5.2《细胞的能量货币——ATP》（含解析）2024-2025学年 高一生物新授课

高一生物新授课《细胞的能量货币——ATP》
学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________
一、单题（本大题共25小题，共50分）
1.下列关于ATP的叙述中，错误的是（ ）
A．磷脂和ATP的组成元素相同
B．动物细胞中合成ATP所需能量来自呼吸作用
C．将ATP中的两个磷酸基团去掉就是RNA的基本单位之一
D．吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解
2.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.某动物细胞内的蛋白质与ATP间存在如图所示的代谢关系。下列说法错误的是（ ）
A．蛋白磷酸酶是一种ATP水解酶
B．图中的ATP来源于细胞呼吸
C．蛋白质磷酸化前后的结构与功能不同
D．细胞内蛋白质与ATP的合成都离不开对方的作用
4.如图表示人体肌肉细胞内的能量释放、转移和利用的过程，其中X表示一种呼吸产物。下列叙述正确的是（ ）
A．在无氧条件下，图中的X可表示乳酸或酒精
B．若X表示水，则其产生的场所为线粒体基质
C．细胞内的吸能反应一般与图中a代表的反应相联系
D．该细胞内能共同发生图中a过程和b过程的细胞器只有线粒体
5.肾近曲小管上皮细胞转运物质的部分过程如图，图中Ⅰ、Ⅱ代表细胞膜上的转运蛋白。下列叙述错误的是（ ）
A．肾近曲小管上皮细胞吸收和运出葡萄糖的方式都是协助扩散
B．葡萄糖进入红细胞时不需要消耗细胞代谢产生的ATP
C．Ⅱ具有ATP水解酶的活性，ATP水解释放的磷酸基团使Ⅱ磷酸化
D．若用药物抑制Ⅱ的活性，会使尿液中葡萄糖的浓度增大
6.在下列几种化合物的化学组成中，“〇”中所对应含义相同的是（ ）
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
7.下图表示ATP的结构，下列相关叙述错误的是（　　）
A．图中①代表的是腺嘌呤，②代表核糖分子
B．刷烈运动时肌细胞中ATP的含量远大于静息状态下肌细胞中ATP的含量
C．ATP分子断掉④与⑤后变成RNA的基本组成单位
D．④与⑤间化学键的断裂与细胞内的吸能反应相联系
8.酶是细胞代谢不可缺少的催化剂。ATP是生命活动的直接能源物质。下图是ATP逐级水解的过程图，下列相关叙述错误的是（ ）
A．细胞内的酶为多聚体，其合成过程为吸能反应
B．ATP水解产生的③和④分别是腺苷和磷酸
C．一分子ATP水解为③的过程中，阶段Ⅲ释放的⑤最多
D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有活细胞内都是一样的
9.真核细胞中某些蛋白质可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号转导，影响细胞的代谢途径，其过程如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）

A．蛋白质在蛋白激酶的作用下获得磷酸基团的同时自身结构发生了变化
B．若无相应信号刺激，蛋白激酶可能不能发挥作用
C．信号转导后，蛋白磷酸酶会使磷酸化的蛋白质去磷酸化
D．蛋白激酶的活性提高可使细胞中ADP的含量持续增加
10.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。下列说法正确的是（ ）
A．ATP中有一个磷酸基团连接在脱氧核糖分子上
B．许多放能反应与ATP的水解相联系，许多吸能反应与ATP的合成相联系
C．细胞中储存了大量ATP为细胞的生命活动提供能量
D．荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量
11.下列关于ATP的叙述，正确的是（　　）
A．ATP中所含的糖是脱氧核糖
B．肌肉细胞需消耗较多ATP，故细胞内贮存了大最ATP
C．ATP是生命活动的直接能源物质
D．绿色植物合成ATP的细胞器只有线粒体
12.细胞培养液加入含放射性同位素32P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是细胞内的直接能源物质 B．ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
C．该过程中ATP既有合成又有分解 D．部分带有32P的ATP是重新合成的
13.下图是ATP为主动运输供能示意图，下列说法错误的是（　　）

A．图中蛋白质既可以做载体蛋白，也可以催化ATP水解
B．载体蛋白磷酸化后空间结构发生改变，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外
C．载体蛋白磷酸化伴随着能量的转移
D．载体蛋白空间结构发生变化是不可逆的变性
14.ATP是细胞的能量货币，下列说法错误的是（　　）
A．有氧呼吸的三个阶段都有ATP的生成
B．一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP，此时细胞中的ATP含量会显著下降
C．许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，如蛋白质的合成
D．形成ATP所需要的能量可以来自光能，也可以来自有机物分解所释放的能量
15.如图1为ATP的结构，图2为ATP 与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是（ ）
A．图1的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B．图2中反应向右进行时，此反应与吸能反应紧密联系
C．细胞内ATP与ADP快速转化体现了酶催化作用的高效性
D．图1框内部分是HIV病毒增殖所需的原料之一
16.ATP 是细胞内重要的化合物，对生命活动的正常进行具有非常重要的作用，其结构如图所示。

下列相关叙述错误的是（　　）
A．图中①为腺苷
B．图中②是 DNA 的基本单位之一
C．萤火虫发光所需的能量来源于图中的末端磷酸基团
D．图中③和④的相互转化保证了细胞内的能量供应
17.ATP是细胞内一种主要的高能磷酸化合物。下列有关生命活动与ATP关系的叙述错误的是（ ）
A．糖类、脂肪等有机物中储存了大量ATP
B．红细胞从血浆中吸收K+时消耗ATP
C．ATP的合成是一个吸能反应，与此同时必定正在发生一个放能反应
D．光合作用和细胞呼吸过程都伴随着ATP的合成，是放能反应
18.如图所示为ATP的分子结构图。下列叙述中错误的是（ ）
A．ATP和ADP相互转化不是简单的可逆反应
B．ATP中的“A”与DNA、RNA结构中的“A”是同一物质
C．相对于④而言，⑤具有更高的转移势能，因此更容易脱离
D．④和⑤之间化学键的断裂过程总是与吸能反应相关联
19.如图1为ATP的结构，用α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ），图2为ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是（ ）

A．图1中的A代表腺嘌呤，b、c代表一种特殊的化学键，P代表磷酸基团
B．图2中酶1发挥作用时，细胞内正在发生放能反应
C．若使ATP的水解产物作为RNA（带有32P标记）的合成原料，则要使ATP的γ位磷酸基团带上32P标记
D．ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化成光能和化学能
20.ATP在代谢中是不可缺少的物质。下列关于ATP的叙述，正确的是（ ）
A．一个ATP分子是由一个腺嘌呤和三个磷酸分子形成的
B．动植物细胞中合成ATP所需的能量都来自糖类等能源物质中的化学能
C．ATP与ADP相互转化的供能机制，在所有细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性
D．运动员在剧烈运动时，人体细胞内ATP的含量会大幅度增加
21.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（ ）
A．生物体内的吸能反应一般与ATP的合成相联系
B．ATP脱去两个磷酸基团后的产物可用于RNA的合成
C．ATP与ADP的相互转化过程可以发生在原核细胞内
D．ATP中的能量可以来源于光能和呼吸作用释放的能量
22.下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列叙述正确的是（　　）
A．①为腺嘌呤，即ATP中的“A”
B．化学键②易于水解和再生
C．在ATP-ADP循环中③不可重复利用
D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP
23.ABC转运蛋白是一类ATP驱动泵，广泛分布于从细菌到人类各种生物的细胞中，ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示。下列说法错误的是（ ）

A．ABC转运蛋白具有催化和转运功能
B．ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发生改变
C．ABC转运蛋白的合成都需要多种细胞器的协调配合
D．通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输方式一定是主动运输
24.某动物细胞内的蛋白质与ATP间存在如图所示的代谢关系。下列说法错误的是（ ）
A．蛋白磷酸酶是一种ATP水解酶
B．图中的ATP来源于细胞呼吸
C．蛋白质磷酸化前后的结构与功能不同
D．细胞内蛋白质与ATP的合成都离不开对方的作用
25.ATP是细胞中普遍使用的能量载体，在细胞内能量转换和利用中起着关键作用，下列关于细胞中“能量通货”的叙述正确的是（　　）

A．ATP中的五碳糖也是大分子DNA的组成成分
B．光合作用中，叶绿体中的ATP由类囊体膜处向叶绿体基质中运动
C．②过程有水的消耗，所产生的能量可用于ATP的形成
D．植物细胞在黑暗条件下，过程①只发生在线粒体中
二、解答题（本大题每空1分，共50分）
26. 细胞活力鉴定有多种方法，如可通过叶肉细胞胞质环流法、细胞吸水或失水能力观察法、染色法、ATP生物发光法等来判别。请回答下列问题：
（1）黑藻是观察细胞质环流的良好材料，如图一是显微镜下观察时拍到的图像。
①可选择叶绿体作为观察黑藻细胞质流动的标志物，理由是 。
②图1中若观察到a细胞中的细胞质围绕大液泡逆时针流动，则a细胞质实际的流动方向是 ，b细胞质实际的流动方向是 。细胞质处于不断流动的状态对于活细胞完成生命活动的意义是 。

（2）黑藻同样是观察细胞吸水或失水能力的良好材料，图2是观察的结果。若图2中c细胞正在发生质壁分离，则此时外界溶液的浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）c细胞的细胞液浓度。同一视野中的d细胞与c细胞的状态不完全相同，从细胞角度讲，其内在的原因可能是 。
（3）荧光素双醋酸酯（FDA）染料染色也可鉴别细胞的活力。此方法的机制是FDA本身不产生荧光，也无极性，能自由通过细胞膜。FDA进入活细胞后，可被细胞内的酯酶分解，生成有极性的、能产生绿色荧光的物质——荧光素，该物质不能自由通过细胞膜，从而积累在细胞内。用FDA染色后，死细胞中看不到绿色荧光的原因有 （答出一点即可）。
（4）荧光素酶催化荧光素氧化，荧光素氧化需消耗ATP，进而发出荧光，利用该过程检测细胞活力的方法称为ATP生物发光法。试叙述此法检测细胞活力的原理： 。根据所学知识分析，该方法是否会受到环境温度因素的干扰及判断理由： 。
27. 为保证市民的食品安全，执法人员会使用ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进行检测。ATP荧光测试系统设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。请回答下列问题：

（1）图a为萤火虫尾部发光器发光的原理，据图a可知，催化过程中消耗的能量由 水解直接提供。
（2）图b中的荧光检测仪可检测上述反应中荧光强度，从而推测微生物含量。该仪器可用作检测微生物含量的前提包括 （从下列序号中选择）。
①细胞中储备的ATP非常多
②所有生物活细胞中都含有ATP
③不同细胞中ATP浓度差异不大
④荧光强度与ATP供应呈正相关
⑤试剂与样品混合后发荧光属于放能反应
综合上述材料分析，为保证该反应顺利进行，检测试剂中除了荧光素酶外，至少应有 。根据酶的特性，检测试剂应在低温保存，使用时再恢复至常温，原因是 。
（3）严谨的检测操作才能保证测量结果准确。执法人员检测前通常会带上无菌手套，主要是为了避免手上携带的杂菌污染，导致检测到的微生物含量偏 （填“高”或“低”）。检测时用拭子反复擦拭可以破坏微生物的细胞膜，进而更准确地检测出ATP的含量，因为ATP产生于 。
（4）若测试餐具时显示ATP含量超过警戒值，可要求商家通过 （答出一点即可）措施降低微生物含量，以保证市民的食品安全卫生。为避免太空环境引起微生物变异，威胁到宇航员的健康，火箭发射前可用ATP荧光检测系统对太空舱进行卫生检测，此时警戒值应 （填“上调”“下调”或“不变”）。
28.回答下列与酶和ATP有关的问题：
（1）酶的基本组成单位是 。
（2）ATP 是一种 化合物。如图为 ATP 的结构简图，若要用 15 N 标记 ATP 分子，需要标记图中的 （填数字）。若将 ATP 彻底水解，可得到 种小分子物质。
（3）在人体消化腺细胞中，合成淀粉酶 （填“需要”或“不需要”） ATP 分解提供能量，理由是 。
（4）设计简单的实验，验证某种从细菌中分离得到的酶的化学本质是蛋白质，写出实验思路： 。
29. 细菌紫膜质是一种从盐生盐杆菌的质膜中发现的特殊膜转运蛋白，该物质可吸收光能转运H+，使膜两侧产生H+浓度梯度。科学家利用细菌紫膜质、线粒体ATP合成酶、解偶联剂（能破坏H+浓度梯度）等材料构建人工脂质体（一种由磷脂双分子层组成的人工膜），进行了相关实验，探究ATP的产生机制，观察到如图所示的结果。请回答下列问题：

（1）据图3分析，H+以 方式从脂质体内部转移到外部，图示过程体现了ATP合成酶具有 的功能。真核细胞中可能存在ATP合成酶的膜结构有 。
（2）ATP是一种高能磷酸化合物，这是因为ATP末端的磷酸基团 。
（3）图4无ATP产生，可能的原因是 。2,4-二硝基苯酚是一种能随意进出脂双层的弱电解质，在H+浓度高的溶液中以分子态形式存在，在H+浓度低的溶液中可电离产生H+。若将图3所示人工膜转移至含2,4-二硝基苯酚的溶液中，ATP的合成速率将 。
30. 气孔是由植物叶片表皮上成对的保卫细胞（内含叶绿体）围成的孔隙，是植物与外界进行气体交换的门户和控制蒸腾作用的结构。图1为调节气孔开启的“无机盐离子吸收学说”示意图，图2为脱落酸（ABA）调节气孔关闭的原理图。请据图回答下列问题：
（1）保卫细胞与其周围生活的液体环境可构成渗透系统，其中 相当于半透膜。
（2）保卫细胞中，可产生ATP的细胞器有 。H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，图1中体现其作用有 。H+的跨膜运输可激活K+通道蛋白，细胞以 的方式增加K+的吸收量，导致细胞内部的K+浓度升高，胞内渗透压增大，引起保卫细胞吸水，最终导致气孔开启。图1说明，细胞膜除具有维持细胞内部环境相对稳定的功能外，还具有 （答出两点）功能
（3）结合“无机盐离子吸收学说”，分析图2，简述ABA对气孔关闭的调节机制： 。
31.腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞 ATP 中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，根据发光强度可以计算出生物组织中 ATP 的含量。分析并回答下列问题。
（1）“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是 能→光能。ATP 的水解一般与 （吸能反应/放能反应）相联系。
（2）“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量的 ，在适宜条件下进行反应；②记录 并计算 ATP 含量；③测算出细菌数量。
（3）图甲是某课题组的实验结果（注：A 酶和 B 酶分别是两种荧光素酶）分析图甲的实验结果可知， 在 40℃至 60℃范围内，热稳定性较好的酶是 。
（4）研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度的关系如图乙所示。
①据图乙可知，Mg 对荧光素酶的催化效率具有 （填“促进”或“抑制”）作用；
②Hg 处理后酶活性降低可能是因为 。
【答案和解析】
1.D
【解析】
1.磷脂的组成元素可以是C、H、O、N、P，ATP的组成元素是C、H、O、N、P，故A项正确；
动物细胞中合成ATP所需的能量来自呼吸作用所释放的化学能，故B项正确；
将ATP中的两个磷酸基团去掉就是RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故C项正确；
吸能反应伴随着ATP的水解，放能反应伴随着ATP的合成，故D项错误。
2.B
【解析】
2.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。
故选B。
3.A
【解析】
3.由图可知，蛋白激酶是ATP水解酶，蛋白磷酸酶是催化蛋白质去磷酸化的酶，故A项错误；
由于图示为动物细胞代谢，因此图中的ATP来源于细胞呼吸，故B项正确；
蛋白质磷酸化后，其空间结构发生变化，进而功能改变，故C项正确；
蛋白质合成需要ATP供能，而ATP合成需要酶（本质为蛋白质）的催化，故D项正确。
4.D
【解析】
4.A、图中是人体肌肉细胞的能量释放、转移和利用的过程，人体无氧呼吸产生乳酸，不产生酒精，A错误；
B、若X表示水，则其是有氧呼吸的第三阶段产生的，产生的场所为线粒体内膜，B错误；
C、细胞内的吸能反应一般与图中b代表的反应相联系，即ATP水解为该吸能反应提供能量，C错误；
D、该细胞是人体的肌肉细胞，细胞内能共同发生图中a过程和b过程的细胞器只有线粒体，D正确；
故选D。
5.A
【解析】
5.肾近曲小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，运出葡萄糖的方式是协助扩散，故A项错误；
葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，不需消耗细胞代谢产生的ATP，故B项正确；
Ⅱ具有ATP水解酶的活性，ATP水解释放的磷酸基团使Ⅱ磷酸化，故C项正确；
若用药物抑制Ⅱ的活性，会影响膜内外Na+浓度梯度的建立，进而抑制肾近曲小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收，使尿液中葡萄糖的浓度增大，故D项正确。
6.D
【解析】
6.据图分析，①是腺嘌呤脱氧核苷酸，其中“〇”表示腺嘌呤；②所在分子表示腺嘌呤核糖核苷酸，其中“〇”表示腺苷，是由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成的；③所在分子为ATP分子，其中“〇”表示腺苷，是由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成的；④所在分子为ATP分子，其中“〇”表示腺嘌呤核糖核苷酸，是由一分子核糖、一分子腺嘌呤和一分子磷酸组成的。故“〇”中所对应含义相同的是②③。
故选D。
7.B
【解析】
7.A、图中①是腺嘌呤，②是核糖，③和④是特殊化学键（特殊的化学键），A正确；
B、ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中，因此剧烈运动时肌细胞中ATP的含量与静息状态下肌细胞中ATP的含量差不多，B错误；
C、ATP水解成ADP和Pi时，断裂的特殊化学键是远离腺苷的特殊化学键，即④，C正确；
D、④与⑤间化学键的断裂是ATP的水解，许多吸能反应与ATP水解的反应（释放能量）相联系，D正确。
故选B。
8.C
【解析】
8.A、图示细胞内的酶为蛋白质，是由氨基酸构成的多聚体，蛋白质的合成过程需要消耗能量，为吸能反应，A正确；
B、根据分析可知，ATP水解产生的③和④分别是腺苷和磷酸，B正确；
C、⑤是能量，远离腺苷的高能磷酸键最容易断裂，Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键，释放能量多，Ⅲ过程断裂的是一般化学键，释放的能量少，故释放能量最少的过程是Ⅲ，C错误；
D、ADP与ATP相互转化的能量供应机制，在所有细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性，D正确。
故选C。
9.D
【解析】
9.A、蛋白质在蛋白激酶的作用下获得磷酸基团的同时自身结构发生了变化，变得具有活动的蛋白质，A正确；
B、信号刺激后，在蛋白激酶的作用下，消耗ATP才会发生磷酸化，因此若无信号刺激和ATP功能，蛋白激酶可能不能发挥作用，B正确；
C、由图可知，信号转导后，蛋白磷酸酶会使磷酸化的蛋白质去磷酸化，形成蛋白质，C正确；
D、细胞中ATP与ADP的量都保持动态平衡，不会持续增加或下降，D错误。
故选D。
10.D
【解析】
10.A、ATP中有一个磷酸基团连接在核糖分子上，A错误；
B、ATP的水解本身是个放能反应，故许多吸能反应与ATP的水解相联系，许多放能反应与ATP的合成相联系，B错误；
C、ATP在细胞中含量较低，C错误；
D、厌氧型微生物无氧呼吸产生少量的ATP，结合信息“根据发光强弱来估测微生物残留量”，判断荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量，D正确。
故选D。
11.C
【解析】
11.A、ATP中所含的糖是核糖，A错误；
B、ATP在细胞内的含量很少，依靠ATP与ADP之间快速的转化满足能量需求，B错误；
C、ATP是生命活动的直接能源物质，C正确；
D、光合作用和呼吸作用都可以合成ATP，因此绿色植物合成ATP的细胞器为线粒体和叶绿体，D错误。
故选C。
12.A
【解析】
12.A、由于题干中没有说明ATP供能的过程，所以不能说明ATP是细胞内的直接能源物质，A正确；
B、由于是部分ATP的末端P已带上放射性标记，说明ATP中远离A的P容易脱离，形成ADP，与题意不符，B错误；
C、根据题意“由于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P已带上放射性标记”，说明有ATP的水解和合成，与题意不符，C错误；
D、根据题意“部分ATP的末端P已带上放射性标记”可知：部分32P标记的ATP是重新合成的，与题意不符，D错误。
13.D
【解析】
13.A、图中蛋白质是钙离子载体蛋白，具有结合并转运钙离子的功能，同时还具有催化ATP水解的功能，A正确；
B、Ca2+与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，使结合位点转向膜的另一侧，有利于将钙离子从膜内转运到膜外，实现钙离子的跨膜运输，B正确；
C、在运输Ca2+的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移，载体蛋白的构象发生改变，活性也被改变，C正确；
D、由图可知，Ca2+与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，而这种空间结构的变化是可逆的，D错误。
故选D。
14.B
【解析】
14.A、有氧呼吸的三个阶段都有ATP的生成，第三阶段生成的ATP最多，A正确；
B、一个人在剧烈运动的状态下，ATP和ADP的相互转化处于动态平衡，以保证细胞的能量供应，所以此时细胞中的ATP含量不会显著下降，B错误；
C、许多吸能反应与ATP的水解相联系，如氨基酸合成蛋白质的过程，放能反应与ATP的合成相联系，C正确；
D、人和动物合成ATP的能量来自氧化分解有机物释放的能量，绿色植物合成ATP的能量来自光能和有机物分解所释放的能量，D正确。
故选B。
15.A
【解析】
15.A、由分析可知，图1中“A”代表腺嘌呤碱基，A错误；
B、图2中的反应向右进行时，是ATP水解，常伴随着吸能反应的进行，B正确；
C、ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性，C正确；
D、图1框内部分是腺嘌呤核糖核苷酸，HIV病毒的遗传物质是RNA，腺嘌呤核糖核苷酸是HIV病毒增殖所需的原料之一，D正确。
故选A。
16.B
【解析】
16.A、图中①由一分子核糖和一份子腺嘌呤组成，为腺苷，A正确；
B、由于含有的核糖，故图中②是 RNA 的基本单位之一，B错误；
D、③是ADP，④是ATP，它们相互转化与细胞内的吸能反应和放能反应相联系，放能反应伴随着ATP的合成，吸能反应伴随着ATP的水解，保证了细胞内的能量供应，D正确。
故选B。
17.A
【解析】
17.糖类、脂肪等有机物中储存了大量能量，而非ATP，故A项错误；
红细胞从血浆中吸收K+的方式是主动运输，消耗细胞内的ATP，故B项正确；
根据可知，ATP的合成是一个吸能反应，与此同时必定正在发生一个放能反应，故C项正确；
放能反应一般与ATP的合成相联系，所以光合作用和细胞呼吸过程都伴随着ATP的合成，是放能反应，故D项正确。
18.B
【解析】
18.ATP和ADP相互转化过程中物质可逆，能量、酶和反应场所不同，故不是简单的可逆反应，故A项正确：
ATP中的“A”是腺苷，包括腺嘌呤和核糖，DNA结构中的“A”指腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA结构中的“A”指腺嘌呤核糖核苷酸，因此ATP中的“A”与DNA、RNA结构中的“A”不是同一物质，故B项错误；
相对于④而言，⑤具有更高的转移势能，因此更容易脱离，故C项正确；
④和⑤之间化学键的断裂过程释放出化学能，用于吸能反应，因此总是和吸能反应相关联，故D项正确。
19.C
【解析】
19.图1中的A代表腺嘌呤，b、c代表一种特殊的化学键，P代表磷酸基团，故A项正确；
图2中酶1是ATP合成酶，ATP合成是伴随着细胞内的放能反应发生的，故B项正确；
ATP脱去两个磷酸基团后，仅含有α位磷酸基团的腺嘌呤核糖核苷酸可作为RNA的合成原料，若要使RNA的合成原料带有32P标记，则需要使ATP的α位磷酸基团带上32P标记，故C项错误；
合成ATP的能量可来自光能和呼吸作用释放的能量，ATP水解释放的能量可用于萤火虫发光以及有机物的合成等，即可转化成光能和化学能，此外还可转化成电能、机械能、渗透能等，故D项正确。
20.C
【解析】
20.一个ATP分子是由一个腺苷和三个磷酸基团形成的，故A项错误；
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，植物细胞除来自糖类等能源物质中的化学能外，还可能来自于光能，故B项错误：
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，故C项正确；
ATP在活细胞中的含量很少，但ATP与ADP可迅速相互转化，运动员在剧烈运动时，人体细胞内ATP的合成速率增大，同时ATP的水解速率也增大，因此人体细胞内ATP的含量不会大幅度增加，故D项错误。
21.A
【解析】
21.A、生物体内的吸能反应一般与ATP的水解相联系，A错误；
B、ATP脱去两个磷酸基团后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料，B正确；
C、ATP广泛存在于生物界中，因此ATP与ADP的相互转化过程可以发生在原核细胞内，C正确；
D、ATP中的能量可以来源于光合作用时吸收的光能和呼吸作用有机物分解释放的化学能，D正确。
故选A。
22.B
【解析】
22.A、①为腺嘌呤，结构简式的A为腺苷，A错误；
B、②④表示特殊的化学键，化学键②易于水解和再生，B正确；
C、在ATP-ADP循环中③可重复利用，C错误；
D、若化学键④断裂，则左边的化合物是AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，D错误。
故选B。
23.C
【解析】
23.A、ABC转运蛋白既能催化ATP的水解，又能转运小分子，A正确；
B、ABC转运蛋白磷酸化可导致其空间结构发生改变，B正确；
C、ABC转运蛋白广泛分布于从细菌到人类各种生物的细胞中，细菌是原核生物只有核糖体一种细胞器，因此细菌合成ABC转运蛋白不需要多种细胞器的协调配合，C错误；
D、通过ABC转运蛋白完成的跨膜运输需要ATP水解提供能量，因此该运输方式一定是主动运输，D正确。
故选C。
24.A
【解析】
24.由图可知，蛋白激酶是ATP水解酶，蛋白磷酸酶是催化蛋白质去磷酸化的酶，故A项错误；
由于图示为动物细胞代谢，因此图中的ATP来源于细胞呼吸，故B项正确；
蛋白质磷酸化后，其空间结构发生变化，进而功能改变，故C项正确；
蛋白质合成需要ATP供能，而ATP合成需要酶（本质为蛋白质）的催化，故D项正确。
25.B
【解析】
25.A、ATP中的五碳糖为核糖，是大分子RNA的组成成分，A错误；
B、光合作用中，叶绿体中的ATP由类囊体膜处合成，转移到叶绿体基质被消耗，用于C3的还原，B正确；
C、②过程为ATP的水解过程，该过程中有水的消耗，所产生的能量可用于耗能的生命过程，不能用于ATP的生成，C错误；
D、植物细胞在黑暗条件下，不能进行光合作用，只有呼吸作用，呼吸作用过程发生在细胞质基质和线粒体中，即过程①不只发生在线粒体中，D错误。
故选B。
二、解答题（本大题共5小题，共72分）
26.
（1）①叶绿体呈绿色，在光学显微镜下清晰可见 ②逆时针 逆时针或顺时针 为细胞内物质运输创造了条件，保障细胞生命活动的正常进行
（2）大于 d细胞与c细胞的细胞液浓度不同
（3）死细胞内酯酶已失去活性，不能分解FDA产生荧光素；死细胞的细胞膜失去选择透过性，不能积累荧光素
（4）ATP是细胞的直接能源物质，活细胞在有氧和ATP的条件下，荧光素酶催化荧光素发出荧光，荧光强度与ATP含量呈正相关，ATP含量可反映细胞活力 会受到环境温度因素的干扰，因为ATP酶、荧光素酶的活性会受环境温度的影响
26.【解析】
（1）因为叶绿体呈绿色，在光学显微镜下清晰可见，故可作为观察黑藻细胞质流动的标志物。显微镜下看到的是倒像，利用黑藻观察细胞质流动时，若观察到细胞质围绕大液泡逆时针流动，则细胞质实际的流动方向依然是逆时针。但b细胞独立于a细胞，两者的细胞质的流动方向无直接关联，因此b细胞的细胞质的流动方向可以是逆时针，也可以是顺时针。细胞质处于不断流动的状态为细胞内物质运输创造了条件从而保障了细胞生命活动的正常进行。
（2）图2中c细胞正在发生质壁分离，即c细胞正在失水，则此时外界溶液的浓度大于c细胞的细胞液浓度。同一视野中的d细胞与c细胞的状态不完全相同，其内在的原因可能是d细胞与c细胞的细胞液浓度不同。
（3）活细胞中的酯酶可使FDA分解产生荧光素，荧光素不能自由透过细胞膜，积累在细胞内使活细胞发出绿色荧光；而死细胞不能产生绿色荧光的原因是死细胞内酯酶已失去活性，不能分解FDA产生荧光素，且死细胞的细胞膜失去选择透过性，不能积累荧光素。
（4）ATP是细胞的直接能源物质，活细胞在有氧和ATP的条件下，荧光素酶催化荧光素发出荧光，荧光强度与ATP含量呈正相关，ATP含量可反映细胞活力。因为ATP酶、荧光素酶的活性会受环境温度的影响，故ATP生物发光法也受环境温度的影响。
27.
（1）ATP
（2）②③④ 荧光素、氧气 低温条件下酶的空间结构稳定，使用时升高温度可使酶的活性升高并恢复最大活性
（3）高 细胞内
（4）高温煮沸餐具 下调
27.【解析】
（1）由图a可知，催化过程中消耗的能量由ATP水解直接提供。
（2）细胞内的ATP含量较少，①错误；
所有生物活细胞中都含有ATP，不同细胞中ATP浓度差异不大，这是以荧光强度反应微生物含量的前提，②③正确；
荧光强度与ATP供应呈正相关，所以ATP越多，荧光强度越大，④正确；
根据图a可知，该过程需要ATP水解供能，属于吸能反应，即试剂与样品混合后发荧光属于吸能反应，⑤错误。
因此该仪器可用作检测微生物含量的前提包括②③④。
为保证该反应顺利进行，检测试剂中除了荧光素酶外，至少应有荧光素、氧气。由于低温条件下酶的活性较低，且酶的分子结构较稳定，使用时升高温度可使酶的活性升高，因此检测试剂应在低温保存，使用时再恢复至常温。
（3）无
（4）高温可杀死微生物，因此若测试餐具时显示ATP含超过警戒值，可要求商家通过高温煮沸餐具的措施降低微生物含量，以保证市民的食品安全卫生。为避免太空环境引起微生物变异，威胁到宇航员的健康，需要太空舱内微生物数量极少，因此警戒值应下调。
28.
（1）氨基酸或核糖核苷酸
（2）高能磷酸 ① 3
（3）需要 淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成是吸能反应，需要ATP分解提供能量
（4）将细菌中分离得到的酶，用双缩脲试剂检测，若实验结果出现紫色，则证明该酶的化学本质是蛋白质。
28.【解析】
（1）酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，因此基本组成单位为氨基酸或核糖核苷酸。
（2）ATP是一种高能磷酸化合物。碱基还有N元素，因此若要用15N标记ATP分子，需要标记图中的①；
若将ATP彻底水解，可得到碱基、核糖、磷酸三种小分子物质。
（3）在人体消化腺细胞中，合成淀粉酶需要ATP分解提供能量，理由是淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成是吸能反应，需要ATP分解提供能量。
（4）设计简单的实验，验证某种从细菌中分离得到的酶的化学本质是蛋白质，写出实验思路：将细菌中分离得到的酶，用双缩脲试剂检测，若实验结果出现紫色，则证明该酶的化学本质是蛋白质。
29.
（1）协助扩散 催化和运输 叶绿体类囊体薄膜和线粒体内膜
（2）具有较高的转移势能（或有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势）
（3）解偶联剂破坏了膜内外的H+浓度差 下降
29.【解析】
（1）据图3分析，H+顺浓度梯度从脂质体内部转移到外部，并为ATP合成提供了能量，该方式是协助扩散，图示过程体现了ATP合成酶具有催化和运输的功能。真核细胞中可能存在ATP合成酶的膜结构有叶绿体的类囊体薄膜和线粒体内膜。
（2）ATP是一种高能磷酸化合物，这是因为ATP末端的磷酸基团具有较高的转移势能。
（3）图4无ATP产生，可能的原因是解偶联剂破坏了膜内外的H+浓度差。2,4-二硝基苯酚能降低膜内外的H+浓度差。若将图3所示人工膜转移至含2,4-二硝基苯酚的溶液中，膜两侧的H+浓度差会减小，ATP的合成速率将下降。
30.
（1）保卫细胞的原生质层
（2）叶绿体、线粒体 既是H+主动运输的载体，又可催化ATP水解 协助扩散 控制物质进出细胞和信息传递
（3）ABA可促进Ca +通过Ca2+通道进入细胞，引起细胞质中Ca2+含量增加，从而抑制K+通过K+内流通道进入细胞，同时促进K+通过K+外出通道外流，导致细胞内部的K+浓度降低，胞内渗透压减小，进而引起保卫细胞失水，最终导致气孔开度减小甚至关闭
30.【解析】
（1）细胞中的细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质共同构成原生质层，在细胞的渗透吸水或失水过程中，原生质层相当于渗透系统的半透膜。
（2）保卫细胞中产生ATP的细胞器有叶绿体线粒体。从图1可以看出，H+经H+-ATPase载体蛋白运出细胞需要消耗ATP，其方式为主动运输，ATP的水解放能也需要H+-ATPase的催化。H+的外排激活了K+通道，K+是通过通道蛋白进入细胞的，所以其运输方式是协助扩散。K+进入液泡，导致细胞液的浓度升高，促进细胞吸水。细胞膜具有维持细胞内部环境相对稳定、控制物质进出细胞的功能，图1中光与光受体结合，引起一系列的生理变化，可体现细胞膜进行信息传递的功能。
（3）ABA可促进Ca2+通过Ca2+通道进入细胞，引起细胞质中Ca2+含量增加，从而抑制K+通过K+内流通道进入细胞，同时促进K+通过K+外出通道外流，导致细胞内部的K+浓度降低，胞内渗透压减小，进而引起保卫细胞失水，最终导致气孔开度减小甚至关闭。
三、实验题（本大题共1小题，共16分）
31.
（1）化学 吸能反应
（2）适量的荧光素和荧光素酶 发光强度
（3）A酶
（4）促进 Hg 破坏了荧光素酶的空间结构
31.【解析】
（1）根据荧光素接受细菌细胞 ATP 中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光可知，“荧光素-荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是化学能转变为光能，最终发出荧光；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）“荧光素—荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后进行离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。
（3）分析图甲可知该实验的自变量是酶的种类和温度，在 40℃至 60℃范围内，A酶的活性变化范围较小且活性高，因此热稳定性较好的酶是A酶。
（4）①据图乙可知，Mg 对荧光素酶的催化效率具有促进作用，因为在酶浓度相等的条件下，加入Mg 的组发光强度大。
②Hg 处理后酶活性降低可能是因为Hg 是重金属离子，破坏了荧光素酶的空间结构。