2025高考生物總復(fù)習(xí)：細(xì)胞的能量“貨幣”ATP

第10講細(xì)胞的能量“貨幣”ATP

課標(biāo)內(nèi)容解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。

考點(diǎn)ATP的結(jié)構(gòu)和功能

基礎(chǔ)?精細(xì)梳理夯實(shí)必備知識(shí)

1.ATP是一種高能磷酸化合物

(l)ATP的中文名稱腺昔三磷酸。

①ATP的元素組成：C、H、0、N、P。

②ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A—P?P?P。其中“A”代表腺昔,“P”代表磷酸基團(tuán),“?”代

表一種特殊的化學(xué)鍵(這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定)o

(2)ATP和ADP的結(jié)構(gòu)

末端的?具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，易脫離，ATP發(fā)生水

解、釋放能量

核糖“腺喋U令

腺音(A)

：：腺昔一磷酸——AMP(腺U票哈核糖核甘酸一

：：RNA的基本組成單位之一)

；腺昔二磷酸二ADP

sV'

腺昔三磷酸——ATP

(3)ATP的供能原理

兩個(gè)相ATP中的特殊化ATP在酶的作

鄰的磷學(xué)鍵不穩(wěn)定,末用下水解時(shí)脫

酸基團(tuán)獺酸基團(tuán)有一離下來(lái)的末端

都帶負(fù)一種離開(kāi)ATP而與一磷酸基團(tuán)挾能

電荷而其他分子結(jié)合的量與其他分子

相互排趨勢(shì)，即具有較結(jié)合，從而使

斥等高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能后者發(fā)生變化

(4)ATP是一種高能磷酸化合物

ATP水解的過(guò)程就是釋放能量的過(guò)程，1molATP水解釋放的能量高達(dá)30J4kJ,

所以說(shuō)ATP是一種高能磷酸化合物。

提醒ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能化合物，高能化合物在生物體內(nèi)有很多種,

如存在于各種生物體細(xì)胞內(nèi)的UTP、GTP、CTP及動(dòng)物體內(nèi)的磷酸肌酸。因此,

ATP并不是唯一的供應(yīng)生命活動(dòng)的直接供能物質(zhì)。

2.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化

〔ATP的合成］：ATP的水解］

VVV

ADP+Pi+能量.ATP酶

ATP-ADP+Pi+能量

ATP合成酶［所需酶）ATP水解酶

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒反應(yīng)

1?生物體的需能部位

體、葉綠體1場(chǎng)所，

［能'量’

光能（光合作用）、化遠(yuǎn)離腺首（A）的那個(gè)

學(xué)能（細(xì)胞呼吸）1來(lái)源，特殊化學(xué)鍵

.一'可直接轉(zhuǎn)化成其他形

儲(chǔ)存在ATP（遠(yuǎn)離A的能量式的能量（如機(jī)械能、

那個(gè)特殊化學(xué)鍵）中|去路|電能等），用于各項(xiàng)生

崗胞中ATP含量很少，?命活動(dòng)

A開(kāi)與制嗡化器常迅（工件］

速發(fā)時(shí)，且處于動(dòng)態(tài)■平一~1

衢之中，一八

人口且獨(dú)上相互挖傕的能量供應(yīng)機(jī)制,在所有生物的

緬福砥溟二商7這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性

3.ATP的利用

（DATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的過(guò)程（以Ca2+釋放為例）

Ca"家是一種能促使ATP水解的磁

°Ca”0。那

義。ATPXADP?ADP

Ca?+與Ca?+載體載體蛋白空間結(jié)構(gòu)

載體蛋白的

蛋白相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)發(fā)生變化,Ca"由

磷酸化

合，ATP水解膜內(nèi)釋放到膜外

（2）ATP——細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣

①吸能反應(yīng)：一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系,由ATP水解提供能量。如蛋白質(zhì)

的合成。

②放能反應(yīng)：一般與ATP的合成相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。如細(xì)胞內(nèi)

有機(jī)物的氧化分解反應(yīng)。

4.ATP產(chǎn)生量與02供給量的關(guān)系分析

“考點(diǎn)速覽

(l)ATP必須在有氧條件下合成。(2021.北京卷，1B)(X)

提示無(wú)氧呼吸也可產(chǎn)生ATP。

(2)線粒體、葉綠體和高爾基體都是合成ATP的場(chǎng)所。(2019?全國(guó)卷HI,1C)(X)

提示高爾基體不能合成ATP。

(3)唾液淀粉酶水解淀粉的過(guò)程需ATP水解提供能量。(2019?天津卷，2A)(X)

提示淀粉水解不需要消耗ATP。

■情境推理

必修1P86“相關(guān)信息”

1.寫(xiě)出圖中標(biāo)出的“A”的含義：

④

①腺背;②腺喋吟;③腺喋吟脫氧核甘酸;④腺喋吟核糖核甘酸。

2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與ATP相似的物質(zhì)GTP(鳥(niǎo)昔三磷酸)也能為細(xì)胞的

生命活動(dòng)提供能量，請(qǐng)從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度解釋GTP也可以供能的原因：

提示含有兩個(gè)特殊化學(xué)鍵，遠(yuǎn)離鳥(niǎo)昔的特殊化學(xué)鍵容易水解斷裂，釋放能量。

3.在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子，短時(shí)間后分離出細(xì)胞中的ATP,

發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團(tuán)已帶上放射性標(biāo)記，分析該現(xiàn)

象得到的結(jié)論是：o

提示①ATP中遠(yuǎn)離A的磷酸基團(tuán)容易脫離；②該過(guò)程中ATP既有合成又有水

解；③部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的

典例?精心深研提升學(xué)科素養(yǎng)

考向1結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)和功能，考查結(jié)構(gòu)與功能觀

1.（2024.廣州市聯(lián)考）如圖是ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，圖中①②表示一種特殊的化學(xué)鍵。

下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

\_r①⑦

A.②斷裂后的產(chǎn)物可直接與Pi結(jié)合形成ATP

B.①斷裂后的產(chǎn)物可作為合成RNA的原料

C.細(xì)胞中的高能磷酸化合物不止ATP一種

D.ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性

答案A

解析②斷裂后的產(chǎn)物是ADP,ADP在有關(guān)酶的作用下，可以接受能量與一個(gè)

游離的Pi結(jié)合形成ATP,A錯(cuò)誤;①斷裂后的產(chǎn)物是腺嘿吟核糖核甘酸，是構(gòu)成

RNA的基本組成單位之一，B正確；根據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以推測(cè)細(xì)胞中可能

還會(huì)有GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物，C正確；ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的

能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性，D

正確。

2.（2024.湖北荊州三校聯(lián)考）生物體內(nèi)的高能磷酸化合物有多種，它們?cè)谌梭w合成

代謝中有一定差異，如表所示。下列相關(guān)敘述最為準(zhǔn)確的是（）

高能磷酸化合物ATPGTPUTPCTP

能量蛋白質(zhì)糖原脂肪和磷脂的

主要用途

“貨幣”合成合成合成

A.GTP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)是DNA的合成的原料之一

B.UTP除了用于糖原合成，還可作為轉(zhuǎn)錄的原料

C.無(wú)光情況下，葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場(chǎng)所是線粒體

D.在糖原、脂肪和磷脂的合成過(guò)程中，消耗的能量均不能來(lái)自ATP

答案B

解析GTP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，可得到鳥(niǎo)嘿吟核糖核甘酸，是組成RNA的基

本單位之一，A不符合題意；由表可知，UTP可用于糖原合成，其脫去兩個(gè)磷酸

基團(tuán)后可得到尿喀喔核糖核甘酸，可作為合成RNA的原料，因而可作為轉(zhuǎn)錄的

原料，B符合題意；無(wú)光情況下，葉肉細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，此時(shí)葉肉細(xì)胞只

能通過(guò)細(xì)胞呼吸合成ATP,場(chǎng)所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C不符合題意；ATP作

為能量“貨幣”，在糖原、脂肪和磷脂的合成過(guò)程中，消耗的能量可來(lái)自ATP,

D不符合題意。

考向2圍繞ATP的轉(zhuǎn)化和利用，考查物質(zhì)與能量觀

3.（2024.廣東深圳模擬）蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化被比喻為一種“分子開(kāi)關(guān)”，

分子開(kāi)關(guān)的機(jī)理如圖所示。下列有關(guān)分子開(kāi)關(guān)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）

A.劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中分子開(kāi)關(guān)的頻率遠(yuǎn)高于靜息狀態(tài)

B.“分子開(kāi)關(guān)”的磷酸化與去磷酸化過(guò)程屬于可逆反應(yīng)

C.蛋白質(zhì)的磷酸化是翻譯后的修飾

D.細(xì)胞膜上存在蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化

答案B

解析劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)胞代謝加快，需要的有活性蛋白增多，推測(cè)分子開(kāi)關(guān)

頻率更高，A正確；蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化所需要的酶分別為蛋白激酶和蛋

白磷酸酶，不屬于可逆反應(yīng)，B錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)磷酸化使無(wú)活性蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚?/p>

蛋白，屬于翻譯后的修飾，C正確；細(xì)胞膜上行使主動(dòng)運(yùn)輸功能的載體蛋白存在

蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化，D正確。

4.（2024.湘豫名校聯(lián)考）如圖所示為ATP合成酶結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制。H+沿著線粒體

內(nèi)膜上ATP合成酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)，推動(dòng)ATP的合成。某些減肥藥

物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H+的通透性，降低H+膜內(nèi)外濃度差。下列相關(guān)敘述正

確的是（）

線粒體

外膜

膜間隙

H+H+H

喇…線粒體

內(nèi)膜

H+H+基質(zhì)

ATP）

合成酶j

ADP+PiATP

A.ATP合成酶還存在于葉綠體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜

B.圖中合成ATP的能量來(lái)自H+濃度差產(chǎn)生的勢(shì)能

C.圖中產(chǎn)生的ATP可用于一切生命活動(dòng)

D.減肥藥物會(huì)加快ATP的產(chǎn)生，有利于健康

答案B

解析線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜上都存在ATP合成酶，但葉綠體內(nèi)膜上不

存在ATP合成酶，A錯(cuò)誤；由圖可知，合成ATP的能量來(lái)自H+濃度差產(chǎn)生的勢(shì)

能，B正確；光合作用暗反應(yīng)階段需要的ATP來(lái)自光反應(yīng)階段（葉綠體類囊體薄

膜產(chǎn)生的）而非來(lái)自線粒體，C錯(cuò)誤；減肥藥物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H+的通透

性，降低H+膜內(nèi)外的濃度差，減慢ATP的產(chǎn)生，不利于健康，D錯(cuò)誤。

跳出題海

（l）ATP的來(lái)源和去向小結(jié)

色素吸晦發(fā)生在葉

光合作用光

IT，；ADP+Pi-ATPO綠體類囊

（光反應(yīng)）能收、傳體薄膜上

遞、轉(zhuǎn)化體舟朕上

發(fā)生在細(xì)胞

植物、質(zhì)基質(zhì)和線

有氧化熱能——?散失

細(xì)菌、呼吸能粒體中（原核

機(jī)

真菌、作用’?生物發(fā)生在

分解I量化學(xué)能.

也酶

動(dòng)物—ATP細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

ADP+Pi中和細(xì)胞膜

上）

（2）磷酸化和去磷酸化

在相應(yīng)的位置上，加上磷酸基團(tuán)稱為磷酸化，將磷酸基團(tuán)去除稱為去磷酸化。腺

甘二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在葉綠體內(nèi)，稱光合磷酸化；腺苜二磷酸加上磷酸基

團(tuán)發(fā)生在線粒體內(nèi)，稱氧化磷酸化。這兩種磷酸化過(guò)程中，都伴隨著能量向ATP

的轉(zhuǎn)移。若蛋白質(zhì)分子加上磷酸基團(tuán)，稱蛋白質(zhì)分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白

質(zhì)分子去除磷酸基團(tuán)，稱蛋白質(zhì)分子的去磷酸化。磷酸化和去磷酸化，一般指的

是蛋白質(zhì)分子的磷酸化和去磷酸化。

蛋白質(zhì)分子的磷酸化過(guò)程，往往伴隨著ATP水解，提供磷酸基團(tuán)。

■關(guān)鍵?真題必刷

1.（2022?浙江1月選考，3改編）下列關(guān)于腺首三磷酸分子的敘述，正確的是（）

A.由1個(gè)脫氧核糖、1個(gè)腺喋吟和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成

B.分子中與磷酸基團(tuán)相連接的化學(xué)鍵都是特殊的化學(xué)鍵

C.在水解酶的作用下不斷地合成和水解

D.是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶

答案D

解析1分子的ATP是由1分子腺喋吟、1分子核糖和3分子磷酸基團(tuán)組成，A

錯(cuò)誤；ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)成A—P?P?P,磷酸基團(tuán)與磷酸基團(tuán)相連接

的化學(xué)鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，而核糖與磷酸基團(tuán)相連的化學(xué)鍵是普通磷酸鍵，

B錯(cuò)誤；ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合

成ATP,C錯(cuò)誤；吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與ATP的

合成相聯(lián)系，故吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間的紐帶就是ATP,D正確。

2.（2021.北京卷，1）ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，關(guān)于ATP的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.含有C、H、0、N、P

B.必須在有氧條件下合成

C.胞內(nèi)合成需要酶的催化

D.可直接為細(xì)胞提供能量

答案B

解析ATP中含有腺喋吟、核糖與磷酸基團(tuán)，故元素組成為C、H、0、N、P,A

正確；在無(wú)氧條件下，無(wú)氧呼吸過(guò)程釋放的能量也能用于合成ATP,B錯(cuò)誤；ATP

合成過(guò)程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可

直接為細(xì)胞提供能量，D正確。

3.（2021.海南卷，14）研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞，1?2min

后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測(cè)

得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是

A.該實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP

B.32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺昔沒(méi)有放射性

C.32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率相等

D.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快，且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)

答案B

解析根據(jù)題意可知，該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP,A錯(cuò)誤；

腺昔由腺嘿吟和核糖構(gòu)成，不含磷元素，無(wú)放射性，B正確；根據(jù)題意可知，放

射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團(tuán)，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生

在細(xì)胞核內(nèi)，D錯(cuò)誤。

4.（2021.湖南卷，5）某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基

酸位點(diǎn)發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的

是（）

A.這些蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化過(guò)程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)

B.這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，不影響細(xì)胞信號(hào)傳遞

C.作為能量“貨幣”的ATP能參與細(xì)胞信號(hào)傳遞

D.蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響

答案B

解析根據(jù)題干可知，某些蛋白質(zhì)在相關(guān)酶的作用下會(huì)發(fā)生磷酸化和去磷酸化，

而發(fā)生了磷酸化和去磷酸化的蛋白質(zhì)就可以參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，能夠體現(xiàn)蛋白質(zhì)

結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)，A正確；這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，

會(huì)導(dǎo)致這些蛋白質(zhì)不能發(fā)生磷酸化和去磷酸化，不能參與細(xì)胞信號(hào)傳遞,B錯(cuò)誤；

由題圖可知，在蛋白質(zhì)磷酸化過(guò)程中，ATP為蛋白質(zhì)提供磷酸基團(tuán)，參與了細(xì)胞

信號(hào)傳遞，C正確；蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)均屬于酶促反應(yīng)，受溫度的影

響，D正確。

限時(shí)強(qiáng)化練

（時(shí)間：20分鐘）

【對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化】

考點(diǎn)一ATP的結(jié)構(gòu)和功能

1.（2024.廣東深圳市調(diào)研）脫氧核昔三磷酸（dNTP）和核昔三磷酸（NTP）參與核酸合

成等多種生理過(guò)程，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

TBa

OOO

HHH

P-

——P-

-P-—

——

O

0-O-

A.當(dāng)圖中基團(tuán)X為H時(shí)，則該物質(zhì)可為RNA合成提供反應(yīng)所需的原料和能量

B.NTP、dNTP以及磷脂分子的元素組成都是C、H、0、N、P

C.以a位帶32P的dATP為原料，會(huì)使新合成的DNA分子被32P標(biāo)記

D.ATP的Y位磷酸基團(tuán)使細(xì)胞中某些蛋白質(zhì)分子磷酸化，導(dǎo)致這些分子空間結(jié)構(gòu)

發(fā)生變化

答案A

解析當(dāng)圖中基團(tuán)X為H時(shí)，五碳糖是脫氧核糖，則該物質(zhì)是dNTP,可為DNA

合成提供反應(yīng)所需的原料和能量，A錯(cuò)誤；NTP、dNTP以及磷脂分子的元素組

成相同，都是C、H、0、N、P,B正確；dATP脫去。和丁位的磷酸基團(tuán)后是

DNA的基本單位腺嘿吟脫氧核甘酸，故用32P標(biāo)記dATP的a位的磷酸基團(tuán)作為

DNA合成的原料，可使DNA分子被標(biāo)記，C正確；ATP在酶的作用下水解時(shí),

脫離下來(lái)的Y位磷酸基團(tuán)與某些蛋白結(jié)合，使蛋白磷酸化，從而使其結(jié)構(gòu)發(fā)生變

化，活性也被改變，D正確。

2.（2024.廣東惠州期末）下圖是螢火蟲(chóng)發(fā)光的原理，相關(guān)敘述正確的是（）

熒光素0

/酰腺昔酸72

ADP+Pi/熒光素⑥y深仁

ATP人ACO2+AMP

熒光素氧合熒尢素

A.ATP水解供能時(shí)生成一個(gè)腺昔和三個(gè)磷酸

B.熒光素酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA

C.由于酶具有專一性，該過(guò)程中需要多種酶催化

D.在試管中加入葡萄糖、熒光素和熒光素酶，可看到熒光

答案C

解析ATP水解供能時(shí)生成一個(gè)腺昔二磷酸和一個(gè)磷酸，A錯(cuò)誤；熒光素酶的化

學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；由于酶具有專一性，該過(guò)程中涉及多步反應(yīng)，需要多

種酶催化，C正確；在試管中加入葡萄糖，并不會(huì)發(fā)生氧化分解，沒(méi)有產(chǎn)生ATP,

則看不到熒光，D錯(cuò)誤。

3.(2024.廈門(mén)市調(diào)研)細(xì)胞內(nèi)的馬達(dá)蛋白與囊泡結(jié)合，沿細(xì)胞骨架定向移動(dòng)，其機(jī)

理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()

馬達(dá)蛋白一＜9+小1怔序

細(xì)胞骨

A.細(xì)胞骨架由蛋白纖維組成，錨定并支撐著許多細(xì)胞器

B.馬達(dá)蛋白利用ATP水解所釋放的能量驅(qū)動(dòng)定向運(yùn)動(dòng)

C.馬達(dá)蛋白具有和囊泡發(fā)生特異性結(jié)合的結(jié)構(gòu)域

D.囊性纖維病與馬達(dá)蛋白功能異常直接有關(guān)，影響了正常的離子轉(zhuǎn)運(yùn)

答案D

解析細(xì)胞骨架是蛋白質(zhì)纖維交錯(cuò)連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在維持細(xì)胞形態(tài)、胞內(nèi)運(yùn)輸、

變形運(yùn)動(dòng)等方面發(fā)揮作用；故細(xì)胞骨架由蛋白纖維組成，錨定并支撐著許多細(xì)胞

器，A正確；題圖顯示馬達(dá)蛋白與囊泡結(jié)合沿著細(xì)胞骨架定向移動(dòng)，該過(guò)程需要

消耗能量，該能量由ATP水解提供，B正確；由題圖可知馬達(dá)蛋白與囊泡特定部

位結(jié)合沿細(xì)胞骨架定向移動(dòng)，故馬達(dá)蛋白具有和囊泡發(fā)生特異性結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，

C正確；囊性纖維病的直接原因是轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的跨膜蛋白結(jié)構(gòu)異常，與馬達(dá)蛋白

無(wú)直接關(guān)系，D錯(cuò)誤。

4.(2024.長(zhǎng)沙一中質(zhì)檢)KR4s基因是R4S致癌基因家族成員之一，編碼的KRAS

蛋白酶與腫瘤的生成、增殖、擴(kuò)散等有關(guān)。KRAS蛋白酶結(jié)合鳥(niǎo)昔三磷酸(GTP)

時(shí)為活化態(tài)，結(jié)合鳥(niǎo)背二磷酸(GDP)時(shí)為失活態(tài)。鳥(niǎo)甘酸轉(zhuǎn)換因子(GEFs)和GTP

酶激活蛋白(GAPs)能調(diào)控上述兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換(見(jiàn)圖)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

正常細(xì)胞

""GEFs^

KRASKRAS

蛋白酶蛋白酶

GDPGTP

失活激活

A.GTP與磷脂、NADH、NADPH的化學(xué)元素組成相同

B.GTP中含有三個(gè)磷酸基團(tuán)，是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物

C.GTP或GDP與KRAS蛋白酶結(jié)合后會(huì)改變其空間結(jié)構(gòu)

D.致癌因子能誘導(dǎo)KR4s基因發(fā)生定向突變引起癌癥

答案D

解析GTP與磷脂、NADH、NADPH的化學(xué)元素組成均為C、H、0、N、P,A

正確；GTP與ATP結(jié)構(gòu)相似，其中含有三個(gè)磷酸基團(tuán)，是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸

化合物，B正確；GTP或GDP與KRAS蛋白酶結(jié)合后會(huì)改變其空間結(jié)構(gòu)，從而

影響其活性，C正確；基因突變是不定向的，D錯(cuò)誤。

5.（2024?廣東深圳調(diào)研）下列關(guān)于細(xì)胞內(nèi)ATP、NADH、NADPH等活性分子的敘述,

錯(cuò)誤的是（）

A.ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后可參與RNA的合成

B.ATP的合成通常與細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)偶聯(lián)

C.NADH和NADPH都是具有還原性的活性分子

D.葉肉細(xì)胞可通過(guò)光合作用和呼吸作用合成NADPH

答案D

解析ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P?P?P,其中A代表腺昔，P代表磷酸基團(tuán)，水

解掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后則形成AMP即腺嘿吟核糖核甘酸，成為組成RNA的基本單

位之一，A正確；ATP合成與細(xì)胞中的放能反應(yīng)相聯(lián)系，細(xì)胞放出能量?jī)?chǔ)存于ATP

中，B正確；葉綠體中的NADPH參與C3的還原，線粒體中的NADH與氧結(jié)合

生成水，二者都具有還原性，C正確；NADH是呼吸作用產(chǎn)生的還原型輔酶I,

而NADPH是光合作用產(chǎn)生的還原型輔酶H,是兩種不同的物質(zhì)，D錯(cuò)誤。

6.（2024.福建省福州市調(diào)研）ATP可將蛋白質(zhì)磷酸化，磷酸化的蛋白質(zhì)會(huì)改變形狀

做功，從而推動(dòng)細(xì)胞內(nèi)系列反應(yīng)的進(jìn)行（機(jī)理如下圖所示）。下列敘述錯(cuò)誤的是

反應(yīng)物

蛋白質(zhì)

ATP推動(dòng)細(xì)胞做功

A.磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去的能量主要用于再生ATP

B.ATP推動(dòng)蛋白質(zhì)做功的過(guò)程，存在放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)過(guò)程

C.ATP水解過(guò)程中，末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能

D.主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中，載體蛋白中的能量先增加后減少

答案A

解析ATP可將蛋白質(zhì)璘酸化，磷酸化的蛋白質(zhì)會(huì)改變形狀做功，失去的能量并

不能用于再生成ATP,A錯(cuò)誤；ATP推動(dòng)蛋白質(zhì)做功過(guò)程中，ATP的水解是放能

反應(yīng)，蛋白質(zhì)磷酸化過(guò)程是吸能反應(yīng)，因此該過(guò)程存在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)，B

正確；ATP水解過(guò)程中，ATP末端磷酸基團(tuán)很容易有離開(kāi)ATP而與其他分子結(jié)合

的趨勢(shì)，具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，C正確；主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中，ATP可將載體蛋白磷

酸化，璘酸化的蛋白質(zhì)會(huì)改變形狀，這是吸能反應(yīng)，然后做功，失去能量，載體

蛋白恢復(fù)原狀，這是放能反應(yīng)，因此主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中，載體蛋白中的能量先增加

后減少，D正確。

考點(diǎn)二ATP的轉(zhuǎn)化和利用

7.（2023?江蘇連云港模擬，14）ATPIF1作為ATP合酶的抑制劑，對(duì)細(xì)胞ATP水平

具有重要的調(diào)節(jié)作用，其作用原理如下圖。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

促

進(jìn)

腫

瘤

細(xì)

胞

增

生

A.ATP中的磷酸基團(tuán)帶負(fù)電荷相互排斥，末端磷酸基團(tuán)有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能

B.ATPIF1在細(xì)胞缺氧和交感神經(jīng)興奮時(shí)，可以加速葡萄糖分解從而促進(jìn)細(xì)胞壞死

C.腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)ATPIF1,有利于腫瘤細(xì)胞獲得細(xì)胞增殖所需要的大量原料

D.過(guò)多的糖類和脂肪是產(chǎn)生胰島素抵抗的重要原因，ATPIF1有望用于緩解這種病

癥

答案B

解析ATP由一個(gè)腺昔和三個(gè)磷酸基團(tuán)組成，含有“?”特殊的化學(xué)鍵。由于兩

個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶有負(fù)電荷而相互排斥，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸

基團(tuán)有一種離開(kāi)ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，即具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能,A正確；

在交感神經(jīng)興奮時(shí)，ATPIF1活性受到抑制，葡萄糖分解過(guò)程減弱，B錯(cuò)誤；腫瘤

細(xì)胞中高表達(dá)ATPIF1,可以加速葡萄糖分解，有利于腫瘤細(xì)胞獲得細(xì)胞增殖所需

要的大量原料,C正確；ATPIF1可以加速葡萄糖分解，使得血糖降低，所以ATPIF1

有望用于緩解過(guò)多的糖類和脂肪產(chǎn)生的胰島素抵抗，D正確。

8.（2024?江西金太陽(yáng)聯(lián)考）如圖是生物體內(nèi)ATP合成與分解示意圖，下列敘述正確

的是（）

碎］］諭

A.能量1可以來(lái)自蛋白質(zhì)水解為氨基酸的過(guò)程

B.能量1可以來(lái)自丙酮酸的氧化分解

C.能量2可以用于葉綠體中H2O的光解

D.能量2可以用于光合作用中CO2的固定

答案B

解析能量1為合成ATP的能量，來(lái)自呼吸作用或光合作用，A錯(cuò)誤；能量1可

以來(lái)自丙酮酸的氧化分解，B正確；HzO的光解所需能量來(lái)自光能，C錯(cuò)誤；能

量2可以用于各種需能的生命活動(dòng)，但是光合作用中CO2的固定不需要消耗能量，

D錯(cuò)誤。

9.（2024.重慶一中質(zhì)檢）ATP為Ca2+跨膜運(yùn)輸供能的過(guò)程如圖所示，下