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课时规范练 11 细胞的能量“货币”ATP
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一 ATP的结构
1.下列关于ATP的叙述,正确的是( )
A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B.ATP与ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D.ATP分子中的特殊的化学键不易断裂水解
2.(2025·湖南长郡中学月考)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—OH时,则该物质可为RNA合成提供反应所需的原料和能量
B.ATP中的β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂
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.某些载体蛋白可催化ATP水解
3.(2024·浙江三模)cAMP(环化腺苷一磷酸)是在腺苷酸环化酶的催化下,由ATP脱去两个磷酸基
团后环化而成的一种细胞内信号分子。下列有关叙述正确的是( )
A.组成cAMP与DNA分子的五碳糖相同
B.cAMP与ATP中的字母A均表示腺苷
C.接收cAMP信号的受体为糖被
D.酶通过为反应提供能量以降低反应所需的活化能
4.(2024·河北三模)ATP和dATP是细胞中两类重要的能源物质,其分子结构如图所示。下列相关
叙述正确的是( )
ATP分子结构
1dATP分子结构
A.ATP与dATP是同一种物质的两种不同存在形式
B.细胞中ATP和dATP的合成均伴随着吸能反应
C.ATP与dATP中的能量都储存在腺苷和磷酸基团之中
D.ATP和dATP脱去两个磷酸基团后均可参与核酸的合成
考点二 ATP的合成与利用
5.(2025·河北唐山模拟)下图是细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列叙述错误的是( )
A.ATP、ADP、RNA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
6.(2025·湖南部分学校月考)萤火虫尾部发光细胞中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在
荧光素酶的催化下,荧光素与氧发生化学反应并发出荧光。下列叙述正确的是( )
A.萤火虫尾部发光细胞中储备的ATP较多,且ATP可溶于水
B.ATP是直接能源物质,可为荧光素酶催化的反应直接供能
C.ATP水解与放能反应相联系,ATP合成与吸能反应相联系
D.ATP和AMP中都含有腺苷、磷酸,都是构成RNA的基本单位
7.(2024·山东聊城模拟)磷酸肌酸是动物和人的肌肉或其他兴奋性组织中的一种高能磷酸化合物,
其分解释放的能量比ATP水解释放的能量还多。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下,将其磷酸基
团转移到ADP分子上,从而生成ATP和肌酸。细胞中肌酸积累时,肌酸又会被ATP磷酸化而生
成磷酸肌酸和ADP,相互转化的过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
磷酸肌酸+ADP ATP+肌酸
A.人在剧烈运动时,需要ATP水解提供能量,所以ATP含量会远低于ADP含量
B.肌酸发生磷酸化的过程中并没有伴随着能量的转移
C.磷酸肌酸是肌细胞中的重要储能物质,能为肌细胞收缩直接供能
D.肌细胞中ATP和磷酸肌酸的相互转化,有利于使ATP的含量保持相对稳定
关键能力提升练
8.(2025·黑龙江模拟)ATP的合成是细胞内重要的反应之一,需要ATP合成酶的参与。ATP合成
酶主要由伸在膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成,在跨膜质子(H+)动力势能下推动
合成ATP,其工作原理如图所示。下列叙述错误的是( )
2A.ATP合成酶具有运输和催化的作用
B.如图所示的膜结构可以为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜
C.ATP合成酶跨膜部位呈疏水性,利于与膜结合部位的稳定
D.若ATP中特殊的化学键全部断裂后,产物有腺苷和三个磷酸基团
9.(2024·重庆模拟)人体有两种酶HK和GK,它们结构不同,但都可以催化相同反应,使葡萄糖与
ATP反应生成葡萄糖-6-磷酸和ADP。二者的酶促反应速率如图所示,据此分析,下列叙述错误的
是( )
A.ATP为两种酶所催化的反应提供能量和磷酸基团
B.两种酶催化等量葡萄糖磷酸化消耗的ATP相同
C.葡萄糖浓度在10 mmol/L时,由HK催化的反应速率不再增加的原因是HK的催化活性受到了
抑制
D.葡萄糖浓度低于5 mmol/L时,GK的酶促反应速率低于HK
10.(2024·福建模拟)GTP与ATP的化学结构相似。G蛋白由G 、G 和G 三个亚基组成,具有
α β γ
GTP水解酶活性。G蛋白可以在活性状态与非活性状态之间相互转化,如图所示,激动剂与G蛋
白偶联受体(GPCR)结合后可引起G蛋白转化为活性状态。下列叙述正确的是( )
A.GTP中含2个磷酸基团,G代表鸟嘌呤核糖核苷酸
B.细胞中的GTP也可能作为生命活动的直接能源物质
C.G蛋白由非活性状态转化为活性状态与去磷酸化有关
D.生物体内G蛋白的活性只受温度和pH变化的影响
3参考答案
课时规范练 11 细胞的能量“货币”ATP
必备知识基础练
1.C 解析 光合作用和细胞呼吸都可以产生ATP,A项错误;ATP在细胞内含量少,易再生,ATP
与ADP循环不会使细胞储存大量的ATP,B项错误;ATP分子中的特殊的化学键比较不稳定,易
断裂水解,D项错误。
2.B 解析 当图中基团X为—OH时,五碳糖是核糖,则该物质是NTP,可为RNA合成提供反应所
需的原料和能量,A项正确;β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键能在细胞核中断裂,可为发生在
细胞核中的化学反应提供能量,B项错误;dATP脱去β和γ位的磷酸基团后是组成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,可使新合
成的DNA分子被32P标记,C项正确;Ca2+载体蛋白可发挥ATP水解酶的作用,D项正确。
3.B 解析 组成cAMP的糖是核糖,DNA分子的五碳糖是脱氧核糖,两者不相同,A项错误;cAMP
与ATP中的字母A均表示腺苷,B项正确;糖被在细胞表面,cAMP为细胞内信号分子,C项错误;
酶不能为化学反应提供能量,D项错误。
4.D 解析 ATP是腺苷三磷酸,dATP是脱氧腺苷三磷酸,二者的五碳糖不同,是两种物质,A项错
误;ATP和dATP的合成伴随着放能反应,B项错误;ATP与dATP中的能量主要储存在特殊的化
学键中(即图中“~”中),C项错误;ATP和dATP脱去两个磷酸基团后分别为腺嘌呤核糖核苷酸和
腺嘌呤脱氧核苷酸,均可作为核酸(分别为RNA与DNA)合成的原料,D项正确。
5.B 解析 ATP、ADP、RNA分子中都含有腺嘌呤和核糖,元素组成均为C、H、O、N、P,A
项正确;ATP和ADP之间可以快速相互转换,因此人处于饥饿状态时不会导致ADP含量明显上
升,而是基本稳定,B项错误;ATP的合成需要消耗能量①,可来自糖类等有机物氧化分解这一放能
反应,ATP水解释放能量②可用于生物体的多项吸能反应,比如蛋白质的合成等,C项正确;主动运
输需要消耗能量,乙过程即ATP水解释放的磷酸基团可用于载体蛋白磷酸化,D项正确。
6.B 解析 萤火虫尾部发光细胞内的ATP含量较少,A项错误;ATP是直接能源物质,荧光素酶催
化反应中消耗的能量由ATP水解直接提供,B项正确;一般而言,ATP水解与吸能反应相联
系,ATP合成与放能反应相联系,C项错误;ATP和AMP中都含有腺苷、磷酸,只有AMP是构成
RNA的基本单位,D项错误。
7.D 解析 在人体内,ATP与ADP不断相互转化处于动态平衡,因此ATP含量不会远低于ADP
含量,A项错误;肌酸发生磷酸化的过程中,ATP中的磷酸基团携带着能量转移到肌酸中,B项错误;
磷酸肌酸是肌细胞中的重要储能物质,但不能为肌细胞收缩直接供能,C项错误;磷酸肌酸能在肌
酸激酶的催化下,将其磷酸基团转移到ADP分子上,从而生成ATP和肌酸,细胞中肌酸积累时,肌
酸又会被ATP磷酸化而生成磷酸肌酸和ADP,由此可见,肌细胞中ATP和磷酸肌酸的相互转化,
有利于使ATP的含量保持相对稳定,D项正确。
关键能力提升练
8.D 解析 ATP合成酶既可协助H+运输,也能催化ATP合成,故ATP合成酶具有运输和催化的
作用,A项正确;光合作用的光反应和有氧呼吸都可以产生ATP,如图所示的膜结构上有ATP的
4合成,所以该结构可以为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜,B项正确;ATP合成酶跨膜部位大部分
位于生物膜成分中磷脂的尾部,两者均呈疏水性,有利于与膜结合部位的稳定,C项正确;ATP中特
殊的化学键全部断裂后,形成一个腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸基团,D项错误。
9.C 解析 由题意可知,该反应是吸能反应,ATP为两种酶所催化的反应提供能量和磷酸基团,A
项正确;两种酶催化等量葡萄糖磷酸化时,消耗的ATP相同,产物相同,反应物也相同,B项正确;图
中葡萄糖浓度在10 mmol/L之前,由HK催化的反应速率就不再随着葡萄糖浓度增加而增加,反
应速率不再增加的原因也可能是酶的浓度限制了反应速率,C项错误;由图可知,葡萄糖浓度低于
5 mmol/L时,GK的酶促反应速率低于HK,D项正确。
10.B 解析 GTP中含3个磷酸基团,GTP中的G代表鸟苷,A项错误;ATP是生物体内的直接能
源物质,GTP与ATP的化学结构相似,细胞中的GTP也可能作为生命活动的直接能源物质,B项
正确;据题图分析,G蛋白由非活性状态转化为活性状态时,G蛋白上结合的GDP变为GTP,即发
生磷酸化,C项错误;据题意可知,G蛋白的活性还受激动剂的影响,D项错误。
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