白磷酸酶参与,因此蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应,C项错误;分析题图可知,蛋白激酶可催化ATP水解,ATP水解后释放的磷酸基团与Ca2+载体蛋白结合,使其空间结构发生变化,D项正确。
7.(2024·广东揭阳统考)ATP是细胞的能量“货币”,是生命活动的直接能源物质,如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是(　　)
图1 图2A.酶催化作用的高效性保证了ATP和ADP快速转化B.图2中反应向右进行时,释放能量,图1中的c键断裂C.图1中的“A”代表腺苷,方框中的部分是构成DNA的单体之一D.细胞中图2反应处于“动态平衡”,剧烈运动时ATP分解量增加,此时其合成量也增加
解析 ATP和ADP快速转化依赖于酶(ATP合成酶和ATP水解酶)具有高效性, A项正确;ATP水解(反应向右进行)时远离腺苷的特殊化学键(c键)断裂,释放大量能量,供细胞的生命活动利用,B项正确;图1中的“A”代表腺嘌呤,方框中的部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的单体之一,C项错误;图2的两个反应总是处于“动态平衡”中,如剧烈运动时ATP分解量增加,此时其合成量也增加,D项正确。
8.ATP快速荧光检测仪是基于萤火虫发光原理,利用“荧光素—荧光素酶体系”与ATP发生反应产生光,再根据发光强弱来估测微生物残留量。下列说法错误的是(　　)A.萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所B.荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量C.ATP为上述荧光素酶催化荧光素的反应提供能量D.细胞中储存了大量ATP,为细胞的生命活动提供能量
解析 线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸能产生大量ATP,A项正确;ATP是细胞的能量通货,各种微生物或细胞中均有ATP,所以荧光检测仪可以用于检测酸奶制品中乳酸菌等厌氧型微生物的残留量,B项正确;ATP是细胞中的直接供能物质,ATP能为生命活动提供能量,ATP能为荧光素酶催化荧光素的反应提供能量,C项正确;ATP在细胞内含量较少,D项错误。
9.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。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、ADP和AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)的含量,结果如下表所示。
下列分析正确的是(　　)A.对照组肌肉收缩消耗的能量直接来源于磷酸肌酸B.对照组肌肉细胞中没有ATP和ADP的相互转化C.实验组肌肉细胞中的ATP只有远离腺苷的特殊的化学键发生断裂D.实验表明磷酸肌酸可维持细胞中ATP含量相对稳定
解析 对照组蛙的肌肉在收缩时消耗的能量由ATP直接提供,A项错误;对照组蛙的肌肉收缩需要ATP提供能量,对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化,故有ATP和ADP的相互转化,B项错误;实验组肌肉在收缩前后ADP和AMP含量发生变化,说明ATP的两个特殊的化学键均发生断裂,C项错误;磷酸肌酸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,D项正确。
10.除了ATP以外,生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成,CTP用于磷脂合成,GTP用于蛋白质合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的。物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP,然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸,生成核苷三磷酸:ATP+UDP→ADP+UTP。下列叙述正确的是(　　)A.生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能B.有氧呼吸也能产生其他核苷三磷酸C.作为高能磷酸化合物,ATP中的能量主要储存在磷酸基团中D.各种物质的吸收均依靠ATP供能
解析 分析题意可知,除了ATP以外,生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸,故生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能,A项正确;据题可知,UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的,故有氧呼吸不能直接产生其他核苷三磷酸,B项错误;作为高能磷酸化合物,ATP中的能量主要储存在特殊的化学键中,不是在磷酸基团中,C项错误;除了ATP以外,生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸,因此各种物质的吸收并非都依靠ATP供能,且有些物质的吸收是被动运输,不消耗能量, D项错误。
1.(2024·广东深圳统考)褐色脂肪组织(BAT)细胞中有一种特殊的载体蛋白(UCP),其作用机制如图所示。温度、ATP与ADP的比值会影响UCP的活性。激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP。下列叙述正确的是(　　)A.膜间隙的pH大于线粒体基质B.激活的UCP对H+的通透性小于ATP合成酶C.UCP激活时,BAT细胞的线粒体不能产生ATPD.寒冷条件激活UCP,ADP浓度上升抑制UCP活性
解析 由于H+由膜间隙进入线粒体基质不需要消耗能量,说明膜间隙H+浓度大于线粒体基质,膜间隙的pH小于线粒体基质,A项错误;ATP与ADP的比值会影响UCP的活性,因此激活的UCP对H+的通透性远大于ATP合成酶,B项错误;UCP激活时,BAT细胞的线粒体内膜不能产生ATP,但线粒体基质可以合成ATP,C项错误;寒冷条件下UCP被激活,可使电子传递链过程不产生ATP,ADP浓度上升,从而抑制UCP活性,D项正确。
2.ATP合成酶位于生物膜上,由头部F1(水溶性蛋白质)和基部F0(疏水性蛋白质)构成,当H+顺浓度梯度通过该酶时,能够催化ATP的合成,下列相关叙述正确的是(　　)A.组成ATP合成酶的F1嵌入膜内,F0位于膜外B.ATP合成酶催化ATP合成所需的能量来自细胞呼吸C.ATP合成酶运输H+的速率随膜两侧浓度差的增大而一直增大D.叶绿体的类囊体薄膜和线粒体内膜上可能存在该酶