高中生物学沪科版2019必修一同步练习4.3 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
一、单选题
1．（2022高二下·新郑期末）下列生理过程或化学反应一定不在细胞器中发生的是（ ）
A．细胞中ADP转化形成ATP B．染色体中DNA的复制
C．蓝藻细胞中肽键的形成 D．载体蛋白质的加工
2．（2022高一下·衢州期末）下图为ATP的结构示意图，①③表示物质或基团，②④表示化学键，下列叙述正确的是（ ）
A．图中①表示腺苷
B．肌肉收缩时会发生②处化学键断裂
C．在ATP-ADP循环中③不可重复利用
D．②和④都断裂后的产物是DNA的基本单位之一
3．（2022高二下·郑州期末）下图是ATP分步水解的示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．ATP→甲→乙→丙过程中，起催化作用的酶空间结构不同
B．ATP中的“A”在DNA分子中通过氢键与“T”相连
C．酶1和酶2催化的反应均伴有大量的能量释放
D．细胞的无氧呼吸只有第一阶段产生了ATP
4．（2022高三下·安徽期中）去氧三磷酸腺苷（dATP ）和三磷酸腺苷（ATP）的结构类似，二者在组成上的差异在于前者含有脱氧核糖，后者含有核糖。下列相关叙述错误的是（ ）
A．与一个ATP分子相比，一个dATP分子少了一个氧原子
B．dATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分是DNA的基本单位之一
C．在细胞内ATP合成速率的快慢与ADP生成速率的快慢无关
D．dATP和ATP在细胞内含量少，但都可作为直接能源物质
5．（2022高一下·浙江期中）图为ATP的结构图，有关该物质的说法正确的是（ ）
A．酒精进入人体肝细胞需消耗ATP
B．图中c键更易断裂为生命活动供能
C．图中的a是构成DNA的基本单位
D．ATP-ADP循环使细胞内能量循环利用
6．（2022高一下·湖北期中）ATP是细胞的能量“通货”。下列相关叙述错误的是（ ）
A．ATP是细胞中的直接能源物质，活细胞中一直都在合成ATP
B．ATP中的“A”由腺嘌呤和核糖组成
C．细胞内含有大量ATP，以保障机体所需的大量能量
D．细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系
7．（2022高一下·江西期中）下列关于ATP的叙述，错误的是（ ）
A．ATP中远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
B．ATP失去所有磷酸基团后，剩余部分是RNA的基本组成单位之一
C．叶肉细胞在光下能产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
D．参与Ca2+主动运输的载体蛋白能催化ATP水解
8．（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
9．（2022·汕头模拟）科学家培育出一种转荧光素酶基因的“荧光树”，用荧光素浇灌后，“荧光树”能发光，原理如下图，以下说法错误的是（ ）
A．荧光素酶降低了化学反应的活化能
B．荧光素被激活的反应是吸能反应
C．低温能影响“发光树”的发光强度
D．“荧光树”光合作用产生的ATP也能激活荧光素
10．（2022·梅州模拟）ATP是细胞的能量“通货”。下列有关ATP的叙述，错误的是（ ）
A．ATP的组成成分包括腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团
B．通过胞吐分泌胰岛素的过程是吸能反应，需要消耗ATP
C．有氧呼吸第二阶段释放出的能量均储存在ATP中
D．ATP与ADP转化迅速，因此可以满足大脑持续思考需要的能量
11．（2022·广州模拟）ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列叙述错误的是（ ）
A．人成熟红细胞可通过无氧呼吸产生ATP
B．人体细胞ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可用于物质逆浓度梯度跨膜运输
D．ATP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
12．（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
13．（2022高一下·浙江期中）图1为ATP的结构简图，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP与ADP快速相互转化依赖于酶的高效性
B．ATP是细胞的直接能源物质，图1中a为腺苷
C．图2中①②两种酶能在同一细胞内起作用，催化的反应属于可逆反应
D．物质通过跨膜运输方式进出细胞时，一定消耗图1中化学键c断裂释放的能量
14．（2022·浙江模拟）ATP是细胞中普遍使用的能量载体，是放能反应和吸能反应的纽带，如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图中M表示腺苷，N表示核糖
B．光合作用过程中只涉及“ATP充电”
C．食物中有机物氧化分解释放的能量可为“ATP充电”
D．肝脏中乳酸再生成葡萄糖不需要“ATP放能”
15．（2022高一下·丽水月考）如图是细胞中ATP-ADP循环示意图。下列说法正确的是（ ）
A．①②过程既可发生在叶绿体，也可发生在线粒体
B．①过程有两个高能磷酸键的形成，同时贮存能量
C．②过程的发生往往伴随着放能反应
D．①②过程快速进行使细胞贮存大量ATP以满足生命活动所需
二、综合题
16．（2021高一上·惠来月考） 细胞的生命活动离不开酶和ATP的参与，ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶。为研究酶的特性，科研人员在一块含有淀粉的琼脂块上，分别用不同方法处理四个位置（圆形），如下图表示。
（1）ATP结构简式是 。从功能角度分析，ATP合成酶广泛分布于真核细胞的细胞质基质以及 （填膜结构）上。
（2）科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP（三磷酸鸟苷）也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因是 。
（3）将如图所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块，放入37℃恒温箱中保温处理24小时后，用等量碘液滴在四个圆形位置，观察到的现象是有 个蓝色斑块，由此说明酶的特点有 。
17．（2021高一下·邢台开学考）ATP酶是一类能催化ATP水解为ADP和磷酸的酶，部分ATP酶是锚定在生物膜上并可以在膜上移动的膜蛋白。钠钾ATP酶是具有ATP酶活性并可转运Na+、K+的蛋白质，把结合在钠钾ATP酶上的Na+和K+从低浓度区域运到高浓度区域。回答下列相关问题：
（1）能够促使钠钾ATP酶水解的酶是一种 （填“ATP”或“蛋白”）酶；原核细胞中可以锚定ATP酶的是 膜。
（2）一个ATP分子中有三个 ，ATP除了作为细胞生命活动的直接能源物质外，其两个高能磷酸键都断裂后产生的一磷酸腺苷即 核苷酸，可作为合成 的原料。
（3）通过ATP酶，为细胞输入新陈代谢所需的物质的跨膜运输方式是 ；钠—钾ATP酶的功能是 。
18．（2021高一下·民勤开学考）在活细胞中，下图中循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP
循环中的有关问题：
（1）ATP分子结构简式为 ，在②过程中，是由于 的断裂而释放出能量。
（2）在绿色植物细胞内，与①相应的生理活动主要是在细胞内的细胞质基质、 、 中进行。
（3）
A1和A2分别起什么作用
。
（4）①中能量E1的来源有哪些 。
②中能量E2的去向有哪些 （举两例）
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；其它细胞器及分离方法；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、细胞中ADP转化形成ATP是呼吸作用和光合作用，呼吸作用的场所是细胞质基质、线粒体，光合作用场所是叶绿体，故细胞中的ADP转化形成ATP的场所是：细胞质基质、线粒体或叶绿体，A不符合题意；
B、染色体只存在细胞核，细胞中染色体DNA的复制只发生在细胞核，所以一定不在细胞器中发生，B符合题意；
C、蓝藻细胞中肽键的形成发生在核糖体，C不符合题意；
D、载体蛋白质的加工场所是内质网和高尔基体，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）比较ATP的合成与分解
从反应条件上看 ATP的分解属于水解反应，催化反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。
从反应场所上看 ATP合成的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多。
从能源来源上来看 ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能；而合成ATP的能量来源有化学能和太阳能。
物质是可逆的，能量是不可逆的
（2）DNA复制的场所：
真核生物：细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体。
原核生物：拟核、细胞质(如质粒中DNA的复制)。
DNA病毒：宿主细胞内。
2．【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、①表示腺嘌呤，而ATP中腺苷由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成，A错误；
B、肌肉收缩需要消耗能量，ATP水解供能时断裂的是远离腺苷的特殊化学键，即肌肉收缩过程会发生②处化学键断裂，B正确；
C、③是磷酸基团，在ATP-ADP循环中可重复利用，C错误；
D、若化学键②和④都断裂，则剩余的化合物是腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、ATP（腺苷三磷酸）：分子结构可简写成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。ATP水解后转化为ADP（腺苷二磷酸），其分子结构可简写成A—P~P。
2、ATP结构与RNA的关系：
3．【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、酶具有专一性，因此甲→乙和乙→丙过程中，其催化作用的酶空间结构不同，A正确；
B、ATP的中文全称为三磷酸腺苷，水解以后的AMP是RNA基本组成单位之一，不存在于DNA当中，B错误；
C、酶1和酶2催化的反应都是水解反应，均伴有大量的能量释放，C正确；
D、细胞的无氧呼吸只有第一阶段产生了ATP，第二阶段没有能量的产生，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、ATP结构与RNA的关系：
2、无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸+[H]酒精+CO2/丙酮酸+[H] 乳酸。
4．【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；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、脱氧核糖比核糖少一个氧原子，所以一个dATP分子比一个ATP分子少了一个氧原子，A正确；
B、dATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分是腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本单位之一，B正确；
C、ATP与ADP相互转化，因此，在细胞内ATP合成速率的快慢与ADP生成速率的快慢有关，C错误；
D、dATP和ATP都是高能磷酸化合物，在细胞内含量少，两者都属于直接能源物质，D正确。
故答案为：C。
【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。
5．【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、酒精进入人体肝细胞不需消耗ATP，属于自由扩散，A错误；
B、图中b和c表示特殊化学键，而c键更易断裂，使ATP水解为ADP，为生命活动供能，B正确；
C、图中a表示腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，不是DNA的基本单位，C错误；
D、ATP-ADP不断循环，相互转化，但是细胞内的能量不能循环利用，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、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）ATP结构与RNA的关系：
（4）主要功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（5）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。
2、自由扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。
6．【答案】C
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP是细胞中的直接能源物质，含量少但转化快，每个活细胞都需要能量，因此活细胞中一直都在合成ATP，A正确；
B、ATP中的“A”由腺嘌呤和核糖组成，称为腺苷，“T”代表三个，“P”代表磷酸，B正确；
C、细胞内含有少量ATP，为保障机体所需的大量能量，ATP与ADP的转化时刻在进行，C正确；
D、ATP的水解是放能反应，细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系，D正确。
故答案为：C。
【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）ATP结构与RNA的关系：
（4）主要功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（5）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。
7．【答案】B
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP中远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能，容易脱离，A正确；
B、ATP失去两个磷酸基团后，剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，RNA的基本组成单位之一，B错误；
C、叶肉细胞在光下能产生ATP的细胞器有叶绿体（光合作用的光反应阶段）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），C正确；
D、参与Ca2+主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的酶，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。
8．【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。
9．【答案】D
【知识点】酶的相关综合；ATP的相关综合
【解析】【解答】A、酶的作用机理是降低化学反应活化能，因此荧光素酶降低了化学反应的活化能，A正确；
B、荧光素被激活需要接受ATP提供的能量，吸收能量，因此属于吸能反应，B正确；
C、低温能影响酶的活性，“发光树”的发光需要荧光素酶的催化作用，因此低温能影响“发光树”的发光强度，C正确；
D、光合作用产生的ATP只能用于暗反应，因此“荧光树”光合作用产生的ATP不能激活荧光素，D错误。
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。
10．【答案】C
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP由一分子的腺苷和三分子磷酸基团缩合而成，一分子腺苷包括一分子腺嘌呤和一分子核糖，A正确；
B、胰岛素属于分泌蛋白，其分泌过程是胞吐，该过程需要消耗ATP，是吸能反应，B正确；
C、有氧呼吸第二阶段释放出的能量大部分转化为热能散失，少部分储存在ATP中，C错误；
D、ATP与ADP转化迅速，因此可以满足大脑持续思考需要的能量，D正确。
故答案为：C。
【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。
11．【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、人体成熟的红细胞无线粒体，进行无氧呼吸产生ATP，A正确；
B、人体细胞ATP合成所需的能量是由有机物在氧化分解过程中释放的能量提供的，B错误；
C、物质逆浓度梯度跨膜运输的方式属于主动运输，需要消耗ATP释放的能量，C正确；
D、ATP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合，例如在主动运输过程中，磷酸基团可以和Ca2+载体蛋白结合，这是载体蛋白的磷酸化，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。
12．【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。
13．【答案】A
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、由于酶具有高效性，所以ATP与ADP可以快速相互转化，A正确；
B、图1中a为腺嘌呤核糖核苷酸，B错误；
C、图2中两个反应能量来源不同，所需的酶不同，所以不是可逆反应，C错误；
D、物质通过跨膜运输方式进出细胞时，可以是自由扩散或协助扩散，不需要消耗能量，D错误。
故答案为：A。
【分析】（1） ATP是细胞生命活动的直接能源物质，
（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。
（3）ATP 与 ADP 的相互转化 ：
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）。
14．【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】解：A、图中M表示腺嘌呤，N表示核糖，A不符合题意；
B、光合作用的光反应过程合成ATP，暗反应过程中ATP水解，因此光合作用过程中不只涉及“ATP充电”，B不符合题意；
C、食物中有机物氧化分解释放的能量可用于合成ATP，即为“ATP充电”，C符合题意；
D、人体肌肉细胞厌氧呼吸产生的乳酸转变成葡萄糖需要消耗能量，即需要“ATP放能”，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】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。
15．【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在线粒体和叶绿体总都可以合成，A正确；
B、 ① 过程只有一个高能磷酸键形成，B错误；
C、 ② 过程是ATP的水解过程，常常伴随细胞中吸能反应，C错误；
D、细胞中的ATP的含量是比较低的，D错误；
故答案为 ：A
【分析】 （1）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
ATPADP +Pi+能量
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。
②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。
（3）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。
16．【答案】（1）A－P～P～P；线粒体内膜、（叶绿体）类囊体薄膜
（2）含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂释放能量
（3）3；专一性、需要适宜的温度和pH（作用条件温和）
【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】（1）ATP含有1分子腺嘌呤，3分子磷酸，2个特殊的化学键，其结构简式是A－P～P～P；真核细胞能够合成ATP是通过呼吸作用和光合作用的光反应，因此ATP合成酶广泛分布于真核细胞的细胞质基质以及线粒体内膜、（叶绿体）类囊体薄膜上。
（2）GTP和ATP的区别是GTP含有鸟苷，而ATP含腺苷，其他结构相同，所以GTP功能的原因是GTP含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂释放能量。
（3）①唾液和强酸混合，导致唾液淀粉酶失活，不能分解淀粉，加入碘液后呈蓝色；②唾液煮沸后，唾液淀粉酶失去活性，不能分解淀粉，加入碘液后呈蓝色；③蔗糖酶不能分解淀粉，所以加入碘液后呈蓝色；④新鲜唾液可以分解淀粉，加入碘液后没有蓝色，所以有3个蓝色斑块；由此说明了酶具有专一性、需要适宜的温度和pH（或作用条件温和）的特点。
【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。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、酶
（1）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。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）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。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
17．【答案】（1）蛋白；细胞
（2）磷酸基团；腺嘌呤核糖；核糖核酸（或RNA）
（3）主动运输；催化ATP水解与转运Na+和K+
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】（1）酶的化学本质大多数为蛋白质，少数为RNA；原核细胞的结构中，只有细胞膜具有膜结构，可以锚定ATP酶。
（2）一个ATP分子中有三个磷酸基团，一个腺嘌呤，一个核糖。ATP除了作为细胞生命活动的直接能源物质外，其两个高能磷酸键都断裂后产生的一磷酸腺苷即腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料。
（3）在物质运输时，ATP酶既能作为载体，又能提供能量，通过ATP酶为细胞输入新陈代谢所需的物质的跨膜运输方式是主动运输。钠—钾ATP酶的功能催化ATP水解与转运Na+和K+。
【分析】 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：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，－代表普通化学键。ATP被誉为“能量的通货”，在ATP酶催化下，水解后产生ADP和磷酸基团，并释放能量为吸能反应供能。同时，ADP和磷酸基团也可以合成ATP。
18．【答案】（1）A—P～P～P；远离腺苷的高能磷酸键
（2）线粒体；叶绿体
（3）催化作用不相同
（4）光合作用和呼吸作用；能量E2 的去向是转化为其他各种形式的能量用于生物的各项生命活动。主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。
【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】（1）ATP是生物体生命活动的直接能源物质，其分子结构简式为A-P～P～P，在②ATP的水解过程中，是由于远离A（腺苷）的高能磷酸键断裂而释放出能量。
（2）在绿色植物细胞内，与①ATP合成相应的生理活动是细胞呼吸和光合作用，场所在细胞质基质、线粒体和叶绿体。
（3）A1是ATP合成酶，催化ATP合成，A2是ATP水解酶，催化ATP水解。
（4）①ATP合成中能量E1的来源主要有光合作用和细胞呼吸，②ATP水解中能量E2的去向是转化为其他各种形式的能量用于各种生命活动，比如在物质的主动运输中转变成渗透能，在肌肉收缩中转变成机械能，在神经传导中转变成电能，在有机物的合成中转变成化学能，在生物发光中转变成光能等等。
【分析】 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：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，－代表普通化学键。ATP被誉为“能量的通货”，水解后产生ADP和磷酸基团，并释放能量为吸能反应供能。同时，ADP和磷酸基团也可以合成ATP。ATP主要来自两个过程。经过细胞呼吸作用释放的能量可以储存在ATP里面；ATP的能量也可以来自光反应阶段。不过光反应阶段合成的ATP只用于暗反应阶段合成有机物。
1 / 1高中生物学沪科版2019必修一同步练习4.3 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
一、单选题
1．（2022高二下·新郑期末）下列生理过程或化学反应一定不在细胞器中发生的是（ ）
A．细胞中ADP转化形成ATP B．染色体中DNA的复制
C．蓝藻细胞中肽键的形成 D．载体蛋白质的加工
【答案】B
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；其它细胞器及分离方法；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、细胞中ADP转化形成ATP是呼吸作用和光合作用，呼吸作用的场所是细胞质基质、线粒体，光合作用场所是叶绿体，故细胞中的ADP转化形成ATP的场所是：细胞质基质、线粒体或叶绿体，A不符合题意；
B、染色体只存在细胞核，细胞中染色体DNA的复制只发生在细胞核，所以一定不在细胞器中发生，B符合题意；
C、蓝藻细胞中肽键的形成发生在核糖体，C不符合题意；
D、载体蛋白质的加工场所是内质网和高尔基体，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）比较ATP的合成与分解
从反应条件上看 ATP的分解属于水解反应，催化反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶。
从反应场所上看 ATP合成的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所较多。
从能源来源上来看 ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能；而合成ATP的能量来源有化学能和太阳能。
物质是可逆的，能量是不可逆的
（2）DNA复制的场所：
真核生物：细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体。
原核生物：拟核、细胞质(如质粒中DNA的复制)。
DNA病毒：宿主细胞内。
2．（2022高一下·衢州期末）下图为ATP的结构示意图，①③表示物质或基团，②④表示化学键，下列叙述正确的是（ ）
A．图中①表示腺苷
B．肌肉收缩时会发生②处化学键断裂
C．在ATP-ADP循环中③不可重复利用
D．②和④都断裂后的产物是DNA的基本单位之一
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、①表示腺嘌呤，而ATP中腺苷由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成，A错误；
B、肌肉收缩需要消耗能量，ATP水解供能时断裂的是远离腺苷的特殊化学键，即肌肉收缩过程会发生②处化学键断裂，B正确；
C、③是磷酸基团，在ATP-ADP循环中可重复利用，C错误；
D、若化学键②和④都断裂，则剩余的化合物是腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、ATP（腺苷三磷酸）：分子结构可简写成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。ATP水解后转化为ADP（腺苷二磷酸），其分子结构可简写成A—P~P。
2、ATP结构与RNA的关系：
3．（2022高二下·郑州期末）下图是ATP分步水解的示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．ATP→甲→乙→丙过程中，起催化作用的酶空间结构不同
B．ATP中的“A”在DNA分子中通过氢键与“T”相连
C．酶1和酶2催化的反应均伴有大量的能量释放
D．细胞的无氧呼吸只有第一阶段产生了ATP
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、酶具有专一性，因此甲→乙和乙→丙过程中，其催化作用的酶空间结构不同，A正确；
B、ATP的中文全称为三磷酸腺苷，水解以后的AMP是RNA基本组成单位之一，不存在于DNA当中，B错误；
C、酶1和酶2催化的反应都是水解反应，均伴有大量的能量释放，C正确；
D、细胞的无氧呼吸只有第一阶段产生了ATP，第二阶段没有能量的产生，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、ATP结构与RNA的关系：
2、无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸+[H]酒精+CO2/丙酮酸+[H] 乳酸。
4．（2022高三下·安徽期中）去氧三磷酸腺苷（dATP ）和三磷酸腺苷（ATP）的结构类似，二者在组成上的差异在于前者含有脱氧核糖，后者含有核糖。下列相关叙述错误的是（ ）
A．与一个ATP分子相比，一个dATP分子少了一个氧原子
B．dATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分是DNA的基本单位之一
C．在细胞内ATP合成速率的快慢与ADP生成速率的快慢无关
D．dATP和ATP在细胞内含量少，但都可作为直接能源物质
【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；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、脱氧核糖比核糖少一个氧原子，所以一个dATP分子比一个ATP分子少了一个氧原子，A正确；
B、dATP去掉两个磷酸基团后，剩余部分是腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本单位之一，B正确；
C、ATP与ADP相互转化，因此，在细胞内ATP合成速率的快慢与ADP生成速率的快慢有关，C错误；
D、dATP和ATP都是高能磷酸化合物，在细胞内含量少，两者都属于直接能源物质，D正确。
故答案为：C。
【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。
5．（2022高一下·浙江期中）图为ATP的结构图，有关该物质的说法正确的是（ ）
A．酒精进入人体肝细胞需消耗ATP
B．图中c键更易断裂为生命活动供能
C．图中的a是构成DNA的基本单位
D．ATP-ADP循环使细胞内能量循环利用
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、酒精进入人体肝细胞不需消耗ATP，属于自由扩散，A错误；
B、图中b和c表示特殊化学键，而c键更易断裂，使ATP水解为ADP，为生命活动供能，B正确；
C、图中a表示腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，不是DNA的基本单位，C错误；
D、ATP-ADP不断循环，相互转化，但是细胞内的能量不能循环利用，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、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）ATP结构与RNA的关系：
（4）主要功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（5）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。
2、自由扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。
6．（2022高一下·湖北期中）ATP是细胞的能量“通货”。下列相关叙述错误的是（ ）
A．ATP是细胞中的直接能源物质，活细胞中一直都在合成ATP
B．ATP中的“A”由腺嘌呤和核糖组成
C．细胞内含有大量ATP，以保障机体所需的大量能量
D．细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系
【答案】C
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP是细胞中的直接能源物质，含量少但转化快，每个活细胞都需要能量，因此活细胞中一直都在合成ATP，A正确；
B、ATP中的“A”由腺嘌呤和核糖组成，称为腺苷，“T”代表三个，“P”代表磷酸，B正确；
C、细胞内含有少量ATP，为保障机体所需的大量能量，ATP与ADP的转化时刻在进行，C正确；
D、ATP的水解是放能反应，细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系，D正确。
故答案为：C。
【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）ATP结构与RNA的关系：
（4）主要功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
（5）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。
7．（2022高一下·江西期中）下列关于ATP的叙述，错误的是（ ）
A．ATP中远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
B．ATP失去所有磷酸基团后，剩余部分是RNA的基本组成单位之一
C．叶肉细胞在光下能产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
D．参与Ca2+主动运输的载体蛋白能催化ATP水解
【答案】B
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、ATP中远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能，容易脱离，A正确；
B、ATP失去两个磷酸基团后，剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，RNA的基本组成单位之一，B错误；
C、叶肉细胞在光下能产生ATP的细胞器有叶绿体（光合作用的光反应阶段）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），C正确；
D、参与Ca2+主动运输的载体蛋白也是催化ATP水解的酶，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。
8．（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。
9．（2022·汕头模拟）科学家培育出一种转荧光素酶基因的“荧光树”，用荧光素浇灌后，“荧光树”能发光，原理如下图，以下说法错误的是（ ）
A．荧光素酶降低了化学反应的活化能
B．荧光素被激活的反应是吸能反应
C．低温能影响“发光树”的发光强度
D．“荧光树”光合作用产生的ATP也能激活荧光素
【答案】D
【知识点】酶的相关综合；ATP的相关综合
【解析】【解答】A、酶的作用机理是降低化学反应活化能，因此荧光素酶降低了化学反应的活化能，A正确；
B、荧光素被激活需要接受ATP提供的能量，吸收能量，因此属于吸能反应，B正确；
C、低温能影响酶的活性，“发光树”的发光需要荧光素酶的催化作用，因此低温能影响“发光树”的发光强度，C正确；
D、光合作用产生的ATP只能用于暗反应，因此“荧光树”光合作用产生的ATP不能激活荧光素，D错误。
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。
10．（2022·梅州模拟）ATP是细胞的能量“通货”。下列有关ATP的叙述，错误的是（ ）
A．ATP的组成成分包括腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团
B．通过胞吐分泌胰岛素的过程是吸能反应，需要消耗ATP
C．有氧呼吸第二阶段释放出的能量均储存在ATP中
D．ATP与ADP转化迅速，因此可以满足大脑持续思考需要的能量
【答案】C
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、ATP由一分子的腺苷和三分子磷酸基团缩合而成，一分子腺苷包括一分子腺嘌呤和一分子核糖，A正确；
B、胰岛素属于分泌蛋白，其分泌过程是胞吐，该过程需要消耗ATP，是吸能反应，B正确；
C、有氧呼吸第二阶段释放出的能量大部分转化为热能散失，少部分储存在ATP中，C错误；
D、ATP与ADP转化迅速，因此可以满足大脑持续思考需要的能量，D正确。
故答案为：C。
【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。
11．（2022·广州模拟）ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列叙述错误的是（ ）
A．人成熟红细胞可通过无氧呼吸产生ATP
B．人体细胞ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可用于物质逆浓度梯度跨膜运输
D．ATP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、人体成熟的红细胞无线粒体，进行无氧呼吸产生ATP，A正确；
B、人体细胞ATP合成所需的能量是由有机物在氧化分解过程中释放的能量提供的，B错误；
C、物质逆浓度梯度跨膜运输的方式属于主动运输，需要消耗ATP释放的能量，C正确；
D、ATP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合，例如在主动运输过程中，磷酸基团可以和Ca2+载体蛋白结合，这是载体蛋白的磷酸化，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。
12．（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。
13．（2022高一下·浙江期中）图1为ATP的结构简图，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，下列叙述正确的是（ ）
A．ATP与ADP快速相互转化依赖于酶的高效性
B．ATP是细胞的直接能源物质，图1中a为腺苷
C．图2中①②两种酶能在同一细胞内起作用，催化的反应属于可逆反应
D．物质通过跨膜运输方式进出细胞时，一定消耗图1中化学键c断裂释放的能量
【答案】A
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、由于酶具有高效性，所以ATP与ADP可以快速相互转化，A正确；
B、图1中a为腺嘌呤核糖核苷酸，B错误；
C、图2中两个反应能量来源不同，所需的酶不同，所以不是可逆反应，C错误；
D、物质通过跨膜运输方式进出细胞时，可以是自由扩散或协助扩散，不需要消耗能量，D错误。
故答案为：A。
【分析】（1） ATP是细胞生命活动的直接能源物质，
（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。
（3）ATP 与 ADP 的相互转化 ：
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）。
14．（2022·浙江模拟）ATP是细胞中普遍使用的能量载体，是放能反应和吸能反应的纽带，如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图中M表示腺苷，N表示核糖
B．光合作用过程中只涉及“ATP充电”
C．食物中有机物氧化分解释放的能量可为“ATP充电”
D．肝脏中乳酸再生成葡萄糖不需要“ATP放能”
【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】解：A、图中M表示腺嘌呤，N表示核糖，A不符合题意；
B、光合作用的光反应过程合成ATP，暗反应过程中ATP水解，因此光合作用过程中不只涉及“ATP充电”，B不符合题意；
C、食物中有机物氧化分解释放的能量可用于合成ATP，即为“ATP充电”，C符合题意；
D、人体肌肉细胞厌氧呼吸产生的乳酸转变成葡萄糖需要消耗能量，即需要“ATP放能”，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】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。
15．（2022高一下·丽水月考）如图是细胞中ATP-ADP循环示意图。下列说法正确的是（ ）
A．①②过程既可发生在叶绿体，也可发生在线粒体
B．①过程有两个高能磷酸键的形成，同时贮存能量
C．②过程的发生往往伴随着放能反应
D．①②过程快速进行使细胞贮存大量ATP以满足生命活动所需
【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在线粒体和叶绿体总都可以合成，A正确；
B、 ① 过程只有一个高能磷酸键形成，B错误；
C、 ② 过程是ATP的水解过程，常常伴随细胞中吸能反应，C错误；
D、细胞中的ATP的含量是比较低的，D错误；
故答案为 ：A
【分析】 （1）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
ATPADP +Pi+能量
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。
②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。
（3）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。
二、综合题
16．（2021高一上·惠来月考） 细胞的生命活动离不开酶和ATP的参与，ATP合成酶是催化ADP和Pi合成ATP的酶。为研究酶的特性，科研人员在一块含有淀粉的琼脂块上，分别用不同方法处理四个位置（圆形），如下图表示。
（1）ATP结构简式是 。从功能角度分析，ATP合成酶广泛分布于真核细胞的细胞质基质以及 （填膜结构）上。
（2）科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP（三磷酸鸟苷）也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因是 。
（3）将如图所示方法处理后的含有淀粉的琼脂块，放入37℃恒温箱中保温处理24小时后，用等量碘液滴在四个圆形位置，观察到的现象是有 个蓝色斑块，由此说明酶的特点有 。
【答案】（1）A－P～P～P；线粒体内膜、（叶绿体）类囊体薄膜
（2）含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂释放能量
（3）3；专一性、需要适宜的温度和pH（作用条件温和）
【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】（1）ATP含有1分子腺嘌呤，3分子磷酸，2个特殊的化学键，其结构简式是A－P～P～P；真核细胞能够合成ATP是通过呼吸作用和光合作用的光反应，因此ATP合成酶广泛分布于真核细胞的细胞质基质以及线粒体内膜、（叶绿体）类囊体薄膜上。
（2）GTP和ATP的区别是GTP含有鸟苷，而ATP含腺苷，其他结构相同，所以GTP功能的原因是GTP含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂释放能量。
（3）①唾液和强酸混合，导致唾液淀粉酶失活，不能分解淀粉，加入碘液后呈蓝色；②唾液煮沸后，唾液淀粉酶失去活性，不能分解淀粉，加入碘液后呈蓝色；③蔗糖酶不能分解淀粉，所以加入碘液后呈蓝色；④新鲜唾液可以分解淀粉，加入碘液后没有蓝色，所以有3个蓝色斑块；由此说明了酶具有专一性、需要适宜的温度和pH（或作用条件温和）的特点。
【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。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、酶
（1）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。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）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。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
17．（2021高一下·邢台开学考）ATP酶是一类能催化ATP水解为ADP和磷酸的酶，部分ATP酶是锚定在生物膜上并可以在膜上移动的膜蛋白。钠钾ATP酶是具有ATP酶活性并可转运Na+、K+的蛋白质，把结合在钠钾ATP酶上的Na+和K+从低浓度区域运到高浓度区域。回答下列相关问题：
（1）能够促使钠钾ATP酶水解的酶是一种 （填“ATP”或“蛋白”）酶；原核细胞中可以锚定ATP酶的是 膜。
（2）一个ATP分子中有三个 ，ATP除了作为细胞生命活动的直接能源物质外，其两个高能磷酸键都断裂后产生的一磷酸腺苷即 核苷酸，可作为合成 的原料。
（3）通过ATP酶，为细胞输入新陈代谢所需的物质的跨膜运输方式是 ；钠—钾ATP酶的功能是 。
【答案】（1）蛋白；细胞
（2）磷酸基团；腺嘌呤核糖；核糖核酸（或RNA）
（3）主动运输；催化ATP水解与转运Na+和K+
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】（1）酶的化学本质大多数为蛋白质，少数为RNA；原核细胞的结构中，只有细胞膜具有膜结构，可以锚定ATP酶。
（2）一个ATP分子中有三个磷酸基团，一个腺嘌呤，一个核糖。ATP除了作为细胞生命活动的直接能源物质外，其两个高能磷酸键都断裂后产生的一磷酸腺苷即腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料。
（3）在物质运输时，ATP酶既能作为载体，又能提供能量，通过ATP酶为细胞输入新陈代谢所需的物质的跨膜运输方式是主动运输。钠—钾ATP酶的功能催化ATP水解与转运Na+和K+。
【分析】 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：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，－代表普通化学键。ATP被誉为“能量的通货”，在ATP酶催化下，水解后产生ADP和磷酸基团，并释放能量为吸能反应供能。同时，ADP和磷酸基团也可以合成ATP。
18．（2021高一下·民勤开学考）在活细胞中，下图中循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP
循环中的有关问题：
（1）ATP分子结构简式为 ，在②过程中，是由于 的断裂而释放出能量。
（2）在绿色植物细胞内，与①相应的生理活动主要是在细胞内的细胞质基质、 、 中进行。
（3）
A1和A2分别起什么作用
。
（4）①中能量E1的来源有哪些 。
②中能量E2的去向有哪些 （举两例）
【答案】（1）A—P～P～P；远离腺苷的高能磷酸键
（2）线粒体；叶绿体
（3）催化作用不相同
（4）光合作用和呼吸作用；能量E2 的去向是转化为其他各种形式的能量用于生物的各项生命活动。主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。
【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】（1）ATP是生物体生命活动的直接能源物质，其分子结构简式为A-P～P～P，在②ATP的水解过程中，是由于远离A（腺苷）的高能磷酸键断裂而释放出能量。
（2）在绿色植物细胞内，与①ATP合成相应的生理活动是细胞呼吸和光合作用，场所在细胞质基质、线粒体和叶绿体。
（3）A1是ATP合成酶，催化ATP合成，A2是ATP水解酶，催化ATP水解。
（4）①ATP合成中能量E1的来源主要有光合作用和细胞呼吸，②ATP水解中能量E2的去向是转化为其他各种形式的能量用于各种生命活动，比如在物质的主动运输中转变成渗透能，在肌肉收缩中转变成机械能，在神经传导中转变成电能，在有机物的合成中转变成化学能，在生物发光中转变成光能等等。
【分析】 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：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，－代表普通化学键。ATP被誉为“能量的通货”，水解后产生ADP和磷酸基团，并释放能量为吸能反应供能。同时，ADP和磷酸基团也可以合成ATP。ATP主要来自两个过程。经过细胞呼吸作用释放的能量可以储存在ATP里面；ATP的能量也可以来自光反应阶段。不过光反应阶段合成的ATP只用于暗反应阶段合成有机物。
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