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ATP——2024-2025学年高一生物学北师大版（2019）必修一同步课时训练
一、单选题
1．NTP家族由ATP（三磷酸腺苷）、GTP（三磷酸鸟苷）、三磷酸尿苷（UTP）和CTP（三磷酸胞苷）构成。它们的结构只是碱基不同，如图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α﹣γ表示磷酸基团（Pi）的位置。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.许多吸能反应与ATP的水解反应相联系
C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
D.CTP中的胞苷（C）由胞嘧啶和脱氧核糖构成
2．ATP是细胞的直接能源物质，ATP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，下图为ATP的结构式，下列相关叙述正确的是( )
（注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理）
A.ATP与ADP是同一种物质的两种不同存在形式
B.ATP末端磷酸基团（Pγ）转移，可为某些吸能反应供能
C.ATP的能量主要储存在腺苷与磷酸基团（Pα）之间的化学键中
D.剧烈运动时ATP被大量消耗，导致细胞中ATP/ADP的比值失衡
3．下列关于人体肌细胞内ATP的说法，正确的是( )
A.剧烈运动时，肌细胞内ATP的含量会明显降低
B.肌细胞内的ATP只能通过有氧呼吸产生
C.肌细胞内蛋白质的合成往往与ATP的合成相联系
D.ATP水解释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合，使蛋白质结构和活性发生改变
4．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的叙述正确的是( )
A.蛋白质磷酸化过程是一个放能反应
B.蛋白激酶能为蛋白质磷酸化反应过程提供活化能
C.ATP脱去两个磷酸基团后可作为HIV遗传物质的单体
D.“开”的过程所需的磷酸可来自ATP中靠近“A”的磷酸基团
5．生物体内的一些高能磷酸化合物包括ATP、GTP、UTP和CTP,GTP、UTP、CTP和ATP的结构及性质相似，仅是碱基A被碱基G、U、C替代。下列叙述正确的是( )
A.某高等植物个体中不同细胞合成ATP的场所完全相同
B.四种高能磷酸化合物的组成元素与核苷酸的相同
C.蛋白质的磷酸化伴随着ATP的水解，属于放能反应
D.GTP分子中所有特殊的化学键断裂后，可得到鸟嘌呤脱氧核苷酸
6．ATP 的化学结构如下图所示，其中A、B表示物质，α~γ表示磷酸基团（P）的位置。为了研究 ATP 的相关特点，科学家做了以下实验。实验一：将32P标记的磷酸注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，发现细胞内的ATP 含量不变，但ATP 中γ位置的磷酸基团已被32P标记。实验二：将α、β、γ位置分别被32P标记的ATP 注入萤火虫的不同发光细胞内，只有注入α位置被标记的ATP 的细胞在形成的发光物质虫荧光酰腺苷酸中检测到放射性。下列相关叙述正确的是( )
A.呼吸作用释放的能量大多储存在 ATP 中
B.ATP 中α、β之间的特殊化学键最不稳定
C.实验一中，ATP 含量不变是因为ATP 和ADP 在细胞内快速相互转化
D.实验二中，ATP 水解失去α处的P后，为萤火虫发光物质的合成提供能量和原料
7．细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP。ATP是NTP家族中的一员，dATP是dNTP家族中的一员。每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP和dATP的区别只在于五碳糖不同
B.NTP和dNTP都能作为直接能源物质
C.ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP
D.dNTP彻底水解的产物中可能含尿嘧啶
8．蛋白激酶A（PKA）由两个调节亚基和两个催化亚基组成，其活性受cAMP（腺苷酸环化酶催化ATP环化形成）调节（如图所示）。活化的PKA催化亚基能将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白质的活性。下列说法错误的是( )
A.调节亚基具有结合到cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点
B.蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化的过程伴随着ATP的水解
C.腺苷酸环化酶催化的反应中，ATP的消耗与ADP的生成保持平衡
D.cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性的催化亚基
9．ATP药剂常用于治疗肌肉萎缩无力，是因为在细胞中ATP通常作为( )
A.催化剂 B.储能物质
C.信息分子 D.直接能源物质
10．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的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记的磷酸放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A.上述32P标记的ATP水解产生的ADP没有放射性
B.肝细胞内能够迅速产生并积累较多的ATP
C.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成了ATP
D.细胞中放能反应增强时，游离的32P标记的磷酸会短时间增加
11．《晋书·车胤传》记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读，将萤火虫聚集起来照明读书的
故事。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是( )
A.淀粉 B.脂肪 C.ATP D.蛋白质
12．“轻罗小扇扑流萤”，乡村夏天的夜晚，草丛中忽闪忽闪的萤火虫勾起了大家儿时的回忆。科学家已弄清萤火虫发光的原理（如下图1所示）。根据该原理设计的ATP快速荧光检测仪（如下图2所示），可用来快速检测食品表面的微生物，下列相关说法正确的是( )
A.无论是需氧型生物还是厌氧型生物均可用ATP快速荧光检测仪检测
B.萤火虫发光需要荧光素酶的催化，它可以催化荧光素转化为荧光素酰腺苷酸
C.ATP快速荧光检测仪只能检测是否有微生物残留不能检测其数量
D.ATP是细胞中的能量货币，细胞中储存大量ATP为生命活动提供能量
13．下图是细胞中ATP-ADP循环示意图。下列叙述错误的是( )
A. ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖
B. 原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程
C. 能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应
D. 肌肉收缩过程中发生过程甲，不发生过程乙
14．ATP分子的结构简式可表示为A-P～P～P，其中“A”表示( )
A.腺嘌呤 B.腺苷 C.磷酸 D.高能磷酸键
15．下列有关ATP的叙述，正确的是( )
A.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所
B.线粒体产生ATP的主要场所是线粒体的内膜
C.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D.细胞连续分裂时，ADP的含量会逐渐升高
二、多选题
16．研究发现有些无线粒体的寄生虫可从其宿主细胞中“偷”ATP，下列相关说法错误的是( )
A.宿主细胞中含有大量ATP B.ATP水解不需要酶的催化作用
C.寄生虫无线粒体不能合成ATP D.“偷”来的ATP可直接用于生命活动
17．运动员在比赛的过程中细胞内ATP与ADP的转化速率加快。下列说法正确的是( )
A.ATP水解后形成的ADP稳定性降低
B.ATP转化成ADP释放的能量，可供运动所需
C.正常细胞中ATP与ADP不停地相互转化，处于动态平衡之中
D.ATP水解脱离下来的磷酸基团可使载体蛋白磷酸化
18．下列有关细胞中的酶和ATP的说法，正确的是( )
A.在适宜的条件下，ATP和酶都能在细胞外发挥作用
B.所有的酶和ATP都一定含有C、H、O、N、P五种元素
C.ATP的合成需要酶的催化，酶的合成不一定需要ATP供能
D.ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为有机物中的化学能
19．ATP是细胞的能量“通货”，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是( )
A.反应式中物质可逆，能量不可逆
B.反应式中能量可逆，物质不可逆
C.反应式中的物质和能量均可逆
D.生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用
20．下列关于ATP的叙述，不正确的是( )
A.ATP中的“A”代表腺苷，由腺嘌呤和脱氧核糖构成
B.在ATP合成酶的催化下，远离腺苷的磷酸基团易脱落
C.作为细胞内的能量货币，ATP为所有生命活动直接供能
D.蛋白质的合成等吸能反应通常与ATP的水解过程相联系
三、填空题
21．小肠上皮细胞细胞膜上的蛋白质在物质运输中起重要作用，蛋白A能顺浓度梯度将Na+转运至细胞内，同时也能逆浓度梯度将肠腔中的葡萄糖运入细胞，蛋白B能顺浓度梯度将细胞中的葡萄糖运至组织液，蛋白C能将ATP转化成ADP，同时也能逆浓度梯度将Na+转运至组织液。回答下列问题：
（1）小肠上皮细胞的生物膜系统由_______等结构组成。腺苷酸激酶（AK）是存在于小肠上皮细胞线粒体中的一类酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP（腺苷一磷酸）上形成ADP，该过程需要有Mg +的参与，请推测出Mg +与腺苷酸激酶（AK）的关系为_______。
（2）影响葡萄糖离开小肠上皮细胞的运输速率的主要因素是_______。科学研究发现，小肠上皮细胞中大部分能量被消耗在蛋白C的运输过程中，使得小肠上皮细胞外具有高浓度的Na+，据此推测，此过程的意义是_______。
（3）小肠干细胞通过增殖分化使小肠上皮细胞得到更新，小肠干细胞通过有丝分裂的方式增殖，有丝分裂对于生物的遗传有重要意义，理由是_______。
（1）神经细胞中的ATP主要来自____________（填生理过程），其结构式简写是___________。研究发现，正常成年人安静状态下24 h有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10 mmo/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是____________。
（2）在下列生物体的生命活动中，不直接依赖ATP水解的是_____________。
A.胃蛋白酶的合成 B.细胞的生长 C.骨骼肌的收缩 D.甘油进入细胞
（3）人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧烈运动时3s以内的能量供给，某运动员参加短跑比赛过程中ATP的相对含量随时间的变化如图所示，请据图回答下列问题：
①A→B的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量用于_____________。
②B→C过程中，ATP含量增加，说明_____________（填生理过程）加强，释放出更多的能量，以补充细胞中ATP含量的不足。
③从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明______________。
22．磷酸肌酸（分子式为C4H10N3O5P）主要存在于人体肌肉细胞中，磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下，将其磷酸基团转移到ADP分子并产生ATP分子。请回答下列问题:.
（1）肌肉细胞中，与磷酸肌酸化学元素组成相同的化合物有_______（至少填两个）。
（2）1molATP水解时释放的能量约为30.54kJ，1mol磷酸肌酸水解释放的能量约为43.09kJ。磷酸肌酸是高能磷酸化合物，理由是______________。若AC代表肌酸，P代表磷酸基团，则磷酸肌酸的结构简式最可能是__________（填“AC~P”或“AC-P”）。
（3）运动后，人体肌肉细胞内积累的肌酸可以被ATP磷酸化为磷酸肌酸，该过程中所需ATP可来白于肌肉细胞的___________（填细胞场所）。
（4）磷酸肌酸在人体肌肉细胞含量约17umol/g，在表皮细胞中的含量却为零。请从基因表达的角度，解题思路出现此现象的原因是________________。
（1）ATP的分子简式是_____，其中A代表_____，T代表_____，P代表_____，_____代表特殊磷酸键。
（2）写出ADP和ATP相互转变的反应式：_____。
（3）在动物细胞中，ADP转变成ATP的能量主要来自_____作用，通常需要分解_____，消耗_____气；对于植物来说，ADP转变成ATP的能量还可来自_____作用。在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于_____。
23．人类骨骼肌由两种肌纤维组成：快缩肌纤维和慢缩肌纤维。在电镜下观察可见快缩肌纤维基本上没有线粒体存在；而慢缩肌纤维含有大量线粒体。一般人的骨骼肌细胞含有维持2～5s剧烈收缩时所需的足够ATP，另外骨骼肌细胞储存有充足的磷酸肌酸以维持高水平ATP浓度大约15s。回答下列问题：
（1）慢缩肌纤维产生ATP的场所是______，产生ATP最多的阶段所发生的物质变化是______。人体持续20s剧烈运动过程会消耗大量的ATP，合成这些ATP时，可能为其提供能量的物质有______。
（2）举重或短跑等剧烈运动后，可能产生大量乳酸引起肌肉酸痛，这说明举重或短跑主要依靠______（填“快缩”或“慢缩”）肌纤维，判断的理由是______。
（3）肌细胞最终产生的乳酸大部分扩散到血液，然后又通过血液带回肝脏，在肝脏中重新转化成葡萄糖。从物质和能量角度解题思路乳酸在肝脏中重新转化成葡萄糖的意义是______。
参考答案
1．答案：D
解析：A、ATP的结构式可简写成A-P～P～P，式中A代表腺苷，由腺嘌呤（A）和核糖（B），A正确；B、ATP的水解反应是放能反应，与之相联系的是吸收能量的反应，B正确；C、1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤（G）、核糖和磷酸，C正确；D、CTP中的胞苷（C）由胞嘧啶和核糖构成，D错误。故选D。
2．答案：B
解析：A、ATP中末端磷酸基团(Pγ)被水解后，生成ADP。因此，ATP与ADP是两种物质，A错误;B、γ位的磷酸基团通过特殊化学键与ADP的磷酸基团(Pβ)连接形成ATP，该特殊化学键含很高能量。因此，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;C、ATP的能量主要储存在磷酸基团(Pα)与磷酸基团(Pβ)、磷酸基团(Pβ)与磷酸基团(Pγ)之间的特殊化学键中，C错误;D、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ADP。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。故选B。
3．答案：D
解析：A、剧烈运动时，肌细胞会消耗大量的能量，但是依靠ATP与ADP的相互转化，使ATP含量相对稳定，A错误；
B、肌细胞内的ATP可通过有氧呼吸和无氧呼吸产生，B错误；
C、肌细胞内蛋白质的合成是吸能反应，细胞中的吸能反应一般与ATP的水解反应相联，放能反应一般与ATP的合成反应相联系，C错误；
D、ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子被磷酸化后，这些分子空间结构发生变化，活性也被改变，因而能驱动相关生理过程的发生，D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：A、通过图示可知，蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP，是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，A错误；B、酶具有降低反应所需活化能的作用，故蛋白激酶能降低蛋白质磷酸化反应的活化能，而不是提供活化能，B错误；C、ATP脱去两个磷酸基团后是腺苷一磷酸，即腺嘌呤核糖核苷酸，是HIV遗传物质RNA的单体，C正确；D、ATP水解放能是通过断裂远离A的磷酸基团的高能磷酸键来释放能量，同时产生ADP，D错误。故选C。
5．答案：B
解析：A选项:在植物体内，ATP的合成主要发生在两个场所:细胞质基质(通过糖酵解途径)和线粒体(通过有氧呼吸的三个阶段)。然而，并不是所有植物细胞都含有线粒体，例如根毛细胞等高度特化的细胞可能不含线粒体，它们主要通过细胞质基质中的糖酵解途径合成ATP。因此，A选项错误。B选项:高能磷酸化合物(如ATP、GTP、UTP、CTP)和核苷酸都是由磷酸基团、五碳糖(核糖或脱氧核糖)和含氮碱基组成的。尽管它们在生物体内的功能和存在形式有所不同，但它们的组成元素是相同的，都包括C、H、O、N、P。因此，B选项正确。C选项:蛋白质的磷酸化是一个耗能过程，它通常与ATP的水解相偶联。在这个过程中，ATP的高能磷酸键断裂，释放出的能量用于将磷酸基团转移到蛋白质分子上，从而改变蛋白质的性质和功能。因此，蛋白质的磷酸化是一个吸能反应，而不是放能反应。C选项错误。D选项:GTP分子由鸟嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成。当GTP分子中的所有特殊化学键(主要是高能磷酸键)断裂后，得到的是鸟嘌呤核糖核苷酸，而不是鸟嘌呤脱氧核苷酸。鸟嘌呤脱氧核苷酸是DNA的组成成分之一，其五碳糖是脱氧核糖，而不是GTP中的核糖。因此，D选项错误。综上所述，正确答案是B。
6．答案：C
解析：A、呼吸作用释放的能量大多以热能形式散失，少部分储存在 ATP 中，A错误；
B、ATP 中γ、β之间的特殊化学键最不稳定，容易断裂、也容易合成，B错误；
C、实验一结果说明ATP中γ位置的磷酸容易脱离，也容易连接上，因而可说明ATP 含量不变是因为ATP 和ADP 在细胞内快速相互转化，C正确；
D、实验二结果说明，ATP 水解失去α、β处的P后，可为萤火虫发光物质的合成提供能量和原料，D错误。
故选C。
7．答案：D
解析：A、NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸，即ATP和dATP的区别在于五碳糖不同，A正确；B、NTP和dNTP的结构中都含有特殊的化学键，二者均能作为直接能源物质，B正确；C、ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP和Pi，同时释放大量的能量，C正确；D、dNTP彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和碱基，该碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶，但一定不是尿嘧啶，D错误。故选D。
8．答案：C
解析：A、据图解题思路：活化的调节亚基与非活化的催化亚基可在cAMP的作用下产生无活性的调节亚基和游离态、活化的催化亚基，说明调节亚基具有结合到cAMP的结构域，催化亚基包含活性位点，A正确；B、据题干的信息：活化的PKA催化亚基可将ATP上的磷酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化，改变这些蛋白的活性，ATP上的磷酸基团转移的过程即是ATP的水解过程，B正确；C、腺甘酰激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关，但腺苷酸环化酶催化是ATP环化形成的过程，该过程ATP的消耗与ADP的生成不平衡，C错误；D、据图可知，cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基分离，释放出高活性的催化亚基，D正确。故选C。
9．答案：D
解析：ATP中远离腺苷的特殊化学键容易水解，形成ADP和Pi，释放能量，供给细胞生命活动的需要，因此ATP是细胞生命活动的直接能源物质，故ATP药剂常用于治疗肌肉萎缩无力。
故选：D。
10．答案：A
解析：
11．答案：C
解析：ATP是生命活动的直接能源物质，萤火虫尾部细胞中的荧光素接受ATP提供的能量发出荧光。
12．答案：A
解析：A、无论需氧型生物还是厌氧型生物均可生成ATP，据均可用ATP快速荧光检测仪检测，A正确；
B、由图可知，荧光素酶可以催化荧光素酰腺苷酸转化为氧合荧光素，B错误；
C、微生物残留量越多，产生的ATP越多，所发荧光强度越强，所以用荧光检测仪也能检测微生物的数量，C错误；
D、ATP是生命活动的直接能源物质，细胞中ATP的含量较少，D错误。
故选A。
13．答案：D
解析：A、ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，ADP是由1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团组成的，两者都含有腺嘌呤和核糖，A正确；
B、甲是ATP的合成，乙是ATP的水解，原核细胞和真核细胞内都可以发生两过程，B正确；
C、ATP的合成过程，需要吸收能量，所需的能量来自细胞呼吸或光合作用，能量②是ATP水解释放的能量，可用于吸能反应，C正确；
D、肌肉收缩是吸能反应，需要ATP供能，与ATP的水解有关，D错误。
故选D。
14．答案：B
解析：ATP的结构简式是A-P~P~P，其中A代表腺苷。
故选：B。
15．答案：B
解析：蓝藻是原核生物没有线粒体，故A错误。线粒体产生ATP主要是有氧呼吸第三阶段，是在线粒体内膜，故B正确。ATP是由腺苷和3个磷酸基团组成的，故C错误。细胞连续分裂时，虽然需要ATP较多，但因为ATP和ADP能快速转化，所以ADP含量不会逐渐升高，故D错误。
16．答案：ABC
解析：宿主细胞中含有的ATP并不多,A项错误。ATP水解需要酶的催化,B项错误。无线粒体的寄生虫也能合成ATP,C项错误。ATP可直接给细胞生命活动提供能量,D项正确。
17．答案：BCD
解析：与ATP相比,ATP水解后形成的ADP稳定性更高,A错误;ATP转化成ADP的过程属于ATP水解,释放的能量可用于各项生命活动,包括运动等,B正确;ATP在正常细胞中含量很少,但ATP和ADP可不断相互转化,ATP与ADP的含量处于动态平衡中,C正确;ATP水解脱离下来的磷酸基团可转移给其他分子，例如使载体蛋白磷酸化，改变载体蛋白的结构和功能,D正确。
18．答案：AD
解析：A、在适宜的条件下，ATP和酶都能在细胞内和细胞外发挥作用，A正确； B、大多数酶是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的组成元素是C、H、O、N，有些含有S，因此不一定含有C、H、O、N、P五种元素，B错误； C、ATP的合成需要ATP合成酶的催化，酶（蛋白质或RNA）的合成也一定需要ATP供能，C错误D、形成ATP可通过光合作用和呼吸作用，ATP中的能量可以来源于光能（光合作用）和化学能（呼吸作用），也可以转化为光能（如萤火虫发光）和有机物中化学能（如暗反应合成的有机物），D正确。
故选：AD。
19．答案：BCD
解析：生物体进行的从“ATP→ADP+Pi"的过程和从"ATP+Pi→ATP"的过程是两个截然不同的生理过程，酶不同:向右反映时是水解酶，向左反应时是合成酶;能量来源不同:ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动;场所不同:ATP水解在细胞的各处，ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。故ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，能量是不可逆的，酶不相同;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，A正确。故选:BCD。
20．答案：ABC
解析：A、ATP中的“A”代表腺苷，由腺嘌呤和核糖构成，A错误;
B、在ATP水解酶的催化下，远离腺苷的磷酸基团易脱落，同时释放能量，B错误;
C、ATP是细胞内的能量货币，但并不能为所有生命活动直接供能，因为细胞中还存在其他的直接供能物质，C错误;
D、ATP的水解释放的能量用于蛋白质的合成等吸能反应，ATP的合成往往与细胞中的放能反应相联系，D正确。
21．答案：（1）细胞膜、细胞器膜、核膜；Mg2+可能是腺苷酸激酶（AK）的激活剂
（2）蛋白B的数量，细胞内液与组织液的葡萄糖浓度差；维持细胞外高浓度的Na+，有助于通过蛋白A从肠腔吸收葡萄糖等营养物质
（3）亲代细胞DNA经复制后，精确平均分配到两个子细胞中，保持了亲代和子代细胞间遗传的稳定性
解析：（1）生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成。由题意可知，在Mg2+的参与下，腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP（腺苷一磷酸）上形成ADP，说明Mg2+可能是腺苷酸激酶的激活剂。
（2）由题意可知，蛋白A能逆浓度梯度将肠腔中的葡萄糖运入细胞，蛋白B能顺浓度梯度将细胞中的葡萄糖运至组织液，说明影响葡萄糖离开小肠上皮细胞的运输为协助扩散，其速率的主要因素是蛋白B的数量，细胞内液与组织液的葡萄糖浓度差。蛋白C能逆浓度梯度将Na+转运至组织液为主动运输，蛋白A运输葡萄糖进肠腔消耗的是Na+的势能，说明蛋白C的运输可维持细胞外高浓度的Na+，有助于通过蛋白A从肠腔吸收葡萄糖等营养物质。
（3）有丝分离通过亲代细胞DNA经复制，然后精确平均分配到两个子细胞中，保持了亲代和子代细胞间遗传的稳定性。
22、
（1）答案：细胞呼吸；A—P~P~P ；ATP与ADP相互迅速转化
解析：神经细胞中的ATP主要来自呼吸作用，ATP的中文名称叫腺苷三磷酸，其结构式简写为A—P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表特殊的化学键。ATP为直接能源物质，在体内含量不高，可与ADP迅速转化。
（2）答案：D
解析：胃蛋白酶的合成、细胞的生长、骨骼肌的收缩均消耗ATP，而甘油进入细胞为自由扩散，不消耗ATP。
（3）答案：①肌肉收缩等生命活动；②细胞呼吸；③ATP的形成和水解是同时进行的
解析：图示A→B变化过程中ATP含量降低，是因为ATP被水解用于肌肉收缩等生命活动；B→C过程中，ATP含量增加，说明呼吸作用加强，由ADP转化生成的ATP增多；从整个曲线来看，ATP的含量不会降为零，说明ATP的形成和水解是同时进行的。
23．答案：（1）磷脂、核酸DNA、RNA、核苷酸、核糖核苷酸、脱氧核糖核苷酸等）、ATP（ADP）等
（2）ATP是高能磷酸化合物，磷酸肌酸含磷酸基团且所含能量高于ATP；AC~P
（3）细胞质基质、线粒体（基质和内膜）
（4）表皮细胞中控制磷酸肌酸合成酶的基因未表达（或基因表达具有选择性或控制磷酸肌酸合成酶的基因在表皮细胞中处于关闭状态）
解析：（1）解题思路题意，磷酸肌酸含有C、H、O、N、P五种元素，与其化学元素组成相同的化合物有磷脂、核酸、ATP等。
（2）1molATP水解时释放的能量约为30.54kJ，1mol磷酸肌酸水解释放的能量约为43.09kJ，说明ATP和磷酸肌酸都是高能磷酸化合物，其磷酸肌酸含磷酸基团且所含能量高于ATP；若AC代表肌酸，P代表磷酸基团，则磷酸肌酸的结构简式最可能是AC~P。
（3）运动过程中所需ATP可来自于肌肉细胞呼吸作用，主要发生在细胞质基质和线粒体中。
（4）磷酸肌酸在人体肌肉细胞含量约17umol/g，但在表皮细胞中的含量却为零，其可能的原因是表皮细胞中控制磷酸肌酸合成酶的基因未表达（或基因表达具有选择性或控制磷酸肌酸合成酶的基因在表皮细胞中处于关闭状态）。
24、
（1）答案：A－P～P～P；腺苷；三；磷酸基团
解析：ATP的结构简式为A－P～P～P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基,T代表三个,~代表高能磷酸键.
（2）答案：ATPADP＋Pi＋能量
解析：
（3）答案：呼吸；葡萄糖等有机物；氧；光合作用；各项生命活动
解析：
25．答案：（1）细胞质基质和线粒体；[H]和O2生成水；葡萄糖、磷酸肌酸
（2）快缩；快缩肌纤维基本上没有线粒体存在，主要进行无氧呼吸
（3）减少机体内物质和能量的浪费、有机物和能量可再次被利用
解析：（1）慢缩肌纤维含有大量线粒体，能进行有氧呼吸，所以慢缩肌纤维产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，其中产生ATP最多的阶段是第三阶段，其所发生的物质变化是[H]和O2生成水。人体持续20s剧烈运动过程会消耗大量的ATP，合成这些ATP时，可能为其提供能量的物质有葡萄糖、磷酸肌酸。
（2）举重或短跑等剧烈运动后，可能产生大量乳酸引起肌肉酸痛，由于快缩肌纤维基本上没有线粒体存在，主要进行无氧呼吸，所以这种现象说明举重或短跑主要依靠快缩肌纤维。
（3）肌细胞最终产生的乳酸大部分扩散到血液，然后又通过血液带回肝脏，在肝脏中重新转化成葡萄糖。乳酸在肝脏中重新转化成葡萄糖的意义是减少机体内物质和能量的浪费、有机物和能量可再次被利用。

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