2027年高考一轮生物学总复习（必修1）讲义-3.2+ATP和细胞呼吸

第2讲ATP和细胞呼吸精准研读·备考定位课标要求核心素养1．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。2．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。1．通过对ATP的结构和功能、细胞呼吸类型和过程的学习，建立起生命的物质与能量观和普遍联系的观点。(生命观念)2．通过分析ATP的合成、利用过程及对细胞呼吸方式的判断，培养对问题进行推理并作出合理判断的能力。(科学思维)3．运用物质与能量观分析细胞呼吸过程中的物质和能量转化。根据物质变化判断细胞呼吸的类型。(生命观念)考点一ATP的结构、功能和利用知|识|巩|固1．ATP的结构和功能2．ATP与ADP的相互转化[易错提醒]无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。教材隐含知识(必修1P87图5－4)ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？不是，原因是虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。3．ATP为主动运输供能4．细胞内的吸能反应和放能反应思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。()(2)ATP必须在有氧条件下合成。()(3)光能可转化成ATP中的化学能，ATP中的化学能不能转化为光能。()(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√延|伸|探|究归纳概括ATP的分子组成与核苷酸的关系情境，根据ATP结构式思考下列问题。(1)图中①②③的结构分别是什么？(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？若ATP完全水解，会得到哪些成分？(4)ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)，去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？提示：(1)腺嘌呤、核糖、磷酸基团。(2)①②。(3)腺嘌呤核糖核苷酸。腺嘌呤、核糖、磷酸。(4)腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。重|难|精|讲1．ATP产生量与O2供给量的关系分析2．ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析(1)ATP结构中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA结构中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA结构中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸结构中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。精|准|命|题考向一考查ATP的结构及其特点》例1(2026·银川检测)如图所示为ATP的结构及ATP与ADP之间的相互转化过程，下列说法正确的是()A．图1中的a代表腺苷，A代表的是腺嘌呤B．某些载体蛋白可催化ATP水解C．ATP与ADP相互转化过程，虽不是可逆的，但物质和能量是可循环利用的D．酶1和酶2调节作用的机理是降低反应的活化能答案：B解析：图1中的a是由腺嘌呤(A)、核糖和磷酸组成的，代表腺嘌呤核糖核苷酸，A代表腺嘌呤，A错误；Ca2＋载体蛋白可发挥ATP水解酶的作用，B正确；ATP与ADP相互转化过程中物质是可以循环利用的，但能量不可循环利用，C错误；酶1和酶2作为催化剂，其作用是催化而非调节，D错误。》例2(2026·南京市九中质量调研)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，如图代表ATP的结构。下列叙述不正确的是()A．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联B．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快答案：B解析：①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，B错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，ATP末端磷酸基团被取代的速率加快，D正确。考向二考查ATP的合成和利用》例3(2025·遵义联考)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，但也有少数生命活动由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。》例4(2023·福建卷)肌细胞质基质中Ca2＋浓度升高将引起肌收缩，静息状态下，肌细胞质基质Ca2＋浓度极低，此时胞内Ca2＋主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2＋载体，能催化水解ATP实现Ca2＋逆浓度跨膜运输，该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。下列相关叙述错误的是()A．该载体对Ca2＋的转运过程利用了ATP水解所释放的能量B．E2中该载体通过构象变化向细胞质基质运输Ca2＋导致肌收缩C．若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常D．随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率先增大后稳定答案：B解析：根据题干信息可知，该载体对Ca2＋的转运方式是主动运输，需要消耗ATP水解所释放的能量，A正确；图示中载体的E1状态是载体蛋白的磷酸化，通过其空间结构改变完成Ca2＋的逆浓度梯度运输，E2是去磷酸化状态，恢复为可以重新结合Ca2＋的状态，因此这个主动运输过程是把Ca2＋向肌质网中运输，降低了肌细胞质基质中Ca2＋浓度，肌细胞由收缩恢复为舒张状态，B错误；肌质网膜上的Ca2＋载体数量不足或功能减弱，不利于肌质网回收Ca2＋，使肌细胞质基质中Ca2＋维持较高浓度，引起肌细胞持续收缩，C正确；主动运输中，在一定范围内随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率增大，但受到载体数量的限制，达到最大速率后保持稳定，D正确。调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化类型蛋白质的磷酸化蛋白质的去磷酸化概念在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程图示过程意义磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活考点二细胞呼吸的类型及过程知|识|巩|固1．呼吸作用的实质及类型2．有氧呼吸(1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的的过程。(2)过程(3)写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路。(4)放能：1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是2870kJ，其中有977.28kJ左右的能量转移至中，其余能量则以热能形式散失。3．无氧呼吸(1)概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。(2)场所：全过程是在中进行的。(3)过程项目反应过程第一阶段(与有氧呼吸第一阶段完全相同)C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量第二阶段产生酒精2C3H4O3＋4[H]eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2产生乳酸2C3H4O3＋4[H]eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)总反应式酒精发酵C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量乳酸发酵C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量(4)放能：1mol葡萄糖释放kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08kJ左右转移至ATP中。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。()(2)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。()(3)每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多。()(4)酵母菌有(需)氧呼吸在线粒体中进行，无(厌)氧呼吸在细胞质基质中进行。()(5)线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与。()(6)供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP。()(7)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。()(8)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。()延|伸|探|究1．所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量，细胞呼吸还被称为细胞代谢的枢纽，为什么？2．无氧呼吸过程中葡萄糖中能量的去路有哪些？重|难|精|讲1．细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析2．判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)(1)(2)(3)精|准|命|题考向一考查细胞呼吸的方式和过程》例1(2026·辽宁高三模拟)下图表示人和酵母菌体内的呼吸过程，下列说法正确的是()A．O2不足时，人体肌细胞CO2的产生量大于O2的消耗量B．可用溴麝香草酚蓝溶液鉴定酵母菌是否生成物质aC．在条件Y下，细胞内有机物氧化分解释放的能量大部分散失D．人在长跑过程中消耗的ATP主要来自条件X下的细胞呼吸》例2(2025·江西余江一中高三期中)下图为某植物细胞无氧呼吸和有氧呼吸的部分过程示意图，图中的字母表示物质，①～⑤表示过程。下列相关叙述错误的是()A．物质A为[H]，物质B最可能是酒精B．③⑤产生CO2的场所和数量均不同C．④不产生水，③和④释放的能量大多以热能形式散失，少量生成ATPD．①②⑤产生的A在线粒体内膜与氧结合生成水，并释放大量能量分析细胞呼吸中能量的释放与去向考向二考查细胞呼吸方式的判断与计算》例3(2026·九师联盟押题卷)家庭酿制葡萄酒的过程中，酵母菌以葡萄糖为底物进行呼吸作用，其呼吸作用速率(单位时间内葡萄糖的消耗量)变化过程如图。下列有关叙述正确的是()A．葡萄酒酿制结束后继续酿制葡萄醋，必须要添加葡萄糖B．0～6h，酵母菌只进行有氧呼吸，发酵液的pH降低C．m点酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2的速率相同D．10h后，酵母菌产酒精的速率持续增大》例4(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是()A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP真|题|再|现1．(2025·河北卷)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是()A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应C．Ca2＋载体蛋白的磷酸化 D．水的光解2．(2025·1月浙江卷)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。下列物质运输过程需要消耗ATP的是()A．O2进入红细胞B．组织细胞排出CO2C．浆细胞分泌抗体D．神经细胞内K＋顺浓度梯度外流3．(2025·山东卷)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是()A．有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料B．有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料C．无氧呼吸的两个阶段均不产生NADHD．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失4．(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(A)A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳提能训练练案[9]A组一、选择题1．(2025·四川绵阳阶段练习)下列关于人体细胞中ATP的叙述，错误的是()A．ATP中腺苷是由腺嘌呤和核糖组成B．ATP中的磷酸之间的键储存的能量非常多所以ATP作直接能源物质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2．(2026·福建阶段练习)生命活动的正常发生离不开能量的驱动。下列过程的正常进行不需要能量驱动的是()A．葡萄糖和果糖合成蔗糖 B．TaqDNA聚合酶连接脱氧核苷酸C．蛋白质中二硫键的形成 D．电鳗发电3．(2026·河北石家庄开学考试)ATP是细胞的能量“货币”。ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列叙述错误的是()A．ATP在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化B．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一C．ATP中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系4．(2026·陕晋青宁衡水金卷)“新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。它们为生存而获得能量，能量在细胞里流转激荡”，生命活动离不开物质和能量代谢，下列有关细胞代谢的叙述，错误的是()A．ATP脱去两个磷酸基团形成的AMP可以作为酶的合成原料B．参与Ca2＋主动运输的载体蛋白，可能催化ATP水解C．细胞呼吸不仅为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽D．细胞无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能的形式散失5．(2026·浙江绍兴学业考试)在低氧条件下，酵母菌的细胞呼吸过程如图所示，①～④代表相关生理过程。下列叙述正确的是()A．过程①的场所是线粒体B．经过过程①④葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失C．①②③④都可以产生ATP用于各项生命活动D．对O2进行18O标记，一段时间后可检测到Heq\o\al(18,2)O、C18O26．(2026·浙江绍兴学业考试)人体正常细胞主要依赖于需氧(有氧)呼吸，而癌细胞即使在氧气充足的情况下，仍优先选择产生乳酸的厌氧(无氧)呼吸，下列相关分析合理的是()A．O2参与需氧(有氧)呼吸的第二阶段，生成CO2B．获得同等能量时，癌细胞消耗的葡萄糖多于正常细胞C．细胞呼吸是吸能反应，产生的ATP是细胞内的直接能源物质D．癌细胞可能缺少线粒体或线粒体受损，使葡萄糖不能在线粒体中氧化分解7．(2026·湖北阶段练习)科研人员想探究病毒性感染对细胞呼吸和ATP产生的影响，选择用某种病毒感染宿主细胞，培养一段时间后检测产生的乳酸和ATP的量，结果如图所示。下列相关分析错误的是()A．从结果可以推测，病毒感染可能抑制了细胞的有氧呼吸B．对照组和实验组中，细胞代谢产生的能量主要用于ATP的合成C．人体感染病毒后肌肉酸痛、浑身无力，与乳酸增加和ATP减少有关D．实验结果说明病毒性感染对细胞呼吸的影响存在时间关联性二、非选择题8．(2025·北京期末)某研究性学习小组利用荧光素—荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围时，ATP的含量与发光强度成正比。实验步骤：步骤一：ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。步骤二：ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。请回答下面的问题。(1)组成ATP的元素是________。(2)步骤二“注入适量的所需物质”中，属于反应物的是________；分光光度计反应室内能量的转换形式是____________________________________。(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。①学习小组配制了1×10－8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液(过量)和______________________________________________溶液进行实验。②结果表明：图中________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。B组一、选择题1．(2025·广东汕尾阶段练习)在细胞中，谷氨酸与NH3能在ATP的参与下发生如下图所示的反应，生成谷氨酰胺。下列说法错误的是()A．ATP合成抑制剂会阻碍谷氨酰胺的合成B．谷氨酰胺的合成过程是一个放能反应C．ATP释放的磷酸基团会使谷氨酸磷酸化D．ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成2．(2026·浙江衢州学业考试)血小板ATP释放量是一项体检检测指标。在血小板被激活时，其内部ATP被释放到血小板外。该反应释放的ATP量通过荧光强度测定(ATP为荧光素发光提供能量)可进行定量计算。下列相关叙述错误的是()A．ATP是细胞内的直接能源物质B．上述实验中，测定的荧光强度与释放的ATP量呈正相关C．剧烈运动时，人体细胞中ATP含量明显增加D．ATP发生水解，是一个放能反应3．(2025·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)GTP是细胞信号传导的重要物质，其结构和ATP类似，可以和ATP相互转化，研究发现细胞信号传导过程中GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP。下列说法中正确的是()A．该细胞信号传导过程属于细胞中的放能反应B．GTP中的“G”由鸟嘌呤和脱氧核糖组成C．GTP和ATP彻底水解的产物只有含氮碱基不同D．GTP脱去两个磷酸基团后可作为合成DNA的原料4．(2025·北京西城阶段练习)如图表示ATP与ADP的相互转化的过程。下列叙述正确的是()A．人体在剧烈运动时，体内ATP含量会明显减少B．ATP脱去2个磷酸基团就是RNA的基本单位之一C．能量Q2可作为能量Q1继续参与①过程D．此相互转化机制只发生在真核细胞中5．(2025·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)呼吸缺陷型酵母菌是指线粒体功能丧失的酵母菌，呼吸缺陷型酵母菌可用TTC显色剂筛选，其原理是在线粒体内有氧呼吸相关酶的作用下，TTC能与氧气竞争[H]，其显色过程如下所示。下列说法错误的是()[H]＋TTC(白色)→TP(红色)A．呼吸正常的酵母菌能被TTC试剂染成红色B．TTC在线粒体内膜上被[H]还原产生TPC．呼吸缺陷型酵母菌进行细胞呼吸不产生[H]D．筛选的呼吸缺陷型酵母菌可用于酒精发酵6．(2025·山东省昌邑市高三期中)科研人员向线粒体仍保持完好的酵母菌匀浆中加入适量NADH，并置于无氧条件下。在某一时刻向匀浆中通入O2，检测到匀浆中H＋浓度的变化情况如图所示。伴随着H＋浓度的下降，检测到线粒体内膜上产生了大量的ATP。已知H＋不能自由透过线粒体内膜，但可以自由透过线粒体外膜。下列说法错误的是()A．NADH最终与O2的结合发生在线粒体内膜上B．加入O2后，H＋以被动运输的方式运出线粒体基质C．H＋浓度下降的过程中，伴随着能量的释放D．线粒体内、外膜上蛋白质种类和数量有较大差异7．(2025·河南省开封市高三期中)哺乳动物细胞的有氧呼吸需要依赖电子传递链完成，细胞色素C氧化酶(COX)是电子传递链的末端酶，可将呼吸底物的电子传递给O2。下列推测不合理的是()A．COX是含氮有机物B．COX位于线粒体内膜上C．COX能催化NADH生成D．COX缺乏症患者血液乳酸含量增加二、非选择题8．(2026·黑龙江双鸭山阶段练习)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。其设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。请据图回答：(1)图a为萤火虫尾部发光器发光原理，据图分析可知萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的________催化荧光素反应，从而放出光子而发出荧光，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________。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戴上无菌手套，主要是为了避免________导致检测到的微生物含量偏________。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)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”)。(5)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________，蛋白质________发生变化，活性改变，从而参与各种化学反应。(6)正常细胞中ATP与ADP的相互转化处于________中、这种供能机制在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了______________。第2讲ATP和细胞呼吸精准研读·备考定位课标要求核心素养1．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。2．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。1．通过对ATP的结构和功能、细胞呼吸类型和过程的学习，建立起生命的物质与能量观和普遍联系的观点。(生命观念)2．通过分析ATP的合成、利用过程及对细胞呼吸方式的判断，培养对问题进行推理并作出合理判断的能力。(科学思维)3．运用物质与能量观分析细胞呼吸过程中的物质和能量转化。根据物质变化判断细胞呼吸的类型。(生命观念)考点一ATP的结构、功能和利用知|识|巩|固1．ATP的结构和功能2．ATP与ADP的相互转化[易错提醒]无论是饱食还是饥饿，只要机体处于存活状态，ATP与ADP含量都保持动态平衡。教材隐含知识(必修1P87图5－4)ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？不是，原因是虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。3．ATP为主动运输供能4．细胞内的吸能反应和放能反应思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。()(2)ATP必须在有氧条件下合成。()(3)光能可转化成ATP中的化学能，ATP中的化学能不能转化为光能。()(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√延|伸|探|究归纳概括ATP的分子组成与核苷酸的关系情境，根据ATP结构式思考下列问题。(1)图中①②③的结构分别是什么？(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？若ATP完全水解，会得到哪些成分？(4)ATP中的核糖若改变为脱氧核糖，就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)，去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？提示：(1)腺嘌呤、核糖、磷酸基团。(2)①②。(3)腺嘌呤核糖核苷酸。腺嘌呤、核糖、磷酸。(4)腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。重|难|精|讲1．ATP产生量与O2供给量的关系分析2．ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析(1)ATP结构中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA结构中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA结构中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸结构中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。精|准|命|题考向一考查ATP的结构及其特点》例1(2026·银川检测)如图所示为ATP的结构及ATP与ADP之间的相互转化过程，下列说法正确的是()A．图1中的a代表腺苷，A代表的是腺嘌呤B．某些载体蛋白可催化ATP水解C．ATP与ADP相互转化过程，虽不是可逆的，但物质和能量是可循环利用的D．酶1和酶2调节作用的机理是降低反应的活化能答案：B解析：图1中的a是由腺嘌呤(A)、核糖和磷酸组成的，代表腺嘌呤核糖核苷酸，A代表腺嘌呤，A错误；Ca2＋载体蛋白可发挥ATP水解酶的作用，B正确；ATP与ADP相互转化过程中物质是可以循环利用的，但能量不可循环利用，C错误；酶1和酶2作为催化剂，其作用是催化而非调节，D错误。》例2(2026·南京市九中质量调研)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，如图代表ATP的结构。下列叙述不正确的是()A．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联B．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快答案：B解析：①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，B错误；ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，ATP末端磷酸基团被取代的速率加快，D正确。考向二考查ATP的合成和利用》例3(2025·遵义联考)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，但也有少数生命活动由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。》例4(2023·福建卷)肌细胞质基质中Ca2＋浓度升高将引起肌收缩，静息状态下，肌细胞质基质Ca2＋浓度极低，此时胞内Ca2＋主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2＋载体，能催化水解ATP实现Ca2＋逆浓度跨膜运输，该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。下列相关叙述错误的是()A．该载体对Ca2＋的转运过程利用了ATP水解所释放的能量B．E2中该载体通过构象变化向细胞质基质运输Ca2＋导致肌收缩C．若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常D．随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率先增大后稳定答案：B解析：根据题干信息可知，该载体对Ca2＋的转运方式是主动运输，需要消耗ATP水解所释放的能量，A正确；图示中载体的E1状态是载体蛋白的磷酸化，通过其空间结构改变完成Ca2＋的逆浓度梯度运输，E2是去磷酸化状态，恢复为可以重新结合Ca2＋的状态，因此这个主动运输过程是把Ca2＋向肌质网中运输，降低了肌细胞质基质中Ca2＋浓度，肌细胞由收缩恢复为舒张状态，B错误；肌质网膜上的Ca2＋载体数量不足或功能减弱，不利于肌质网回收Ca2＋，使肌细胞质基质中Ca2＋维持较高浓度，引起肌细胞持续收缩，C正确；主动运输中，在一定范围内随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率增大，但受到载体数量的限制，达到最大速率后保持稳定，D正确。调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化类型蛋白质的磷酸化蛋白质的去磷酸化概念在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程图示过程意义磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活考点二细胞呼吸的类型及过程知|识|巩|固1．呼吸作用的实质及类型2．有氧呼吸(1)概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。(2)过程(3)写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路。(4)放能：1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量是2870kJ，其中有977.28kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。3．无氧呼吸(1)概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。(2)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。(3)过程项目反应过程第一阶段(与有氧呼吸第一阶段完全相同)C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量第二阶段产生酒精2C3H4O3＋4[H]eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2产生乳酸2C3H4O3＋4[H]eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)总反应式酒精发酵C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量乳酸发酵C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量(4)放能：1mol葡萄糖释放196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08kJ左右转移至ATP中。[提醒]①人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。②不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。③细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分以化学能的形式储存在ATP中。教材隐含知识(必修1P96思维训练)科学家就真核细胞线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。()(2)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。()(3)每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多。()(4)酵母菌有(需)氧呼吸在线粒体中进行，无(厌)氧呼吸在细胞质基质中进行。()(5)线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与。()(6)供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP。()(7)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。()(8)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×延|伸|探|究1．所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量，细胞呼吸还被称为细胞代谢的枢纽，为什么？提示：细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质，非糖物质代谢产生的某些物质可以形成葡萄糖，糖类、脂质和蛋白质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。2．无氧呼吸过程中葡萄糖中能量的去路有哪些？提示：(1)大部分储存在酒精或乳酸中。(2)释放的能量中大部分以热能形式散失。(3)释放的能量中少部分储存在ATP中。重|难|精|讲1．细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析2．判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)(1)(2)(3)精|准|命|题考向一考查细胞呼吸的方式和过程》例1(2026·辽宁高三模拟)下图表示人和酵母菌体内的呼吸过程，下列说法正确的是()A．O2不足时，人体肌细胞CO2的产生量大于O2的消耗量B．可用溴麝香草酚蓝溶液鉴定酵母菌是否生成物质aC．在条件Y下，细胞内有机物氧化分解释放的能量大部分散失D．人在长跑过程中消耗的ATP主要来自条件X下的细胞呼吸答案：C解析：人体细胞有氧呼吸消耗的O2量等于释放的CO2量，无氧呼吸既不消耗O2，也不释放CO2，因此O2不足时，人体肌细胞CO2的产生量等于O2的消耗量，A错误；由题图可知，物质a为水，水不能使溴麝香草酚蓝溶液变色，B错误；条件Y即有氧条件下，细胞进行有氧呼吸，细胞内有机物氧化分解释放的能量大部分以热能的形式散失，C正确；人在长跑过程中消耗的ATP主要来自条件Y(有氧条件)下的细胞呼吸，D错误。》例2(2025·江西余江一中高三期中)下图为某植物细胞无氧呼吸和有氧呼吸的部分过程示意图，图中的字母表示物质，①～⑤表示过程。下列相关叙述错误的是()A．物质A为[H]，物质B最可能是酒精B．③⑤产生CO2的场所和数量均不同C．④不产生水，③和④释放的能量大多以热能形式散失，少量生成ATPD．①②⑤产生的A在线粒体内膜与氧结合生成水，并释放大量能量答案：C解析：①表示细胞呼吸的第一阶段，②⑤表示有氧呼吸的第二阶段，物质A为[H]，③④表示无氧呼吸的第二阶段，③过程中产生了CO2，因此物质B最可能是酒精，A正确；③属于无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，⑤属于有氧呼吸，产生CO2的场所是线粒体基质；有氧呼吸和无氧呼吸有机物氧化分解程度不同，所以③⑤产生CO2的场所和数量均不同，B正确；③和④过程是无氧呼吸的第二阶段，不产生水，也不产生ATP，C错误；①②⑤表示有氧呼吸的第一、第二阶段，①②⑤产生的A([H])在线粒体内膜与氧结合生成水，并释放大量能量，D正确。分析细胞呼吸中能量的释放与去向考向二考查细胞呼吸方式的判断与计算》例3(2026·九师联盟押题卷)家庭酿制葡萄酒的过程中，酵母菌以葡萄糖为底物进行呼吸作用，其呼吸作用速率(单位时间内葡萄糖的消耗量)变化过程如图。下列有关叙述正确的是()A．葡萄酒酿制结束后继续酿制葡萄醋，必须要添加葡萄糖B．0～6h，酵母菌只进行有氧呼吸，发酵液的pH降低C．m点酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2的速率相同D．10h后，酵母菌产酒精的速率持续增大答案：B解析：醋酸菌可在氧气充足、缺少糖源的条件下直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此葡萄酒酿制结束后继续酿制葡萄醋，可不用添加葡萄糖，A错误；据图可知，0～6h，酵母菌只进行有氧呼吸，产生的CO2溶于发酵液，使发酵液的pH逐渐降低，B正确；m点酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸速率相同，但产生CO2的速率不同，C错误；10h酵母菌无氧呼吸速率增长较快，但随着底物的消耗和代谢产物的增加，酵母菌产酒精的速率不会持续增大，D错误。》例4(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是()A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP答案：C解析：在时间a之前，因为没有二氧化碳释放，所以不可能是产生酒精的无氧呼吸过程，只能是产生乳酸的无氧呼吸过程，A正确；在a～b时间内，因为此时仍然处于无氧条件下，产生二氧化碳表明进行了产生酒精和CO2的过程，B正确；两个无氧呼吸过程都只有第一阶段产生ATP，两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以每分子葡萄糖经无氧呼吸产生的ATP相等，C错误；酒精是脂溶性的物质，跨膜运输方式是自由扩散，不消耗能量，D正确。真|题|再|现1．(2025·河北卷)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是()A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应C．Ca2＋载体蛋白的磷酸化 D．水的光解答案：D解析：肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意；光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(来自光反应产生的ATP)，B不符合题意；ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca2＋载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意；水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。2．(2025·1月浙江卷)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。下列物质运输过程需要消耗ATP的是()A．O2进入红细胞B．组织细胞排出CO2C．浆细胞分泌抗体D．神经细胞内K＋顺浓度梯度外流答案：C解析：O2进入红细胞属于自由扩散，不消耗能量，A错误；组织细胞排出CO2属于自由扩散，不消耗能量，B错误；浆细胞分泌抗体属于胞吐，需要消耗能量，C正确；神经细胞内K＋顺浓度梯度外流属于协助扩散，不消耗能量，D错误。3．(2025·山东卷)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是()A．有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料B．有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料C．无氧呼吸的两个阶段均不产生NADHD．经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失答案：B解析：有氧呼吸的前两个阶段不需要氧气的参与，第三阶段需要氧气作为原料，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应，产生二氧化碳、[H]，释放少量能量，B正确；无氧呼吸第一阶段产生NADH，第二阶段消耗NADH，C错误；经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸或乙醇中，只释放出少量能量，释放的能量大部分以热能的形式散失，D错误。4．(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(A)A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳答案：A解析：游泳过程中主要靠有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。提能训练练案[9]A组一、选择题1．(2025·四川绵阳阶段练习)下列关于人体细胞中ATP的叙述，错误的是()A．ATP中腺苷是由腺嘌呤和核糖组成B．ATP中的磷酸之间的键储存的能量非常多所以ATP作直接能源物质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：ATP中的腺苷由腺嘌呤和核糖组成，A正确；ATP作为直接能源物质的关键原因是其与ADP的快速循环转化，而非仅因磷酸之间的键储存能量多，B错误；人体细胞无法进行光合作用，ATP合成所需能量只能来自细胞呼吸(线粒体和细胞质基质)，C正确；剧烈运动时，ATP分解与合成速率均加快，但两者动态平衡，速率差异不显著，D正确。2．(2026·福建阶段练习)生命活动的正常发生离不开能量的驱动。下列过程的正常进行不需要能量驱动的是()A．葡萄糖和果糖合成蔗糖 B．TaqDNA聚合酶连接脱氧核苷酸C．蛋白质中二硫键的形成 D．电鳗发电答案：C解析：葡萄糖和果糖合成蔗糖是吸能反应，需要消耗能量来驱动反应的进行，A错误；TaqDNA聚合酶连接脱氧核苷酸形成DNA链的过程是一个耗能过程，需要能量来保证反应的正常进行，B错误；蛋白质中二硫键的形成是在蛋白质折叠过程中，通过巯基的氧化自发形成的，不需要额外消耗能量来驱动，C正确；电鳗发电是通过细胞内的化学反应将化学能转化为电能，这个过程需要消耗能量来维持相关反应和生理活动，D错误。3．(2026·河北石家庄开学考试)ATP是细胞的能量“货币”。ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列叙述错误的是()A．ATP在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化B．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一C．ATP中的能量可以来源于光能，也可以转化为光能D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系答案：B解析：ATP在细胞中含量少，其作为细胞中的直接能源物质，通过ATP与ADP时刻不停地进行相互转化满足机体对能量的需求，A正确；dATP水解产生的dAMP是DNA的组成成分，为腺嘌呤脱氧核苷酸，B错误；光反应过程中有ATP生成，此时ATP的能量来自光能，ATP是直接能源物质，其中的能量可转化为光能(如萤火虫发光)，C正确；ATP水解为ADP释放能量，与吸能反应(需消耗能量)相联系，而ATP的合成与细胞中的放能反应相联系，D正确。4．(2026·陕晋青宁衡水金卷)“新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。它们为生存而获得能量，能量在细胞里流转激荡”，生命活动离不开物质和能量代谢，下列有关细胞代谢的叙述，错误的是()A．ATP脱去两个磷酸基团形成的AMP可以作为酶的合成原料B．参与Ca2＋主动运输的载体蛋白，可能催化ATP水解C．细胞呼吸不仅为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽D．细胞无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能的形式散失答案：D解析：ATP脱去两个磷酸基团形成AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)可以作为RNA的合成原料，酶的本质是蛋白质或RNA，A正确；参与Ca2＋主动运输的载体蛋白，可能催化ATP水解，B正确；细胞呼吸分解有机物释放能量，中间产物丙酮酸可作为合成其他物质的原料，因此细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，C正确；细胞无氧呼吸时有机物中少部分能量被释放出来，大部分能量仍储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中，D错误。5．(2026·浙江绍兴学业考试)在低氧条件下，酵母菌的细胞呼吸过程如图所示，①～④代表相关生理过程。下列叙述正确的是()A．过程①的场所是线粒体B．经过过程①④葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失C．①②③④都可以产生ATP用于各项生命活动D．对O2进行18O标记，一段时间后可检测到Heq\o\al(18,2)O、C18O2答案：D解析：据题图可知，①是细胞呼吸第一阶段，场所是细胞质基质，A错误；①④过程为无氧呼吸，无氧呼吸过程葡萄糖氧化分解不彻底，只释放少量的能量，葡萄糖中的能量大部分储存在乙醇中，B错误；④无氧呼吸第二阶段不能产生ATP，C错误；氧气用于有氧呼吸的第三阶段，与氢结合形成水，水可参与有氧呼吸第二阶段，水和丙酮酸反应生成二氧化碳，因此对O2进行18O标记，一段时间后可检测到Heq\o\al(18,2)O、C18O2，D正确。6．(2026·浙江绍兴学业考试)人体正常细胞主要依赖于需氧(有氧)呼吸，而癌细胞即使在氧气充足的情况下，仍优先选择产生乳酸的厌氧(无氧)呼吸，下列相关分析合理的是()A．O2参与需氧(有氧)呼吸的第二阶段，生成CO2B．获得同等能量时，癌细胞消耗的葡萄糖多于正常细胞C．细胞呼吸是吸能反应，产生的ATP是细胞内的直接能源物质D．癌细胞可能缺少线粒体或线粒体受损，使葡萄糖不能在线粒体中氧化分解答案：B解析：O2参与需氧呼吸的第三阶段，与还原氢结合生成水，A错误；无氧呼吸每分解1分子葡萄糖仅产生2分子ATP，而有氧呼吸可产生约30－32分子ATP。因此，获得相同能量时，癌细胞通过无氧呼吸需消耗更多葡萄糖，B正确；细胞呼吸是分解有机物释放能量的过程，属于放能反应，C错误；癌细胞中葡萄糖的分解始终发生在细胞质基质中，癌细胞并非缺少线粒体或线粒体受损，D错误。7．(2026·湖北阶段练习)科研人员想探究病毒性感染对细胞呼吸和ATP产生的影响，选择用某种病毒感染宿主细胞，培养一段时间后检测产生的乳酸和ATP的量，结果如图所示。下列相关分析错误的是()A．从结果可以推测，病毒感染可能抑制了细胞的有氧呼吸B．对照组和实验组中，细胞代谢产生的能量主要用于ATP的合成C．人体感染病毒后肌肉酸痛、浑身无力，与乳酸增加和ATP减少有关D．实验结果说明病毒性感染对细胞呼吸的影响存在时间关联性答案：B解析：从左图看，实验组(病毒感染组)乳酸含量比对照组高，右图中，实验组ATP含量比对照组低，乳酸是无氧呼吸的产物，ATP主要由有氧呼吸产生，实验组乳酸增多、ATP减少，推测病毒感染可能抑制了细胞的有氧呼吸，促使细胞更多进行无氧呼吸，A正确；有氧呼吸过程中，葡萄糖彻底氧化分解产生的能量大部分以热能的形式散失了，少数储存在ATP中，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中的大部分能量则存留在乳酸中，B错误；人体感染病毒后，细胞被病毒感染导致无氧呼吸加强，产生大量乳酸，乳酸积累会使人感觉肌肉酸痛，同时，由图可知感染病毒后细胞产生的ATP减少，而ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP减少会导致浑身无力，所以人体感染病毒后肌肉酸痛、浑身无力与乳酸增加和ATP减少有关，C正确；观察可知，随着时间的变化，实验组中乳酸和ATP的量都在发生改变，这说明病毒性感染对细胞呼吸的影响存在时间关联性，D正确。二、非选择题8．(2025·北京期末)某研究性学习小组利用荧光素—荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围时，ATP的含量与发光强度成正比。实验步骤：步骤一：ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。步骤二：ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。请回答下面的问题。(1)组成ATP的元素是________。(2)步骤二“注入适量的所需物质”中，属于反应物的是________；分光光度计反应室内能量的转换形式是____________________________________。(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。①学习小组配制了1×10－8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液(过量)和______________________________________________溶液进行实验。②结果表明：图中________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。答案：(1)C、H、O、N、P(2)荧光素化学能转换为光能(和热能)(3)浓度分别为0、10、20、30、40、50、60、70mg/L荧光素酶e解析：(1)ATP(腺苷三磷酸)的组成元素包括C、H、O、N、P。(2)在生物发光反应中，荧光素酶催化荧光素与氧气等物质发生反应，所以“注入适量的所需物质”中属于反应物的是荧光素。在该实验的荧光素酶催化的发光反应中，能量转换形式为化学能转化为光能(或热能)。(3)①根据表格中字母对应的荧光素酶浓度可知，需要配置浓度分别为0、10、20、30、40、50、60、70mg/L荧光素酶溶液。②据图可知，e点对应的发光强度最大且相对稳定，说明图中e点所对应的40mg/L是荧光素酶溶液的最适浓度。B组一、选择题1．(2025·广东汕尾阶段练习)在细胞中，谷氨酸与NH3能在ATP的参与下发生如下图所示的反应，生成谷氨酰胺。下列说法错误的是()A．ATP合成抑制剂会阻碍谷氨酰胺的合成B．谷氨酰胺的合成过程是一个放能反应C．ATP释放的磷酸基团会使谷氨酸磷酸化D．ATP由1个腺苷和3个磷酸基团组成答案：B解析：ATP合成抑制剂会减少ATP供应，阻碍反应进行，即ATP合成抑制剂会阻碍谷氨酰胺的合成，A正确；该反应消耗ATP，是吸能反应，B错误；ATP释放的磷酸基团使谷氨酸磷酸化，并且谷氨酸会获得能量，C正确；ATP由1个腺苷(由一分子腺嘌呤和核糖组成)和3个磷酸基团组成，D正确。2．(2026·浙江衢州学业考试)血小板ATP释放量是一项体检检测指标。在血小板被激活时，其内部ATP被释放到血小板外。该反应释放的ATP量通过荧光强度测定(ATP为荧光素发光提供能量)可进行定量计算。下列相关叙述错误的是()A．ATP是细胞内的直接能源物质B．上述实验中，测定的荧光强度与释放的ATP量呈正相关C．剧烈运动时，人体细胞中ATP含量明显增加D．ATP发生水解，是一个放能反应答案：C解析：ATP是细胞内的直接能源物质，可直接为生命活动供能，A正确；实验中，ATP释放量越多，荧光素发光所需的能量越充足，荧光强度越大，故二者呈正相关，B正确；剧烈运动时，ATP与ADP的转化速率加快，但细胞内ATP含量仍保持动态平衡，不会明显增加，C错误；ATP水解时，特殊化学键断裂，释放能量用于荧光素发光，属于放能反应，D正确。3．(2025·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)GTP是细胞信号传导的重要物质，其结构和ATP类似，可以和ATP相互转化，研究发现细胞信号传导过程中GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP。下列说法中正确的是()A．该细胞信号传导过程属于细胞中的放能反应B．GTP中的“G”由鸟嘌呤和脱氧核糖组成C．GTP和ATP彻底水解的产物只有含氮碱基不同D．GTP脱去两个磷酸基团后可作为合成DNA的原料答案：C解析：GTP的水解会释放能量，因此该细胞信号传导过程属于细胞中的吸能反应，A错误；GTP中的“G”表示鸟苷，由鸟嘌呤和核糖组成，B错误；GTP是由鸟嘌呤、核糖、磷酸组成，ATP是由腺嘌呤、核糖、磷酸组成，所以二者彻底水解的产物只有含氮碱基是不同的，C正确；GTP脱去两个磷酸基团后可以作为原料合成RNA，D错误。4．(2025·北京西城阶段练习)如图表示ATP与ADP的相互转化的过程。下列叙述正确的是()A．人体在剧烈运动时，体内ATP含量会明显减少B．ATP脱去2个磷酸基团就是RNA的基本单位之一C．能量Q2可作为能量Q1继续参与①过程D．此相互转化机制只发生在真核细胞中答案：B解析：剧烈运动时ATP不会明显减少，可通过①与②过程的快速相互转化维持体内能量供需平衡，A错误；ATP脱去2个磷酸基团就是RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸，B正确；能量Q2是ATP水解释放的能量，用于各项生命活动，不能作为Q1参与ATP合成(Q1来自光能或有机物氧化分解释放的化学能等)，C错误；ATP与ADP相互转化机制是生物界共性，原核细胞也有，D错误。5．(2025·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)呼吸缺陷型酵母菌是指线粒体功能丧失的酵母菌，呼吸缺陷型酵母菌可用TTC显色剂筛选，其原理是在线粒体内有氧呼吸相关酶的作用下，TTC能与氧气竞争[H]，其显色过程如下所示。下列说法错误的是()[H]＋TTC(白色)→TP(红色)A．呼吸正常的酵母菌能被TTC试剂染成红色B．TTC在线粒体内膜上被[H]还原产生TPC．呼吸缺陷型酵母菌进行细胞呼吸不产生[H]D．筛选的呼吸缺陷型酵母菌可用于酒精发酵答案：C解析：在线粒体内有氧呼吸酶的作用下，TTC能与氧气竞争性结合[H]，结合后产生红色的TP，因此呼吸正常的酵母菌能被TTC试剂染成红色，A正确；TTC与氧气竞争[H]，故TTC在线粒体内膜上被[H]还原产生TP，B正确；呼吸缺陷型酵母菌能在无氧呼吸的第一阶段产生[H]，C错误；筛选的呼吸缺陷型酵母菌由于不能进行有氧呼吸，主要通过无氧呼吸产生酒精，因此可用于酒精发酵，D正确。6．(2025·山东省昌邑市高三期中)科研人员向线粒体仍保持完好的酵母菌匀浆中加入适量NADH，并置于无氧条件下。在某一时刻向匀浆中通入O2，检测到匀浆中H＋浓度的变化情况如图所示。伴随着H＋浓度的下降，检测到线粒体内膜