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5.2 细胞的能量“货币”ATP
1.通过对ATP化学组成和结构特点的学习，认同ATP的结构与其功能相适应。
2.通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建，能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义。
3.通过对生活实例的讨论、分析，能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因。
知识点01 ATP是一种高能化合物
ATP是腺苷三磷酸的英文名 ( http: / / www.21cnjy.com )称缩写。ATP分子的结构 可以简写成A—P P P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团， 代表一种特殊的化学键。由于末端的磷酸基团具有较高的转移势能，当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。21教育网21教育网
知识点02 ATP和ADP的相互转化
ATP与ADP相互转化的意义 对细胞的正常生活来说，这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。保证细胞的能量供应。
能量来源或去路 Pi的去路或来源
绿色植物用于合成ATP的能量来自光能和来自呼吸作用释放的能量，动物、人、真菌和大多数细菌呼吸作用释放的能量。与许多放能反应相联系。 转移给其他分子或成为游离的磷酸
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。与许多放能反应相联系。 细胞内的磷酸（Pi）
知识点03 ATP的利用
1.ATP水解释放的能量可用 ( http: / / www.21cnjy.com )于大脑思考、生物发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩等。ATP水解释放的能量使蛋白质分子磷酸化，蛋白质空间结构发生变化，活性改变，从而参与各种化学反应。21*cnjy*com21cnjy.com
2.吸能反应一般与ATP的水解相联系，需要ATP水解酶的催化，同时也消耗水；放能反应一般与ATP的合成相联系。21·cn·jy·com
考法01 ATP的化学结构
ATP的化学结构
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）腺嘌呤含C、H、O、N，核糖含C、H、O，磷酸基团含H、O、P，故ATP元素组成为C、H、O、N、P五种元素。www.21-cn-jy.com
（2）ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，一分子ATP由一个腺苷（一分子腺嘌呤，一分子核糖），三个磷酸基团组成。【来源：21·世纪·教育·网】
（3）ATP的分子结构简式为A—P～P～P，特殊化学键键只存在于磷酸基与磷酸基之间，腺苷与磷酸基之间为普通化学键。21·世纪*教育网
（4）离“A”腺苷最远端的特殊化学键更活跃，最容易断裂释放出能量，也最容易重新形成而储存能量。
【典例1】ATP被喻为生物体的“能量货币 ( http: / / www.21cnjy.com )”，为生命活动直接提供能量。下图是ATP的结构示意图，下列叙述正确的是（ ）2-1-c-n-j-y2-1-c-n-j-y
( http: / / www.21cnjy.com )
A．①表示腺苷 B．②表示脱氧核糖
C．③易发生断裂和再生 D．④是一种特殊的化学键
【答案】D
【解析】①表示腺嘌呤，A错误；②表示核 ( http: / / www.21cnjy.com )糖，B错误；③是普通化学键，不易发生断裂和再生， C错误；④是一种特殊的化学键，易发生断裂和再生，D正确。
考法02 ATP和ADP的相互转换
ATP和ADP的相互转化
( http: / / www.21cnjy.com )
【特别提醒】
①ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从 ( http: / / www.21cnjy.com )而使细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。②ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用，它们不是可逆反应。【来源：21·世纪·教育·网】21*cnjy*com
③ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也消耗水。
④ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质，不能将二者等同起来。
⑤生命活动需要消耗大量能 ( http: / / www.21cnjy.com )量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。
⑥吸能反应一般与ATP的水解反应 ( http: / / www.21cnjy.com )相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。【来源：21cnj*y.co*m】【来源：21cnj*y.co*m】
【典例2】如图是ATP和ADP相互转化的过程，下列叙述不正确的是（ ）
A．图中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量
B．反应式中，物质可逆，能量不可逆
C．ATP中的“A”与RNA中的碱基A含义相同
D．ATP中的能量较活跃，易于释放
【答案】C
【解析】根据以上分析已知，图中D代表AD ( http: / / www.21cnjy.com )P，T代表ATP，E代表能量，A正确；该反应式是ATP与ATP的相互转化，其中物质是可逆的，而能量是不可逆的，B正确；ATP中的“A”代表腺苷，而RNA中的碱基A代表腺嘌呤，C错误；ATP是直接能源物质，其中高能磷酸键中含有的能量较为活跃，很容易释放，D正确。21cnjy.com2·1·c·n·j·y
考法03 不同物质结构中“A”的含义
①四个图中的共同点是化学元素组成相同，均为C、H、O、N、P，且都含有一个腺嘌呤含氮碱基。
②四个图中“A”的含义是不同的：ATP中的“ ( http: / / www.21cnjy.com )A”为腺苷，DNA中的“A”为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，RNA中的“A”为腺嘌呤核糖核苷酸，而核苷酸中的“A”仅为含氮碱基腺嘌呤。
③在A—P～P～P中去掉后面两个磷酸基，余下的部分“A—P”即为组成RNA的四种基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。21世纪21世纪教育网有www-2-1-cnjy-com
【典例3】在下列六种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．①和② B．①和③ C．③和④ D．⑤和⑥
【答案】D
【解析】图中“○”的含义分别 ( http: / / www.21cnjy.com )是：①表示腺嘌呤核糖核苷酸、②表示碱基腺嘌呤、③表示腺嘌呤脱氧核苷酸、④表示腺嘌呤核糖核苷酸、⑤表示腺苷、⑥表示腺苷。“○”中所对应的含义最接近的是①和④、⑤和⑥。【版权所有：21教育】【出处：21教育名师】
题组A 基础过关练
1.肌细胞收缩所需要的能量直接来自（ ）
A．肌糖原水解为葡萄糖 B．葡萄糖氧化分解
C．葡萄糖合成肌糖原 D．ATP的高能磷酸键断裂
2．人体细胞内能发生ATP向ADP转化的细胞器是（ ）
A．核糖体 B．内质网 C．高尔基体 D．以上都可以
3.海洋中的鮟鱇鱼有发光现象，其光能由( )
A．电能转变而来
B．ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来
C．热能转变而来
D．有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来
4.下列关于ATP分子的叙述错误的是( )
A．ATP中含有一个核糖和一个含氮碱基
B．ATP脱去所有高能磷酸键后就是ADP
C．ATP中的两个高能磷酸键储存有大量能量
D．ATP断裂了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的基本原料
5.下列关于ATP的叙述不正确的是( )
A．动物细胞中合成ATP所需的能量来自糖类等能源物质中的化学能
B．植物细胞中合成ATP所需的能量全部来自光反应固定的太阳能
C．温度的突然变化会影响ATP与ADP相互转化的速率
D．细胞呼吸过程产生的ATP是供应细胞生命活动的直接能源
6.如图①②代表物质M、N间的相互转化过程，则( )
A．萤火虫体内的能量c可来源于光能
B．吸能反应一般和物质M的合成相联系
C．能量d用于过程①时大部分以热能形式散失
D．M、N间的相互转化是生物界共有的能量供应机制
题组B 能力提升练
7.下列有关酶和ATP的叙述，错误的是（ ）
A．酶具有催化作用的原因是酶能为反应过程供能
B．氨基酸脱水缩合的过程能使ADP含量增加
C．高温、强酸强碱会破坏淀粉酶的空间结构导致失活
D．ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸组成
8．磷酸肌酸是一种高能磷酸 ( http: / / www.21cnjy.com )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，结果如下表所示，根据实验结果，下列有关分析正确的是（ ）21·世纪*教育网
磷酸腺苷 对照组/（10-6mol·g-1） 实验组/（10-6mol·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
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的磷酸键
9.在某细胞培养液中加入32 ( http: / / www.21cnjy.com )P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象不能说明( )
A．ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
B．部分32P标记的ATP是重新合成的
C．ATP是细胞内的直接能源物质
D．该过程中ATP既有合成又有分解
10.下图表示生物体内发生的两个化学反应,请判断下列相关说法中正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.ATP分子水解时,图中所示的化学键③④最易断裂
B.图中酶1和酶2的化学本质相同,但是二者的种类不同
C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系
D.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内
11.下图是三磷酸腺苷的分子结构。请据图回答下列问题：
（1）每1分子的ATP是由___ ( http: / / www.21cnjy.com )_______________组成的。ATP中的A表示____________。图中方框中的物质名称是____________。ATP的分子结构简式可以写成____________。
（2）把萤火虫的尾部组织取下，过一段 ( http: / / www.21cnjy.com )时间荧光就消失了。如果滴一滴ATP溶液，荧光将恢复，这说明萤火虫发出荧光所需能量是____________转化的，可以用反应式____________表示。21·cn·jy·com21世纪教育网版权所有
（3）当人体处于寒冷环境中时，骨骼肌会出现不自主的战栗，这时大量消耗的直接能源物质是( )
A．ATP B．肌糖原 C．磷酸 D．葡萄糖
12.科学家在研究钠通过细胞膜的运输 ( http: / / www.21cnjy.com )方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量变化如图所示，则：
（1）据图可知，加入某药物后，溶液中 ( http: / / www.21cnjy.com )24Na的量________；而加入ATP后，溶液中24Na的量________________。21世纪教育网21-cn-jy.com【版权所有：21教育】
（2）由此可见，神经纤维排出24Na需 ( http: / / www.21cnjy.com )要消耗________，通过细胞膜的方式是______________________。www-2-1-cnjy-com21教育名师原创作品
（3）某药物的作用机理是_______________________________________。
（4）若将图中纵坐标改为“ ( http: / / www.21cnjy.com )细胞中24Na的量”，请画出相应的曲线以表示细胞中24Na量的变化(注入神经纤维中24Na的总量为2)。21*cnjy*com21*cnjy*com
题组C 培优拔尖练
13.（2022浙江卷）ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
14.（2022海南卷）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
15.核苷三磷酸(NTP)包括ATP、G ( http: / / www.21cnjy.com )TP、UTP、CTP等;脱氧核苷三磷酸(dNTP,d表示脱氧)包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。研究发现dNTP可作为DNA合成的原料。下列叙述正确的是( ) 2·1·c·n·j·y
A.dNTP和NTP的区别体现在五碳糖的种类不同
B.dNTP含有2个高能磷酸键,可为DNA复制提供能量
C.DNA复制时需dATP、dTTP含量越多,则DNA结构越稳定
D.真核细胞分裂时,胞内dNTP都进入细胞核内参与DNA的复制
16.(2021·全国Ⅰ卷,节选)在有关 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA分子的研究中,常用32P 来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题: 【出处：21教育名师】
(1)某种酶可以催化ATP的 ( http: / / www.21cnjy.com )一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把 32P 标记到DNA末端上,那么带有 32P的磷酸基团应在ATP的 (填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有 32P的dATP作 ( http: / / www.21cnjy.com )为DNA生物合成的原料,将 32P 标记到新合成的DNA分子上,则带有 32P的磷酸基团应在dATP的 (填“α”“β”或“γ”)位上。
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1.通过对ATP化学组成和结构特点的学习，认同ATP的结构与其功能相适应。
2.通过对ATP和ADP相互转化进行模型构建，能归纳、概述ATP形成所需能量的主要来源及意义。
3.通过对生活实例的讨论、分析，能解释“ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质”的原因。
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知识点01 ATP是一种高能化合物
ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构 可以简写成A—P P P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团， 代表一种特殊的化学键。由于末端的磷酸基团具有较高的转移势能，当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
知识点02 ATP和ADP的相互转化
ATP与ADP相互转化的意义 对细胞的正常生活来说，这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。保证细胞的能量供应。
能量来源或去路 Pi的去路或来源
绿色植物用于合成ATP的能量来自光能和来自呼吸作用释放的能量，动物、人、真菌和大多数细菌呼吸作用释放的能量。与许多放能反应相联系。 转移给其他分子或成为游离的磷酸
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。与许多放能反应相联系。 细胞内的磷酸（Pi）
知识点03 ATP的利用
1.ATP水解释放的能量可用于大脑思考、生物发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩等。ATP水解释放的能量使蛋白质分子磷酸化，蛋白质空间结构发生变化，活性改变，从而参与各种化学反应。
2.吸能反应一般与ATP的水解相联系，需要ATP水解酶的催化，同时也消耗水；放能反应一般与ATP的合成相联系。
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考法01 ATP的化学结构
ATP的化学结构
（1）腺嘌呤含C、H、O、N，核糖含C、H、O，磷酸基团含H、O、P，故ATP元素组成为C、H、O、N、P五种元素。
（2）ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，一分子ATP由一个腺苷（一分子腺嘌呤，一分子核糖），三个磷酸基团组成。
（3）ATP的分子结构简式为A—P～P～P，特殊化学键键只存在于磷酸基与磷酸基之间，腺苷与磷酸基之间为普通化学键。
（4）离“A”腺苷最远端的特殊化学键更活跃，最容易断裂释放出能量，也最容易重新形成而储存能量。
【典例1】ATP被喻为生物体的“能量货币”，为生命活动直接提供能量。下图是ATP的结构示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．①表示腺苷 B．②表示脱氧核糖
C．③易发生断裂和再生 D．④是一种特殊的化学键
【答案】D
【解析】①表示腺嘌呤，A错误；②表示核糖，B错误；③是普通化学键，不易发生断裂和再生， C错误；④是一种特殊的化学键，易发生断裂和再生，D正确。
考法02 ATP和ADP的相互转换
ATP和ADP的相互转化
【特别提醒】
①ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。②ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用，它们不是可逆反应。
③ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也消耗水。
④ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是一种与能量有关的物质，不能将二者等同起来。
⑤生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。
⑥吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
【典例2】如图是ATP和ADP相互转化的过程，下列叙述不正确的是（ ）
A．图中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量
B．反应式中，物质可逆，能量不可逆
C．ATP中的“A”与RNA中的碱基A含义相同
D．ATP中的能量较活跃，易于释放
【答案】C
【解析】根据以上分析已知，图中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量，A正确；该反应式是ATP与ATP的相互转化，其中物质是可逆的，而能量是不可逆的，B正确；ATP中的“A”代表腺苷，而RNA中的碱基A代表腺嘌呤，C错误；ATP是直接能源物质，其中高能磷酸键中含有的能量较为活跃，很容易释放，D正确。
考法03 不同物质结构中“A”的含义
①四个图中的共同点是化学元素组成相同，均为C、H、O、N、P，且都含有一个腺嘌呤含氮碱基。
②四个图中“A”的含义是不同的：ATP中的“A”为腺苷，DNA中的“A”为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，RNA中的“A”为腺嘌呤核糖核苷酸，而核苷酸中的“A”仅为含氮碱基腺嘌呤。
③在A—P～P～P中去掉后面两个磷酸基，余下的部分“A—P”即为组成RNA的四种基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
【典例3】在下列六种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是
A．①和② B．①和③ C．③和④ D．⑤和⑥
【答案】D
【解析】图中“○”的含义分别是：①表示腺嘌呤核糖核苷酸、②表示碱基腺嘌呤、③表示腺嘌呤脱氧核苷酸、④表示腺嘌呤核糖核苷酸、⑤表示腺苷、⑥表示腺苷。“○”中所对应的含义最接近的是①和④、⑤和⑥。
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分层提分
)
题组A 基础过关练
1.肌细胞收缩所需要的能量直接来自（ ）
A．肌糖原水解为葡萄糖 B．葡萄糖氧化分解
C．葡萄糖合成肌糖原 D．ATP的高能磷酸键断裂
【答案】D
【解析】ATP是细胞生命活动的直接能源物质，糖类等有机物中的能量先转移到ATP中，才能被细胞生命活动直接利用，因此肌细胞收缩所需要的能量直接来自ATP水解，D正确。
2．人体细胞内能发生ATP向ADP转化的细胞器是（ ）
A．核糖体 B．内质网 C．高尔基体 D．以上都可以
【答案】D
【解析】人体细胞内能发生ATP向ADP转化的过程，实际上就是消耗ATP（能量）的过程，核糖体合成蛋白质需要消耗能量，内质网合成有机物需要消耗能量，高尔基体分泌蛋白质、形成细胞壁都需要消耗能量。
3.海洋中的鮟鱇鱼有发光现象，其光能由( )
A．电能转变而来
B．ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来
C．热能转变而来
D．有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来
【答案】B
【解析】鮟鱇鱼发光的光能来自ATP水解为ADP时释放的能量。
4.下列关于ATP分子的叙述错误的是( )
A．ATP中含有一个核糖和一个含氮碱基
B．ATP脱去所有高能磷酸键后就是ADP
C．ATP中的两个高能磷酸键储存有大量能量
D．ATP断裂了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的基本原料
【答案】B
【解析】ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P P P,其中A代表腺苷，P代表磷酸基 团， 代表一种特殊的化学键。腺苷是由一分子核糖和一分子含氮碱基组成的，A正确；ATP脱去所有高能磷酸键后就是AMP，B不正确；ATP中的两个高能磷酸键储存有大量能量，C正确；ATP断裂了所有高能磷酸键后形成的AMP是合成核糖核酸的基本原料，D正确。
5.下列关于ATP的叙述不正确的是( )
A．动物细胞中合成ATP所需的能量来自糖类等能源物质中的化学能
B．植物细胞中合成ATP所需的能量全部来自光反应固定的太阳能
C．温度的突然变化会影响ATP与ADP相互转化的速率
D．细胞呼吸过程产生的ATP是供应细胞生命活动的直接能源
【答案】B
【解析】绿色植物合成ATP的能量来自光能和呼吸作用所释放的能量，B不正确。
6.如图①②代表物质M、N间的相互转化过程，则( )
A．萤火虫体内的能量c可来源于光能
B．吸能反应一般和物质M的合成相联系
C．能量d用于过程①时大部分以热能形式散失
D．M、N间的相互转化是生物界共有的能量供应机制
【答案】D
【解析】由图可知，M、N分别为ATP和ADP，①为ATP的合成过程，②为ATP的水解过程．ATP既是贮能物质，又是供能物质，因其中的高能磷酸键中储存有大量能量，水解时又释放出大量能量；ATP在活细胞中的含量很少，因ATP与ADP可迅速相互转化；细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，普遍存在于生物界中，是生物界的共性；吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。能量c为合成ATP的能量，萤火虫体内的c只能来源于呼吸作用释放的化学能，A不正确；吸能反应一般和M的水解相联系，B不正确；能量d用于各种生命活动，不用于过程①，C不正确；ATP和ADP间的相互转化是生物界共有的能量供应机制，D正确。
题组B 能力提升练
7.下列有关酶和ATP的叙述，错误的是（ ）
A．酶具有催化作用的原因是酶能为反应过程供能
B．氨基酸脱水缩合的过程能使ADP含量增加
C．高温、强酸强碱会破坏淀粉酶的空间结构导致失活
D．ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸组成
【答案】A
【解析】酶具有催化作用的原因是酶能降低反应活化能，A错误；氨基酸脱水缩合的过程消耗能量ATP，ATP水解会使ADP含量增加，B正确；高温、强酸强碱、重金属盐等都会破坏蛋白质的空间结构，C正确；ATP名为三磷酸腺苷，由腺苷（腺嘌呤、核糖）和磷酸组成，D正确。
8．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，结果如下表所示，根据实验结果，下列有关分析正确的是（ ）
磷酸腺苷 对照组/（10-6mol·g-1） 实验组/（10-6mol·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
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的磷酸键
【答案】C
【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的含量没有变化，故有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分解，但根据数据无法判断有无ATP合成，B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，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的磷酸键，D错误。
9.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象不能说明( )
A．ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
B．部分32P标记的ATP是重新合成的
C．ATP是细胞内的直接能源物质
D．该过程中ATP既有合成又有分解
【答案】C
【解析】短期内分离出细胞的ATP，部分末端磷酸基团已带上放射性标记，说明有新的ATP形成，但含量变化不大，说明ATP有分解，短期内既存在ATP的合成，也存在ATP的分解，其原因是ATP中远离A的磷酸基团容易脱落和结合。本实验不能证明ATP是细胞中的直接能源物质。
10.下图表示生物体内发生的两个化学反应,请判断下列相关说法中正确的是( )
A.ATP分子水解时,图中所示的化学键③④最易断裂
B.图中酶1和酶2的化学本质相同,但是二者的种类不同
C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系
D.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内
【答案】B
【解析】ATP分子水解时,图中所示的化学键④最易断裂,并释放出大量的能量;图中酶1和酶2的化学本质相同,都是蛋白质,但是二者的种类不同;细胞中的放能反应一般与ATP的合成反应相联系,吸能反应一般与ATP的水解反应相联系;ATP与ADP间相互转化的能量供应机制发生在一切细胞内。
11.下图是三磷酸腺苷的分子结构。请据图回答下列问题：
（1）每1分子的ATP是由__________________组成的。ATP中的A表示____________。图中方框中的物质名称是____________。ATP的分子结构简式可以写成____________。
（2）把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失了。如果滴一滴ATP溶液，荧光将恢复，这说明萤火虫发出荧光所需能量是____________转化的，可以用反应式____________表示。
（3）当人体处于寒冷环境中时，骨骼肌会出现不自主的战栗，这时大量消耗的直接能源物质是( )
A．ATP B．肌糖原 C．磷酸 D．葡萄糖
【答案】（1）1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸 腺苷 腺苷 A—P～P～P
（2）ATP中的化学能 ATPADP＋Pi＋能量
（3）A
12.科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量变化如图所示，则：
（1）据图可知，加入某药物后，溶液中24Na的量________；而加入ATP后，溶液中24Na的量________________。
（2）由此可见，神经纤维排出24Na需要消耗________，通过细胞膜的方式是______________________。
（3）某药物的作用机理是_______________________________________。
（4）若将图中纵坐标改为“细胞中24Na的量”，请画出相应的曲线以表示细胞中24Na量的变化(注入神经纤维中24Na的总量为2)。
【答案】（1）不变 增加
（2）ATP 主动运输
（3）抑制了ATP的合成(或阻碍了细胞呼吸)
（4）如图
【解析】分析曲线可知，纵坐标表示溶液中24Na的含量变化。由题干信息可知，向枪乌贼的神经纤维内注入24Na后，能在溶液中检测到24Na，说明神经纤维向外排放24Na，且加入某药物后，24Na停止排放，再加入ATP,24Na又恢复向外排放，一方面说明了24Na通过细胞膜需要消耗ATP，为主动运输，另一方面也可推断出某药物通过抑制ATP的合成从而阻断了24Na的外流。
题组C 培优拔尖练
13.（2018浙江卷）ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
【答案】C
【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP-ADP循环，使得细胞中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，B错误；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，C正确；ATP分子中含有2个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，D错误。
14.（2016海南卷）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
【答案】D
【解析】ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A项错误；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ADP生成增加，ATP生成减少，B项错误；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，C项错误；光下叶肉细胞的细胞质基质和线粒体进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP，D项正确。
15.核苷三磷酸(NTP)包括ATP、GTP、UTP、CTP等;脱氧核苷三磷酸(dNTP,d表示脱氧)包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。研究发现dNTP可作为DNA合成的原料。下列叙述正确的是( )
A.dNTP和NTP的区别体现在五碳糖的种类不同
B.dNTP含有2个高能磷酸键,可为DNA复制提供能量
C.DNA复制时需dATP、dTTP含量越多,则DNA结构越稳定
D.真核细胞分裂时,胞内dNTP都进入细胞核内参与DNA的复制
【答案】B
【解析】NTP和NTP的区别在于五碳糖种类不同和碱基种类不同;DNA复制时,dNTP需要脱去2个高能磷酸键释放能量,该能量可用于DNA复制;DNA复制时需dCTP、dGTP含量越多,则DNA结构越稳定;真核细胞进行分裂时,除核DNA进行复制外,细胞质DNA也有复制,胞内dNTP不可能全部进入细胞核中。
16.(2016·全国Ⅰ卷,节选)在有关DNA分子的研究中,常用32P 来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题:
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把 32P 标记到DNA末端上,那么带有 32P的磷酸基团应在ATP的 (填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有 32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将 32P 标记到新合成的DNA分子上,则带有 32P的磷酸基团应在dATP的 (填“α”“β”或“γ”)位上。
【答案】(1)γ (2)α
【解析】(1)ATP水解形成ADP时远离腺苷的高能磷酸键断裂,因此,ATP转移到DNA末端上的磷酸基团位于ATP的γ位上。(2)dATP断裂两个高能磷酸键后形成的dA—Pα为组成DNA分子的成分之一,因此,若将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。
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