考点15 ATP-备战2021年高考生物一轮复习考点一遍过 学案

考点15  ATP

高考频度：★★★☆☆     难易程度：★★★☆☆

1．填写ATP的结构概念图

2．ATP和ADP的相互转化

ATPADP＋Pi＋能量

（1）下列需要A过程提供能量的是①②③④⑤。

①主动运输　 ②生物发光、发电　 ③肌肉收缩　

④淀粉合成　 ⑤大脑思考　 ⑥植物根细胞吸收水分

（2）进行B过程的生命活动和场所

①生命活动

②场所：线粒体、细胞质基质、叶绿体。

（3）进行B过程的能量来源和去向

①来源：光能和细胞呼吸时有机物分解释放的能量。

②去向：用于形成ATP中的高能磷酸键。

考向一  ATP的结构与功能

1．据图判断，下列有关叙述错误的是(　　)

A．甲→ATP的过程所需的酶与酶1不同

B．乙中不含高能磷酸键，是RNA基本组成单位之一

C．丙物质为腺苷，丁可用于某些脂质的合成

D．ATP为生命活动提供能量需要经过图示的整个过程

【答案】D

【解析】　图示过程为ATP逐步脱去磷酸生成ADP、AMP和腺苷的过程，甲、乙、丙、丁分别为ADP、AMP、腺苷、磷酸。ATP为生命活动提供能量时一般是断裂远离A的高能磷酸键，释放大量的能量并生成ADP，D错误。

归纳整合

1．关于ATP的2个易错提醒

（1）ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、糖原、淀粉等)的水解都需要消耗水。

（2）ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动(光反应阶段合成的ATP只用于暗反应)；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用中吸收的光能。

2．ATP的结构(如图所示)

2．下列有关ATP的叙述，正确的是

A．图中的a是构成DNA的基本单位之一
B．图中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
C．ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质

D．血浆中的葡萄糖进入红细胞、肾小管对葡萄糖的重吸收会消耗ATP

【答案】C

【解析】图中的a是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，A错误；图中的A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键，B错误；ATP分子中的A是腺苷，RNA中的碱基“A”是腺嘌呤碱基，二者不是同一物质，C正确；血浆中的葡萄糖进入红细胞的方式属于协助扩散，不会消耗ATP，D错误。

考向二  ATP与DNA、RNA在组成上的比较

3．在下列几种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是

A．①和②                 B．①和③ 

C．③和④                 D．⑤和⑥

【答案】D

【解析】根据题意知，“○”中所对应的含义分别为：①一磷酸腺苷AMP，②腺嘌呤，③DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤腺苷，⑥腺苷。

规律总结

几种不同物质中A代表的含义

4．在下列四种化合物的化学组成中，与圆圈中内容所对应的名称相符的是

A．④一腺嘌呤                  B．①一腺嘌呤核糖核苷酸

C．②一腺苷                    D．③一腺嘌呤脱氧核苷酸

【答案】A

【解析】④是腺嘌呤核糖核苷，其中圈出的部分是腺嘌呤，A正确。①中圈出的部分是腺苷，B错误；②是DNA片段，其中圈出的部分是腺嘌呤脱氧核苷酸，C错误；③表示的是RNA，其中圈出的部分是腺嘌呤核糖核苷酸，D错误。

1．下列关于ATP结构的叙述正确的是(　　)

A．ATP中含有三个高能磷酸键     B．ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素

C．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”相同    D．ATP彻底水解后会得到两种小分子物质

2．人体中哪些过程不会使细胞中ADP的含量增加(　　)

①肠道中葡萄糖变为血糖　②血红蛋白变为氧合血红蛋白　③葡萄糖进入红细胞　④K＋进入肾小管上皮细胞

A．①③       B．②④      C．②③   D．①④

3．如图表示的是ATP和ADP之间的转化，可以确定(　　)

A．A为ADP，B为ATP               B．能量1和能量2来源相同

C．酶1和酶2是同一种酶           D．X1和X2是同一种物质

4．(2018·浙江卷)ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是(　　)

A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量

B．ATP—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2个高能磷酸键不易断裂水解

5．下列有关ATP的结构与功能的叙述中，正确的是

A．ATP分子脱去两个磷酸基团以后的剩余部分就成为DNA的基本组成单位中的一种

B．ATP与ADP的转化过程是可逆反应

C．ATP被称为高能化合物，是因为第二个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量

D．放能反应一般与ATP的合成有关

6．ATP是细胞生命活动的直接能源物质。下列关于ATP的叙述，正确的是

A．A代表腺嘌呤和脱氧核糖结合成的部分
B．T表示一个ATP分子中有三个高能磷酸键
C．合成ATP的场所一定不能进行ATP的水解

D．所有细胞都有ATP与ADP相互转化的能量供应机制

7．下列关于ATP的叙述，错误的是

A．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
B．ATP可为物质跨膜运输提供能量
C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量

D．细胞呼吸过程中释放的能量可用于ATP的生成

8．下面有关ATP和ADP的描述中，哪一项是正确的

A．ATP与ADP的相互转化反应中物质和能量都是可逆的

B．ATP转化成ADP时，断裂两个高能磷酸键

C．细胞可以利用热能将ADP转化为ATP

D．动物、植物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“通货”的，说明了生物界的统一性

9．据图判断，下列叙述错误的是

A．细胞内催化甲生成ATP过程所需酶与酶1空间结构不同
B．乙中不含高能磷酸键，是RNA基本组成单位之一
C．ATP为生命活动供能需经过图示的整个过程

D．丙物质为腺苷，丁可用于某些脂质的合成

10．如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，相关叙述正确的是

A．过程①不需要酶的催化

B．过程②发生高能磷酸键的断裂

C．过程①不能发生在线粒体中

D．过程②不能发生在叶绿体中

11．ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基不同，下列叙述错误的是

A．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的

D．UTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料

12．在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上而形成ADP。以下有关分析错误的是

A．腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着2分子ADP的生成
B．腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系
C．腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关

D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成

13．能荷是指总的腺苷酸系统中（即ATP、ADP和AMP浓度之和）所负荷高能磷酸键的数量，即能量负荷，计算公式为能荷=(ATP+0.5ADP)/(ATP+ADP+AMP)，下列生理过程能使细胞内的能荷增加的是

A．[H]和O2在生物膜上结合产生H2O
B．植物生长素由顶芽向侧芽运输
C．成熟的红细胞通过渗透作用吸水

D．氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链

14．科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质，并且发现该物质（简称F）不仅在能量储存过程中起着重要作用，而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实，当某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。下列相关叙述错误的是

A．物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与
B．物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性
C．线粒体中若缺少物质F，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP

D．线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解

15．如图所示，图1表示有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，图2是ATP的结构示意图。请据图回答下列问题：

(1)图1中ATP中的“A”相当于图2中的________(填序号)；图2中能够作为RNA的基本单位的是________(填序号)。

(2)图1中的a、b分别代表________________、________________。

(3)进行①反应时，能量用于________________，进行②反应时，能量用于________________，由此可见能量在细胞内的流通是________(填“不可逆”或“可逆”)的。

16．在自然界中生物的发光现象普遍存在，请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。

(1)实验材料：萤火虫的荧光器晒干后形成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及实验所需其他材料。

(2)实验步骤：

①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签；②将________________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签；

③在每支试管中加入________________________；

④观察发光现象并记录。

(3)实验现象预测及结论：

(4)实验讨论：①最可能的实验结果是哪一个？

_______________________________________________________。

②萤火虫发光是________能转化成________能的过程。

17．ATP是细胞内生命活动的直接能源物质，回答下列问题：

（1）ATP的合成一般与________反应相关联，生物体对ATP的需求较大，细胞内ATP的含量________(填“较多”或“较少”)，能满足生物体对ATP的需求的主要原因是_____________。

（2）植物叶肉细胞内合成ATP的场所有____________________________________。

（3）利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测，步骤如下：

第一步：将腊肉研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计(测定发光强度的仪器)反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；

第二步：记录发光强度并计算ATP含量；

第三步：测算出细菌数量。

①荧光素接受_____提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。

②根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。

③根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中ATP含量________________。

18．（2018·浙江卷）ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是

A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量

B．ATP-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2个高能磷酸键不易断裂水解

19．（2016·新课标I卷） 下列与神经细胞有关的叙述，错误的是

A．ATP能在神经元线粒体的内膜上产生

B．神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP

C．突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP

D．神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP

20．（2016·海南卷）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是

A．含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一

B．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加

C．无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成

D．光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成

1．【答案】B

【解析】选B　A—P～P～P的结构简式表明该分子中含有两个高能磷酸键，A错误；ATP中的“A”表示腺苷，构成DNA、RNA中的碱基“A”代表腺嘌呤，C错误；ATP彻底水解后会得到磷酸、核糖和腺嘌呤三种小分子物质，D错误。

2．【答案】C

【解析】　肠道中葡萄糖变为血糖即吸收葡萄糖的过程，需消耗能量；K＋进入肾小管上皮细胞，消耗能量，使ADP含量增加；血红蛋白变为氧合血红蛋白及葡萄糖进入红细胞均不消耗能量。

3．【答案】D

【解析】　由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2分别是水解酶和合成酶；X1和X2是同一种物质Pi。

4.【答案】C

【解析】　ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP—ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B错误；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，C正确；ATP分子中含有2个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，D错误。

5.【答案】D

【解析】ATP分子脱去两个磷酸基团以后的剩余部分称为腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位中的一种，A项错误；ATP与ADP的转化过程，物质是可逆的，但能量不可逆，所需的酶不同，所以不是可逆反应，B项错误；ATP被称为高能化合物，是因为远离腺苷的高能磷酸键很容易从ATP上脱离释放能量，C项错误；细胞内的放能反应一般与ATP的合成反应相关联，D项正确。

6．【答案】D

【解析】ATP中的“A”代表腺苷，是腺嘌呤和核糖结合成的部分，A错误；T表示一个ATP分子中有三个磷酸基团，B错误；合成ATP的场所也能进行ATP的水解，C错误；细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，D正确。

7．【答案】A

【解析】ATP是由腺嘌呤、核糖和磷酸组成的，A错误；ATP是直接能源物质，可为物质跨膜运输提供能量，B正确；ATP中高能磷酸键水解可释放大量的能量，C正确；细胞呼吸过程中释放的能量大部分以热能的形式散失，还有一部分能量用于合成ATP，D正确。

8．【答案】D

【解析】ATP与ADP的相互转化反应中，物质是可逆的，能量是不可逆的，A错误；ATP转化成ADP时，断裂一个高能磷酸键，B错误；细胞可以利用光能或者化学能将ADP转化为ATP，但是不能利用热能，C错误；动物、植物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“通货”的，说明了生物界的统一性，D正确。

9．【答案】C

【解析】细胞内甲生成ATP过程需ATP合成酶的催化，与酶1（ATP水解酶）空间结构不同，A正确；乙为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，不含高能磷酸键，是RNA基本组成单位之一，B正确；ATP为生命活动供能过程为ATP的水解过程，主要经过图示ATP→甲的过程，C错误；丙物质为腺苷，丁为磷酸，可用于磷脂的合成，D正确。

10．【答案】B

【解析】不论是ATP的合成和水解，都需要酶的催化，A错误；ATP的水解过程是远离腺苷的高能磷酸键断裂、释放其中的能量的过程，B正确；有氧呼吸的第二、三阶段有ATP的合成，发生在线粒体中，C错误；叶绿体中暗反应阶段，需要ATP水解提供能量，因此②可以发生在叶绿体中，D错误。

12．【答案】C

【解析】细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，A正确；ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，磷酸、核糖和碱基，B正确；CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C错误；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，可作为基因转录的原料，D正确。

13．【答案】B

【解析】ATP分子含3个磷酸基团，ADP含2个磷酸基团，AMP含1个磷酸基团，腺苷酸激酶能催化1分子ATP脱掉2个磷酸基团，因此腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着2分子ADP的生成，A正确；腺苷酸激酶催化该反应会释放能量，因此腺苷酸激酶催化该反应一般与吸能反应相联系，B错误；腺苷酸激酶能促进ATP的水解，故腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关，C正确；腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上而形成ADP，故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成，D正确。

14．【答案】A

【解析】根据题意分析，当消耗ATP时，计算公式中的分子变小，而分母不变，则能荷变小；当产生ATP时，计算公式中的分子变大，而分母不变，则能荷变大。[H]和O2在生物膜上结合产生H2O的过程产生ATP，能荷变大，A正确；植物生长素由顶芽向侧芽运输的方式是主动运输，需要消耗ATP，导致能荷变小，B错误；成熟的红细胞通过渗透作用吸水，不消耗ATP，也不产生ATP，因此能荷不变，C错误；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链的过程需要消耗ATP，导致能荷变小，D错误。

14．【答案】D

【解析】某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸，A正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，当某些物质存在时，F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸，故F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性，B正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，线粒体中若缺少它，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP，C正确；线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解和[H]和氧气结合，D错误。

15.【答案】(1)①　②  (2)呼吸作用　光合作用   (3)合成ATP　各项生命活动　不可逆

【解析】(1)ATP中的“A”是腺苷，相当于图2中的①；腺嘌呤核糖核苷酸是构成RNA的基本单位之一，相当于图2中的②。(2)动物细胞形成ATP的途径只有呼吸作用，而绿色植物形成ATP的途径有光合作用和呼吸作用。(3)反应①是ATP的合成过程，反应②是ATP的水解过程，故进行反应①时的能量用于合成ATP，进行反应②时释放的能量用于各项生命活动。由此可知能量在细胞内的流通是不可逆的。

16.【答案】(2)②荧光器粉末　③等量不同浓度的ATP溶液

(3)成正相关　减弱　成负相关　在不同浓度的ATP溶液中发光现象没有差别

(4)①第①种结果　②ATP中活跃的化学　光

【解析】为了探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系，首先应配制一系列不同浓度的ATP溶液，随后将不同浓度的ATP溶液加入等量的荧光器晒干后研制的粉末，观察不同浓度ATP溶液中粉末的发光情况。

实验现象有3种可能：①随ATP浓度升高，发光现象增强，可说明荧光强度与ATP浓度成正相关。②随着ATP浓度升高，发光现象减弱，可说明荧光强度与ATP浓度成负相关。③随ATP浓度升高，发光现象无变化，可说明荧光强度与ATP的浓度无关。

实验最可能的结果是①，萤火虫发光是ATP中活跃的化学能转变成光能的过程。

17．【答案】（1）放能    较少    ATP与ADP的转化速率较快 

（2）细胞质基质、线粒体和叶绿体

（3）①ATP     ②正比     ③大致相同且相对稳定

【解析】（1）ATP的合成一般与放能反应相关联，如呼吸作用释放能量，同时合成ATP；ATP在生物体内的含量很少，但可以通过与ADP相互转化，满足机体生命活动的需要。（2）植物叶肉细胞既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，故合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。（3）ATP是直接能源物质，可激活荧光素；ATP含量越多，被激活的荧光素越多，发光越强，即发光强度与ATP含量成正比；每个细菌的代谢强度基本相同，所产生的ATP含量也大致相同且相对稳定。

18．【答案】C

【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP-ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B错误；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，C正确；ATP分子中含有2个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，D错误。

19．【答案】B

【解析】在线粒体的内膜上进行有氧呼吸的第三阶段，其过程是有氧呼吸前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，产生大量的ATP，A项正确；神经递质在突触间隙中是通过扩散作用而进行移动的，不消耗ATP，B项错误；突触后膜上受体蛋白的合成过程包括转录和翻译，需要消耗ATP，C项正确；神经细胞兴奋后恢复为静息状态涉及相关离子通过主动运输的方式跨膜运输，因此消耗ATP，D项正确。

20．【答案】D

【解析】ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A项错误；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ADP生成增加，ATP生成减少，B项错误；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，C项错误；光下叶肉细胞的细胞质基质和线粒体进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP，D项正确。