2025届高考生物第一轮总复习专题10ATP和细胞呼吸

/练案10ATP和细胞呼吸A组一、选择题1．(2025·贵州遵义高三开学考试)ATP可作为一种药物用于辅助治疗肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌炎等疾病。下列说法正确的是()A．ATP是生物体内所有耗能生命活动的直接能量来源B．ATP合成所需的能量来自光能或化学能C．ATP的水解过程往往伴随着蛋白质分子的去磷酸化D．ATP的水解产物可以作为合成DNA的原料答案：B解析：ATP是直接能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP提供，但也有少数由NADPH、GTP、UTP等提供，A错误；光合作用和呼吸作用都会产生ATP，ATP合成所需的能量来自光能或化学能，B正确；ATP的水解过程往往伴随着蛋白质分子的磷酸化，C错误；ATP的水解产物核糖核苷酸，可以作为合成RNA的原料，D错误。故选B。2．(2024·吉林通化梅河口五中二模)ATP是细胞的能量“货币”，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法正确的是()A．反应式中物质可逆，能量不可逆B．反应式中能量可逆，物质不可逆C．反应式中的物质和能量均可逆D．生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用答案：A解析：生物体进行的从“ATP→ADP＋Pi”的过程和从“ADP＋Pi→ATP”的过程是两个截然不同的生理过程，其物质是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，BCD错误，A正确。3．(2025·衡中同卷一调考试)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．人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATPB．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供能物质，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答案：B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，不是同一物质，B错误；ATP是生物体生命活动的直接供能物质，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；萤火虫发火是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，这是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。4．(2024·黑龙江牡丹江高三期中)如图为生物体内ATP与ADP的相互转化示意图。下列相关叙述错误的是()A．通过①过程可将能量储存在ATP分子的特殊化学键中B．对人和动物体而言，ADP可接受呼吸作用释放的能量来合成ATPC．②过程所释放的能量可用于各项生命活动，如人成熟红细胞吸收葡萄糖D．剧烈运动时ATP含量不会明显增加，但可通过①与②过程相互转化维持能量供需平衡答案：C解析：根据ATP和ADP的结构可知，通过①过程可将能量储存在ATP分子的特殊化学键中，A正确；对人和动物体而言，在酶的作用下，ADP可接受呼吸作用释放的能量合成ATP，B正确；②过程释放的能量可用于各项生命活动，但人成熟红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖，不消耗能量，C错误；剧烈运动时ATP不会明显增加，可通过①与②过程的相互转化维持体内能量供需平衡，D正确。故选C。5．(2025·陕西渭南高三阶段练习)ATP可为代谢提供能量，也参与核酸的合成。ATP结构如图所示，图中①～③表示物质，④表示特殊的化学键。下列说法错误的是()A．物质①为腺嘌呤，在tRNA中也存在B．物质①②构成了腺苷C．生物的细胞合成ATP所需要的能量来源相同D．ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质磷酸化答案：C解析：物质①为腺嘌呤，tRNA是转运RNA，tRNA中存在腺嘌呤，A正确；物质①腺嘌呤和物质②核糖构成了腺苷，B正确；生物的细胞合成ATP所需要的能量来源不同，植物细胞可以通过光能和呼吸作用产生能量来合成ATP，动物细胞主要通过呼吸作用产生能量来合成ATP，C错误；ATP水解释放的磷酸基团能使蛋白质磷酸化，这是ATP的一种重要功能，D正确。故选C。6．(2025·山西晋城高三阶段练习)可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对熟食样品中活菌含量进行检测，最关键的原理是活菌研磨液中含有ATP，具体如图所示。下列说法错误的是()A．ATP中末端的磷酸基团具有较高的转移势能B．实验中测定的荧光强度与ATP消耗量呈正相关，与细菌数目呈正相关C．用该检测法检测样品中微生物时需在无氧条件下进行D．荧光素发光的过程中涉及化学能转化为光能答案：C解析：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；荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，ATP数量越多，提供能量越多，发光强度越大，即发光强度与ATP含量成正相关，与细菌数目呈正相关，B正确；据图分析可知，用该检测法检测样品中微生物时需在有氧条件下进行，C错误；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荧光素分子结合，从而使荧光素发出荧光，这个过程中储存在ATP中的化学能转化为光能，D正确。故选C。7．(2025·黑龙江哈尔滨高三开学考试)ATP是一种高能磷酸化合物，在进行性肌萎缩、心功能不全及肝炎等疾病的辅助治疗中具有积极的意义。下列关于人体细胞中ATP的叙述，错误的是()A．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通B．ATP中两个相邻的磷酸基团都带正电荷而相互排斥C．形成ATP所需的能量主要来自细胞呼吸D．剧烈运动过程ATP的分解速率和生成速率无显著差异答案：B解析：吸能反应需要ATP水解提供能量，放能反应为ATP的合成提供能量，故能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，A正确；ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，从而导致ATP中特殊化学键不稳定，B错误；人体细胞中通过细胞呼吸过程产生ATP，即形成ATP所需的能量主要来自于细胞呼吸，C正确；剧烈运动过程中，ATP的分解速率加快，ATP的生成速率也会加快，两者处于动态平衡，无显著差异，因此，剧烈运动过程ATP含量也能维持在相对稳定的水平，D正确。故选B。二、非选择题8．(2024·安徽合肥高三阶段练习)用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末状，取两等份分别装入两支小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色荧光，约过15min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一支玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一支玻璃管中，发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的玻璃管中不发荧光。(1)向A、B两管加水后，两管均发光，这说明水对生物正常的生命活动的重要意义是________________________________________________________。(2)以上现象说明了：①萤火虫发光是将________能转变成________能的过程。②这一过程所需的能量由________提供。(3)若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，则__________(填“会”或“不会”)发荧光，原因是________________________________________________________________________。答案：(1)生物体内许多重要的生化反应均要在水中才能进行(2)①化学光②ATP(3)会发光器中仍有少量的ATP，同时发光器中的细胞能利用葡萄糖进行呼吸作用产生ATP解析：(1)分析题意可知，向A，B两管加水后，两管均发光，活细胞内有充分的自由水，试管内加入水才跟细胞内的条件相符，这说明生物体内许多重要的生化反应均要在水中才能进行。(2)①ATP中能量属于化学能，加入到试管后试管内粉末会“直接”发出荧光，说明在萤火虫体内，发生了由ATP中“化学能→光能”的转化过程，从而说明ATP是萤火虫发荧光的直接能源，而葡萄糖不是。②ATP是直接的能源物质，这一过程所需的能量由ATP提供。(3)由于发光器中仍有少量的ATP，同时发光器中的细胞能利用葡萄糖进行呼吸作用产生ATP，所以若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，会发荧光。B组一、选择题1．(2024·广东潮州高三期末)“蓝眼泪”是生存在海中的夜光藻等微生物受到海浪拍击时，发出的蓝色荧光，这一过程与ATP密切相关。以下关于ATP叙述不正确的是()A．ATP是夜光藻细胞内的直接能源物质B．发出的荧光所需能量由ATP水解提供C．ATP的合成需消耗夜光藻内的ADP和PiD．ATP在夜光藻体内含量很高可持续供能答案：D解析：ATP直接给细胞的生命活动提供能量，即ATP是夜光藻细胞内的直接能源物质，A正确；吸能反应一般与ATP的水解相联系，即发出的荧光所需能量由ATP水解提供，B正确；ATP的合成需消耗ADP和Pi，C正确；ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，D错误。故选D。2．(2025·山东聊城高三开学考试)下图表示生物体中某种化合物的基本单位结构简式，下列有关叙述，错误的是()A．ATP脱去两个磷酸基团可形成该化合物的基本单位之一B．图中的碱基有A、T、C、G四种C．该化合物可能是HIV的遗传物质D．真核细胞中该类化合物主要分布在细胞质中答案：B解析：图示化合物由磷酸、核糖和碱基组成，可判断为核糖核苷酸，是RNA的基本单位；ATP脱去两个磷酸基团后的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是该化合物的基本单位之一，A正确；图示化合物为核糖核苷酸，则图中的碱基有A、U、C、G四种，B错误；HIV的遗传物质是RNA，故该化合物可能是HIV的遗传物质，C正确；真核细胞中该类化合物(RNA)主要分布在细胞质中，D正确。故选B。3．(2025·黑龙江伊春高三开学考试)荧光素在荧光素酶和ATP等物质的参与下可进行反应发出荧光，因此可用该方法测定熟食中的细菌数量，用以检测熟食产品的合格程度。下列说法错误的是()A．一定条件下，荧光素酶可以在细胞外发挥作用B．熟食中的细菌数目与荧光素的发光强度呈正相关C．荧光素发出荧光所需的能量主要来自ATP中远离腺苷的特殊化学键D．若检测反应的温度偏高，则会使测量的结果大于实际结果答案：D解析：酶的活性受到很多因素的影响，一定条件下，荧光素酶可以在细胞外发挥作用，A正确；熟食中的细菌数目越多，产生的ATP越多，荧光素的发光强度越强，故熟食中的细菌数目与荧光素的发光强度呈正相关，B正确；ATP中远离腺苷的特殊化学键容易断裂，能释放出大量的能量，荧光素发出荧光所需的能量主要来自ATP中远离腺苷的特殊化学键，C正确；若检测反应的温度偏高，荧光素酶活性降低，则会使测量的结果小于实际结果，D错误。故选D。4．(2024·辽宁省教研教改联合体调研考试)Arf家族蛋白参与蛋白质的囊泡运输，它们有两种状态，结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状态。GTP与ATP的结构和性质相似，仅是碱基A被G替代。活跃状态的Arf蛋白参与货物蛋白的招募和分选，保证货物蛋白进入特定囊泡等待运输。下列相关叙述错误的是()A．GTP是由鸟苷、核糖和3个磷酸基团结合而成B．Arf由不活跃状态转化为活跃状态需要消耗能量C．两种状态Arf蛋白的相互转化需要相应酶的催化D．运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体答案：A解析：根据题干“GTP和ATP的结构和性质相似，仅是碱基A被G替代”，结合ATP的结构简式可知，GTP是由鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成，A错误；由题意可知，Arf结合GDP时为不活跃状态，Arf结合GTP时为活跃状态，GDP转化为GTP消耗能量，因此Arf由不活跃状态转化为活跃状态消耗能量，B正确；Arf结合GDP时为不活跃状态，Arf结合GTP时为活跃状态，ADP和ATP之间的相互转化需要相关酶的催化，据此可推测，两种状态Arf蛋白的相互转化需要相应酶的催化，C正确；分泌蛋白的合成与分泌过程中需要囊泡在内质网和高尔基体以及细胞膜之间转运，据此可推测，运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体，D正确。5．(多选)(2025·山东省潍坊市天一大联考)糖原磷酸化酶获取一个磷酸基团后被磷酸化，并转变为活性状态，可以催化糖原分解。而糖原磷酸化酶与ATP结合时，再难与磷酸基团结合，导致其难以磷酸化。下列说法正确的是()A．ATP浓度高时会抑制糖原磷酸化酶的活性B．糖原磷酸化酶活化后可为糖原分解提供能量C．血糖浓度含量较高时，糖原磷酸化酶更易转变为活性状态D．血糖浓度降低时，糖原磷酸化酶更易与糖原结合答案：AD解析：当糖原磷酸化酶与ATP结合时，再难与磷酸基团结合，导致其难以磷酸化，不能转变为活跃状态，即ATP会抑制糖原磷酸化酶的活性，因此ATP浓度高时会抑制糖原磷酸化酶的活性，A正确；酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，不提供能量，B错误；活性状态的糖原磷酸化酶可以催化糖原分解升高血糖，在血糖较高时，糖原的分解受到抑制，细胞中的糖原磷酸化酶转变为未活性状态，C错误；血糖浓度降低时，糖原磷酸化酶更易与糖原结合，促进糖原分解为葡萄糖，升高血糖，D正确。6．(多选)(2025·江苏南通高三期末)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，相关叙述正确的是()A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段B．有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气C．高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H＋跨过内膜到达线粒体基质D．呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H＋浓度差为ATP的合成提供了驱动力答案：ABD解析：图示为发生在线粒体内膜的过程，表示有氧呼吸的第三阶段，该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段，A正确；在电子传递链中，有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气，生成水，B正确；据图可知，电子传递过程中逐级释放的能量推动H＋从线粒体基质跨过线粒体内膜到达另一侧，C错误；电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，使能量转换成H＋电化学势能，D正确。7．(多选)(2025·河北衡水桃城三调)用以葡萄糖为唯一碳源的培养基培养一定量的酵母菌，一定条件下，通过控制氧气浓度，测得的酵母菌二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的曲线如图所示，产生速率均为产生生成物的物质的量相对速率。下列相关叙述正确的是()A．曲线Ⅰ、Ⅱ重合时，酒精产生速率为零B．曲线Ⅲ可表示酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳的速率C．t1时，有氧呼吸消耗的葡萄糖量与无氧呼吸消耗的可能相等D．t2时刻之后酵母菌呼吸释放的二氧化碳全部来自线粒体基质答案：ABD解析：曲线Ⅰ、Ⅱ重合时，酵母菌二氧化碳产生速率与氧气消耗速率相等，故此时细胞只进行有氧呼吸，酒精产生速率为零，A正确；酵母菌无氧呼吸产物是二氧化碳和酒精，1mol葡萄糖无氧呼吸产生2mol酒精和2mol二氧化碳，即酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳的速率与产生酒精的速率相等，故曲线Ⅲ可表示酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳的速率，B正确；酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，1mol葡萄糖进行有氧呼吸消耗6mol氧气，产生6mol二氧化碳和12mol水；酵母菌无氧呼吸产物是二氧化碳和酒精，1mol葡萄糖无氧呼吸产生2mol酒精和2mol二氧化碳，由此可知，t1时，氧气消耗速率与酒精产生速率相等，但此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量与无氧呼吸消耗的不相等，C错误；t2时刻之后酵母菌只进行有氧呼吸，故t2时刻之后酵母菌呼吸释放的二氧化碳全部来自线粒体基质，D正确。二、非选择题8．(2025·山东潍坊高三阶段练习)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，其化学结构如图所示，A、B表示物质，α～γ表示磷酸基团的位置。正是由于细胞内具有ATP这种能量“货币”，才能及时而持续地满足细胞各项生命活动对能量的需求。萤火虫发光就需要ATP提供能量，其发光机制是尾部发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，生成的荧光素化腺苷酸(腺嘌呤核糖核苷酸简称腺苷酸)与氧气在荧光素酶的催化下反应形成发光物质虫荧光酰腺苷酸。科研人员运用这一原理制造出ATP荧光仪来测定食品中微生物的总数，ATP荧光仪最快能在15秒钟内测定食品中是否存在酵母菌、霉菌或细菌细胞。(1)图中A表示________，B表示________。ATP分子的结构简式可以表示为________________。(2)将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP含量不变，但ATP中γ位置的磷酸基团已被32Р所标记。该实验的结论为____________________________________。将α、β、γ位置分别被32Р标记的ATP注入不同的发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP的细胞，在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。由此推测发光细胞以这种方式利用ATP的生物学意义是_