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第08 讲 酶和ATP（第二课时）
目录
01 模拟基础练
【题型一】ATP 及其与ADP 之间的相互转化
【题型二】ATP 的相关利用
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 ATP 及其与ADP 之间的相互转化
1．萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP 提供的能量
后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列叙述正确的是（ ）
A．萤火虫发光细胞内存有大量的ATP 用以维持生命活动
B．萤火虫发光细胞中，ATP 中的能量来自光能或有机物中的化学能
C．荧光素形成氧化萤光素伴随着ATP 的合成
D．萤火虫尾部正常发光时，发光细胞中ATP 和ADP 保持动态平衡
2．真核细胞中有复杂的生物膜系统，其上可以发生多种生理过程。在叶肉细胞中，下列过程只发生在生
物膜上的是（ ）
A．ATP 的合成
B．ATP 水解释放能量C．H2O 的产生
D．H2O 在光下分解
3．蛋白激酶和蛋白磷酸酶是信号通路的“开关分子”，即蛋白激酶能催化蛋白质的磷酸化过程，蛋白磷
酸酶能催化蛋白质的去磷酸化过程，其机理如下图。下列相关叙述正确的是（ ）
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A．蛋白质的磷酸化属于放能反应，反应过程伴有ATP 水解
B．蛋白磷酸酶的作用机理是降低蛋白质去磷酸化的活化能
C．蛋白质发生磷酸化会导致细胞中ADP 大量积累
D．载体蛋白磷酸化导致其构象发生不可逆的改变
4．图甲表示ATP 与ADP 相互转化的过程，图乙表示某类酶作用的模型。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图甲中的ATP 含有的五碳糖是核糖
B．图乙中代表酶分子的是结构B
C．图甲中ATP 与ADP 之间可以相互转化，且ATP 在生物体内含量较高
D．图甲②过程释放的磷酸基团会使其他分子空间结构和活性发生改变
题型二 ATP 的相关利用
5．马达蛋白能结合并催化ATP 水解，利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走，进而将其
所携带的细胞器或大分子物质送到特定位置。下列叙述正确的是（ ）
A．马达蛋白同时具有ATP 合酶与水解酶的活性
B．人体成熟的红细胞、蛙的红细胞中均能合成ATP
C．ATP 依次水解三个磷酸基团均产生较高的转移势能
D．代谢旺盛的细胞中ATP 的水解速率远大于合成速率
6．无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸胀乏力，乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程如下图所示。下列叙
述正确的是（ ）
A．无氧运动时丙酮酸转化为乳酸可为肌肉细胞迅速供能
B．肌肉细胞中肌糖原可以迅速分解补充血液中的葡萄糖
C．肝细胞中乳酸转化为葡萄糖的过程属于吸能反应
D．肌肉细胞中葡萄糖每产生1 分子乳酸就伴随产生1 分子CO2
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7．除了ATP 以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP 用于多糖合成，CTP 用于磷脂
合成，GTP 用于蛋白质合成等。物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP 将磷酸基团转移给相
应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸：如ATP+UDP→ADP+UTP。下列叙述错误的是（ ）
A．作为高能磷酸化合物，UTP、CTP、GTP 和ATP 中的能量主要储存在磷酸基团之间的化学键中
B．ATP 的合成与葡萄糖的氧化分解相联系，而UTP、CTP 或GTP 的合成与ATP 的分解相联系
C．UTP、CTP 或GTP 在为生命活动提供能量方面作用与ATP 一样重要
D．RNA 合成过程中，核苷三磷酸既作为原料，同时也作为能源物质
8．腺苷是动物体内的一种重要的促进睡眠的物质。图1 为神经元中腺苷合成及转运示意图，图2 是dATP
的结构简式。下列说法错误的是（ ）
A．该过程中腺苷实际上是一种神经递质，起到传递信息的作用
B．腺苷与觉醒神经元细胞膜上的受体结合，使突触后膜电位下降
C．dATP 中含有特殊的化学键，可作为直接的能源物质
D．dATP 水解后脱去磷酸基的物质能参与RNA 的合成
1．海狮是一种哺乳动物，在海狮的线粒体内膜上，ATP 形成的过程如图所示。研究发现海狮棕色脂肪组
织的线粒体内膜上存在一种U 蛋白，可将质子泵运输的H+直接运回线粒体基质。下列叙述正确的是
（ ）
A．组成脂肪和质子泵的元素均为 C、H、O、N
B．推测敲除U 蛋白基因后，海狮棕色脂肪组织的线粒体内膜上合成的ATP 减少
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C．由图可知，ATP 合成酶利用质子泵运输H⁺形成的浓度梯度产生动力驱动ATP 合成
D．图中H+从膜间隙回流至线粒体基质的方式和从线粒体基质运输至膜间隙的方式都是主动运输
2．cAMP（环化一磷酸腺苷）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（糖萼）
D．酶通过为反应提供能量以降低反应所需的活化能
3．脱氧三磷酸腺苷（dATP，dA-Pα～Pβ～Pγ，α、β、γ 表示三个磷酸基团所处的位置），其分子结构与
ATP 相似（如下图），脱去β、γ 位置磷酸基团后可以作为合成DNA 的原料。下列相关叙述正确的是（
）
A．一分子dATP 由三分子磷酸基团、一分子脱氧核糖和一分子腺苷组成
B．有两个特殊化学键存在于dATP 中，可为合成DNA 提供能量
C．以dATP 为原料制备
32P 标记的DNA 片段，标记部位应在γ 位磷酸基团
D．造血干细胞内的dATP 和ATP 含量明显低于神经细胞
4．烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是一种辅酶，由磷酸基团连接两个核苷酸构成，参与供能、DNA 修复、
抗氧化等多项生理活动。下列有关叙述正确的是（ ）
A．NAD+与ATP 的组成元素相同
B．NAD+可以参与光合作用光反应
C．构成NAD+的基本单位是核糖核苷酸
D．NAD+在线粒体内膜上催化水的生成
5．萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP 提供的能量
后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列叙述正确的是（ ）
A．萤火虫发光细胞内存有大量的ATP 用以维持生命活动
B．萤火虫发光细胞中，ATP 中的能量来自光能或有机物中的化学能
C．荧光素形成氧化萤光素伴随着ATP 的合成
D．萤火虫尾部正常发光时，发光细胞中ATP 和ADP 保持动态平衡
6．萤火虫在夜晚能发出荧光，独特的发光行为使之成为一类重要的观赏性昆虫。某同学利用荧光素、荧
光素酶、ATP、葡萄糖等溶液为实验材料，在体外模拟萤火虫发光，具体操作如下表，相关叙述错误的是
（ ）
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组
别
底物
条件
能源
荧光亮度
①
荧光素
不加酶
ATP
-
②
荧光素
荧光素酶
ATP
+++
③
荧光素
高温处理荧光素酶
ATP
-
④
荧光素
不加酶
葡萄糖
-
⑤
荧光素
荧光素酶
葡萄糖
？
*注：荧光亮度的强弱用“+”表示，无荧光用“-”表示
A．为了使实验效果更明显，应将研磨液放置一段时间，再进行实验
B．推测组别⑤的荧光亮度为“-”
C．实验②和③的结果说明高温会使酶失去活性
D．萤火虫夜晚能一直发光，说明其发光器积累了大量ATP
7．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（ ）
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
8．造血干细胞内BCR 基因和ABL 基因发生融合形成融合基因后，表达的BCR-ABL 蛋白具有高度酪氨酸
激酶活性，能使某种蛋白质（简称CP）磷酸化而被激活，最终造成白细胞过度增殖，从而引发慢性粒细胞
白血病（CML），其主要机理如图所示。下列叙述错误的是（ ）
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A．据图分析，异常造血干细胞发生变异的类型属于基因重组
B．激活CP 依赖于ATP 中具有较高转移势能的末端磷酸基团
C．融合基因通过控制BCR-ABL 蛋白的结构直接控制生物性状
D．mRNA 与附着在内质网上的核糖体结合后开始指导BCR-ABL 蛋白相关肽链的合成
9．图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制，磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”
的状态。相关叙述正确的是（ ）
A．蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
B．蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程
C．磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象
D．碳酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应
10．如图是叶绿体中光合作用部分过程的简化示意图（①和②是可移动载体）。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP 生成所需的能量直接来源于脂双层两侧H+浓度差，最终来源于光能
B．图中e 表示电子，可移动载体①②和复合物Ⅱ使脂双层两侧的H+浓度差变小
C．图示反应中，电子的最终供体是水，最终受体是NADP+
D．希尔反应中的氧化剂可以是NADP+、铁盐等
1．（2022·江苏·高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A．光照下，叶肉细胞中的ATP 均源于光能的直接转化
B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
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2．（2022·浙江·高考真题）下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是（ ）
A．由1 个脱氧核糖、1 个腺嘌呤和3 个磷酸基团组成
B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
3．（2021·天津·高考真题）富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是（ ）
A．磷是组成藻类细胞的微量元素
B．磷是构成藻类生物膜的必要元素
C．藻类的ATP 和淀粉都是含磷化合物
D．生态系统的磷循环在水生生物群落内完成
4．（2021·北京·高考真题）在有或无机械助力两种情形下，从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗
如图。对图中结果叙述错误的是（ ）
A．走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B．葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C．爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D．借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
二、非选择题
5．（2022·天津·高考真题）利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。
(1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中
间代谢物。ATP 来源于 和 等生理过程，为各项生命活动提供能量。
(2)蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH 将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工业原料。研
究者构建了大量表达外源Ldh 基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，
是由于细胞质中的NADH 被大量用于 作用产生ATP，无法为Ldh 提供充足的NADH。
(3)蓝细菌还存在一种只产生ATP 不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，
以补充ATP 产量，使更多NADH 用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K 中细胞质ATP、NADH
和NADPH 含量，结果如下表。
注：数据单位为pmol∕OD730
菌株
ATP
NADH
NADPH
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初始蓝细
菌
626
32
49
工程菌K
829
62
49
由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K 的ATP 含量升高，且有氧呼吸第三阶段 （被抑制∕被
促进∕不受影响），光反应中的水光解 （被抑制∕被促进∕不受影响）。
(4)研究人员进一步把Ldh 基因引入工程菌K 中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L 能积累更多
D—乳酸，是因为其__________（双选）。
A．光合作用产生了更多ATP
B．光合作用产生了更多NADPH
C．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP
D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH
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