資源簡介

(共76張PPT)
第2課時
ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質
課標要求
解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。
1.ATP的結構
歸納 夯實必備知識
腺嘌呤
磷酸基團
磷酐鍵
磷酸基團
腺苷
高能磷酸化
合物
不穩定
少
直接能源物質
寫出圖中標出的“A”的含義：
①_____；②_______；③_________________；④______________
_____。
源于必修1 P78圖3－1－6 ATP分子結構式：
腺苷
腺嘌呤
腺嘌呤脫氧核苷酸
腺嘌呤核糖核
苷酸
2.ATP與ADP可以相互轉化
(1)ATP的水解：需要水解酶的參與。
(2)ATP的合成：需要ATP合成酶的參與。
細胞質基質、線粒體、
葉綠體
細胞質基質、線粒體、
有機物中的化學能
(1)源于必修1 P79“圖3－1－7”：①ATP與ADP的相互轉化____
(填“是”或“不是”)一個可逆反應。分析原因：____________
_______________________________________________________________。
②人體內ATP的含量很少，但在劇烈運動時，每分鐘約有0.5 kg的ATP轉化為ADP釋放能量，以供運動之需，但人體內ATP總含量并沒有太大變化，請分析原因：_________________________
___________________________________。
不是
從物質方面來
看是可逆的，從酶、進行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的
ATP與ADP時刻不停地發生
快速相互轉化，并且處于動態平衡之中
(2)在植物、動物、細菌和真菌的細胞內，都是以ATP作為能量“貨幣”的，由此說明：_________________________________
_____________________。
(3)源于必修1 P79“旁欄問題”：細胞中能夠直接為生命活動供能的磷酸化合物除ATP外。還有_________________等，但ATP是主要的。_________也是一種高能磷酸化合物，但不能直接供能，它在能量的釋放轉移和利用之間起緩和作用，使細胞內ATP的含量保持相對穩定。
生物界具有統一性，也說明種類繁多
的生物有著共同的起源
GTP、CTP、UTP
磷酸肌酸
3.ATP的利用機制
吸能
放能
考向一　ATP的結構和特點分析
1.將標記的32P注入活細胞內，隨后迅速分離細胞內的ATP，測定其放射性，下圖代表ATP的結構。下列敘述錯誤的是
A.①代表ATP中的“A”，ATP脫去
④⑤成為腺嘌呤核糖核苷酸
B.④和⑤之間化學鍵的形成過程總是
與放能反應相關聯
C.ATP中磷酸基團⑤很快就會被32P標
記，但是ATP的含量基本不變
D.細胞癌變后ATP末端磷酸基團被取代的速率加快
√
突破 強化關鍵能力
①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”
代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核
糖結合而成的，A錯誤；
ATP中遠離腺苷的化學鍵容易斷
裂和生成，但是ATP的含量基本
不變，故磷酸基團⑤很快就會被32P標記，C正確；
細胞癌變后細胞代謝增強，ATP和ADP的轉化加快，D正確。
2.(2023·江蘇高郵高三模擬)下列與ATP和酶有關的敘述，正確的是
A.酶與ATP的合成都需要模板
B.酶的合成需要ATP直接提供能量
C.ATP與絕大多數酶的組成元素相同
D.能合成酶的細胞不一定能產生ATP
√
ATP的合成不需要模板，A錯誤；
ATP是直接能源物質，用于各項生命活動，包括酶的合成，B正確；
ATP的元素組成是C、H、O、N、P，而絕大多數酶是蛋白質，元素組成是C、H、O、N等，C錯誤；
能合成酶的細胞都能合成ATP，能合成ATP的細胞不一定能合成酶，D錯誤。
考向二　ATP與ADP的相互轉化和ATP的利用
3.(多選)科學家發現某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，可以影響蚜蟲體色。這些類胡蘿卜素還能吸收光能，把它傳送給負責能量生產的組織細胞，下列有關敘述錯誤的是
A.蚜蟲體內細胞合成ATP時，需要的能量不只來自光能
B.蚜蟲體內細胞合成ATP時，一定會伴隨著氧氣的消耗
C.蚜蟲體內類胡蘿卜素的含量會影響蚜蟲個體的生存機會
D.溫度、光照等環境因素不會影響蚜蟲體內ATP的合成速率
√
√
蚜蟲合成ATP時需要的能量不僅來自光能，還來自呼吸作用釋放的化學能，A正確；
蚜蟲體內細胞合成ATP時，不一定會伴隨著氧氣的消耗，如蚜蟲體內細胞進行無氧呼吸以及有氧呼吸第一、二階段都能產生ATP，但都不需要消耗氧氣，B錯誤；
由題意可知，類胡蘿卜素可以吸收、傳遞、轉化光能，影響ATP的合成量，因此類胡蘿卜素的含量會影響蚜蟲個體生存機會，C正確；
溫度會影響酶的活性，蚜蟲合成ATP時需要的能量不僅來自光能，還來自呼吸作用釋放的化學能，因此影響蚜蟲體內ATP合成速率的外部因素有光照強度、溫度等，D錯誤。
ATP產生量與O2供給量之間的關系模型分析
方法技巧
解讀：
ATP產生量與O2供給量之間的關系模型分析
方法技巧
解讀：
4.(2023·南京高三期末)根據所消耗能量的來源不同，主動運輸分為三種類型，如圖a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的離子或小分子。下列相關說法錯誤的是
A.圖中屬于膜外側的是P側
B.a類型主動運輸可能不消耗能量
C.b類型所需ATP可以產生于細胞
質基質、線粒體
D.藍細菌有可能存在c類型的主動運輸
√
由于圖中P側有糖蛋白，所以
屬于膜外側的是P側，A正確；
X物質運輸是順濃度梯度，屬
于協助擴散，Y物質是由低濃
度向高濃度一側運輸，應屬于
主動運輸，Y與X通過同一個載
體運輸，可知Y轉運所需的能量來源于X通過載體蛋白順濃度梯度運輸產生的勢能，B錯誤；
b方式是消耗ATP的主動運輸，
消耗的ATP來自呼吸作用，而
呼吸作用發生的場所是細胞質
基質和線粒體，C正確；
藍細菌含有葉綠素和藻藍素，
可以進行光合作用，有可能存
在c類型的主動運輸，D正確。
重溫高考 真題演練
1.(2022·浙江1月選考，3改編)下列關于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是
A.由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成
B.分子中與磷酸基團相連接的化學鍵稱為磷酐鍵
C.在水解酶的作用下不斷地合成和水解
D.是細胞中能量轉化的紐帶
1
2
3
4
√
5
1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基團組成，A錯誤；
ATP分子的結構式可以簡寫成A—P～P～P，磷酸基團與磷酸基團相連接的化學鍵是磷酐鍵，B錯誤；
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錯誤。
1
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3
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5
2.(2021·北京，1)ATP是細胞的能量“通貨”，關于ATP的敘述錯誤的是
A.含有C、H、O、N、P
B.必須在有氧條件下合成
C.胞內合成需要酶的催化
D.可直接為細胞提供能量
√
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4
ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；
在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯誤；
ATP合成過程中需要ATP合酶的催化，C正確；
ATP是生物體的直接能源物質，可直接為細胞提供能量，D正確。
5
3.(2021·湖南，5)某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，如圖所示。下列敘述錯誤的是
A.這些蛋白質磷酸化和去磷酸化過程體現
了蛋白質結構與功能相適應的觀點
B.這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，
不影響細胞信號傳遞
C.作為能量“通貨”的ATP能參與細胞信號傳遞
D.蛋白質磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響
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3
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√
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4
通過蛋白質磷酸化和去磷酸化改變蛋白
質的空間結構，進而來實現細胞信號的
傳遞，體現出蛋白質結構與功能相適應
的觀點，A正確；
如果這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基
酸缺失，將會使該位點無法磷酸化，進而影響細胞信號的傳遞，B錯誤；
5
1
2
3
4
根據題干信息：進行細胞信息傳遞的
蛋白質需要磷酸化才能起作用，而ATP
為其提供了磷酸基團和能量，從而參與
細胞信號傳遞，C正確；
溫度會影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活
性，進而影響蛋白質磷酸化和去磷酸化反應，D正確。
5
4.(2019·天津，2)下列過程需ATP水解提供能量的是
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生長素的極性運輸
C.光反應階段中水在光下分解
D.乳酸菌無氧呼吸的第二階段
√
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4
唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中進行的，不需要消耗ATP水解釋放的能量，A錯誤；
生長素的極性運輸是細胞的主動運輸，需要消耗ATP水解釋放的能量，B正確；
光反應階段中水在光下分解產生NADPH和氧氣，不需要消耗ATP水解釋放的能量，C錯誤；
乳酸菌無氧呼吸的第二階段是丙酮酸和[H]在酶的催化作用下轉化成乳酸，此過程既不產生ATP，也不消耗ATP，D錯誤。
5
5.(2020·全國Ⅲ，29)參照表中內容，圍繞真核細胞中ATP的合成來完成下表。
1
2
3
4
反應部位 (1)_____________ 葉綠體的類囊體膜 線粒體
反應物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反應名稱 (2)_________ 光合作用的光反應 有氧呼吸的部分過程
合成ATP的能量來源 化學能 (3)______ 化學能
終產物 (除ATP外) 乙醇、CO2 (4)_____________ (5)___________
細胞質基質
無氧呼吸
光能
O2、NADPH
H2O、CO2
5
1
2
3
4
(1)(2)由反應物是葡萄糖，終產物除ATP外，還有乙醇和CO2，可知該過程是無氧呼吸，發生的場所(反應部位)是細胞質基質。
(3)(4)由場所是葉綠體的類囊體膜和反應名稱為光合作用的光反應，可知該過程合成ATP的能量來源是光能，終產物除ATP外，還有O2和NADPH。
(5)由反應部位是線粒體，反應物是丙酮酸等，反應名稱為有氧呼吸的部分過程，可知該過程是有氧呼吸的第二和第三階段，終產物除ATP外，還有CO2、H2O。
5
一、易錯辨析
1.線粒體內膜、內質網膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP(　 　)
2.無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源(　 　)
3.淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成(　 　)
4.人成熟紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，所以不能合成ATP(　 　)
5.ATP是生命活動的直接能源物質，但它在細胞中的含量很少(　 　)
6.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”(　 　)
7.ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應(　 　)
五分鐘　查落實
×
×
×
√
√
×
×
二、填空默寫
1.(必修1 P78)ATP是驅動細胞生命活動的______________，A代表______
_____。
2.(必修1 P79)細胞內ATP和ADP的相互轉化，一方面為_______________，另一方面使ATP仍然維持_________的水平。
3.(必修1 P79)ATP被比作驅動細胞中各種生命活動的______________。
直接能源物質
腺嘌呤
核苷
細胞提供所需ATP
相對恒定
通用能量貨幣
課時精練
一、單項選擇題
1.ATP中含有3個磷酸基團，依據五碳糖的距離由遠及近分別用Pγ、Pβ、Pα表示，若ATP中核糖被脫氧核糖所代替，則需要在ATP的前面加一個d，若ATP中的含氮堿基被鳥嘌呤代替，則記作GTP。下列敘述中錯誤的是
A.細胞的吸能反應總與ATP的水解有關
B.1分子GTP徹底水解可得到4種小分子物質
C.ATP水解脫掉一個磷酸后形成A—Pα～Pβ
D.dCTP的中文名稱為胞嘧啶脫氧核苷三磷酸
√
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1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質，磷酸、核糖和堿基，B錯誤。
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2.下列有關ATP的敘述錯誤的是
A.ATP由腺嘌呤、核糖和3個磷酸基團連接而成，ATP中的A與DNA中堿基
A含義不同
B.運動員在劇烈運動時ATP快速水解，其釋放的能量可以轉換成肌肉收縮
的機械能
C.劇烈運動時人體骨骼肌細胞可通過無氧呼吸產生乳酸，乳酸中仍含有大
量的ATP未被釋放出來
D.人體內成熟的紅細胞中沒有線粒體，仍能產生ATP
√
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劇烈運動時人體骨骼肌細胞可通過無氧呼吸產生乳酸，乳酸中仍含有大量能量未被釋放出來，并不是乳酸中含有大量的ATP未被釋放出來，C錯誤。
3.cAMP是由ATP脫去兩個磷酸基團后環化而成，是細胞內的一種信號分子，其結構組成如圖所示。下列說法正確的是
A.cAMP的元素組成與磷脂分子不相同
B.cAMP存在于突觸間隙中
C.a所示物質名稱為腺苷
D.b所指化學鍵是脫水形成的
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cAMP的元素組成與磷脂分子相同，都是
C、H、O、N、P，A錯誤；
cAMP是細胞內的一種信號分子，突觸間
隙在細胞外，所以它不會存在于突觸間隙，
B錯誤；
a所示物質名稱為腺嘌呤，C錯誤；
b所指化學鍵是磷酸和核糖之間脫水形成的，D正確。
4.無論底物還是產物，凡是涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脫氧核糖核苷三磷酸)的酶促反應都需要Mg2＋作為酶作用的輔助因子，如DNA的復制和RNA的合成。已知NTP或dNTP中的N指含氮堿基。下列說法錯誤的是
A.葉綠體膜和線粒體膜上可能存在Mg2＋的載體蛋白
B.ADP和ATP互相轉化的過程中需要Mg2＋作為酶作用的輔助因子
C.造血干細胞等分裂旺盛的細胞中可能含有較多的Mg2＋
D.當N表示堿基A時，NTP水解脫掉2個磷酸基團能夠用來合成DNA
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線粒體和葉綠體內可進行DNA復制和轉錄過程，需要Mg2＋，所以膜上可能存在Mg2＋的載體蛋白，A正確；
ATP去掉兩個磷酸基團是RNA的基本組成單位之一腺嘌呤核糖核苷酸，轉化時涉及NTP(核糖核苷三磷酸)，需要Mg2＋作為酶作用的輔助因子，B正確；
造血干細胞等分裂旺盛的細胞中會進行DNA復制和轉錄過程，可能含有較多的Mg2＋，C正確；
當N表示堿基A時，NTP水解脫掉2個磷酸基團能夠用來合成RNA，D錯誤。
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5.下列有關ATP與ADP相互轉化的敘述，錯誤的是
A.小麥葉肉細胞中ATP酶的合成伴隨著ATP的水解
B.ATP的合成與水解都需要酶的參與，屬于可逆反應
C.水稻根細胞吸收無機鹽離子過程中，伴隨著ADP的生成
D.光照條件下，藍細菌通過光合作用和呼吸作用合成ATP
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小麥葉肉細胞中ATP酶的合成消耗能量，伴隨著ATP的水解，A正確；
ATP的合成與水解不屬于可逆反應，B錯誤；
水稻根細胞吸收無機鹽離子過程是主動運輸，消耗能量，伴隨著ADP的生成，C正確；
藍細菌進行光合作用和呼吸作用，光照條件下通過這兩個過程合成ATP，D正確。
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6.(2023·江蘇泰州高三模擬)下列關于水稻細胞內ATP的敘述，正確的是
A.只能由細胞呼吸產生
B.細胞內主要的能源物質
C.可為通道蛋白的運輸提供能量
D.釋放的磷酸基團能與某些蛋白質結合
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ATP可以來自細胞呼吸或光合作用，A錯誤；
ATP是細胞內的直接能源物質，B錯誤；
通過通道蛋白的運輸為協助擴散，不耗能，C錯誤；
ATP末端的磷酸基團可以轉移到某些蛋白質如載體蛋白，并與之結合，D正確。
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7.(2023·江蘇鹽城高三階段練習)ATP可將蛋白質磷酸化，磷酸化的蛋白質會改變形狀做功，從而推動細胞內系列反應的進行(機理如下圖所示)。下列敘述錯誤的是
A.磷酸化的蛋白質做功，失去的能
量主要用于再生ATP
B.ATP推動蛋白質做功的過程，存
在放能反應與吸能反應過程
C.ATP水解過程中，末端磷酸基團具有較高的轉移勢能
D.主動運輸過程中，載體蛋白中的能量先增加后減少
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ATP可將蛋白質磷酸化，磷酸化
的蛋白質會改變形狀，失去的能
量并不能用于再生成ATP，A錯誤；
ATP推動細胞做功過程中，ATP的
水解是放能反應，蛋白質磷酸化過
程是吸能反應，因此該過程存在吸能反應和放能反應，B正確；
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主動運輸過程中，ATP可將載體蛋白磷酸化，磷酸化的蛋白質會改變形狀，這是吸能反應，然后做功，失去能量，載體蛋白恢復原狀，這是放能反應，因此主動運輸過程中，載體蛋白中的能量先增加后減少，D正確。
8.(2023·江蘇淮安高三檢測)研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1～2 min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是
A.該實驗表明，細胞內全部ADP都轉化成ATP
B.32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性
C.32P在ATP的3個磷酸基團中出現的概率相等
D.ATP與ADP相互轉化速度快，且轉化主要發生在細胞核內
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該實驗不能說明細胞內全部ADP都轉化成ATP，A錯誤；
根據題干信息“結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致”，說明32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性，B正確，C錯誤；
ADP轉化為ATP不發生在細胞核內，D錯誤。
二、多項選擇題
9.磷酸肌酸是在肌肉或其他興奮性組織(如腦和神經)中的一種高能磷酸化合物，是高能磷酸基的暫時貯存形式，ATP和磷酸肌酸在一定條件下可相互轉化。下列相關敘述錯誤的是
磷酸肌酸(C～P)＋ADP ATP＋肌酸(C)
A.磷酸肌酸(C～P)在形成肌酸的過程中磷酐鍵斷裂
B.磷酸肌酸是肌肉中能量儲存的一種形式，是細胞內的直接能源物質
C.劇烈運動時，在磷酸肌酸的作用下肌肉細胞ATP的含量保持相對穩定
D.磷酸肌酸釋放的能量可以用于各項生命活動
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一般而言，細胞內的直接能源物質是ATP，磷酸肌酸中的能量也需要先轉移到ATP中才能直接供應于生命活動，B、D錯誤。
10.cAMP(環化—磷酸腺苷)是細胞內的一種信號分子，對初級卵母細胞完成減數第一次分裂有抑制作用，作用機理如圖所示；酶P由C亞基和R亞基構成。下列相關敘述錯誤的是
A.cAMP的組成元素是C、H、O、
N和P，脫氧核糖是其組成成分
B.處于活化狀態的酶A能催化ATP
脫去兩個磷酸基團生成cAMP
C.cAMP能促進組成酶P的C亞基與
R亞基分離，從而激活C亞基
D.若信號分子2增多，則會抑制女性次級卵母細胞和極體的產生
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被激活的酶A能催化ATP脫去兩個磷酸基團并發生環化形成cAMP，故cAMP的組成元素與ATP相同，均為C、H、O、N、P，cAMP中應含有核糖，A錯誤、B正確；
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信號分子2作用于S2蛋白，通過G2蛋白抑制酶A，細胞內的cAMP濃度降低，活化的酶P減少，解除了對減數第一次分裂的抑制作用，促進女性次級卵母細胞和極體的產生，D錯誤。
11.熒光素接受ATP提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下，激活的熒光素與氧發生化學反應，形成氧化熒光素并且發出熒光。研究人員對熒光素酶施加不同條件的處理，在添加足量的熒光素條件下測定酶濃度與發光強度間的關系，結果如下圖所示。下列敘述錯誤的是
A.高溫、重金屬Hg2＋都可能破壞酶的空間結構
B.合成氧化熒光素的反應伴隨著ATP的水解
C.A點后發光強度不再增大，可能受熒光素量的
限制
D.據圖分析可知，Mg2＋可為熒光素的發光反應提供能量
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據題意可知，實驗條件為在足量的熒光素
條件下測定酶濃度與發光強度間的關系，
這說明A點后發光強度不再增大，不是受
熒光素量的限制，可能是ATP含量等其他
條件所限制，C錯誤；
Mg2＋可通過提高熒光素酶的活性而提高發光強度，不能提供能量，D錯誤。
12.(2023·江蘇新海高級中學高三檢測)睡眠是動物界普遍存在的現象。腺苷是一種重要的促眠物質。圖1為腺苷合成及轉運示意圖，ATP運到胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解。研究發現，腺苷與覺醒神經元細胞質膜上的A1受體結合，可促進K＋通道開放，腺苷還可以通過A2受體激活睡眠相關神經元來促進睡眠。圖2為測定基底前腦(BF)胞外腺苷水平的變化的一種腺苷傳感器。下列相關敘述錯誤的是
A.利用AK活性抑制劑或利用A2激動劑可
改善失眠癥患者睡眠
B.由圖1可知，儲存在囊泡中的ATP通過
簡單擴散的方式轉運至胞外
C.由圖2可知，可通過檢測熒光強度來指示BF胞外腺苷濃度
D.ATP轉運至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脫去2個磷酸產生腺苷
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√
√
通過圖1可知，利用AK活性抑制劑可抑
制腺苷轉化為AMP，有利于睡眠；腺苷
還可以通過A2受體激活睡眠相關神經元
來促進睡眠，故使用A2激動劑也可改善
失眠癥患者睡眠，A正確；
由圖1可知，儲存在囊泡中的ATP通過胞吐的方式轉運至胞外，B錯誤；
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由圖2可知，可通過檢測熒光強度來指示BF胞外腺苷濃度，C正確；
ATP轉運至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脫去3個磷酸產生腺苷，D錯誤。
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三、非選擇題
13.(2023·鎮江高三模擬)科學家分別將細菌紫膜質(蛋白質)和ATP合成酶重組到脂雙層(一種由磷脂雙分子層組成的人工膜)上，在光照條件下，觀察到如圖所示的結果。另外科學研究表明每個細菌內的ATP含量基本相同，可利用下圖所示反應原理來檢測樣品中細菌數量。放線菌(原核生物)產生的寡霉素能夠改變線粒體內膜上ATP合成酶的結構，從而阻斷ATP的合成。
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根據以上內容，回答下列問題：
(1)從ATP合成酶的功能來看，說明某些膜蛋白具有_____________的功能。
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催化和運輸
從ATP合成酶的功能來看，一方面它作為酶催化ATP的形成，另一方面它以一個載體的身份來轉運H＋，說明某些膜蛋白具有催化和運輸的功能。
(2)H＋進入脂質體內部的運輸方式具有_____________________________特點。圖丙在停止光照后短時間內，脂質體產生ATP的能量來源是_____
______。
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逆濃度運輸、需要載體、消耗能量
H＋
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據圖甲分析，H＋跨膜運輸需要細菌紫膜質(一種膜蛋白)的協助，且從低濃度向高濃度運輸，為主動運輸方式，具有逆濃度運輸、需要載體、消耗能量的特點。ATP合成酶能將H＋勢能轉化為ATP中的化學能，故圖丙在停止光照后短時間內脂質體產生ATP。
(3)利用圖示反應原理來檢測樣品中細菌數量時，熒光強度與樣品中細菌數量呈正相關，原因是___________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________。
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每個細菌內的ATP含量基本相同，ATP水解釋放的能量部分轉化成光能，熒光越強說明ATP含量越高，從而說明細菌數量越高，故熒光強度與細菌數量呈正相關
(4)寡霉素不能用來抑制細菌細胞的繁殖，原因是____________________
________________________________________________________________________________________________________。
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寡霉素能夠改變線粒體內膜上ATP合成酶的結構，從而阻斷ATP的合成，而細菌沒有線粒體結構，所以寡霉素對細菌的生理過程不起作用
14.研究證實ATP既是能量“貨幣”，也
可作為神經細胞間信息傳遞中的一種信
號分子，其作為信號分子的作用機理如
圖所示。請分析回答下列問題：
(1)ATP的結構簡式是____________，神
經細胞中的ATP主要來自_______(細胞結
構)。研究發現，正常成年人安靜狀態下
24 h有40 kg ATP發生轉化，而細胞內ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是___________________
______。
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A—P～P～P
線粒體
ATP與ADP迅速相互
轉化
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ATP的結構簡式是A—P～P～P。動物細胞中，線粒體是有氧呼吸的主要場所，所以神經細胞中的ATP主要來自線粒體。ATP是直接能源物質，在體內含量很少，可通過ATP與ADP迅速相互轉化而形成。
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(2)由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在細胞間隙中的有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是_____。
腺苷
ATP脫去1個磷酸基團為ADP，脫去兩個磷酸基團為AMP，如果磷酸基團完全脫落，剩下的則是腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。
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(3)一些神經細胞不僅能釋放典型神經遞質，還能釋放ATP，二者均能引起受體細胞的膜電位變化。據圖分析，如果要研究ATP是否能在神經元之間起傳遞信號的作用，則圖中的______________屬于無關變量，應予以排除。
典型神經遞質
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若要研究ATP是否能在神經元之間起傳遞信號的作用，可以設法把ATP與典型神經遞質分開，單獨去研究其作用，即用化學物質阻斷典型神經遞質，所以典型神經遞質是實驗的無關變量。第2課時　ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質
課標要求　解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。
1．ATP的結構
源于必修1 P78圖3－1－6 ATP分子結構式：
寫出圖中標出的“A”的含義：
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脫氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
2．ATP與ADP可以相互轉化
(1)ATP的水解：需要水解酶的參與。
(2)ATP的合成：需要ATP合成酶的參與。
(1)源于必修1 P79“圖3－1－7”：①ATP與ADP的相互轉化不是(填“是”或“不是”)一個可逆反應。分析原因：從物質方面來看是可逆的，從酶、進行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的。
②人體內ATP的含量很少，但在劇烈運動時，每分鐘約有0.5 kg的ATP轉化為ADP釋放能量，以供運動之需，但人體內ATP總含量并沒有太大變化，請分析原因：ATP與ADP時刻不停地發生快速相互轉化，并且處于動態平衡之中。
(2)在植物、動物、細菌和真菌的細胞內，都是以ATP作為能量“貨幣”的，由此說明：生物界具有統一性，也說明種類繁多的生物有著共同的起源。
(3)源于必修1 P79“旁欄問題”：細胞中能夠直接為生命活動供能的磷酸化合物除ATP外。還有GTP、CTP、UTP等，但ATP是主要的。磷酸肌酸也是一種高能磷酸化合物，但不能直接供能，它在能量的釋放轉移和利用之間起緩和作用，使細胞內ATP的含量保持相對穩定。
3．ATP的利用機制
考向一　ATP的結構和特點分析
1．將標記的32P注入活細胞內，隨后迅速分離細胞內的ATP，測定其放射性，下圖代表ATP的結構。下列敘述錯誤的是(　　)
A．①代表ATP中的“A”，ATP脫去④⑤成為腺嘌呤核糖核苷酸
B．④和⑤之間化學鍵的形成過程總是與放能反應相關聯
C．ATP中磷酸基團⑤很快就會被32P標記，但是ATP的含量基本不變
D．細胞癌變后ATP末端磷酸基團被取代的速率加快
答案　A
解析　①代表腺嘌呤，而ATP中的“A”代表腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖結合而成的，A錯誤；ATP中遠離腺苷的化學鍵容易斷裂和生成，但是ATP的含量基本不變，故磷酸基團⑤很快就會被32P標記，C正確；細胞癌變后細胞代謝增強，ATP和ADP的轉化加快，D正確。
2．(2023·江蘇高郵高三模擬)下列與ATP和酶有關的敘述，正確的是(　　)
A．酶與ATP的合成都需要模板
B．酶的合成需要ATP直接提供能量
C．ATP與絕大多數酶的組成元素相同
D．能合成酶的細胞不一定能產生ATP
答案　B
解析　ATP的合成不需要模板，A錯誤；ATP是直接能源物質，用于各項生命活動，包括酶的合成，B正確；ATP的元素組成是C、H、O、N、P，而絕大多數酶是蛋白質，元素組成是C、H、O、N等，C錯誤；能合成酶的細胞都能合成ATP，能合成ATP的細胞不一定能合成酶，D錯誤。
考向二　ATP與ADP的相互轉化和ATP的利用
3．(多選)科學家發現某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，可以影響蚜蟲體色。這些類胡蘿卜素還能吸收光能，把它傳送給負責能量生產的組織細胞，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．蚜蟲體內細胞合成ATP時，需要的能量不只來自光能
B．蚜蟲體內細胞合成ATP時，一定會伴隨著氧氣的消耗
C．蚜蟲體內類胡蘿卜素的含量會影響蚜蟲個體的生存機會
D．溫度、光照等環境因素不會影響蚜蟲體內ATP的合成速率
答案　BD
解析　蚜蟲合成ATP時需要的能量不僅來自光能，還來自呼吸作用釋放的化學能，A正確；蚜蟲體內細胞合成ATP時，不一定會伴隨著氧氣的消耗，如蚜蟲體內細胞進行無氧呼吸以及有氧呼吸第一、二階段都能產生ATP，但都不需要消耗氧氣，B錯誤；由題意可知，類胡蘿卜素可以吸收、傳遞、轉化光能，影響ATP的合成量，因此類胡蘿卜素的含量會影響蚜蟲個體生存機會，C正確；溫度會影響酶的活性，蚜蟲合成ATP時需要的能量不僅來自光能，還來自呼吸作用釋放的化學能，因此影響蚜蟲體內ATP合成速率的外部因素有光照強度、溫度等，D錯誤。
方法技巧　ATP產生量與O2供給量之間的關系模型分析
解讀：
4．(2023·南京高三期末)根據所消耗能量的來源不同，主動運輸分為三種類型，如圖a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的離子或小分子。下列相關說法錯誤的是(　　)
A．圖中屬于膜外側的是P側
B．a類型主動運輸可能不消耗能量
C．b類型所需ATP可以產生于細胞質基質、線粒體
D．藍細菌有可能存在c類型的主動運輸
答案　B
解析　由于圖中P側有糖蛋白，所以屬于膜外側的是P側，A正確；X物質運輸是順濃度梯度，屬于協助擴散，Y物質是由低濃度向高濃度一側運輸，應屬于主動運輸，Y與X通過同一個載體運輸，可知Y轉運所需的能量來源于X通過載體蛋白順濃度梯度運輸產生的勢能，B錯誤；b方式是消耗ATP的主動運輸，消耗的ATP來自呼吸作用，而呼吸作用發生的場所是細胞質基質和線粒體，C正確；藍細菌含有葉綠素和藻藍素，可以進行光合作用，有可能存在c類型的主動運輸，D正確。
1．(2022·浙江1月選考，3改編)下列關于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是(　　)
A．由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成
B．分子中與磷酸基團相連接的化學鍵稱為磷酐鍵
C．在水解酶的作用下不斷地合成和水解
D．是細胞中能量轉化的紐帶
答案　D
解析　1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基團組成，A錯誤；ATP分子的結構式可以簡寫成A—P～P～P，磷酸基團與磷酸基團相連接的化學鍵是磷酐鍵，B錯誤；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錯誤。
2．(2021·北京，1)ATP是細胞的能量“通貨”，關于ATP的敘述錯誤的是(　　)
A．含有C、H、O、N、P
B．必須在有氧條件下合成
C．胞內合成需要酶的催化
D．可直接為細胞提供能量
答案　B
解析　ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯誤；ATP合成過程中需要ATP合酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質，可直接為細胞提供能量，D正確。
3．(2021·湖南，5)某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．這些蛋白質磷酸化和去磷酸化過程體現了蛋白質結構與功能相適應的觀點
B．這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，不影響細胞信號傳遞
C．作為能量“通貨”的ATP能參與細胞信號傳遞
D．蛋白質磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響
答案　B
解析　通過蛋白質磷酸化和去磷酸化改變蛋白質的空間結構，進而來實現細胞信號的傳遞，體現出蛋白質結構與功能相適應的觀點，A正確；如果這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失，將會使該位點無法磷酸化，進而影響細胞信號的傳遞，B錯誤；根據題干信息：進行細胞信息傳遞的蛋白質需要磷酸化才能起作用，而ATP為其提供了磷酸基團和能量，從而參與細胞信號傳遞，C正確；溫度會影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，進而影響蛋白質磷酸化和去磷酸化反應，D正確。
4．(2019·天津，2)下列過程需ATP水解提供能量的是(　　)
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生長素的極性運輸
C．光反應階段中水在光下分解
D．乳酸菌無氧呼吸的第二階段
答案　B
解析　唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中進行的，不需要消耗ATP水解釋放的能量，A錯誤；生長素的極性運輸是細胞的主動運輸，需要消耗ATP水解釋放的能量，B正確；光反應階段中水在光下分解產生NADPH和氧氣，不需要消耗ATP水解釋放的能量，C錯誤；乳酸菌無氧呼吸的第二階段是丙酮酸和[H]在酶的催化作用下轉化成乳酸，此過程既不產生ATP，也不消耗ATP，D錯誤。
5．(2020·全國Ⅲ，29)參照表中內容，圍繞真核細胞中ATP的合成來完成下表。
反應部位 (1)______ 葉綠體的類囊體膜 線粒體
反應物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反應名稱 (2)______ 光合作用的光反應 有氧呼吸的部分過程
合成ATP的能量來源 化學能 (3)______ 化學能
終產物(除ATP外) 乙醇、CO2 (4)______ (5)_____
答案　(1)細胞質基質　(2)無氧呼吸　(3)光能
(4)O2、NADPH　(5)H2O、CO2
解析　(1)(2)由反應物是葡萄糖，終產物除ATP外，還有乙醇和CO2，可知該過程是無氧呼吸，發生的場所(反應部位)是細胞質基質。(3)(4)由場所是葉綠體的類囊體膜和反應名稱為光合作用的光反應，可知該過程合成ATP的能量來源是光能，終產物除ATP外，還有O2和NADPH。(5)由反應部位是線粒體，反應物是丙酮酸等，反應名稱為有氧呼吸的部分過程，可知該過程是有氧呼吸的第二和第三階段，終產物除ATP外，還有CO2、H2O。
一、易錯辨析
1．線粒體內膜、內質網膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP(　×　)
2．無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源(　×　)
3．淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成(　×　)
4．人成熟紅細胞無細胞核和眾多的細胞器，所以不能合成ATP(　×　)
5．ATP是生命活動的直接能源物質，但它在細胞中的含量很少(　√　)
6．“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”(　×　)
7．ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應(　√　)
二、填空默寫
1．(必修1 P78)ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質，A代表腺嘌呤核苷。
2．(必修1 P79)細胞內ATP和ADP的相互轉化，一方面為細胞提供所需ATP，另一方面使ATP仍然維持相對恒定的水平。
3．(必修1 P79)ATP被比作驅動細胞中各種生命活動的通用能量貨幣。
課時精練
一、單項選擇題
1．ATP中含有3個磷酸基團，依據五碳糖的距離由遠及近分別用Pγ、Pβ、Pα表示，若ATP中核糖被脫氧核糖所代替，則需要在ATP的前面加一個d，若ATP中的含氮堿基被鳥嘌呤代替，則記作GTP。下列敘述中錯誤的是(　　)
A．細胞的吸能反應總與ATP的水解有關
B．1分子GTP徹底水解可得到4種小分子物質
C．ATP水解脫掉一個磷酸后形成A—Pα～Pβ
D．dCTP的中文名稱為胞嘧啶脫氧核苷三磷酸
答案　B
解析　1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質，磷酸、核糖和堿基，B錯誤。
2．下列有關ATP的敘述錯誤的是(　　)
A．ATP由腺嘌呤、核糖和3個磷酸基團連接而成，ATP中的A與DNA中堿基A含義不同
B．運動員在劇烈運動時ATP快速水解，其釋放的能量可以轉換成肌肉收縮的機械能
C．劇烈運動時人體骨骼肌細胞可通過無氧呼吸產生乳酸，乳酸中仍含有大量的ATP未被釋放出來
D．人體內成熟的紅細胞中沒有線粒體，仍能產生ATP
答案　C
解析　劇烈運動時人體骨骼肌細胞可通過無氧呼吸產生乳酸，乳酸中仍含有大量能量未被釋放出來，并不是乳酸中含有大量的ATP未被釋放出來，C錯誤。
3．cAMP是由ATP脫去兩個磷酸基團后環化而成，是細胞內的一種信號分子，其結構組成如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．cAMP的元素組成與磷脂分子不相同
B．cAMP存在于突觸間隙中
C．a所示物質名稱為腺苷
D．b所指化學鍵是脫水形成的
答案　D
解析　cAMP的元素組成與磷脂分子相同，都是C、H、O、N、P，A錯誤；cAMP是細胞內的一種信號分子，突觸間隙在細胞外，所以它不會存在于突觸間隙，B錯誤；a所示物質名稱為腺嘌呤，C錯誤；b所指化學鍵是磷酸和核糖之間脫水形成的，D正確。
4．無論底物還是產物，凡是涉及NTP(核糖核苷三磷酸)或者dNTP(脫氧核糖核苷三磷酸)的酶促反應都需要Mg2＋作為酶作用的輔助因子，如DNA的復制和RNA的合成。已知NTP或dNTP中的N指含氮堿基。下列說法錯誤的是(　　)
A．葉綠體膜和線粒體膜上可能存在Mg2＋的載體蛋白
B．ADP和ATP互相轉化的過程中需要Mg2＋作為酶作用的輔助因子
C．造血干細胞等分裂旺盛的細胞中可能含有較多的Mg2＋
D．當N表示堿基A時，NTP水解脫掉2個磷酸基團能夠用來合成DNA
答案　D
解析　線粒體和葉綠體內可進行DNA復制和轉錄過程，需要Mg2＋，所以膜上可能存在Mg2＋的載體蛋白，A正確；ATP去掉兩個磷酸基團是RNA的基本組成單位之一腺嘌呤核糖核苷酸，轉化時涉及NTP(核糖核苷三磷酸)，需要Mg2＋作為酶作用的輔助因子，B正確；造血干細胞等分裂旺盛的細胞中會進行DNA復制和轉錄過程，可能含有較多的Mg2＋，C正確；當N表示堿基A時，NTP水解脫掉2個磷酸基團能夠用來合成RNA，D錯誤。
5．下列有關ATP與ADP相互轉化的敘述，錯誤的是(　　)
A．小麥葉肉細胞中ATP酶的合成伴隨著ATP的水解
B．ATP的合成與水解都需要酶的參與，屬于可逆反應
C．水稻根細胞吸收無機鹽離子過程中，伴隨著ADP的生成
D．光照條件下，藍細菌通過光合作用和呼吸作用合成ATP
答案　B
解析　小麥葉肉細胞中ATP酶的合成消耗能量，伴隨著ATP的水解，A正確；ATP的合成與水解不屬于可逆反應，B錯誤；水稻根細胞吸收無機鹽離子過程是主動運輸，消耗能量，伴隨著ADP的生成，C正確；藍細菌進行光合作用和呼吸作用，光照條件下通過這兩個過程合成ATP，D正確。
6．(2023·江蘇泰州高三模擬)下列關于水稻細胞內ATP的敘述，正確的是(　　)
A．只能由細胞呼吸產生
B．細胞內主要的能源物質
C．可為通道蛋白的運輸提供能量
D．釋放的磷酸基團能與某些蛋白質結合
答案　D
解析　ATP可以來自細胞呼吸或光合作用，A錯誤；ATP是細胞內的直接能源物質，B錯誤；通過通道蛋白的運輸為協助擴散，不耗能，C錯誤；ATP末端的磷酸基團可以轉移到某些蛋白質如載體蛋白，并與之結合，D正確。
7．(2023·江蘇鹽城高三階段練習)ATP可將蛋白質磷酸化，磷酸化的蛋白質會改變形狀做功，從而推動細胞內系列反應的進行(機理如下圖所示)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．磷酸化的蛋白質做功，失去的能量主要用于再生ATP
B．ATP推動蛋白質做功的過程，存在放能反應與吸能反應過程
C．ATP水解過程中，末端磷酸基團具有較高的轉移勢能
D．主動運輸過程中，載體蛋白中的能量先增加后減少
答案　A
解析　ATP可將蛋白質磷酸化，磷酸化的蛋白質會改變形狀，失去的能量并不能用于再生成ATP，A錯誤；ATP推動細胞做功過程中，ATP的水解是放能反應，蛋白質磷酸化過程是吸能反應，因此該過程存在吸能反應和放能反應，B正確；主動運輸過程中，ATP可將載體蛋白磷酸化，磷酸化的蛋白質會改變形狀，這是吸能反應，然后做功，失去能量，載體蛋白恢復原狀，這是放能反應，因此主動運輸過程中，載體蛋白中的能量先增加后減少，D正確。
8．(2023·江蘇淮安高三檢測)研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1～2 min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是(　　)
A．該實驗表明，細胞內全部ADP都轉化成ATP
B．32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性
C．32P在ATP的3個磷酸基團中出現的概率相等
D．ATP與ADP相互轉化速度快，且轉化主要發生在細胞核內
答案　B
解析　該實驗不能說明細胞內全部ADP都轉化成ATP，A錯誤；根據題干信息“結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致”，說明32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性，B正確，C錯誤；ADP轉化為ATP不發生在細胞核內，D錯誤。
二、多項選擇題
9．磷酸肌酸是在肌肉或其他興奮性組織(如腦和神經)中的一種高能磷酸化合物，是高能磷酸基的暫時貯存形式，ATP和磷酸肌酸在一定條件下可相互轉化。下列相關敘述錯誤的是(　　)
磷酸肌酸(C～P)＋ADP ATP＋肌酸(C)
A．磷酸肌酸(C～P)在形成肌酸的過程中磷酐鍵斷裂
B．磷酸肌酸是肌肉中能量儲存的一種形式，是細胞內的直接能源物質
C．劇烈運動時，在磷酸肌酸的作用下肌肉細胞ATP的含量保持相對穩定
D．磷酸肌酸釋放的能量可以用于各項生命活動
答案　BD
解析　一般而言，細胞內的直接能源物質是ATP，磷酸肌酸中的能量也需要先轉移到ATP中才能直接供應于生命活動，B、D錯誤。
10．cAMP(環化—磷酸腺苷)是細胞內的一種信號分子，對初級卵母細胞完成減數第一次分裂有抑制作用，作用機理如圖所示；酶P由C亞基和R亞基構成。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．cAMP的組成元素是C、H、O、N和P，脫氧核糖是其組成成分
B．處于活化狀態的酶A能催化ATP脫去兩個磷酸基團生成cAMP
C．cAMP能促進組成酶P的C亞基與R亞基分離，從而激活C亞基
D．若信號分子2增多，則會抑制女性次級卵母細胞和極體的產生
答案　AD
解析　被激活的酶A能催化ATP脫去兩個磷酸基團并發生環化形成cAMP，故cAMP的組成元素與ATP相同，均為C、H、O、N、P，cAMP中應含有核糖，A錯誤、B正確；信號分子2作用于S2蛋白，通過G2蛋白抑制酶A，細胞內的cAMP濃度降低，活化的酶P減少，解除了對減數第一次分裂的抑制作用，促進女性次級卵母細胞和極體的產生，D錯誤。
11．熒光素接受ATP提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下，激活的熒光素與氧發生化學反應，形成氧化熒光素并且發出熒光。研究人員對熒光素酶施加不同條件的處理，在添加足量的熒光素條件下測定酶濃度與發光強度間的關系，結果如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．高溫、重金屬Hg2＋都可能破壞酶的空間結構
B．合成氧化熒光素的反應伴隨著ATP的水解
C．A點后發光強度不再增大，可能受熒光素量的限制
D．據圖分析可知，Mg2＋可為熒光素的發光反應提供能量
答案　CD
解析　據題意可知，實驗條件為在足量的熒光素條件下測定酶濃度與發光強度間的關系，這說明A點后發光強度不再增大，不是受熒光素量的限制，可能是ATP含量等其他條件所限制，C錯誤；Mg2＋可通過提高熒光素酶的活性而提高發光強度，不能提供能量，D錯誤。
12．(2023·江蘇新海高級中學高三檢測)睡眠是動物界普遍存在的現象。腺苷是一種重要的促眠物質。圖1為腺苷合成及轉運示意圖，ATP運到胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解。研究發現，腺苷與覺醒神經元細胞質膜上的A1受體結合，可促進K＋通道開放，腺苷還可以通過A2受體激活睡眠相關神經元來促進睡眠。圖2為測定基底前腦(BF)胞外腺苷水平的變化的一種腺苷傳感器。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．利用AK活性抑制劑或利用A2激動劑可改善失眠癥患者睡眠
B．由圖1可知，儲存在囊泡中的ATP通過簡單擴散的方式轉運至胞外
C．由圖2可知，可通過檢測熒光強度來指示BF胞外腺苷濃度
D．ATP轉運至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脫去2個磷酸產生腺苷
答案　BD
解析　通過圖1可知，利用AK活性抑制劑可抑制腺苷轉化為AMP，有利于睡眠；腺苷還可以通過A2受體激活睡眠相關神經元來促進睡眠，故使用A2激動劑也可改善失眠癥患者睡眠，A正確；由圖1可知，儲存在囊泡中的ATP通過胞吐的方式轉運至胞外，B錯誤；由圖2可知，可通過檢測熒光強度來指示BF胞外腺苷濃度，C正確；ATP轉運至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脫去3個磷酸產生腺苷，D錯誤。
三、非選擇題
13．(2023·鎮江高三模擬)科學家分別將細菌紫膜質(蛋白質)和 ATP 合成酶重組到脂雙層(一種由磷脂雙分子層組成的人工膜)上，在光照條件下，觀察到如圖所示的結果。另外科學研究表明每個細菌內的ATP含量基本相同，可利用下圖所示反應原理來檢測樣品中細菌數量。放線菌(原核生物)產生的寡霉素能夠改變線粒體內膜上ATP合成酶的結構，從而阻斷ATP的合成。
根據以上內容，回答下列問題：
(1)從ATP合成酶的功能來看，說明某些膜蛋白具有______________________的功能。
(2)H＋進入脂質體內部的運輸方式具有______________________________特點。圖丙在停止光照后短時間內，脂質體產生ATP的能量來源是__________________。
(3)利用圖示反應原理來檢測樣品中細菌數量時，熒光強度與樣品中細菌數量呈正相關，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)寡霉素不能用來抑制細菌細胞的繁殖，原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)催化和運輸　(2)逆濃度運輸、需要載體、消耗能量　H＋勢能　(3)每個細菌內的ATP含量基本相同，ATP水解釋放的能量部分轉化成光能，熒光越強說明ATP含量越高，從而說明細菌數量越高，故熒光強度與細菌數量呈正相關　(4)寡霉素能夠改變線粒體內膜上ATP合成酶的結構，從而阻斷ATP的合成，而細菌沒有線粒體結構，所以寡霉素對細菌的生理過程不起作用
解析　(1)從ATP合成酶的功能來看，一方面它作為酶催化ATP的形成，另一方面它以一個載體的身份來轉運H＋，說明某些膜蛋白具有催化和運輸的功能。(2)據圖甲分析，H＋跨膜運輸需要細菌紫膜質(一種膜蛋白)的協助，且從低濃度向高濃度運輸，為主動運輸方式，具有逆濃度運輸、需要載體、消耗能量的特點。ATP合成酶能將H＋勢能轉化為ATP中的化學能，故圖丙在停止光照后短時間內脂質體產生ATP。
14．研究證實ATP既是能量“貨幣”，也可作為神經細胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如圖所示。請分析回答下列問題：
(1)ATP的結構簡式是______________，神經細胞中的ATP主要來自________(細胞結構)。研究發現，正常成年人安靜狀態下24 h有40 kg ATP發生轉化，而細胞內ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是____________________。
(2)由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在細胞間隙中的有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是____________。
(3)一些神經細胞不僅能釋放典型神經遞質，還能釋放ATP，二者均能引起受體細胞的膜電位變化。據圖分析，如果要研究ATP是否能在神經元之間起傳遞信號的作用，則圖中的__________________屬于無關變量，應予以排除。
答案　(1)A—P～P～P　線粒體　ATP與ADP迅速相互轉化　(2)腺苷　(3)典型神經遞質
解析　(1)ATP的結構簡式是A—P～P～P。動物細胞中，線粒體是有氧呼吸的主要場所，所以神經細胞中的ATP主要來自線粒體。ATP是直接能源物質，在體內含量很少，可通過ATP與ADP迅速相互轉化而形成。(2)ATP脫去1個磷酸基團為ADP，脫去兩個磷酸基團為AMP，如果磷酸基團完全脫落，剩下的則是腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。(3)若要研究ATP是否能在神經元之間起傳遞信號的作用，可以設法把ATP與典型神經遞質分開，單獨去研究其作用，即用化學物質阻斷典型神經遞質，所以典型神經遞質是實驗的無關變量。

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