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(共19张PPT)
课时规范练11　细胞的能量“货币”ATP
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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
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。
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2.(2024·广东湛江模拟)NTP家族由ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)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
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答案 D　
解析 ATP的结构式可简写成A—P~P~P,式中A代表腺苷,包括腺嘌呤(A)和核糖(B),A项正确;许多吸能反应与ATP的水解反应相联系,B项正确;1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸三种小分子物质,C项正确;CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖构成,D项错误。
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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
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。
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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
dATP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
D
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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。
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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
B
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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。
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6. 下图是萤火虫发光的原理,下列相关叙述正确的是(　　)
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RNA
C.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
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解析 ATP水解供能时生成一个腺苷二磷酸和一个磷酸,A项错误;荧光素酶的化学本质是蛋白质,B项错误;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项正确;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项错误。
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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(　　)
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
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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。
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关键能力提升练
8.(2025·湖南岳阳统考)硝酸甘油是缓解心绞痛的常用药,该物质在人体内转化成一氧化氮,一氧化氮激活有关酶的活性,引起心肌细胞内cGMP增多,阻止心肌细胞的细胞质基质中钙离子增多,导致心肌舒张,从而快速缓解病症。下列说法错误的是(　　)
A.一氧化氮进入细胞的速率和有氧呼吸强度无关
B.一氧化氮可以降低化学反应的活化能
C.cGMP是一种细胞内信号分子
D.ATP为心肌细胞收缩直接供能
B
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解析 一氧化氮进入细胞的方式是自由扩散,不需要能量,进入细胞的速率与有氧呼吸强度无关,A项正确;酶能降低化学反应的活化能,一氧化氮不是酶,不能降低化学反应的活化能,B项错误;由题意可知,cGMP可调节细胞内钙离子的浓度,是一种细胞内信号分子,C项正确;ATP是细胞内的直接能源物质,为心肌细胞收缩直接供能,D项正确。
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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
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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。
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10.(2024·福建模拟)GTP与ATP的化学结构相似。G蛋白由Gα、Gβ和Gγ三个亚基组成,具有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
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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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