2023届高考生物二轮复习通用版12ATP作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习通用版12ATP作业含答案，共24页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
专题12 ATP
一、单选题
1．（2022高一下·开平期中）下列关于水稻细胞内ATP的叙述，错误的是（　　）
A．能与ADP相互转化
B．只能由细胞呼吸产生
C．可为物质跨膜运输提供能量
D．释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、在相关酶的催化作用下，ATP能与ADP相互转化，A正确；
B、水稻叶肉细胞中的ATP可以通过细胞呼吸和光合作用产生，B错误；
C、ATP可为物质跨膜运输中主动运输提供能量，C正确；
D、ATP水解释放的磷酸基团可转移到某些蛋白质的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸化，D正确。
故答案为：B。

【分析】ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
2．（2022·深圳模拟）“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”是唐代诗人杜牧的诗句。萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活，激活的荧光素与氧结合形成氧化荧光素，同时发出荧光。下列叙述正确的是（　　）
A．萤火虫发光细胞中的荧光素酶主要起到调节作用
B．萤火虫可以通过调节荧光素酶的合成来控制发光
C．荧光素被激活过程发生的化学反应属于放能反应
D．荧光素与氧气结合放出的能量全部转移到ATP中
【答案】B
【知识点】酶的本质及其探索历程；ATP的作用与意义；基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、萤火虫发光细胞中的荧光素酶主要起到催化作用，A错误；
B、基因可以通过控制酶的合成来控制细胞代谢进而间接控制生物的性状，所以萤火虫可以通过调节荧光素酶的合成来控制发光，B正确；
C、荧光素被激活过程发生的化学反应属于吸能反应，C错误；
D、荧光素与氧气结合放出的能量少部分转移到ATP中，大部分以热能的形式散失，D错误。
故答案为：B。

【分析】1、基因对性状的控制：①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物性状，②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状；基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用，共同控制生物的性状。
2、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
3、细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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．（2022高一下·三明期中）如图所示为ATP的分子结构图，a、b、c表示相应的结构，①、②表示化学键。下列叙述中错误的是（　　）

A．1molATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol
B．a表示腺嘌呤，是一种含氮碱基，P表示磷酸基团
C．b表示腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一
D．ATP是高能磷酸化合物，末端的磷酸基团具有较高的转移势能
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、化学键②为特殊的化学键，该键容易断裂也容易合成，其断开时所释放的能量高达30.54kJ/mol，即1molATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，A正确；
B、根据分析可知，图中a表示腺苷，P表示磷酸基团，B错误；
C、b包括一分子的腺嘌呤、一分子的核糖和一分子的磷酸，表示腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，C正确；
D、ATP是高能磷酸化合物，末端的磷酸基团具有较高的转移势能，因此化学键②中有较高能量，易断裂也已形成，D正确。
故答案为：B。

【分析】ATP结构：
ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
4．（2022·绍兴模拟）ATP合成酶广泛分布于线粒体内膜、叶绿体类囊体膜、异养菌和光合菌的质膜上，在跨膜H+梯度的推动下合成ATP。研究人员测定了菠菜叶肉细胞叶绿体类囊体ATP合成酶的活性：首先获得菠菜叶肉细胞的原生质体，然后将原生质体经过适当研磨、离心等，最后测定沉淀物的ATP合成酶活性。下列相关叙述正确的是（　　）
A．可以用盐酸分解菠菜叶肉细胞的细胞壁从而获得原生质体
B．研磨的目的是使类囊体膜解体，获得游离的ATP合成酶分子
C．可以以无机磷消耗速率或者pH变化速率来反映ATP合成酶活性
D．类囊体膜内的H+浓度不会影响代表酶活性大小的化学反应速率
【答案】C
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程；植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，可以用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁，从而获得原生质体，A错误；
B、分析题意可知，将原生质体经过适当研磨、离心后测定沉淀物的ATP合成酶活性，故研磨的目的是使细胞膜解体，从而获得线粒体内膜、叶绿体类囊体膜等结构的ATP合成酶分子，B错误；
C、ATP合成时需要无机磷和ADP为原料，同时需要ATP合成酶的催化，此外结合题意可知，ATP合成时会有pH变化，故可以以无机磷消耗速率或者pH变化速率来反映ATP合成酶活性，C正确；
D、由题干信息“跨膜H+梯度的推动下合成ATP”可知，类囊体膜内的H+浓度会影响代表酶活性大小的化学反应速率，D错误。
故选C。

【分析】1、原生质体的获得：用纤维素酶和果胶酶除去植物的细胞壁。
2、ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。

5．（2022高一下·嫩江月考）下列有关细胞中的酶和ATP的说法，正确的是（　　）
A．ATP的水解和合成是可逆反应
B．细胞内的酶促化学反应一定需要ATP供能
C．细胞生命活动需要提供ATP的场所也能合成ATP
D．将某些酶分子彻底水解后可得到的产物中含有五碳糖
【答案】D
【知识点】酶的相关综合；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、ATP的水解和合成不是可逆的，A错误；
B、细胞内不是所有的酶促化学反应都需要能量，B错误；
C、细胞中合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，几乎所有的细胞都消耗ATP，C错误；
D、酶的种类有蛋白质和核酸，如果酶是核酸，水解后的产物中可含有五碳糖，D正确；
故答案为：D
【分析】（1）酶的本质
①概念：酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 。
②酶的作用：催化作用，作用机理：降低化学反应的活化能。
③合成原料：氨基酸货核糖核苷酸。
④合成酶的主要场所：核糖体。
⑤酶的作用场所：可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用。
（2）ATP的结构
①ATP中文名称： 三磷酸腺苷，是细胞内的一种高能磷酸化合物。
②ATP的结构简式： A—P～P～P ，其中“A”代表腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，“T”代表三，“P”代表磷酸基团 ，“—”代表普通磷酸键 ，“～”代表高能磷酸键 。
一个ATP分子中有1个A， 2个高能磷酸键，3个磷酸基团。
③ATP去掉1个磷酸基团后叫ADP(二磷酸腺苷) ；ATP去掉2个磷酸基团后叫AMP(一磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸) ，是组RNA 的基本单位之一。
④ATP的组成元素： C、H、O、N、P 。
⑤特点：ATP在细胞中含量少 ，化学性质不稳定， 远离A的高能磷酸键容易水解。
6．（2022高一下·嫩江月考）下图是腺苷三磷酸的结构示意图，α、β表示化学键，γ表示物质，下列有关说法正确的是（　　）

A．γ物质含有C，H，O，N，P五种元素
B．运动时需要消耗大量的ATP，ATP在肌肉细胞中含量很多
C．当β键断裂后，生成的产物腺苷二磷酸比腺苷三磷酸更稳定
D．α、β都是高能磷酸键，在为细胞生命活动供能时α键更容易断裂
【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、 γ物质含有C，H，O，N，四种元素 ，A错误；
B、 运动时需要消耗大量的ATP，ATP 在生物体内含量很少，ATP与ADP的转化非常迅速，B错误；
C、 腺苷三磷酸中最外侧的磷酸集团是最活跃的，故当β键断裂后，生成的产物腺苷二磷酸比腺苷三磷酸更稳定 ，C正确；
D、 α、β都是高能磷酸键，在为细胞生命活动供能时β键更容易断裂 ，D错误；
故答案为：C
【分析】ATP的结构
（1）ATP中文名称： 三磷酸腺苷，是细胞内的一种高能磷酸化合物。
（2）ATP的结构简式： A—P～P～P ，其中“A”代表腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，“T”代表三，“P”代表磷酸基团 ，“—”代表普通磷酸键 ，“～”代表高能磷酸键 。
一个ATP分子中有1个A， 2个高能磷酸键，3个磷酸基团。
（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫ADP(二磷酸腺苷) ；ATP去掉2个磷酸基团后叫AMP(一磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸) ，是组RNA 的基本单位之一。
（4）ATP的组成元素： C、H、O、N、P 。
（5）特点：ATP在细胞中含量少 ，化学性质不稳定， 远离A的高能磷酸键容易水解。

7．（2022高一下·玉溪月考）ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是（　　）

A．在主动运输过程中，细胞内乙的含量会明显增加
B．丙中不含磷酸键，是 DNA 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．甲→乙和乙→丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同
【答案】C
【知识点】酶的特性；ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、细胞中ATP含量少，但与ADP的转化速率快，所以不会产生大量的乙，A错误；
B、丙中含有磷酸键，不含特殊的化学键，是RNA基本组成单位之一，B错误；
C、丁是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊是磷酸，可与ADP合成甲（ATP），C正确；
D、酶具有专一性，不同反应的酶不同，D错误。
故答案为：C。

【分析】1、ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。
2、酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
8．（2022高一下·哈尔滨开学考）ATP是细胞生命活动的能量“通货”。下列叙述错误的是（　　）
A．糖类、脂肪等有机物中储存了大量ATP
B．ATP可以为RNA合成提供原料和能量
C．ATP-ADP循环速率会随细胞代谢强度变化而改变
D．ATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成
【答案】A
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、糖类、脂肪等有机物中不储存ATP，氧化分解时可产生ATP，A错误；
B、ATP是细胞内生命活动的直接能源物质，由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成，可以为细胞内RNA的合成提供原料及能量，B正确；
C、ATP在细胞内含量较少，ATP-ADP循环速率会随细胞代谢强度变化而改变，C正确；
D、ATP的合成与分解分别由ATP合成酶、ATP水解酶催化完成，D正确。
故答案为：A。

【分析】（1）ATP 的结构：ATP 的中文名是腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）；其构成是（腺嘌呤—核糖）—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团；简式为 A－P～P～P。其中 A 代表腺苷；“～”为高能磷酸键。
（2）ATP 是生命活动的直接能源物质， ATP在生物体内含量很少，能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与 ADP循环转变，且十分迅速。
（3）ATP 与 ADP 的相互转化
ATP ⇌酶ADP+Pi+能量
向右：表示 ATP 水解，所需酶为水解酶，所释放的能量用于各种生命活动所需。
向左：表示 ATP 合成，所需酶为合成酶，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量（在人和动
物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）。
9．（2021高一上·长春期末）ATP 是细胞的能量“通货”。下列有关 ATP 叙述正确的（　　）
A．ATP中的A代表腺嘌呤
B．ATP中的T代表胸腺嘧啶
C．ATP的结构简式可表示为 A-P～P～P
D．ATP 中靠近 A 的特殊化学键很不稳定
【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点
【解析】【解答】A.ATP中的A代表腺苷，包括腺嘌呤和核糖，A错误；
B.ATP中的T代表3个，指有3个磷酸基团，B错误；
C.ATP分子中有两个高能磷酸键和一个普通磷酸键，因此结构简式为A-P~P~P，C正确；
DATP中远离A的特殊化学键很不稳定，高能磷酸键更易水解释放大量能量，D错误。
故答案为：C。
【分析】ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，其结构简式为 A-P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表高能磷酸键，水解时远离A的磷酸键易断裂，释放大量的能量，供给各项生命活动，所以ATP是新陈代谢所需能量的直接来源.
10．（2021高一上·农安期末）下列有关酶与ATP的叙述正确的是（　　）
A．酶作用原理与无机催化剂不同，酶是降低了化学反应的活化能
B．随着温度的升高，酶的最适温度一般呈先升高后降低的趋势
C．细胞内的许多吸能反应与ATP的水解相联系，许多放能反应与ATP的合成相联系
D．ATP的水解与合成需要酶，而酶的合成不需要ATP
【答案】C
【知识点】酶促反应的原理；ATP的相关综合
【解析】【解答】A.酶作用原理与无机催化剂相同，都是降低了化学反应的活化能，A不符合题意；
B.酶的最适温度不会随着温度的改变而改变，B不符合题意；
C.细胞内的许多吸能反应与ATP的水解相联系，许多放能反应与ATP的合成相联系，C符合题意；
D.ATP的水解与合成需要酶，而酶的合成也需要ATP，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】1.无机催化剂和酶能促进过氧化氢分解是降低了反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
2.酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。
3.许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
11．（2022·浙江选考）下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(　　)
A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
【答案】D
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成，A错误；
B、分子中磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键，B错误；
C、酶具有专一性，在水解酶的作用下不断地水解，在合成酶的作用下不断的合成，C错误；
D、细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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，D正确。
故答案为：D。
【分析】ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
12．（2021高一上·辽宁期末）下列对ATP的叙述，正确的是（　　）
A．ATP中的能量可以来源于光能、热能，也可以转化为光能、热能
B．ATP中的特殊化学键都水解后所得的产物是RNA的基本单位之一
C．ATP的水解主要是靠近A的特殊化学键水解断裂
D．ATP与ADP分子量不同，化学元素组成也不同
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP中的能量在植物中可以来自光合作用中的光能和呼吸作用中的化学能，合成的ATP可以转化为光能和热能，A错误；
B、ATP中的特殊化学键都水解后所得的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，其是RNA的基本单位之一，B正确；
C、ATP的水解主要是远离A的特殊化学键水解断裂，C错误；
D、ATP与ADP分子量不同，化学元素组成相同，均为C、H、O、N、P，D错误。
故答案为：B。

【分析】ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP的结构简式是A-P～P～P，其中的“A”代表腺苷（由1分子核糖和1分子腺嘌呤组成），“～”代表高能磷酸键，“-”代表普通化学键。ATP在细胞内数量并不很多，可以和ADP迅速转化形成．人和动物体内产生ATP的生理过程只有呼吸作用，高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用和细胞呼吸，ATP中的能量可用于各种生命活动，可以转变为光能、化学能等，但形成ATP的能量来自于呼吸作用释放的能量或植物的光合作用。
13．（2021高一上·双鸭山期末）在萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在ATP和荧光素酶的作用下荧光素与氧发生化学反应，发出荧光。下列有关说法正确的是（　　）
A．ATP是由磷酸、脱氧核糖和腺嘌呤等单体组成的大分子化合物
B．萤火虫发光细胞中ADP转化为ATP所需能量来自细胞的呼吸作用
C．ATP和荧光素酶均可为荧光素与氧发生的化学反应提供能量
D．ATP的水解反应往往与放能反应相关联
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP是由磷酸、核糖和腺嘌呤组成的小分子物质，A错误；
B、萤火虫发光细胞能通过呼吸作用作用产生ATP，在ATP和荧光素酶的作用下发光细胞中的荧光素与氧发生化学反应，发出荧光。因此萤火虫发光所需要的ATP都来自发光细胞的呼吸作用，B正确；
C、ATP可为荧光素与氧发生的化学反应提供能量，而荧光素酶的作用是降低了此化学反应的活化能，不能提供能量，C错误；
D、ATP的水解反应会释放能量，往往与吸能反应相关联，D错误。
故答案为：B。

【分析】ATP：
（1）组成元素：C、H、O、N、P。
（2）分子结构：一分子ATP由一分子腺苷、三分子磷酸基团和两个高能磷酸键组成。腺苷由腺嘌呤和核糖组成。
（3）主要功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（4）蛋白质的结构等许多吸能反应与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量；葡萄糖氧化分解等许多放能反应与ATP合成反应相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。 合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体等；分解ATP的场所是生物体内的需能部位。
14．（2021高一上·龙江期末）ATP是驱动细胞生命活动主要的直接能源物质。下列相关叙述正确的是（　　）
A．ATP合成所需的能量由磷酸提供，ATP水解放出的能量同样可以用来重新合成ATP
B．生物体内ATP中的能量既可以转化为热能和化学能，也可以来源于光能和化学能
C．细胞内的许多吸能反应一般与ATP的合成有关，许多放能反应一般与ATP的水解有关
D．一个ATP分子由一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成，含有两个特殊的化学键
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP合成所需的能量由光能转化或有机物分解提供，即来源于光合作用和呼吸作用。ATP水解放出的能量一般用于吸能反应，A错误；
B、ATP是直接能源物质，在生物体内ATP中的能量既可以转化为热能和化学能，也可以来源于光能和化学能，B正确；
C、细胞内的许多吸能反应一般与ATP的水解有关，许多放能反应一般与ATP的合成有关，C错误；
D、一个ATP分子由一个腺苷和三个磷酸基团组成，含有两个特殊的化学键，D错误。
故答案为：B。

【分析】ATP：
（1）组成元素：C、H、O、N、P。
（2）分子结构：一分子ATP由一分子腺苷、三分子磷酸基团和两个高能磷酸键组成。腺苷由腺嘌呤和核糖组成。
（3）主要功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（4）蛋白质的结构等许多吸能反应与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量；葡萄糖氧化分解等许多放能反应与ATP合成反应相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。 合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体等；分解ATP的场所是生物体内的需能部位。
15．（2021高一上·牡丹江期末）中国知名极限马拉松运动员陈盆滨在南极100公里极限马拉松勇夺冠军，成为史上首位赢得国际极限马拉松的中国人。在比赛过程中为他直接提供能量的物质是（　　）
A．ATP B．葡萄糖 C．肝糖原 D．脂肪
【答案】A
【知识点】ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，A正确；
B、葡萄糖是主要的能源物质，B错误；
C、肝糖原是动物细胞内的储能物质，C错误；
D、脂肪是良好的储能物质，D错误。
故答案为：A。

【分析】有关能源物质的归纳
1.能源物质：糖类、脂肪、蛋白质
2.主要的能源物质：糖类
3.细胞生命活动所需要的主要能源物质：葡萄糖
4.储能物质：淀粉、脂肪、糖原
5.动物细胞中的储能物质：脂肪、糖原
6.植物细胞中的储能物质：淀粉（主要）、脂肪
7.主要的储能物质：脂肪
8.细胞生命活动的直接能源物质：ATP
9.最终能量 太阳光
10.三大能源物质供能次序：糖类→脂肪→蛋白质
11.C、H比例高，彻底氧化释放出更多能量
16．（2021高一上·哈尔滨期末）GTP具有与ATP类似的结构，二者的差异只是碱基不同。下列有关ATP和GTP的叙述，错误的是（　　）
A．ATP和GTP分子中都含有两个高能磷酸键
B．GTP分子的结构式可以简写成G-P~P~P
C．GTP中所含有的碱基为鸟嘌呤，GTP也能作直接能源
D．GTP中高能磷酸键全部水解后的产物能作为合成DNA分子的原料
【答案】D
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、由分析可知：ATP和GTP分子中都含有两个高能磷酸键，A正确；
B、ATP的结构式可简写成A-P～P～P，GTP具有与ATP类似的结构，故GTP分子的结构式可以简写成G-P~P-P，B正确；
C、ATP中的碱基为腺嘌呤，故据此推测GTP中所含有的碱基为鸟嘌呤，GTP含有高能磷酸键，故也能作为直接的能源物质，C正确；
D、GTP中高能磷酸键全部水解后的产物为鸟嘌呤核糖核苷酸，能作为合成RNA分子的原料，D错误。
故答案为：D。

【分析】ATP：①元素组成：C、H、O、N、P。
②化学组成：1分子腺苷和3分子磷酸基团。
③结构简式：A-P~P~P。其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基，“~”代表高能磷酸键。一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团
17．（2021高一上·大庆期末）关于ATP的叙述，错误的是（　　）
A．可为葡萄糖合成麦芽糖提供能量
B．细胞内的放能反应一般与ATP合成反应相联系
C．绿色植物叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
D．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，使这些分子的空间结构发生改变，活性也被改变
【答案】C
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、葡萄糖合成麦芽糖为需能反应，ATP可为该反应提供能量，A正确；
B、细胞中的吸能反应一般与ATP的水解反应相联，放能反应一般与ATP的合成反应相联系，B正确；
C、绿色植物叶肉细胞产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体，C错误；
D、ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，使载体蛋白磷酸化，从而使其结构发生变化，活性也被改变，D正确。
故答案为：C。

【分析】细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所
常见的生理过程
细胞膜
消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质
产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体
产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体
产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体
消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核
消耗ATP：DNA复制、转录等
18．（2022高一上·辽宁期末）下列关于ATP与ADP相互转化的叙述正确的是（　　）
A．ATP与ADP相互转化是一种可逆反应
B．ADP转化为ATP所需能量可以是有机物氧化分解释放的能量，也可以来自光能和热能
C．正常细胞中，ATP与ADP相互转化时刻发生且处于动态平衡中
D．细胞中许多吸能反应与ATP的合成相联系
【答案】C
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、ATP与ADP相互转化不是可逆反应，A错误；
B、热能不能用于ATP形成，B错误；
C、正常细胞中，ATP含量不高，所以ATP与ADP相互转化时刻发生，并且处于动态平衡中，C正确；
D、细胞中许多吸能反应与ATP的水解相伴而行，放能反应和ATP的合成相联系，D错误。
故答案为：C。

【分析】 ATP与ADP的相互转化 ：

（1）向右：表示ATP水解，所需酶为水解酶，所释放的能量用于各种生命活动所需。向左：表示ATP合成，所需酶为合成酶，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量（在人和动物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）。
（2）ATP在生物体内含量很少，能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速
19．（2022高一上·沈阳期末）ATP是细胞的能量“货币”，下图为ATP与ADP相互转化示意图，下列有关叙述错误的是（　　）

A．ATP的分子结构可以简写成A一P～P～P。其中的A表示腺嘌呤
B．活细胞中的ATP与ADP可以发生相互转化并处于动态平衡中
C．①的能量可以来源于光能和化学能，②中的能量也可以转化成光能和化学能
D．ATP和ADP相互转化的能量供应机制，可以体现生物界的统一性
【答案】A
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP的结构简式是A-P～P～P，A表示腺苷，A错误；
B、活细胞中，ATP和ADP可以相互转化，处于动态平衡中，B正确；
C、①用于ATP的合成，可以来自于光能和化学能，②ATP水解释放的能量，可以转化为光能和化学能，C正确；
D、ATP是生物体内直接的能源物质，细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制，可以体现生物界的统一性，D正确。
故答案为：A。

【分析】 （1）ATP的结构及功能
① ATP的结构ATP的中文名是腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）；其构成是（腺嘌呤—核糖）—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团；简式为A－P～P～P。其中A代表腺苷；“～”为高能磷酸键，高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54KJ/mol。
② ATP的功能ATP是生命活动的直接能源物质。
（2）ATP与ADP的相互转化

①向右：表示ATP水解，所需酶为水解酶，所释放的能量用于各种生命活动所需。向左：表示ATP合成，所需酶为合成酶，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量（在人和动物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）。
②ATP在生物体内含量很少，能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速
20．（2021高一上·丹东期末）天宫二号与神舟十一号飞船成功对接，宇航员在轨完成“太空养蚕”。如图表示太空蚕——“秋丰白玉”体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法正确的是（　　）

A．ATP水解时，图中所示的化学键③④最易断裂
B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能
C．细胞中的吸能反应一般与ATP合成的反应相联系
D．乳酸菌细胞中不会发生图中ATP与ADP间相互转化的能量供应机制
【答案】B
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、ATP分子水解时，远离腺苷的高能磷酸键即图中所示的化学键④最易断裂，A错误；
B、ATP中的能量可用于各种生命活动，可以转变为光能、化学能等，而形成ATP的能量来自于呼吸作用释放的能量（化学能）或植物的光合作用（光能），B正确；
C、细胞中的吸能反应一般与ATP的水解反应相联，放能反应一般与ATP的合成反应相联系，C错误；
D、细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性，D错误。
故答案为：B。

【分析】ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
二、综合题
21．（2022高一下·开平期中）下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中Ⅰ～Ⅴ为生理过程，a～h为物质名称，请回答：

（1）图中物质b和g分别是　 　和　 　。
（2）物质a分布在叶绿体的　 　，提取物质a可用的试剂是　 　。
（3）上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是　 　，ATP的结构简式是　 　，必须有氧气参与进行的过程是　 　。
【答案】（1）O2或者氧气；CO2或者二氧化碳
（2）类囊体薄膜；无水乙醇
（3）Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ；A-P~P~P；Ⅴ
【知识点】ATP的相关综合；光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】(1)图中物质b为水光解产生的氧气，g是参与暗反应的CO2。
(2)物质a是光合色素，分布在叶绿体的类囊体的薄膜上，用于吸收、传递和转化光能，在该结构上发生的能量变化是将光能转变ATP中活跃的化学能；提取物色素的原理是色素易溶于有机溶剂无水乙醇。
(3)能够产生ATP的过程有光反应，有氧呼吸三阶段，所以在上述Ⅰ～Ⅴ过程中，能够产生ATP的过程是Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、V；ATP名为三磷酸腺苷，其结构简式是A—P～P～P；在图中必须有氧气参与进行的是有氧呼吸第三阶段，即图中的V。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]（NADH）和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H] （NADH）和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H] （NADH）和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
3、ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
22．（2021高三上·汕头期末）绿叶海天牛生活在营养成分极少的浅水和盐沼中，刚从卵中孵化的幼虫无色，通过进食藻类转变为绿色，没有变色的个体幼龄时就会死亡。研究发现成体绿叶海天牛细胞核内有编码叶绿体蛋白质的基因，如能编码磷酸核酮糖激酶（参与催化C5的合成）的基因。
（1）藻类光合作用捕获光能的物质分布在叶绿体的　 　上,该物质主要捕获可见光中的　 　。
（2）在藻类叶肉细胞发育形成过程中,细胞核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基经转运后到　 　(填场所)组装，该细胞能产生ATP的场所有　 　。
（3）绿叶海天牛可以在年幼时吃一顿藻类大餐，此后余生只依靠阳光便不再进食。刚从卵中孵化的幼虫能否从亲代完整遗传这种特性？　 　（填“能”或者“否”）你做出判断依据是　 　。根据题干所给的信息推测：进食藻类后可能发生的改变是　 　。这对此类动物有何意义? 　 　
【答案】（1）类囊体膜；蓝紫光和红光
（2）叶绿体基质；细胞质基质、叶绿体、线粒体
（3）否；幼虫无色，通过进食藻类转变为绿色，没有变色的个体幼龄时死亡；捕获海藻并储存完整的叶绿体，将其余部分分解、丢弃；劫掠藻类的细胞核，吸收利用其中维护叶绿体的相关基因；营养成分极少的浅水和盐沼不太适合动物生存，成体海天牛由于获得光合作用能力而能在这种环境中生存。
【知识点】ATP的相关综合；叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）藻类光合作用捕获光能的物质分布在叶绿体的类囊体薄膜上，色素主语吸收红光和蓝紫光。
故答案为：类囊体膜； 蓝紫光和红光。
（2）在藻类叶肉细胞发育形成过程中,细胞核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基经转运后到叶绿体基质中进行组装发挥作用，叶肉细胞中呼吸作用和光合作用都可以合成ATP，故合成ATP的场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体。
故答案为：叶绿体基质；细胞质基质、叶绿体、线粒体。
（3）由题意可知，绿叶海天牛可以在年幼时吃一顿藻类大餐，此后余生只依靠阳光便不再进食。刚从卵中孵化的幼虫无色，通过进食藻类转变为绿色，没有变色的个体幼龄时就会死亡，则刚从卵中孵化的幼虫不能从亲代完整遗传这种特性。进食藻类后，幼虫捕获海藻并储存完整的叶绿体，将其余部分分解、丢弃；劫掠藻类的细胞核，吸收利用其中维护叶绿体的相关基因。通过这种生活方式，成体海天牛由于获得光合作用能力而能在营养成分极少的浅水和盐沼环境中生存。
故答案为：否；幼虫无色，通过进食藻类转变为绿色，没有变色的个体幼龄时死亡；捕获海藻并储存完整的叶绿体，将其余部分分解、丢弃；劫掠藻类的细胞核，吸收利用其中维护叶绿体的相关基因；营养成分极少的浅水和盐沼不太适合动物生存，成体海天牛由于获得光合作用能力而能在这种环境中生存。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。