第2节 细胞的能量“货币”ATP
知识点一 ATP的结构
1.ATP是细胞中各种生命活动的通用能量“货币”。下列相关叙述正确的是（ ）
A.ATP中的A代表腺苷
B.ATP中的T代表胸腺嘧啶
C.ATP与ADP的化学元素组成不同
D.ATP分子的结构可以简写成A～T～P
2.（2024·河北百校联盟高一月考）ATP可为生命活动直接提供能量，ATP的结构如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A.①表示腺嘌呤 B.②表示核糖
C.③断裂后会产生ADP D.④易断裂、易形成
3.（2024·浙江“衢温5＋1”联盟高一期中）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“～”
D.图中③和④的相互转化保证了细胞内的能量供应
知识点二 ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
4.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。下列相关叙述错误的是（ ）
A.ATP分子结构简式中的A表示腺嘌呤
B.放能反应与ATP的合成相联系
C.ATP水解产生的磷酸基团可使蛋白质因磷酸化而发生空间结构的改变
D.剧烈运动时，细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态
5.（2024·广东部分名校高一联考）生物体内能量代谢中，ATP的合成和利用过程如图所示。以下说法错误的是（ ）
A.动植物体内都有呼吸作用为ATP的合成提供能量
B.①过程和②过程的酶和场所不相同
C.c表示吸收的能量，d表示释放的能量，两者形式相同
D.ATP在活细胞中含量很少，但转化速度很快
6.（2024·河南漯河高一月考）ATP是细胞内的高能磷酸化合物，是生命活动的直接能源物质。临床上也常用ATP注射液治疗某些心肌不全疾病，此时注射的ATP量远少于细胞内产生的ATP量。下列说法正确的是（ ）
A.代谢较旺盛的细胞内能够产生并积累较多的ATP
B.临床上注射的ATP可能作为一种信号分子起调节作用
C.细胞内有机物的分解过程都与ATP的水解相联系
D.ATP中的三个磷酸基团全部脱离后形成腺嘌呤核糖核苷酸
7.荧光素酶催化荧光素与氧气反应生成氧化荧光素继而发出荧光，该过程需ATP供能。基于以上原理发明的手持ATP测定仪可用于测定食品表面的细菌数。测定时，细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光素体系”并发出荧光，依据荧光强度得出细菌数。下列叙述错误的是（ ）
A.荧光素被激活的过程属于吸能过程
B.细菌细胞内ATP的产生都需要氧气的参与
C.荧光强度与活细胞的数量呈一定的比例关系
D.细菌体内ATP含量的相对稳定是该测定方法的重要依据
8.在细胞培养液中加入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.此过程中既有ATP合成又有ATP分解
B.被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.ATP中远离腺苷的磷酸基团易脱离
9.如图为蛋白质磷酸化的过程。下列分析错误的是（ ）
A.ADP是组成核酸的基本单位
B.图中蛋白质可能有ATP水解酶的活性
C.蛋白质磷酸化后结构发生改变
D.蛋白质磷酸化为吸能反应，磷酸化的蛋白质蕴含的能量值更高
10.如图所示的化合物普遍存在于各种活细胞中，碱基Y、基团X、基团Z分别与五碳糖不同位置的碳原子相连。下列有关叙述错误的是（ ）
A.若Y代表尿嘧啶，则X代表的化学基团是—OH
B.若Y代表腺嘌呤，则Z可以代表3个相连的磷酸基团
C.若X为羟基（—OH），该化合物有可能是构成DNA的基本单位
D.该化合物广泛存在于各种活细胞中，体现了生物界具有统一性
11.生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的用途有一定差异（如下表）。下列相关叙述正确的是（ ）
种类 ATP GTP UTP CTP
作用 能量“货币” 蛋白质合成 糖原合成 脂肪和磷脂的合成
A.GTP中的“G”就是碱基鸟嘌呤
B.在糖原、蛋白质和磷脂等的合成过程中，消耗的能量均可来自ATP
C.UTP分子中所有的特殊的化学键断裂后，可得到尿嘧啶脱氧核苷酸
D.葡萄糖和果糖反应生成麦芽糖的过程中，可由ATP直接供能
12.（2024·山东淄博第六中学高一月考）如图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图（M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物），下列叙述正确的是（ ）
A.吸能反应常伴随着甲的形成，能量由Q2提供
B.两分子葡萄糖合成一分子蔗糖的过程中，有物质甲的生成
C.物质乙由腺嘌呤和核糖组成，是构成RNA的基本单位之一
D.Q1可以来源于光能，Q2不能转化为光能，M1和M2不是同一种酶
13.（2024·江苏泰州中学高一月考）蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是（ ）
A.蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的底物不同
B.蛋白质的磷酸化和去磷酸化是可逆反应
C.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应
D.ATP脱去两个磷酸基团后可作为某些病毒遗传物质的单体
14.在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。
（1）实验步骤
①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签；
②将 分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签；
③在每支试管中加入 ；
④观察发光现象并记录。
（2）实验现象预测及结论
现象预测 结论
a.随ATP浓度升高，发光现象逐渐增强 荧光强度与ATP浓度
b.随ATP浓度升高，发光现象 荧光强度与ATP浓度
c. 荧光强度与ATP浓度无关
（3）实验讨论
①最可能的实验结果是哪一个？ （填序号）。
②萤火虫发光是 能转变成 能的过程。
第2节 细胞的能量“货币”ATP
1.A ATP中的A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子的核糖组成，A正确；ATP中的T代表三个（磷酸基团），B错误；ATP与ADP的化学元素组成相同，都是C、H、O、N、P，C错误；ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，D错误。
2.C ATP由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成，题图中①表示腺嘌呤，A正确；②表示核糖，B正确；腺苷由腺嘌呤和核糖组成，题图③断裂后产生腺苷，题图④断裂后会产生ADP，C错误；ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得磷酸基团之间的化学键不稳定，而远离腺苷的化学键最不稳定，故④易断裂、易形成，D正确。
3.B 图中①由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成，为腺苷，A正确；由于含有的五碳糖是核糖，故图中②是RNA的基本单位之一，B错误；萤火虫发光所需的能量来源于图中的“～”，不稳定，容易断裂，释放较多的能量，C正确；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。
4.A ATP分子结构简式中的A表示腺苷，包括腺嘌呤和核糖，A错误；放能反应一般伴随着ATP合成，释放的能量储存在ATP末端的那个特殊的化学键中，B正确；ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团与蛋白质结合，使蛋白质发生磷酸化，从而使其空间结构发生变化，C正确；剧烈运动时，ATP消耗增多，ATP的合成也会相应增多，即细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态，D正确。
5.C 动植物体内都能进行呼吸作用，从而为ATP的合成提供能量，A正确；①过程是ATP的合成，②过程是ATP的水解，所需的酶和场所不相同，B正确；ATP合成过程中吸收的能量形式主要有光能和有机物中的化学能；ATP水解过程中释放的能量用于生物体的各项生命活动，能量的形式很多，有电能、光能、机械能等，C错误；ATP是高能磷酸化合物，化学性质不稳定，在活细胞中含量很少，但与ADP之间的转化速度很快，D正确。
6.B ATP不会在细胞内积累较多（注：正常细胞中，ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的），A错误；由题可知，临床上注射的ATP量远少于细胞内产生的ATP量，可推测注射的ATP可能是作为一种信号分子起调节作用，B正确；细胞进行呼吸作用时有机物分解释放的能量中一部分用于合成ATP，C错误；ATP中的三个磷酸基团全部脱离后形成腺苷，D错误。
7.B 根据题意可知，荧光素与氧气发生反应的过程需ATP供能，所以荧光素被激活的过程属于吸能过程，A正确；细菌细胞内ATP的产生未必都需要氧气的参与，如厌氧型细菌进行无氧呼吸，其细胞内ATP的产生不需要氧气，B错误；根据题意可知，细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光素体系”并发出荧光，可推测细菌数量越多，释放的ATP就越多，荧光强度越大，故荧光强度与ATP释放量和细菌数量呈一定的比例关系，C正确；要从释放的ATP的量推测细菌的个数，前提是细菌体内的ATP含量基本恒定，这是该测定方法的重要依据，D正确。
8.C 32P标记的ATP是重新合成的，说明有ATP的合成，且ATP的总量变化不大，说明同时存在ATP的水解，A、B不符合题意；本实验没体现ATP为生命活动供能，不能证明ATP是细胞内的直接能源物质，C符合题意；实验发现ATP的含量变化不大，但是部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，说明ATP中远离腺苷的末端磷酸基团容易脱离，D不符合题意。
9.A ADP再去掉一个磷酸（即AMP）是组成RNA（核酸）的基本单位之一，A错误；图中的蛋白质与ATP结合后，ATP变成ADP和Pi，说明图中蛋白质可能有ATP水解酶的活性，B正确；蛋白质磷酸化是蛋白质与磷酸结合，故蛋白质的结构改变，C正确；蛋白质磷酸化过程中ATP水解，故为吸能反应，磷酸化的蛋白质中含有能量且比原蛋白质更高，D正确。
10.C 若Y代表尿嘧啶，则该核苷酸的种类为核糖核苷酸中的尿嘧啶核糖核苷酸，五碳糖为核糖，则X代表的化学基团是—OH，A正确；若Y代表腺嘌呤，且X为羟基（—OH），则Z可以代表三个相连的磷酸基团，该化合物是ATP，B正确；若X为羟基（—OH），则该化合物为核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位，C错误；所有活的细胞均含有DNA和RNA，该化合物核苷酸广泛存在于各种活细胞中，体现了生物界的统一性，D正确。
11.B GTP中的“G”表示由鸟嘌呤和核糖形成的化合物鸟苷，A错误；ATP是细胞内的能量“货币”，因此蛋白质、糖原、脂肪和磷脂的合成均可由ATP直接供能，B正确；UTP分子中所有的特殊的化学键断裂后，可得到尿嘧啶核糖核苷酸，C错误；合成反应需要消耗能量，葡萄糖和果糖反应生成蔗糖的过程中，可由ATP直接供能，D错误。
12.A ATP是生命活动的直接能源物质，可为生命活动的进行提供能量，吸能反应常伴随着ATP的水解，ATP水解可形成甲（ADP），其释放的能量Q2可为生命活动供能，A正确；蔗糖是由葡萄糖与果糖结合而成的，B错误；物质乙为AMP，由腺苷和一个磷酸基团组成，C错误；Q1可以来源于光能，可被色素吸收用于光合作用合成ATP，Q2即ATP水解释放的能量，可以转化为光能，如萤火虫发光，M1为ATP合成酶，M2为ATP水解酶，D错误。
13.B 蛋白激酶催化的底物是无活性蛋白质，蛋白磷酸酶催化的底物是有活性蛋白质，即蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的底物不同，A正确；蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程所需要的条件和酶不同，故属于不可逆反应，B错误；蛋白质磷酸化需要消耗ATP，所以蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，C正确；ATP脱去两个磷酸基团后的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的单体之一，可作为某些病毒遗传物质的单体，如HIV病毒，D正确。
14.（1）②萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末 ③等量不同浓度的ATP溶液 （2）a.呈正相关 b.逐渐减弱 呈负相关 c.发光现象没有变化 （3）①a ②化学 光
4 / 4第2节 细胞的能量“货币”ATP
导学 聚焦 1.分析ATP结构与功能之间的关系，认同结构与功能相适应。 2.通过分析ATP与ADP之间的相互转化，提高理解能力；理解ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
知识点（一） ATP是一种高能磷酸化合物
1.ATP的结构
（1）中文名称： 。
（2）结构简式： 。
（3）符号含义：A代表 ，P代表 ，～代表一种 。
【思考】 腺苷由哪两部分组成？一个ATP分子中有几个磷酸基团？有几个特殊的化学键？
2.ATP的特点
（1）不稳定： 有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有 。
（2）高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达 kJ，是细胞内的一种 。
3.ATP的功能：ATP能够直接为生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的 。
4.判断下列相关表述的正误
（1）ATP中的A是腺嘌呤。（ ）
（2）ATP是细胞内主要的能源物质。（ ）
（3）ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成。（ ）
（4）ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊的化学键，其中末端的磷酸基团具有较高的转移势能。（ ）
探讨 分析ATP的结构，提高理解能力
根据ATP结构式，思考下列问题：
（1）ATP的元素组成是 ，图中①②③代表的结构分别是 。
（2）腺苷是由图中 （填写数字序号）组成的。
（3）ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是 ，是构成 的基本单位之一。
（4）ATP中的“A”“T”和组成DNA中的“A”“T”含义相同吗？
1.ATP的分子组成
2.不同化合物中“A”的辨析
1.下图表示与ATP相关的部分结构示意图，下列分析中正确的是（ ）
A.a表示ADP，与ATP相比少了一个磷酸
B.b表示腺苷，是ATP中“A”代表的含义
C.c表示腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一
D.d表示ATP，是生物体的直接供能物质
2.（2024·辽宁沈阳第十五中学高一月考）ATP在细胞中能够释放能量，下列关于ATP的说法不正确的是（ ）
A.细胞吸收葡萄糖时都会消耗ATP，ATP是生命活动的直接能源物质
B.由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得该特殊化学键不稳定
C.ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能
D.1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ
知识点（二） ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
1.ATP与ADP之间的相互转化
2.ATP的利用
（1）ATP的利用
（2）实例——ATP为主动运输供能的机理
（3）ATP是细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应一般与 的反应相联系，由ATP水解提供能量。
②放能反应一般与 相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。
③能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通。
（4）萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有 ，在ATP提供能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的 。
3.判断下列相关表述的正误
（1）人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。（ ）
（2）细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。（ ）
（3）吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解。（ ）
（4）载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化。（ ）
探讨一 分析ATP和ADP的相互转化，提高理解能力
1.阅读下列材料，回答下列相关问题：
材料1 将用32P标记的磷酸加入细胞培养液，并在短时间内快速分离出细胞的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带有放射性标记。
材料2 经测定，一个成年人每天大约消耗45 kg ATP，但每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，即每个细胞每秒钟可形成1 000万个ATP且同时有等量的ATP被分解。
（1）写出ATP与ADP相互转化的反应式。
（2）材料1中，细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记，该现象说明了什么？
（3）材料2说明：
。
2.ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。
反应 ATPADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量ATP
反应类型
酶的类型
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等
能量来源 特殊的化学键中的化学能 有机物分解所释放的化学能、光能
能量去向
结论： 是可逆的， 是不可逆的，且反应所需酶也不同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。
探讨二 分析ATP的利用，形成物质能量观
3.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，如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输都需要消耗ATP。如图是ATP为主动运输供能示意图。
（1）由甲→乙过程中，ATP转化为ADP。磷酸基团的去向及其作用是什么？
（2）从Ca2＋的转运过程看，Ca2＋的载体蛋白有什么作用？
1.ATP是细胞内流通的能量“货币”
（1）吸能反应一般与ATP水解相联系；放能反应一般与ATP合成相联系，示意图如下：
（2）能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通。
2.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
ATP中的化学能各种形式的能量各项生命活动
化学能→电能 用于大脑思考和神经传导
化学能→化学能 用于细胞内各种吸能反应（如物质合成），用于主动运输
化学能→机械能 用于肌肉收缩
化学能→电能、光能 用于生物发电、发光
化学能→热能 维持体温
1.（2024·河北百校联盟高一联考）细胞内ATP合成与分解的过程如图所示。下列分析不正确的是（ ）
A.过程①需要的能量只能来源于细胞呼吸
B.过程②释放的能量可用于吸收营养物质
C.过程①中的磷酸基团会使蛋白质分子磷酸化
D.过程①②的转化机制是生物界普遍存在的
2.ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构简式为A—P～P～P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，下图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是（ ）
A.ATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的一种基本单位
B.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶
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
D.由图可知，细胞中Ca2＋的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输，而ATP水解总是跟放能反应有关
（1）ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解的原因。
（2）人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因。
1.如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是（ ）
A.ATP中含有C、H、O、N、P五种元素
B.图中虚线框中部分代表腺苷
C.ATP分子中①处断裂后形成了ADP
D.ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动
2.下图是细胞中ATP—ADP循环示意图。下列叙述错误的是（ ）
A.ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖
B.原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程
C.能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应
D.离体肌肉收缩时可以由ATP和葡萄糖直接供能
3.（2024·安徽芜湖无为第一中学高一月考）下列有关细胞内ATP的叙述，正确的是（ ）
A.寒冷时，细胞内产生ATP的速率下降
B.运动时，细胞内产生ATP的速率远大于产生ADP的速率
C.剧烈运动时，细胞内产生ATP的速率升高
D.饥饿时，细胞内产生ADP的速率远大于产生ATP的速率
4.下图是生物体内ATP和ADP相互转化表达式，下列相关叙述正确的是（ ）
ATPADP＋Pi＋能量
A.反应需要的酶1和酶2是同一种酶
B.ATP与ADP相互转化处于动态平衡
C.该反应物质与能量变化都是可逆的
D.ATP释放的能量主要用于再合成ATP
5.据图分析下列有关ATP的叙述，错误的是（ ）
A.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B.图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动
C.图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D.ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成
第2节 细胞的能量“货币”ATP
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）腺苷三磷酸 （2）A—P～P～P （3）腺苷 磷酸基团 特殊的化学键
思考：腺苷由腺嘌呤和核糖组成，一个ATP分子中有3个磷酸基团，有2个特殊的化学键。
2.负电荷 特殊的化学键 末端磷酸基团 （1）末端磷酸基团 较高的转移势能 （2）30.54 高能磷酸化合物
3.直接能源物质
4.（1）× （2）× （3）× （4）×
互动探究
（1）C、H、O、N、P 腺嘌呤、核糖、磷酸基团 （2）①②
（3）腺嘌呤核糖核苷酸 RNA
（4）提示：不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”即tri含义是三。DNA中的“A”只是指腺嘌呤；“T”是指胸腺嘧啶。
学以致用
1.D a由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成，称为腺苷，A错误；b表示腺嘌呤核糖核苷酸，ATP中“A”代表腺苷，B错误；c表示腺苷二磷酸（ADP），C错误；d表示腺苷三磷酸（ATP），是生物体的直接能源物质，D正确。
2.A 红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，不消耗ATP，A错误；由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得该特殊化学键不稳定，容易断裂和形成，B正确；ATP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，故ATP能释放能量的原因是其特殊化学键容易断裂，C正确；ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP，1 mol ATP水解为ADP时释放出的能量高达30.54 kJ，D正确。
知识点（二）
自主学习
1. 末端磷酸基团 Pi ATP ADP 能量 光能 呼吸作用 呼吸作用 动态平衡 ⑩生物界的统一性
2.（1） 主动运输 磷酸化 空间结构 活性
（2） 酶活性 末端磷酸基团 能量转移 空间结构
（3）①ATP水解 ②ATP的合成 ③ATP分子 （4）荧光素和荧光素酶 氧化荧光素
3.（1）× 提示：ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中。
（2）× 提示：还有GTP、CTP等。
（3）× 提示：吸能反应伴随着ATP的水解，放能反应伴随着ATP的合成。
（4）× 提示：载体蛋白磷酸化伴随着空间结构的变化。
互动探究
1.（1）提示：ATPADP＋Pi＋能量。
（2）提示：ATP中末端磷酸基团容易水解和重新生成。
（3）ATP和ADP之间的相互转化快速、时刻不停地进行，处于动态平衡之中
2.水解反应 合成反应 水解酶 合成酶 用于各项生命活动 储存于特殊的化学键中 物质 能量
3.（1）提示：ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
（2）提示：一是运输作用，结合Ca2＋进行跨膜运输；二是催化作用，能催化ATP水解。
学以致用
1.A 过程①是ATP的合成过程，需要的能量可来源于光合作用和呼吸作用，A错误；过程②是ATP的水解过程，释放的能量可用于吸收营养物质，B正确；过程①中的磷酸基团会使蛋白质分子磷酸化，C正确；ATP是细胞内的直接能源物质，过程①②的转化机制是生物界普遍存在的，D正确。
2.D ATP中的“～”代表一种特殊的化学键，断开两个这种化学键，就形成了A—P，又叫AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），它是组成 RNA的一种基本单位，A正确；如图所示，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，酶活性就被激活了，B正确；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，此过程就是载体蛋白的磷酸化，C正确；细胞中Ca2＋的跨膜运输是主动运输，需要ATP水解释放能量为其供能，而细胞内许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解。
（2）提示：ATP与ADP时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡之中。
课堂演练
1.C ATP分子中②处的断裂与形成是其与ADP相互转化的基础。
2.D ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，ADP是由1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团组成的，二者都含有腺嘌呤和核糖，A正确；甲过程是ATP的合成，乙过程是ATP的水解，原核细胞和真核细胞内都可以发生这两个过程，B正确；ATP的合成过程要吸收能量，所需的能量①来自细胞呼吸或光合作用，能量②是ATP水解释放的能量，可用于吸能反应，C正确；肌肉收缩是吸能反应，需要ATP供能，与ATP的水解有关，而葡萄糖不能直接供能，D错误。
3.C 在寒冷时，人体细胞代谢增强以维持体温恒定，细胞产生ATP的速率升高，A错误；在任何状态下，ATP的产生速率与分解速率都处于动态平衡之中，即细胞内产生ADP的速率基本等于产生ATP的速率，B、D错误；在剧烈运动时，细胞的耗能增加，细胞内产生ATP的速率升高，C正确。
4.B 酶具有专一性，故ATP合成和水解所需的酶不同，A错误；此过程物质变化是可逆的，而能量变化是不可逆的，C错误；ATP释放的能量直接用于其他生命活动，而ATP合成的能量来自光能和有机物中的化学能，D错误。
5.D 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，保证了机体对能量的需求，A正确；图中两次ATP的水解，前者能量储存在有机物中，后者能量可用于各项生命活动，B正确；图中两次合成ATP，前者ATP的合成是通过光合作用，所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C正确；一分子ATP由3个磷酸基团和1个腺苷（由腺嘌呤和核糖结合而成）构成，D错误。
7 / 7(共80张PPT)
第2节 细胞的能量“货币”ATP
导
学 聚
焦 1.分析ATP结构与功能之间的关系，认同结构与功能相适应。
2.通过分析ATP与ADP之间的相互转化，提高理解能力；理解
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一） ATP是一种高能磷酸化合物
1. ATP的结构
（1）中文名称： 。
（2）结构简式： 。
腺苷三磷酸
A—P～P～P
（3）符号含义：A代表 ，P代表 ，～代表一
种 。
【思考】 腺苷由哪两部分组成？一个ATP分子中有几个磷
酸基团？有几个特殊的化学键？
提示：腺苷由腺嘌呤和核糖组成，一个ATP分子中有3个磷酸
基团，有2个特殊的化学键。
腺苷
磷酸基团
特殊的化学键
2. ATP的特点
（1）不稳定： 有一种离开ATP而与其他分子结
合的趋势，也就是具有 。
（2）高能量：1 mol ATP水解释放的能量高达 kJ，是细
胞内的一种 。
末端磷酸基团
较高的转移势能
30.54
高能磷酸化合物
3. ATP的功能：ATP能够直接为生命活动提供能量，是驱动细胞生命
活动的 。
4. 判断下列相关表述的正误
（1）ATP中的A是腺嘌呤。 （ × ）
（2）ATP是细胞内主要的能源物质。 （ × ）
（3）ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团构成。 （ × ）
（4）ATP是高能磷酸化合物，含3个特殊的化学键，其中末端的磷
酸基团具有较高的转移势能。 （ × ）
直接能源物质
×
×
×
×
探讨 分析ATP的结构，提高理解能力
根据ATP结构式，思考下列问题：
（1）ATP的元素组成是 ，图中①②③代表的结
构分别是 。
（2）腺苷是由图中 （填写数字序号）组成的。
（3）ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是
，是构成 的基本单位之一。
（4）ATP中的“A”“T”和组成DNA中的“A”“T”含义相同吗？
提示：不同。ATP中的“A”指的是腺苷，包括腺嘌呤和核糖；
“T”即tri含义是三。DNA中的“A”只是指腺嘌呤；“T”是
指胸腺嘧啶。
C、H、O、N、P
腺嘌呤、核糖、磷酸基团
①②
腺嘌呤核糖核苷
酸
RNA
1. ATP的分子组成
2. 不同化合物中“A”的辨析
1. 下图表示与ATP相关的部分结构示意图，下列分析中正确的是（ ）
A. a表示ADP，与ATP相比少了一个磷酸
B. b表示腺苷，是ATP中“A”代表的含义
C. c表示腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一
D. d表示ATP，是生物体的直接供能物质
解析： a由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成，称为腺苷，A错
误；b表示腺嘌呤核糖核苷酸，ATP中“A”代表腺苷，B错误；c
表示腺苷二磷酸（ADP），C错误；d表示腺苷三磷酸（ATP），是
生物体的直接能源物质，D正确。
2. （2024·辽宁沈阳第十五中学高一月考）ATP在细胞中能够释放能
量，下列关于ATP的说法不正确的是（ ）
A. 细胞吸收葡萄糖时都会消耗ATP，ATP是生命活动的直接能源物质
B. 由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得
该特殊化学键不稳定
C. ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有
较高的转移势能
D. 1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ
解析： 红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，不消耗ATP，A
错误；由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，
使得该特殊化学键不稳定，容易断裂和形成，B正确；ATP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，故ATP能释放能量的原因是其特殊化学键容易断裂，
C正确；ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP，1 mol
ATP水解为ADP时释放出的能量高达30.54 kJ，D正确。
知识点（二） ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
1. ATP与ADP之间的相互转化
2. ATP的利用
（1）ATP的利用
（2）实例——ATP为主动运输供能的机理
（3）ATP是细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应一般与 的反应相联系，由ATP水解
提供能量。
②放能反应一般与 相联系，释放的能量储存
在ATP中，用来为吸能反应直接供能。
③能量通过 在吸能反应和放能反应之间流通。
ATP水解
ATP的合成
ATP分子
（4）萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有
，在ATP提供能量的前提下，荧光素酶可
催化荧光素转化为能发出荧光的 。
荧
光素和荧光素酶
氧化荧光素
3. 判断下列相关表述的正误
（1）人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。
（ × ）
提示：ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生，且处于动态
平衡之中。
（2）细胞中的生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的。
（ × ）
提示：还有GTP、CTP等。
×
×
（3）吸能反应伴随着ATP的合成，放能反应伴随着ATP的水解。
（ × ）
提示：吸能反应伴随着ATP的水解，放能反应伴随着ATP的
合成。
（4）载体蛋白磷酸化不会使其空间结构发生变化。 （ × ）
提示：载体蛋白磷酸化伴随着空间结构的变化。
×
×
探讨一 分析ATP和ADP的相互转化，提高理解能力
1. 阅读下列材料，回答下列相关问题：
材料1 将用32P标记的磷酸加入细胞培养液，并在短时间内快速分
离出细胞的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸
基团已带有放射性标记。
材料2 经测定，一个成年人每天大约消耗45 kg ATP，但每一时刻
储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，即每个细胞每秒钟可
形成1 000万个ATP且同时有等量的ATP被分解。
（1）写出ATP与ADP相互转化的反应式。
提示：ATP ADP＋Pi＋能量。
（2）材料1中，细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记，
该现象说明了什么？
提示：ATP中末端磷酸基团容易水解和重新生成。
（3）材料2说明：
。
ATP和ADP之间的相互转化快速、时刻不停地
进行，处于动态平衡之中
2. ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。
反应 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
反应
类型
酶的
类型
场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等
水解反应
合成反应
水解酶
合成酶
反应 ATP ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 ATP
能量
来源 特殊的化学键中的化学能 有机物分解所释放的化学能、
光能
能量
去向
结论： 是可逆的， 是不可逆的，且反应所需酶也
不同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。
用于各项生命活动
储存于特殊的化学键中
物质
能量
探讨二 分析ATP的利用，形成物质能量观
3. 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，
如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输都需要消耗ATP。如图是
ATP为主动运输供能示意图。
（1）由甲→乙过程中，ATP转化为ADP。磷酸基团的去向及其作
用是什么？
提示：ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这
些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因
而可以参与各种化学反应。
（2）从Ca2＋的转运过程看，Ca2＋的载体蛋白有什么作用？
提示：一是运输作用，结合Ca2＋进行跨膜运输；二是催化作
用，能催化ATP水解。
1. ATP是细胞内流通的能量“货币”
（1）吸能反应一般与ATP水解相联系；放能反应一般与ATP合成
相联系，示意图如下：
（2）能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间流通。
2. 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
ATP中的化学能 各种形式的能量 各项生命活动 化学能→电能 用于大脑思考和神经传导
化学能→化学能 用于细胞内各种吸能反应（如物质合成），用于主动运输
化学能→机械能 用于肌肉收缩
化学能→电能、光能 用于生物发电、发光
化学能→热能 维持体温
1. （2024·河北百校联盟高一联考）细胞内ATP合成与分解的过程如图所示。下列分析不正确的是（ ）
A. 过程①需要的能量只能来源于细胞呼吸
B. 过程②释放的能量可用于吸收营养物质
C. 过程①中的磷酸基团会使蛋白质分子磷酸化
D. 过程①②的转化机制是生物界普遍存在的
解析： 过程①是ATP的合成过程，需要的能量可来源于光合作
用和呼吸作用，A错误；过程②是ATP的水解过程，释放的能量可
用于吸收营养物质，B正确；过程①中的磷酸基团会使蛋白质分子
磷酸化，C正确；ATP是细胞内的直接能源物质，过程①②的转化
机制是生物界普遍存在的，D正确。
2. ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构
简式为A—P～P～P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，下
图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是
（ ）
A. ATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的
一种基本单位
B. 参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶
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
D. 由图可知，细胞中Ca2＋的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动
运输，而ATP水解总是跟放能反应有关
解析： ATP中的“～”代表一种特殊的化学键，断开两个这
种化学键，就形成了A—P，又叫AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），
它是组成 RNA的一种基本单位，A正确；如图所示，参与Ca2＋
主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的
Ca2＋与其相应位点结合时，酶活性就被激活了，B正确；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，此过程就是载
体蛋白的磷酸化，C正确；细胞中Ca2＋的跨膜运输是主动运
输，需要ATP水解释放能量为其供能，而细胞内许多吸能反应
与ATP水解的反应相联系，D错误。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的
相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易
水解的原因。
提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原
因，使得这种特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开
ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊的化学
键容易水解。
（2）人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的
ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太
大变化，请分析原因。
提示：ATP与ADP时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡
之中。
1. 如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是（ ）
A. ATP中含有C、H、O、N、P五
种元素
B. 图中虚线框中部分代表腺苷
C. ATP分子中①处断裂后形成了
ADP
D. ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动
解析： ATP分子中②处的断裂与形成是其与ADP相互转化的
基础。
2. 下图是细胞中ATP—ADP循环示意图。下列叙述错误的是（ ）
A. ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖
B. 原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程
C. 能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应
D. 离体肌肉收缩时可以由ATP和葡萄糖直接供能
解析： ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，
ADP是由1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团组成的，二者都含有
腺嘌呤和核糖，A正确；甲过程是ATP的合成，乙过程是ATP的水
解，原核细胞和真核细胞内都可以发生这两个过程，B正确；ATP
的合成过程要吸收能量，所需的能量①来自细胞呼吸或光合作用，
能量②是ATP水解释放的能量，可用于吸能反应，C正确；肌肉收
缩是吸能反应，需要ATP供能，与ATP的水解有关，而葡萄糖不能
直接供能，D错误。
3. （2024·安徽芜湖无为第一中学高一月考）下列有关细胞内ATP的
叙述，正确的是（ ）
A. 寒冷时，细胞内产生ATP的速率下降
B. 运动时，细胞内产生ATP的速率远大于产生ADP的速率
C. 剧烈运动时，细胞内产生ATP的速率升高
D. 饥饿时，细胞内产生ADP的速率远大于产生ATP的速率
解析： 在寒冷时，人体细胞代谢增强以维持体温恒定，细胞产
生ATP的速率升高，A错误；在任何状态下，ATP的产生速率与分
解速率都处于动态平衡之中，即细胞内产生ADP的速率基本等于产
生ATP的速率，B、D错误；在剧烈运动时，细胞的耗能增加，细
胞内产生ATP的速率升高，C正确。
4. 下图是生物体内ATP和ADP相互转化表达式，下列相关叙述正确的
是（ ）
ATP ADP＋Pi＋能量
A. 反应需要的酶1和酶2是同一种酶
B. ATP与ADP相互转化处于动态平衡
C. 该反应物质与能量变化都是可逆的
D. ATP释放的能量主要用于再合成ATP
解析： 酶具有专一性，故ATP合成和水解所需的酶不同，A错
误；此过程物质变化是可逆的，而能量变化是不可逆的，C错误；
ATP释放的能量直接用于其他生命活动，而ATP合成的能量来自光
能和有机物中的化学能，D错误。
5. 据图分析下列有关ATP的叙述，错误的是（ ）
A. ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B. 图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动
C. 图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D. ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成
解析： 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，保证了机体对能量的需求，A正确；图中两次ATP
的水解，前者能量储存在有机物中，后者能量可用于各项生命活
动，B正确；图中两次合成ATP，前者ATP的合成是通过光合作
用，所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C正确；一分
子ATP由3个磷酸基团和1个腺苷（由腺嘌呤和核糖结合而成）构
成，D错误。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 ATP的结构
1. ATP是细胞中各种生命活动的通用能量“货币”。下列相关叙述正
确的是（ ）
A. ATP中的A代表腺苷
B. ATP中的T代表胸腺嘧啶
C. ATP与ADP的化学元素组成不同
D. ATP分子的结构可以简写成A～T～P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： ATP中的A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子的核
糖组成，A正确；ATP中的T代表三个（磷酸基团），B错误；ATP
与ADP的化学元素组成相同，都是C、H、O、N、P，C错误；ATP
分子的结构可以简写成A—P～P～P，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2. （2024·河北百校联盟高一月考）ATP可为生命活动直接提供能
量，ATP的结构如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A. ①表示腺嘌呤 B. ②表示核糖
C. ③断裂后会产生ADP D. ④易断裂、易形成
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： ATP由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成，题图中①表
示腺嘌呤，A正确；②表示核糖，B正确；腺苷由腺嘌呤和核糖组
成，题图③断裂后产生腺苷，题图④断裂后会产生ADP，C错误；
ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，使得磷酸基团
之间的化学键不稳定，而远离腺苷的化学键最不稳定，故④易断
裂、易形成，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3. （2024·浙江“衢温5＋1”联盟高一期中）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“～”
D. 图中③和④的相互转化保证了细胞内的能量供应
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： 图中①由一分子核糖和一分子腺嘌呤组成，为腺苷，A
正确；由于含有的五碳糖是核糖，故图中②是RNA的基本单位之
一，B错误；萤火虫发光所需的能量来源于图中的“～”，不稳
定，容易断裂，释放较多的能量，C正确；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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
知识点二 ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用
4. 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。下列相关叙述
错误的是（ ）
A. ATP分子结构简式中的A表示腺嘌呤
B. 放能反应与ATP的合成相联系
C. ATP水解产生的磷酸基团可使蛋白质因磷酸化而发生空间结构的 改变
D. 剧烈运动时，细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： ATP分子结构简式中的A表示腺苷，包括腺嘌呤和核
糖，A错误；放能反应一般伴随着ATP合成，释放的能量储存在
ATP末端的那个特殊的化学键中，B正确；ATP在酶的作用下水解
时，脱离下来的末端磷酸基团与蛋白质结合，使蛋白质发生磷酸
化，从而使其空间结构发生变化，C正确；剧烈运动时，ATP消耗
增多，ATP的合成也会相应增多，即细胞中ATP的合成与水解处于
相对平衡状态，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5. （2024·广东部分名校高一联考）生物体内能量代谢中，ATP的合成和利用过程如图所示。以下说法错误的是（ ）
A. 动植物体内都有呼吸作用为ATP的合成提供能量
B. ①过程和②过程的酶和场所不相同
C. c表示吸收的能量，d表示释放的能量，两者形式相同
D. ATP在活细胞中含量很少，但转化速度很快
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： 动植物体内都能进行呼吸作用，从而为ATP的合成提供
能量，A正确；①过程是ATP的合成，②过程是ATP的水解，所需
的酶和场所不相同，B正确；ATP合成过程中吸收的能量形式主要
有光能和有机物中的化学能；ATP水解过程中释放的能量用于生物
体的各项生命活动，能量的形式很多，有电能、光能、机械能等，
C错误；ATP是高能磷酸化合物，化学性质不稳定，在活细胞中含
量很少，但与ADP之间的转化速度很快，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6. （2024·河南漯河高一月考）ATP是细胞内的高能磷酸化合物，是
生命活动的直接能源物质。临床上也常用ATP注射液治疗某些心肌
不全疾病，此时注射的ATP量远少于细胞内产生的ATP量。下列说
法正确的是（ ）
A. 代谢较旺盛的细胞内能够产生并积累较多的ATP
B. 临床上注射的ATP可能作为一种信号分子起调节作用
C. 细胞内有机物的分解过程都与ATP的水解相联系
D. ATP中的三个磷酸基团全部脱离后形成腺嘌呤核糖核苷酸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： ATP不会在细胞内积累较多（注：正常细胞中，ATP
与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中
的），A错误；由题可知，临床上注射的ATP量远少于细胞内产
生的ATP量，可推测注射的ATP可能是作为一种信号分子起调
节作用，B正确；细胞进行呼吸作用时有机物分解释放的能量
中一部分用于合成ATP，C错误；ATP中的三个磷酸基团全部脱
离后形成腺苷，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. 荧光素酶催化荧光素与氧气反应生成氧化荧光素继而发出荧光，该
过程需ATP供能。基于以上原理发明的手持ATP测定仪可用于测定
食品表面的细菌数。测定时，细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于
测定仪中的“荧光素酶—荧光素体系”并发出荧光，依据荧光强度
得出细菌数。下列叙述错误的是（ ）
A. 荧光素被激活的过程属于吸能过程
B. 细菌细胞内ATP的产生都需要氧气的参与
C. 荧光强度与活细胞的数量呈一定的比例关系
D. 细菌体内ATP含量的相对稳定是该测定方法的重要依据
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： 根据题意可知，荧光素与氧气发生反应的过程需ATP供
能，所以荧光素被激活的过程属于吸能过程，A正确；细菌细胞内
ATP的产生未必都需要氧气的参与，如厌氧型细菌进行无氧呼吸，
其细胞内ATP的产生不需要氧气，B错误；根据题意可知，细菌被
裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光素体
系”并发出荧光，可推测细菌数量越多，释放的ATP就越多，荧光
强度越大，故荧光强度与ATP释放量和细菌数量呈一定的比例关
系，C正确；要从释放的ATP的量推测细菌的个数，前提是细菌体
内的ATP含量基本恒定，这是该测定方法的重要依据，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8. 在细胞培养液中加入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. 此过程中既有ATP合成又有ATP分解
B. 被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. ATP中远离腺苷的磷酸基团易脱离
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： 32P标记的ATP是重新合成的，说明有ATP的合成，且
ATP的总量变化不大，说明同时存在ATP的水解，A、B不符合题
意；本实验没体现ATP为生命活动供能，不能证明ATP是细胞内的
直接能源物质，C符合题意；实验发现ATP的含量变化不大，但是
部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，说明ATP中远离腺苷
的末端磷酸基团容易脱离，D不符合题意。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. 如图为蛋白质磷酸化的过程。下列分析错误的是（ ）
A. ADP是组成核酸的基本单位
B. 图中蛋白质可能有ATP水解酶的活性
C. 蛋白质磷酸化后结构发生改变
D. 蛋白质磷酸化为吸能反应，磷酸化的蛋白质蕴含的能量值更高
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： ADP再去掉一个磷酸（即AMP）是组成RNA（核酸）的
基本单位之一，A错误；图中的蛋白质与ATP结合后，ATP变成
ADP和Pi，说明图中蛋白质可能有ATP水解酶的活性，B正确；蛋
白质磷酸化是蛋白质与磷酸结合，故蛋白质的结构改变，C正确；
蛋白质磷酸化过程中ATP水解，故为吸能反应，磷酸化的蛋白质中
含有能量且比原蛋白质更高，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. 如图所示的化合物普遍存在于各种活细胞中，碱基Y、基团X、基团Z分别与五碳糖不同位置的碳原子相连。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 若Y代表尿嘧啶，则X代表的化学基团是—OH
B. 若Y代表腺嘌呤，则Z可以代表3个相连的磷酸基团
C. 若X为羟基（—OH），该化合物有可能是构成DNA的基本单位
D. 该化合物广泛存在于各种活细胞中，体现了生物界具有统一性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： 若Y代表尿嘧啶，则该核苷酸的种类为核糖核苷酸中的
尿嘧啶核糖核苷酸，五碳糖为核糖，则X代表的化学基团是—
OH，A正确；若Y代表腺嘌呤，且X为羟基（—OH），则Z可以
代表三个相连的磷酸基团，该化合物是ATP，B正确；若X为羟基
（—OH），则该化合物为核糖核苷酸，是构成RNA的基本单
位，C错误；所有活的细胞均含有DNA和RNA，该化合物核苷酸
广泛存在于各种活细胞中，体现了生物界的统一性，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. 生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的用途有一定差异（如
下表）。下列相关叙述正确的是（ ）
种类 ATP GTP UTP CTP
作用 能量“货币” 蛋白质合成 糖原合成 脂肪和磷脂的合成
A. GTP中的“G”就是碱基鸟嘌呤
B. 在糖原、蛋白质和磷脂等的合成过程中，消耗的能量均可来自ATP
C. UTP分子中所有的特殊的化学键断裂后，可得到尿嘧啶脱氧核苷
酸
D. 葡萄糖和果糖反应生成麦芽糖的过程中，可由ATP直接供能
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析： GTP中的“G”表示由鸟嘌呤和核糖形成的化合物鸟
苷，A错误；ATP是细胞内的能量“货币”，因此蛋白质、糖原、
脂肪和磷脂的合成均可由ATP直接供能，B正确；UTP分子中所有
的特殊的化学键断裂后，可得到尿嘧啶核糖核苷酸，C错误；合
成反应需要消耗能量，葡萄糖和果糖反应生成蔗糖的过程中，可
由ATP直接供能，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. （2024·山东淄博第六中学高一月考）如图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图（M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物），下列叙述正确的是（ ）
A. 吸能反应常伴随着甲的形成，能量由Q2提供
B. 两分子葡萄糖合成一分子蔗糖的过程中，有物质甲的生成
C. 物质乙由腺嘌呤和核糖组成，是构成RNA的基本单位之一
D. Q1可以来源于光能，Q2不能转化为光能，M1和M2不是同一种酶
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析：ATP是生命活动的直接能源物质，可为生命活动的进行提供能量，吸能反应常伴随着ATP的水解，ATP水解可形成甲（ADP），其释放的能量Q2可为生命活动供能，A正确；蔗糖是由葡萄糖与果糖结合而成的，B错误；物质乙为AMP，由腺苷和一个磷酸基团组成，C错误；Q1可以来源于光能，可被色素吸收用于光合作用合成ATP，Q2即ATP水解释放的能量，可以转化为光能，如萤火虫发光，M1为ATP合成酶，M2为ATP水解酶，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. （2024·江苏泰州中学高一月考）蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是（ ）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A. 蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的底物不同
B. 蛋白质的磷酸化和去磷酸化是可逆反应
C. 蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应
D. ATP脱去两个磷酸基团后可作为某些病毒遗传物质的单体
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析：蛋白激酶催化的底物是无活性蛋白质，蛋白磷酸酶催化的底物是有活性蛋白质，即蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的底物不同，A正确；蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程所需要的条件和酶不同，故属于不可逆反应，B错误；蛋白质磷酸化需要消耗ATP，所以蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，C正确；ATP脱去两个磷酸基团后的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的单体之一，可作为某些病毒遗传物质的单体，如HIV病毒，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应
而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏
水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干
及其他实验所需材料。
（1）实验步骤
①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签；
②将 分成若干等份，分
别放入试管中，贴上标签；
③在每支试管中加入 ；
④观察发光现象并记录。
萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末
等量不同浓度的ATP溶液
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
（2）实验现象预测及结论
现象预测 结论
a.随ATP浓度升高，发光现象逐渐
增强 荧光强度与ATP浓度
b.随ATP浓度升高，发光现象
荧光强度与ATP浓度
c. 荧光强度与ATP浓度无关
（3）实验讨论
①最可能的实验结果是哪一个？ （填序号）。
②萤火虫发光是 能转变成 能的过程。
呈正相关
逐
渐减弱
呈负相关
发光现象没有变化
a
化学
光
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
感 谢 观 看!
