备考2024届高考生物一轮复习分层练习第三章细胞代谢课时2ATP的结构和功能

这是一份备考2024届高考生物一轮复习分层练习第三章细胞代谢课时2ATP的结构和功能，共6页。试卷主要包含了每个细菌内的ATP含量基本相同等内容，欢迎下载使用。
1.[2024衡水一调]ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述，错误的是（B ）
A.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP
B.ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质
C.ATP是生物体生命活动的直接能源物质，但在细胞内含量很少
D.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
解析 ATP是生命活动的直接能源物质，人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP，A正确。ATP中的“A”是指腺苷；DNA、RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤，它们不是同一物质，B错误。ATP是生物体生命活动的直接能源物质，但在细胞内含量很少，C正确。植物进行光合作用，将光能转化为ATP中的化学能，呼吸作用将有机物中的化学能转化为ATP中的能量；萤火虫发光过程中ATP中的能量转化为光能，ATP中的能量可以用于氨基酸脱水缩合形成蛋白质，该过程中ATP中的能量转化为化学能；故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，D正确。
2.[2024河南TOP二十名校联考]生命活动如果没有酶则没有活力，没有ATP则没有动力。下列关于酶和ATP的叙述，正确的是（C ）
A.产生ATP的过程一定需要酶，消耗能量的过程也一定需要酶
B.酶和ATP的结构和功能不同，所以它们的元素组成也不可能相同
C.人体中的酶和ATP均产生于细胞内，但产生的具体场所不同
D.无氧呼吸的每个阶段都需要酶，且都有ATP产生
解析 产生ATP的过程需要ATP合成酶的催化，消耗能量的过程不一定需要酶参与，例如在协同转运过程中，一种物质主动运输需要消耗的能量为另一物质浓度梯度产生，此过程不需要酶参与，A错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，RNA的组成元素是C、H、O、N、P，ATP的组成元素也是C、H、O、N、P，B错误；人体中酶的化学本质为蛋白质或RNA，主要在核糖体或细胞核中合成，ATP的产生场所为细胞质基质和线粒体，C正确；无氧呼吸的两个阶段都需要酶参与，但只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP，D错误。
3.如图为ATP分子的结构式，ATP分子的结构简写式为A—P～P～P。下列说法错误的是（D ）
A.吸能反应和放能反应常与⑤的断裂和形成相关联
B.ATP结构简写式中的A对应图中的①和②，表示腺苷
C.④⑤中都含有一定的化学能
D.叶肉细胞中产生的ATP只能用于暗反应
解析 ATP是联系吸能反应和放能反应的纽带，伴随着远离腺苷的特殊的化学键⑤的断裂和形成，A正确；ATP结构简写式中的A由腺嘌呤①和核糖②组成，表示腺苷，B正确；ATP中特殊的化学键④⑤中都有一定的化学能，C正确；叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸都能产生ATP，叶绿体中光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应阶段，细胞呼吸产生的ATP可以用于各项生命活动，D错误。
4.[2023石家庄模拟]生命活动的顺利进行与ATP和ADP的循环有关，该循环如图所示，下列有关叙述正确的是（C ）
A.能量守恒定律说明能量①就是能量②
B.ATP中含有三个特殊化学键，连接三个磷酸基团
C.能量②来自ATP的水解，用于细胞内耗能的生命活动
D.ATP和ADP在细胞中含量很高以满足生命活动的需求
解析 能量①来自光能和有机物氧化分解释放的化学能等，能量②来自ATP中较高的转移势能，即能量①和能量②不同，A错误；ATP中含有两个特殊化学键，B错误；能量②来自ATP的水解，用于细胞内耗能的生命活动，C正确；ATP和ADP在细胞中含量很少，但可通过快速转化来满足机体对能量的需求，D错误。
5.每个细菌内的ATP含量基本相同。可利用如图所示原理来检测样品中细菌的数量。下列相关叙述错误的是（B ）
荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋AMP＋PPi＋H2O＋荧光
A.检测前需要破坏细胞膜以释放ATP
B.检测试剂中应含有荧光素酶和ATP
C.ATP水解释放的能量部分转化成光能
D.荧光强度与样品中细菌数量呈正相关
解析 据题意可知，荧光素在荧光素酶、ATP等物质的参与下，通过化学反应发出荧光。已知每个细菌内的ATP含量基本相同，故可根据检测的荧光强度来推测细菌的数量。ATP是细胞的直接能源物质，存在于细胞内，故检测前需要破坏细胞膜以释放ATP，A正确；检测试剂中应含有荧光素酶和荧光素等，而ATP应全部来自待检测样品中的细菌，B错误；由反应原理可知，在荧光素酶的催化作用下，ATP水解释放能量使荧光素与O2反应形成氧化荧光素并发出荧光，ATP水解释放的能量部分转化成光能，C正确；据题意可知，每个细菌内的ATP含量基本相同，则测得的荧光强度与样品中细菌数量呈正相关，D正确。
6.[2024潍坊五县联考]一些蛋白质平时处于失活状态，必须被激酶磷酸化之后才可以发挥活性；而有些正好相反，这些蛋白磷酸化时是失活的，必须经过磷酸酶去磷酸化才可以激活。据图分析，下列说法错误的是（C ）
A.磷酸化过程结合了ATP水解释放的磷酸基团
B.磷酸化过程吸收ATP分解释放的能量
C.去磷酸化过程释放能量，并用于ATP的合成
D.蛋白质的空间结构在磷酸化和去磷酸化过程中均发生变化
解析 分析图示可以看出，蛋白质在蛋白激酶的作用下发生磷酸化需要ATP供能，且磷酸化过程结合了ATP水解产生的磷酸基团，A、B正确；去磷酸化过程并不会释放能量，C错误；蛋白质在磷酸化和去磷酸化过程中功能发生了改变，所以蛋白质的空间结构发生了改变，D正确。
一、选择题
7.[2024河南部分学校联考]ATP（腺苷三磷酸）是细胞内流通的能量“货币”，是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列相关叙述错误的是（B ）
A.ATP含有三个磷酸基团，相邻磷酸基团之间的化学键不稳定，末端磷酸基团易脱离
B.ADP吸收能量与Pi结合形成ATP，能量只来源于光能和有机物氧化分解两个方面
C.细胞通过主动运输吸收Ca2＋时，ATP水解释放的磷酸基团与Ca2＋载体蛋白结合，使其空间结构发生变化
D.ATP转化为ADP的供能机制是所有生物细胞内共有途径，体现了生物界的统一性
解析 ATP含有三个磷酸基团，两个特殊的化学键，由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能，A正确；在酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，形成ATP，能为ATP合成提供能量的生理活动有光合作用、细胞呼吸和化能合成作用，B错误；细胞通过主动运输吸收Ca2＋时，ATP水解释放的磷酸基团与Ca2＋载体蛋白结合，使其空间结构发生变化，进而运输Ca2＋，C正确；ATP转化为ADP的供能机制是所有生物细胞内共有途径，这种共同点体现了生物界的统一性，D正确。
8.[2024天津耀华中学模拟]图甲表示细胞中ATP反应链，图中a、b、c代表酶，A、B、C代表化合物；图乙表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是（C ）
A.甲中B有2个特殊化学键，C为腺嘌呤核糖核苷酸
B.神经细胞吸收K＋时，a催化的反应加速，c催化的反应被抑制
C.研究酶活性与温度关系时，不可以选择H2O2和过氧化氢酶为实验材料
D.乙中温度为m、n时酶活性较低，因此酶活性最高的最适温度最利于酶的保存
解析 图甲中的B为ADP，含有1个特殊化学键，C为脱掉两个磷酸基团后的腺嘌呤核糖核苷酸，A错误；神经细胞吸收K＋的方式是主动运输，消耗ATP，因此神经细胞吸收K＋时，a催化的ATP水解反应加速，由于细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，所以c催化的ATP合成反应也加速，B错误；研究酶活性与温度关系时，自变量是温度，加热会加快H2O2的分解，对实验结果产生干扰，因此不能选择H2O2和过氧化氢酶为实验材料，C正确；低温时酶的空间结构保持稳定，酶的活性虽然低，但在适宜的温度下酶的活性可以升高，高温会破坏酶的空间结构，因此，酶适宜在低温下保存，D错误。
9.[2023贵阳模拟]研究人员用32P标记dATP（脱氧三磷酸腺苷）进行相关研究，用α、β和γ表示dATP三个磷酸基团所处的位置，表示为dA—Pα～Pβ～Pγ。下列叙述错误的是（B ）
A.与ATP相比，dATP分子中特殊的化学物质是脱氧核糖
B.细胞中组成dATP、RNA和DNA的元素不完全相同
C.dATP具有特殊化学键，可为细胞的某些反应提供能量
D.可用被32P标记的dA—32Pα～Pβ～Pγ标记DNA分子
解析 ATP中的五碳糖是核糖，dATP中的五碳糖是脱氧核糖，因此与ATP相比，dATP分子中特殊的化学物质是脱氧核糖，A正确；组成dATP、RNA和DNA的元素均是C、H、O、N、P，B错误；dA—Pα～Pβ～Pγ中含有2个特殊化学键，其水解可为细胞的某些反应提供能量，C正确；dA—Pα～Pβ～Pγ去掉2个特殊化学键，即脱去β、γ位的磷酸基团后，剩余部分是构成DNA的基本单位之一，因此将dATP的α位磷酸基团标记为32P可用于标记DNA分子，D正确。
10.[2023合肥调研]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（A—P～P～P）。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和ADP的含量，结果如表所示。根据实验结果判断，下列有关分析正确的是（C ）
A.对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化
B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成
C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定
D.实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的化学键
解析 肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后ATP和ADP含量没有变化，但有ATP和ADP的相互转化，A错误；实验组肌肉收缩后ATP含量下降，说明有ATP的水解，但根据数据无法判断有无ATP的合成，B错误；磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下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，C正确；实验组数据中没有AMP的含量变化，故不能表明部分生命活动利用了靠近A的化学键，D错误。
二、非选择题
11.[10分]细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性。在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质。
（1）ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分的中文全称是 腺嘌呤核糖核苷酸 。
（2）在校运动会上，某同学参加100m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图所示，请回答下列问题：
Ⅰ.由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明 ATP的合成和水解是同时进行的 。
Ⅱ.某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，证明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的 ATP 耗尽之后，才能进行实验。
②在实验方案上，采取自身前后对照的方法，先滴加 葡萄糖溶液 （填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”），观察 肌肉收缩 是否发生，再滴加 ATP溶液 （填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”）。
③如果将上述顺序颠倒一下，则实验结果 不可靠 （填“可靠”或“不可靠”），请解释其原因： 如果滴加的外源ATP尚未耗尽，滴加葡萄糖溶液，肌肉也会出现收缩 。
解析 （1）ATP分子去掉两个磷酸基团后的剩余部分是一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基（腺嘌呤）组成的化合物，即腺嘌呤核糖核苷酸。（2）Ⅰ.ATP是直接能源物质，在剧烈运动时可用于肌肉收缩等生命活动，ATP在细胞内含量少，但可与ADP快速相互转化。由于ATP的合成和分解是同时进行的，所以由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零。Ⅱ.由于实验的目的是证明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源，所以实验时应以是否提供ATP为自变量，实验前必须要耗尽肌肉自身的ATP，同时要注意实验步骤的先后顺序，否则会影响实验结果的准确性。磷酸腺苷
对照组（10－6ml·g－1）
实验组（10－6ml·g－1）
收缩前
收缩后
收缩前
收缩后
ATP
1.30
1.30
1.30
0.75
ADP
0.60
0.60
0.60
0.95