限时练10 细胞的能量“货币”ATP

限时练10

细胞的能量“货币”ATPSHENGWUXUE(时间：20分钟)考点一ATP的结构和功能1.(2024·广东深圳市调研)脱氧核苷三磷酸(dNTP)和核苷三磷酸(NTP)参与核酸合成等多种生理过程，其结构如下图所示。下列叙述错误的是(

) A.当图中基团X为H时，则该物质可为RNA合成提

供反应所需的原料和能量 B.NTP、dNTP以及磷脂分子的元素组成都是C、H、

O、N、P C.以α位带32P的dATP为原料，会使新合成的DNA分子被32P标记 D.ATP的γ位磷酸基团使细胞中某些蛋白质分子磷酸化，导致这些分子空间结构发生变化A解析当图中基团X为H时，五碳糖是脱氧核糖，则该物质是dNTP，可为DNA合成提供反应所需的原料和能量，A错误；NTP、dNTP以及磷脂分子的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，B正确；dATP脱去β和γ位的磷酸基团后是DNA的基本单位腺嘌呤脱氧核苷酸，故用32P标记dATP的α位的磷酸基团作为DNA合成的原料，可使DNA分子被标记，C正确；ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的γ位磷酸基团与某些蛋白结合，使蛋白磷酸化，从而使其结构发生变化，活性也被改变，D正确。2.(2024·广东惠州期末)下图是萤火虫发光的原理，相关叙述正确的是(

)A.ATP水解供能时生成一个腺苷和三个磷酸B.荧光素酶的化学本质是蛋白质或RNAC.由于酶具有专一性，该过程中需要多种酶催化D.在试管中加入葡萄糖、荧光素和荧光素酶，可看到荧光C解析ATP水解供能时生成一个腺苷二磷酸和一个磷酸，A错误；荧光素酶的化学本质是蛋白质，B错误；由于酶具有专一性，该过程中涉及多步反应，需要多种酶催化，C正确；在试管中加入葡萄糖，并不会发生氧化分解，没有产生ATP，则看不到荧光，D错误。3.(2024·厦门市调研)细胞内的马达蛋白与囊泡结合，沿细胞骨架定向移动，其机理如图所示。下列叙述错误的是(

)A.细胞骨架由蛋白纤维组成，锚定并支撑着许多细胞器B.马达蛋白利用ATP水解所释放的能量驱动定向运动C.马达蛋白具有和囊泡发生特异性结合的结构域D.囊性纤维病与马达蛋白功能异常直接有关，影响了正常的离子转运D解析细胞骨架是蛋白质纤维交错连接的网络结构，在维持细胞形态、胞内运输、变形运动等方面发挥作用；故细胞骨架由蛋白纤维组成，锚定并支撑着许多细胞器，A正确；题图显示马达蛋白与囊泡结合沿着细胞骨架定向移动，该过程需要消耗能量，该能量由ATP水解提供，B正确；由题图可知马达蛋白与囊泡特定部位结合沿细胞骨架定向移动，故马达蛋白具有和囊泡发生特异性结合的结构域，C正确；囊性纤维病的直接原因是转运氯离子的跨膜蛋白结构异常，与马达蛋白无直接关系，D错误。4.(2024·长沙一中质检)KRAS基因是RAS致癌基因家族成员之一，编码的KRAS蛋白酶与肿瘤的生成、增殖、扩散等有关。KRAS蛋白酶结合鸟苷三磷酸(GTP)时为活化态，结合鸟苷二磷酸(GDP)时为失活态。鸟苷酸转换因子(GEFs)和GTP酶激活蛋白(GAPs)能调控上述两种状态的转换(见图)。下列相关叙述错误的是(

)A.GTP与磷脂、NADH、NADPH的化学元素组成相同B.GTP中含有三个磷酸基团，是细胞内的一种高能磷酸化合物C.GTP或GDP与KRAS蛋白酶结合后会改变其空间结构D.致癌因子能诱导KRAS基因发生定向突变引起癌症D解析GTP与磷脂、NADH、NADPH的化学元素组成均为C、H、O、N、P，A正确；GTP与ATP结构相似，其中含有三个磷酸基团，是细胞内的一种高能磷酸化合物，B正确；GTP或GDP与KRAS蛋白酶结合后会改变其空间结构，从而影响其活性，C正确；基因突变是不定向的，D错误。5.(2024·广东深圳调研)下列关于细胞内ATP、NADH、NADPH等活性分子的叙述，错误的是(

)A.ATP脱去两个磷酸基团后可参与RNA的合成B.ATP的合成通常与细胞内的放能反应偶联C.NADH和NADPH都是具有还原性的活性分子D.叶肉细胞可通过光合作用和呼吸作用合成NADPHD解析ATP的结构简式是A－P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，水解掉2个磷酸基团后则形成AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，成为组成RNA的基本单位之一，A正确；ATP合成与细胞中的放能反应相联系，细胞放出能量储存于ATP中，B正确；叶绿体中的NADPH参与C3的还原，线粒体中的NADH与氧结合生成水，二者都具有还原性，C正确；NADH是呼吸作用产生的还原型辅酶Ⅰ，而NADPH是光合作用产生的还原型辅酶Ⅱ，是两种不同的物质，D错误。6.(2024·福建省福州市调研)ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内系列反应的进行(机理如下图所示)。下列叙述错误的是(

)A.磷酸化的蛋白质做功，失去的能量主要用于再生ATPB.ATP推动蛋白质做功的过程，存在放能反应与吸能反应过程C.ATP水解过程中，末端磷酸基团具有较高的转移势能D.主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少A解析ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，失去的能量并不能用于再生成ATP，A错误；ATP推动蛋白质做功过程中，ATP的水解是放能反应，蛋白质磷酸化过程是吸能反应，因此该过程存在吸能反应和放能反应，B正确；ATP水解过程中，ATP末端磷酸基团很容易有离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能，C正确；主动运输过程中，ATP可将载体蛋白磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状，这是吸能反应，然后做功，失去能量，载体蛋白恢复原状，这是放能反应，因此主动运输过程中，载体蛋白中的能量先增加后减少，D正确。考点二ATP的转化和利用7.(2023·江苏连云港模拟，14)ATPIF1作为ATP合酶的抑制剂，对细胞ATP水平具有重要的调节作用，其作用原理如下图。下列相关说法错误的是(

) A.ATP中的磷酸基团带负电荷相互排斥，末端

磷酸基团有较高的转移势能 B.ATPIF1在细胞缺氧和交感神经兴奋时，可以

加速葡萄糖分解从而促进细胞坏死 C.肿瘤细胞中高表达ATPIF1，有利于肿瘤细胞

获得细胞增殖所需要的大量原料 D.过多的糖类和脂肪是产生胰岛素抵抗的重要原因，ATPIF1有望用于缓解这种病症B解析ATP由一个腺苷和三个磷酸基团组成，含有“～”特殊的化学键。由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥，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，即具有较高的转移势能，A正确；在交感神经兴奋时，ATPIF1活性受到抑制，葡萄糖分解过程减弱，B错误；肿瘤细胞中高表达ATPIF1，可以加速葡萄糖分解，有利于肿瘤细胞获得细胞增殖所需要的大量原料，C正确；ATPIF1可以加速葡萄糖分解，使得血糖降低，所以ATPIF1有望用于缓解过多的糖类和脂肪产生的胰岛素抵抗，D正确。8.(2024·江西金太阳联考)如图是生物体内ATP合成与分解示意图，下列叙述正确的是(

)A.能量1可以来自蛋白质水解为氨基酸的过程B.能量1可以来自丙酮酸的氧化分解C.能量2可以用于叶绿体中H2O的光解 D.能量2可以用于光合作用中CO2的固定

解析

能量1为合成ATP的能量，来自呼吸作用或光合作用，A错误；能量1可以来自丙酮酸的氧化分解，B正确；H2O的光解所需能量来自光能，C错误；能量2可以用于各种需能的生命活动，但是光合作用中CO2的固定不需要消耗能量，D错误。B9.(2024·重庆一中质检)ATP为Ca2＋跨膜运输供能的过程如图所示，下列相关叙述错误的是(

) A.图中物质A既具有物质运输功能，又具有催化功能 B.载体蛋白磷酸化伴随着能量的转移，载体蛋白活性也被改变 C.Ca2＋与物质A结合后，最终导致物质A的空间结构发生变化，使结合位点转向膜的另一侧 D.加入蛋白质变性剂会提高Ca2＋的跨膜运输速率D解析由图可知，Ca2＋的跨膜运输过程需要载体和能量，载体的化学本质是蛋白质。若加入蛋白质变性剂，则载体蛋白的结构和功能会发生改变，Ca2＋的跨膜运输速率将降低，D错误。10.(2024·湖南衡阳八中质检)激酶一般是指催化高能供体分子(如ATP)上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，底物分子通过磷酸基团的转移获得能量而被激活，所以很多激酶需要从ATP中转移磷酸基团。葡萄糖激酶作用于葡萄糖分子，并改变其活性。下列相关叙述错误的是(

)A.葡萄糖激酶与其底物分子的组成元素不同B.葡萄糖激酶所催化的化学反应往往是吸能反应C.底物分子被磷酸化后可能变得更容易发生反应D.葡萄糖激酶可以通过磷酸化为化学反应提供能量D解析葡萄糖激酶本质是蛋白质，共含有的元素为C、H、O、N等，而作为底物的葡萄糖分子只含有C、H、O这三种元素，即葡萄糖激酶与其底物分子的组成元素不同，A正确；激酶一般是指催化高能供体分子(如ATP)上的磷酸基团转移至底物分子上的一类蛋白质，该过程ATP等高能供体分子会水解释放能量，所以葡萄糖激酶所催化的化学反应往往是吸能反应，B正确；底物分子被磷酸化后，结构会发生改变，可能会变得更容易发生反应，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能提供反应所需的能量，D错误。11.(2024·襄阳四中质检)ATP合成酶是一种功能复杂的蛋白质，与生物膜结合后能催化ATP的合成，其作用机理如图所示。请据图回答：(1)生物膜结构的基本支架是___________________________，在真核细胞中，ATP合成酶主要分布于__________________________(填生物膜名称)。磷脂双分子层线粒体内膜、类囊体薄膜(2)分析此图可知H＋跨越该膜的运输方式是____________________________，判断依据是_____________________________________________________