高中生物 重点强化练17　细胞的能量“货币”ATP

重点强化练17细胞的能量“货币”ATP(分值：60分)(第1～12题，每题5分，共60分。)1．(2026·安庆一中月考)ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP相互转化实现储能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。下列叙述正确的是()A．ATP分子中含2个特殊化学键，其中的A表示腺嘌呤B．高强度劳动后，人体细胞中的ATP会大量减少C．ATP分子中的末端磷酸基团具有较低的转移势能D．ATP末端磷酸基团转移时会携带能量与其他分子结合答案D解析ATP分子中含2个特殊的化学键，其中的“A”代表腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，A错误；ATP在细胞内的含量极少，但通过快速合成与分解维持动态平衡，即使高强度劳动，ATP也不会大量减少，B错误；ATP末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，说明具有较高的转移势能，C错误；ATP水解时，末端磷酸基团携带能量转移，使其他分子发生磷酸化并获能，这一过程伴随能量转移，D正确。2．(2026·吉安一中月考)科学家在深海热泉口发现了一种原核生物——嗜热古菌，其能在80℃高温下高效合成ATP。这种生物的Thermo-ATP合酶可利用硫化物氧化释放的能量驱动ATP的合成。下列关于ATP在能量代谢中作用的叙述，错误的是()A．嗜热古菌合成ATP的能量来源硫化物氧化释放的化学能B．ATP分子中远离腺苷的特殊化学键断裂时，可为细胞直接供能C．该生物的Thermo-ATP合酶分布于线粒体内膜D．即使环境中硫化物充足，古菌细胞内的ATP含量仍保持动态平衡答案C解析嗜热古菌通过硫化物氧化释放的化学能合成ATP，属于化能合成作用，A正确；嗜热古菌为原核生物，无线粒体，Thermo-ATP合酶应主要分布于细胞膜，C错误；细胞中ATP与ADP的相互转化处于动态平衡中，硫化物充足时ATP含量仍保持相对稳定，D正确。3．(2026·安徽名校联考)蛋白质的磷酸化与去磷酸化作为一种“分子开关”，是生物体内普遍存在的转化过程。如图是Rb蛋白磷酸化和去磷酸化过程，下列叙述正确的是()A．ATP水解导致的Rb蛋白磷酸化和构象改变一般不可恢复B．Rb蛋白磷酸化过程中ATP中的特殊化学键全部断裂C．ATP水解过程产生的磷酸基团还可用于ATP的再次合成D．Rb蛋白磷酸化的过程是一个放能反应答案C解析ATP水解导致的Rb蛋白磷酸化和构象改变可通过去磷酸化过程恢复，A错误；Rb蛋白磷酸化过程中，只有ATP中远离“A”的特殊化学键会断裂，B错误；Rb蛋白磷酸化的过程伴随着ATP水解，释放能量，吸能反应与ATP的水解相联系，所以Rb蛋白磷酸化的过程是一个吸能反应，D错误。4．(2025·南通一中开学考)ATP的结构如图所示，下列叙述正确的是()A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量B．α和β位磷酸基团之间的化学键不能断裂C．用γ位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNAD．细胞中ATP的合成速度快、含量高答案A解析α和β位磷酸基团之间的特殊化学键断裂，形成AMP，是构成RNA的基本组成单位之一，所以α和β位磷酸基团之间的化学键可以断裂，B错误；ATP分子水解两个特殊化学键后，得到的RNA的基本组成单位之一是腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，C错误；ATP在细胞中的含量低，但合成速度快，D错误。5．(2025·临沂蒙阴实验中学月考)高强度运动会导致骨骼肌细胞中的ATP含量降低，此时磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物及时水解，将磷酸基团转移给ADP再生成ATP，该过程称为ATP—磷酸肌酸供能系统。下列叙述错误的是()A．磷酸肌酸水解属于吸能反应B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞提供能量C．ATP—磷酸肌酸供能系统有利于ATP含量保持相对稳定D．由平原进入高原后可能会激活ATP—磷酸肌酸供能系统答案A解析磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物能及时水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP，ADP生成ATP需要消耗磷酸肌酸水解提供的能量，因此磷酸肌酸水解属于放能反应，A错误。6．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2min后迅速分离得到细胞内的ATP，结果发现ATP中末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP的总含量与注入前几乎一致。下列有关叙述正确的是()A．许多放能反应与ATP的水解相联系B．该实验中32P标记的ATP水解后产生的腺苷也有放射性C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等D．该实验表明细胞内全部ADP都转化成了ATP答案C解析许多放能反应与ATP的合成相联系，许多吸能反应与ATP的水解相联系，A错误；由“结果发现ATP中末端磷酸基团被32P标记”可知，ATP水解时脱去末端带标记的磷酸基团，故产生的腺苷没有放射性，B错误；放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，故32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等，C正确；该实验可说明细胞内的ADP转化成了ATP，但是无法说明细胞内全部ADP都转化成了ATP，D错误。7．如图是细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列叙述错误的是()A．ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖，它们元素组成完全相同B．人处于饥饿状态时会导致ADP含量明显上升C．能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应D．乙过程释放的磷酸基团可使某些蛋白质磷酸化答案B解析ATP和ADP之间可以快速地相互转换，因此人处于饥饿状态时不会导致ADP含量明显上升，B错误。8．(2025·梅州兴宁一中摸底考)ATP是细胞的直接能源物质，如图为ATP的结构式。下列叙述正确的是()注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理，α、β、γ表示磷酸基团位置。A．ATP分子中含有的糖和DNA分子中含有的糖是一样的B．ATP末端磷酸基团(Pγ)转移，可为某些吸能反应供能C．ATP脱去Pβ、Pγ后形成腺苷，是RNA的基本组成单位之一D．剧烈运动时ATP被大量消耗，导致细胞中ATP/ADP的比值失衡答案B解析ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，ATP分子中含有的糖和DNA分子中含有的糖不同，A错误；当ATP末端磷酸基团(Pγ)转移时，特殊化学键断裂，释放的能量可为某些吸能反应供能，B正确；ATP脱去Pβ、Pγ后形成腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，C错误；细胞中ATP与ADP的含量都保持相对稳定，当大量消耗ATP时，细胞也会大量产生ATP，因此，剧烈运动时ATP被大量消耗，不会导致细胞中ATP/ADP的比值失衡，D错误。9．(2026·黑龙江九师联盟联考)如图是ATP的化学结构式。ATP可脱去两个磷酸基团成为焦磷酸(PPi)和AMP。下列叙述错误的是()A．物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷B．叶肉细胞中蔗糖的合成过程消耗ATPC．一个磷酸基团可与AMP结合直接合成ATPD．细胞的吸能反应伴随着ADP或AMP的生成答案C解析ATP脱去两个磷酸基团成为焦磷酸和AMP，因此一个磷酸基团与AMP结合不能直接合成ATP，C错误；细胞的吸能反应需要消耗能量，而生成ADP或AMP会释放能量，用于吸能反应，D正确。10．(2026·辽宁部分学校联考)某细胞中的部分生理过程如图所示，①和②代表不同的化学反应。下列叙述正确的是()A．能量Ⅰ只能来自化学反应释放的能量B．反应①只能发生在细胞质基质和线粒体中C．能量Ⅱ可用于肾小管细胞对水分的重吸收D．反应②往往伴随着生物体内的吸能反应答案D解析能量Ⅰ是用于合成ATP的能量，它不仅能来自化学反应释放的能量(如细胞呼吸)，还能来自光能(如光合作用光反应阶段)，A错误；反应①是ATP的合成反应，ATP合成的场所除了细胞质基质和线粒体外，类囊体薄膜上(光合作用光反应阶段)也能进行ATP的合成，B错误；肾小管细胞对水分的重吸收方式是被动运输，不需要消耗能量，能量Ⅱ是ATP水解释放的能量，不能用于该过程，C错误；反应②是ATP的水解反应，ATP水解会释放能量，往往伴随着生物体内的吸能反应(吸能反应需要消耗能量，由ATP水解供能)，D正确。11．(2025·宜春月考)GTP(鸟苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)的作用与ATP类似，GTP参与细胞中线粒体的分裂过程，过程中有GDP产生；CTP能参与甘油磷脂的合成，过程中有CDP产生。下列叙述正确的是()A．GTP和CTP中各含有3个特殊化学键，使其具有较高能量B．线粒体分裂和甘油磷脂的合成过程中都需要相关水解酶的催化C．GDP和CDP都可以作为合成DNA的原料D．许多吸能反应与ATP的合成有关，能量暂时储存在ATP中答案B解析GTP和CTP的结构和ATP类似，各有2个特殊化学键，使其具有较高能量，A错误；线粒体分裂和甘油磷脂的合成过程中都需要消耗能量，也都需要相关水解酶的催化，B正确；GDP和CDP中的五碳糖是核糖，GDP和CDP都可以作为合成RNA的原料，C错误；许多吸能反应与ATP的水解有关，许多放能反应与ATP的合成有关，D错误。12．ATP含量与细胞的种类、数量及代谢活性有一定关系，ATP荧光仪已经广泛应用于土壤、水体和生物体内的微生物检测，原理如下。下列叙述错误的是()荧光素＋ATP＋O2eq\o(→,\s\up7(荧光素酶),\s\do5(Mg2＋))氧化荧光素＋AMP＋CO2＋PPi(焦磷酸)＋荧光A．