1.下列關(guān)于酶和ATP的敘述,正確的是( )
①細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶,酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
②能夠促使唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶 ③ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量都來(lái)自細(xì)胞呼吸釋放的能量
④催化ATP水解的酶可能是參與某種離子運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
2.(2023·湖北襄陽(yáng)模擬)細(xì)胞的能量獲取和利用要經(jīng)歷復(fù)雜的物質(zhì)變化,這些變化離不開(kāi)酶和ATP。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.某些酶的組成元素與ATP的相同,ATP可參與某些酶的合成
B.酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮作用,而ATP只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用
C.能合成酶的細(xì)胞都能合成ATP,能合成ATP的細(xì)胞不一定能合成酶
D.細(xì)胞內(nèi)幾乎所有化學(xué)反應(yīng)都需要酶,大多數(shù)吸能反應(yīng)需要消耗ATP
3.(2023·湖南婁底模擬)細(xì)胞代謝往往伴隨著能量的變化,ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。ATP的合成過(guò)程如下圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.ATP的合成需要小分子之間多次脫水縮合
B.ATP的水解產(chǎn)物可為RNA的合成提供原料
C.ATP水解時(shí),催化③和④處化學(xué)鍵斷裂的酶相同
D.ATP的水解往往伴隨著吸能反應(yīng),為其提供能量
4.下列關(guān)于ATP的敘述,正確的是( )
A.光能可轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能,ATP中的化學(xué)能不能轉(zhuǎn)化為光能
B.新型冠狀病毒在增殖過(guò)程中所需要的ATP只能在其細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生
C.ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)能與通道蛋白結(jié)合,使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變
D.劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),人體內(nèi)的ATP主要通過(guò)有氧呼吸產(chǎn)生
5.(2023·廣東深圳一模)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列關(guān)于ATP的敘述,正確的是( )
A.生命活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中ATP的含量較多
B.淀粉水解成葡萄糖時(shí)一定伴隨有ADP的生成
C.人體成熟的紅細(xì)胞在O2充足時(shí)只能通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP
D.一分子ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)可形成噬菌體遺傳物質(zhì)的單體
6.蛋白質(zhì)分子的磷酸化和去磷酸化與其活性的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.蛋白質(zhì)磷酸化的過(guò)程是一個(gè)放能反應(yīng)
B.蛋白質(zhì)去磷酸化后與雙縮脲試劑不再發(fā)生顯色反應(yīng)
C.蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化過(guò)程屬于可逆反應(yīng)
D.Ca2+載體蛋白的磷酸化需要蛋白激酶的作用,其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化
7.(2024·廣東揭陽(yáng)統(tǒng)考)ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”,是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
圖1
圖2
A.酶催化作用的高效性保證了ATP和ADP快速轉(zhuǎn)化
B.圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),釋放能量,圖1中的c鍵斷裂
C.圖1中的“A”代表腺苷,方框中的部分是構(gòu)成DNA的單體之一
D.細(xì)胞中圖2反應(yīng)處于“動(dòng)態(tài)平衡”,劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP分解量增加,此時(shí)其合成量也增加
8.ATP快速熒光檢測(cè)儀是基于螢火蟲(chóng)發(fā)光原理,利用“熒光素—熒光素酶體系”與ATP發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生光,再根據(jù)發(fā)光強(qiáng)弱來(lái)估測(cè)微生物殘留量。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.螢火蟲(chóng)細(xì)胞內(nèi)線粒體是合成ATP的主要場(chǎng)所
B.熒光檢測(cè)儀可檢測(cè)酸奶中厭氧型微生物的殘留量
C.ATP為上述熒光素酶催化熒光素的反應(yīng)提供能量
D.細(xì)胞中儲(chǔ)存了大量ATP,為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量
9.磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP。研究者對(duì)蛙的肌肉組織進(jìn)行短暫電刺激,檢測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組(肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理)肌肉收縮前后ATP、ADP和AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)的含量,結(jié)果如下表所示。下列分析正確的是( )
A.對(duì)照組肌肉收縮消耗的能量直接來(lái)源于磷酸肌酸
B.對(duì)照組肌肉細(xì)胞中沒(méi)有ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化
C.實(shí)驗(yàn)組肌肉細(xì)胞中的ATP只有遠(yuǎn)離腺苷的特殊的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂
D.實(shí)驗(yàn)表明磷酸肌酸可維持細(xì)胞中ATP含量相對(duì)穩(wěn)定
10.除了ATP以外,生物體內(nèi)還存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成,CTP用于磷脂合成,GTP用于蛋白質(zhì)合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化學(xué)鍵不是直接由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的。物質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量都必須先合成ATP,然后ATP將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給相應(yīng)的核苷二磷酸,生成核苷三磷酸:ATP+UDP→ADP+UTP。下列敘述正確的是( )
A.生物體內(nèi)并非所有生命活動(dòng)都由ATP直接供能
B.有氧呼吸也能產(chǎn)生其他核苷三磷酸
C.作為高能磷酸化合物,ATP中的能量主要儲(chǔ)存在磷酸基團(tuán)中
D.各種物質(zhì)的吸收均依靠ATP供能
關(guān)鍵能力提升練
1.(2024·廣東深圳統(tǒng)考)褐色脂肪組織(BAT)細(xì)胞中有一種特殊的載體蛋白(UCP),其作用機(jī)制如圖所示。溫度、ATP與ADP的比值會(huì)影響UCP的活性。激活的UCP可使電子傳遞鏈過(guò)程不產(chǎn)生ATP。下列敘述正確的是( )
A.膜間隙的pH大于線粒體基質(zhì)
B.激活的UCP對(duì)H+的通透性小于ATP合成酶
C.UCP激活時(shí),BAT細(xì)胞的線粒體不能產(chǎn)生ATP
D.寒冷條件激活UCP,ADP濃度上升抑制UCP活性
2.ATP合成酶位于生物膜上,由頭部F1(水溶性蛋白質(zhì))和基部F0(疏水性蛋白質(zhì))構(gòu)成,當(dāng)H+順濃度梯度通過(guò)該酶時(shí),能夠催化ATP的合成,下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.組成ATP合成酶的F1嵌入膜內(nèi),F0位于膜外
B.ATP合成酶催化ATP合成所需的能量來(lái)自細(xì)胞呼吸
C.ATP合成酶運(yùn)輸H+的速率隨膜兩側(cè)濃度差的增大而一直增大
D.葉綠體的類囊體薄膜和線粒體內(nèi)膜上可能存在該酶
答案：
必備知識(shí)基礎(chǔ)練
1.C 解析 細(xì)胞都生活在溫和的環(huán)境條件下,酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,所以細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶,①正確;唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),能夠促使其水解的酶是蛋白酶,②錯(cuò)誤;ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來(lái)自細(xì)胞呼吸釋放的能量或光能等,③錯(cuò)誤;催化ATP水解的酶可能是參與某種離子運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白,如某些參與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白,④正確。
2.B 解析 少數(shù)化學(xué)本質(zhì)為RNA的酶的元素組成是C、H、O、N、P,與ATP的元素組成相同,ATP可作為直接能源物質(zhì)參與某些酶的合成,A項(xiàng)正確;酶和ATP在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外都可以發(fā)揮作用,B項(xiàng)錯(cuò)誤;能合成酶的細(xì)胞一定能合成ATP,但是能合成ATP的細(xì)胞不一定能合成酶,如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞,能合成ATP但不能合成酶,C項(xiàng)正確;細(xì)胞內(nèi)幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都需要酶的催化,大多數(shù)吸能反應(yīng)需要ATP水解提供能量,D項(xiàng)正確。
3.C 解析 由圖可知,核糖與腺嘌呤、核糖與磷酸、磷酸與磷酸之間均有脫水縮合,故ATP合成需要小分子之間多次脫水縮合,A項(xiàng)正確;ATP的水解產(chǎn)物可為某些RNA的合成提供原料,ATP脫去兩分子磷酸基團(tuán)后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本單位之一,B項(xiàng)正確;酶具有專一性,ATP水解時(shí),催化③和④處化學(xué)鍵斷裂的酶不相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP的水解能釋放能量,故ATP水解往往伴隨著吸能反應(yīng),為其提供能量,D項(xiàng)正確。
4.D 解析 光合作用中,光能可轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能,螢火蟲(chóng)發(fā)光時(shí),ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;新型冠狀病毒無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu),營(yíng)寄生生活,在宿主細(xì)胞中增殖,這一過(guò)程中所需要的ATP可以在宿主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中產(chǎn)生,B項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)裹挾了能量,可與載體蛋白等蛋白質(zhì)結(jié)合,使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,即發(fā)生磷酸化的過(guò)程,C項(xiàng)錯(cuò)誤;劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),人體內(nèi)的ATP主要通過(guò)有氧呼吸產(chǎn)生,無(wú)氧呼吸只是能量的補(bǔ)充,D項(xiàng)正確。
5.C 解析 細(xì)胞中ATP含量較少,生命活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中能量的供應(yīng)依賴于ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化在時(shí)刻不停地進(jìn)行,A項(xiàng)錯(cuò)誤;淀粉水解成葡萄糖時(shí)不需要ATP水解供能,不會(huì)有ADP的生成,B項(xiàng)錯(cuò)誤;人體成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有線粒體,即使在O2充足時(shí),也只能通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP,C項(xiàng)正確;一分子ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的產(chǎn)物是腺嘌呤核糖核苷酸,是構(gòu)成RNA的單體之一,而噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.D 解析 分析題圖可知,蛋白質(zhì)磷酸化過(guò)程中伴隨著ATP的水解,因此是一個(gè)吸能反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)去磷酸化后肽鍵并沒(méi)有斷裂,仍然可以與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;蛋白質(zhì)的磷酸化過(guò)程需要蛋白激酶參與,去磷酸化過(guò)程需要蛋白磷酸酶參與,因此蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化不屬于可逆反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;分析題圖可知,蛋白激酶可催化ATP水解,ATP水解后釋放的磷酸基團(tuán)與Ca2+載體蛋白結(jié)合,使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,D項(xiàng)正確。
7.C 解析 ATP和ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶(ATP合成酶和ATP水解酶)具有高效性,A項(xiàng)正確;ATP水解(反應(yīng)向右進(jìn)行)時(shí)遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵(c鍵)斷裂,釋放大量能量,供細(xì)胞的生命活動(dòng)利用,B項(xiàng)正確;圖1中的“A”代表腺嘌呤,方框中的部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是構(gòu)成RNA的單體之一,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖2的兩個(gè)反應(yīng)總是處于“動(dòng)態(tài)平衡”中,如劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)ATP分解量增加,此時(shí)其合成量也增加,D項(xiàng)正確。
8.D 解析 線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,有氧呼吸能產(chǎn)生大量ATP,A項(xiàng)正確;ATP是細(xì)胞的能量通貨,各種微生物或細(xì)胞中均有ATP,所以熒光檢測(cè)儀可以用于檢測(cè)酸奶制品中乳酸菌等厭氧型微生物的殘留量,B項(xiàng)正確;ATP是細(xì)胞中的直接供能物質(zhì),ATP能為生命活動(dòng)提供能量,ATP能為熒光素酶催化熒光素的反應(yīng)提供能量,C項(xiàng)正確;ATP在細(xì)胞內(nèi)含量較少,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9.D 解析 對(duì)照組蛙的肌肉在收縮時(shí)消耗的能量由ATP直接提供,A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)照組蛙的肌肉收縮需要ATP提供能量,對(duì)照組肌肉收縮前后ATP和ADP的含量沒(méi)有變化,故有ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)組肌肉在收縮前后ADP和AMP含量發(fā)生變化,說(shuō)明ATP的兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵均發(fā)生斷裂,C項(xiàng)錯(cuò)誤;磷酸肌酸能將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP,故對(duì)照組中的磷酸肌酸可以維持ATP含量的相對(duì)穩(wěn)定,D項(xiàng)正確。
10.A 解析 分析題意可知,除了ATP以外,生物體內(nèi)還存在其他可以供能的核苷三磷酸,故生物體內(nèi)并非所有生命活動(dòng)都由ATP直接供能,A項(xiàng)正確;據(jù)題可知,UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化學(xué)鍵不是直接由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的,故有氧呼吸不能直接產(chǎn)生其他核苷三磷酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;作為高能磷酸化合物,ATP中的能量主要儲(chǔ)存在特殊的化學(xué)鍵中,不是在磷酸基團(tuán)中,C項(xiàng)錯(cuò)誤;除了ATP以外,生物體內(nèi)還存在其他可以供能的核苷三磷酸,因此各種物質(zhì)的吸收并非都依靠ATP供能,且有些物質(zhì)的吸收是被動(dòng)運(yùn)輸,不消耗能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
關(guān)鍵能力提升練
1.D 解析 由于H+由膜間隙進(jìn)入線粒體基質(zhì)不需要消耗能量,說(shuō)明膜間隙H+濃度大于線粒體基質(zhì),膜間隙的pH小于線粒體基質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP與ADP的比值會(huì)影響UCP的活性,因此激活的UCP對(duì)H+的通透性遠(yuǎn)大于ATP合成酶,B項(xiàng)錯(cuò)誤;UCP激活時(shí),BAT細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜不能產(chǎn)生ATP,但線粒體基質(zhì)可以合成ATP,C項(xiàng)錯(cuò)誤;寒冷條件下UCP被激活,可使電子傳遞鏈過(guò)程不產(chǎn)生ATP,ADP濃度上升,從而抑制UCP活性,D項(xiàng)正確。
2.D 解析 由題意可知,F1為水溶性蛋白質(zhì),F0為疏水性蛋白質(zhì),而ATP合成酶位于生物膜上,構(gòu)成生物膜的磷脂尾部具有疏水性,因此,該酶需要依靠疏水性蛋白質(zhì)F0嵌入生物膜中,而F1則位于水溶性的溶液中,即膜外,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題意可知,H+順濃度梯度通過(guò)該酶時(shí)的電化學(xué)勢(shì)能為ATP的合成提供能量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP合成酶運(yùn)輸H+的方式為協(xié)助擴(kuò)散,運(yùn)輸速率還受該酶數(shù)量的限制,不會(huì)隨膜兩側(cè)濃度差的增大一直增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;類囊體薄膜上能進(jìn)行光反應(yīng),進(jìn)而生成ATP,線粒體內(nèi)膜上能進(jìn)行有氧呼吸第三階段,也能產(chǎn)生ATP,因此,葉綠體的類囊體薄膜和線粒體內(nèi)膜上可能存在ATP合成酶,D項(xiàng)正確。分組
對(duì)照組
實(shí)驗(yàn)組
狀態(tài)
收縮前
收縮后
收縮前
收縮后
1.30
1.30
1.30
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0.60
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