高中生物ATP的主要来源──细胞呼吸

高中生物ATP的主要来源──细胞呼吸2019年3月20日

（考试总分：120 分 考试时长： 120 分钟）

一、 填空题 （本题共计 5 小题，共计 20 分） 1、（4分）请根据如图反应式回答：

（1）上述反应从左向右进行时，能量来自_______________，用于____________。 （2）上述反应从右向左进行时，能量被贮存在_________中。

（3）在动物和人体内，ADP转化为ATP时所需的能量主要来自__________；在绿色植物体内，所需的能量既可来自__________，也可来自__________。细胞呼吸的方式包括__________和__________。 （4）ATP分子的中文全称是_________________，其结构简式中A代表的是_____，ATP分子中含的糖是______________。ATP分子脱掉两个磷酸集团后的结构名称是__________________（与RNA有关）。 2、（4分）ATP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动直接提供能量。为了研究ATP合成过程中的能量转换机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白（Ⅰ）和牛细胞中的ATP合成酶（Ⅱ）构建了ATP体外合成体系，如图所示。请回答问题：

（1）ATP在供能时，远离A的____________断裂，将能量释放出来。

（2）科学家利用人工体系模拟了ATP合成时的能量转换过程。在叶绿体中此过程发生的场所为____________。

（3）科学家利用人工体系进行了相关实验，如下表。

人工体系 组H＋通过Ⅰ的H＋通过Ⅱ的别 大豆磷脂构成的囊泡 Ⅰ Ⅱ 转运 转运 ATP 1 ＋ ＋ ＋ 有 有 产生 2 ＋ － ＋ 无 无 不产生 3 ＋ ＋ － 有 无 不产生 第1页 共6页注：“＋”、“－”分别表示人工体系中组分的“有”、“无”

①比较第1组和第2组的结果可知，Ⅰ可以转运H＋

进入囊泡。进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H＋浓度____________囊泡外。

②比较第1组和第3组的结果可知，伴随图中的____________的过程，ADP和Pi合成ATP。 （4）结合图与实验分析，说明人工体系产生ATP的能量转换过程是光能→____________→ATP中的化学能。

3、（4分）如图为ATP与ADP相互转化的图解，请据图回答下列问题：

（1）ATP分子的结构简式是___________________。ATP分子大量的化学能储存在___________________中。

（2）写出ATP与ADP相互转化的反应式：___________________。

（3）对于动物和人来说，ADP转变成ATP时，所需的能量主要来自___________________；对于绿色植物来说，ADP转变成ATP时，所需能量主要来自___________________和___________________。 4、（4分）下图是ATP的分子结构，请据图回答：

（1）ATP的分子简式为____________。 （2）图中虚线部分的名称是____________。

（3）写出ATP与ADP相互转变的反应式：________________________。该反应进行的场所是____________。

（4）在绿色植物和动物体内，ATP合成所需能量的来源分别是____________和__________。 （5）在生物体内，ATP水解释放的能量的去向是：______________________________。

5、（4分）下列反应式是ATP、ADP在不同酶作用下的相互转化,请根据要求回答问题。 ①

②

（1）当反应式②进行时,能量用于_______,此过程称为____反应。 （2）当反应式①进行时,即ATP水解,释放的能量用于___。 （3）萤火虫放光所需能量由____直接提供。 二、 单选题 （本题共计 20 小题，共计 100 分）

◎ 第2页 共6页

6、（5分）ATP是细胞的能量“通货”，下列有关ATP的说法正确的是 A．ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解

B．黑暗条件下，叶肉细胞中只有线粒体可以产生ATP C．ATP彻底水解生成腺嘌呤、核糖、磷酸

D．ATP是直接能源物质，因此细胞储备着大量的ATP

7、（5分）ATP是细胞内的直接能源物质，可通过多种途径产生，如图所示。以下说法正确的是

A．ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解

B．黑暗条件下，叶肉细胞中只有线粒体可以产生ATP C．ATP彻底水解生成腺嘌呤、核糖、磷酸

D．ATP是直接能源物质，因此细胞储备着大量的ATP 13、（5分）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

A．O2由红细胞进入肝脏细胞，使ATP含量迅速下降 B．a过程和b过程都在细胞器中进行

C．绿色植物通过b过程形成的ATP不能用于吸收矿质元素 D．①、②在物质和能量上都可成为互逆反应 8、（5分）下列有关酶与ATP的叙述，错误的是

A．酶的合成需要消耗ATP B．人成熟红细胞不能合成酶但能产生ATP C．酶催化的化学反应都需要消耗ATP D．ATP的合成与分解离不开酶 9、（5分）下列有关ATP的叙述，不正确的是

A．人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生ATP B．在平静和剧烈运动状态，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡 C．细胞中需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的

D．ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸

10、（5分）图1为ATP的结构，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法正确的是

A．图1中的五碳糖为脱氧核糖

B．图1中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键

C．图2中反应向右进行时，图2中c键断裂并释放能量 D．图2中反应向左进行时，能量只能来自呼吸作用 11、（5分）下列关于ATP的叙述，正确的是 A．ATP的合成场所与ATP的水解场所基本相同

B．每个ATP分子中含有2个高能磷酸键和2个磷酸基团 C．ATP在细胞内的含量较多，满足了各种代谢活动的能量需求 D．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的 12、（5分）ATP是细胞的能量“通货”，下列有关ATP的说法正确的是

第3页 共6页B．ATP中的“A”与RNA中碱基“A”表示同种物质

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

14、（5分）ATP是一种高能磷酸化合物，如图是生物界中能量通货-ATP的“循环”示意图。相关叙述正确的是

A．组成图中“M”和“N”的元素与动植物体内重要储能物质的组成元素相同

B．图中①过程消耗的能量1形式与②过程释放的能量2形式不完全相同，①过程发生场所和催化的酶与②过程完全不相同

C．ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸

D．ATP是细胞代谢的直接且唯一能源，代谢旺盛的细胞内ATP含量较多、代谢缓慢的细胞内ADP含量较多

15、（5分）下列生理过程属于放能反应的是

①肌肉收缩 ②光反应 ③暗反应 ④葡萄糖合成淀粉 ⑤糖类的氧化分解 A．①③④ B．②③⑤ C．②④⑤ D．②⑤ 16、（5分）关于下列四幅图的叙述正确的是

A．在小鼠的体细胞内检测到的丁图所示化合物很可能是蔗糖 B．图甲中共有5种核苷酸

C．乙图所示的化合物中不含糖类物质 D．组成丙图所示物质的单糖是脱氧核糖或核糖

17、（5分）细胞代谢与酶和ATP密切相关，丹麦生物学家斯科因研究ATP合成酶，而获得1997年诺贝尔化学奖。下列关于酶和ATP关系的叙述，错误的是

◎ 第4页 共6页

A．酶和ATP均是活细胞产生的有机物 B．酶的合成需要ATP供应能量

C．ATP和ADP的相互转化需要同种酶的催化 D．ATP无物种特异性，酶具有物种特异性

18、（5分）如图表示生物体内发生的两个化学反应，图中①②③④表示相应的化学键。下列相关说法C．光合作用、主动运输 D．呼吸作用、蒸腾作用 22、（5分）下列关于ATP的叙述中，正确的是

A．ATP分子由1个腺嘌呤脱氧核苷酸和2个磷酸基团组成 B．在剧烈运动时，肌细胞产生ATP的速率增加 C．线粒体内大量合成ATP的部位是基质 正确的是

A．进行图示的水解过程，③和④均断裂

B．图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同 C．细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系 D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内 19、（5分）图为ATP与ADP相互转化示意图，有关叙述正确的是

A．过程①②都可发生在线粒体和叶绿体中 B．过程①所需能量均来自有机物的氧化分解

C．过程②释放的能量可直接用于人体红细胞吸收葡萄糖 D．吸能反应一般与过程①相联系，放能反应一般与过程②相联系20、（5分）下列有关ATP的叙述，不正确的有几项 ①哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生ATP ②植物细胞产生的ATP，均可用于一切生命活动

③ATP在叶肉细胞中可以由叶绿体基质向叶绿体类囊体运动 ④ATP和RNA具有相同的五碳糖

⑤在有氧和缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP ⑥ATP分子中的两个高能磷酸键稳定性不同

⑦ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示相同物质 ⑧ATP与绝大多数酶的组成元素不存在差异． A．三项 B．四项 C．五项 D．六项 21、（5分）高等植物体内产生ATP的生理过程有 A．呼吸作用、渗透作用 B．光合作用、呼吸作用

第5页 共6页D．叶绿体内ATP的运输方向是基质→类囊体薄膜 23、（5分）下列关于ATP的叙述不正确的是 A．能产生ATP的细胞不一定含有线粒体

B．吸能反应一般与ATP水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系 C．在叶绿体中，ADP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质 D．ATP中的“A”与构成DNA、RNA的碱基“A”不是同一物质

24、（5分）ATP在细胞中能够快速释放能量和吸收能量，从其化学结构看，原因是

①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合 ③远离腺苷的那个磷酸基团很容易从ATP上脱离，同时释放能量 ④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合转变成ATP，同时吸收能量

A．①③ B．②④ C．③④ D．①④

25、（5分）ATP是细胞的能量“通货”，下列叙述正确的是 A．ATP中的“A”代表腺嘌呤，是组成核酸成分之一 B．ATP水解反应一般与放能反应相联系 C．ATP中的糖和RNA中的五碳糖是相同的

D．人在激烈运动的状态下，细胞中ATP含量远低于ADP

◎ 第6页 共6页

一、 填空题 （本题共计 5 小题，共计 20 分）

1、（4分）【答案】ATP中的高能磷酸键 各项生命活动 ATP/ATP中的高能磷酸键 细胞呼吸 细胞呼吸 光合作用 有氧呼吸 无氧呼吸 三磷酸腺苷 腺苷 核糖 腺嘌呤核糖核苷酸 【解析】

（1）根据以上分析已知，上述反应从左向右进行时，表示ATP的水解，能量来自于ATP中远离A的高能磷酸键，用于各项生命活动。

（2）上述反应从右向左进行时，表示ATP的合成，能量储存于远离A的高能磷酸键中。

（3）在动物和人体内，形成ATP的过程为呼吸作用，故ADP转化为ATP时所需的能量主要来自呼吸作用；在绿色植物体内，形成ATP的过程包括光合作用和呼吸作用，故所需的能量来自光合作用和呼吸作用。细胞呼吸方式包括有氧呼吸和无氧呼吸。

（4）ATP是三磷酸腺苷的简称，结构简式为A-P~P~P，其中A表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；ATP分子脱掉两个磷酸集团后的结构名称是腺嘌呤核糖核苷酸，可以作为RNA合成的原料。

2、（4分）【答案】高能磷酸键 类囊体膜（囊状结构薄膜） 高于（大于） H＋通过Ⅱ向囊泡外转运 H＋电化学势能（H＋浓度梯度势能）

【解析】分析图形，H+

进入囊泡通过Ⅰ过程，需要光，说明该囊泡模拟的是叶绿体的类囊体薄膜；H+

通过Ⅱ出囊泡，形成ATP，说明模拟的是线粒体的内膜。

（1）ATP中远离A高能磷酸键断裂，释放能量，供给各项耗能的生命活动。 （2）叶绿体中合成ATP的场所是类囊体薄膜。

（3）第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H+浓度高，大于囊泡外的H+浓度。 ②比较第1组和第3组的结果可知，伴随H+通过Ⅱ向囊泡外转运的过程，ADP和Pi合成ATP。 （4）上述实验数据分析可知人工体系产生ATP的能量转换过程是：光能→H+电化学势能→ATP中的化学能。

3、（4分）【答案】A-P～P～P 高能磷酸键（～） 呼吸作用 呼吸

作用 光合作用 【解析】

（1）ATP的结构简式是，“A”是腺苷，“T”是三个，“P”是磷酸基，“-”是普通化学键，“~”代表高能磷酸基，分子中大量的化学能储存在“~”高能磷酸键中. （2）ATP与ADP相互转化的反应式是：

（3）动物细胞ATP合成的能量来源是呼吸作用，植物细胞ATP合成的能量来源是光合作用和呼吸作用，场所有细胞质基质、叶绿体、线粒体。

第7页 共6页4、（4分）【答案】A－P～P～P 腺苷 ATPADP＋Pi（或磷酸）＋能量 细胞内 光

合作用和呼吸作用 呼吸作用 直接用于各项生命活动 【解析】

（1）ATP的结构简式A-P～P～P； （2）图中虚线部分的名称是腺苷（A）； （3）ATP与ADP相互转变的反应式：

，ATP水解的部位是细胞内的需能部位；

（4）在绿色植物体内，ATP合成可通过光合作用和呼吸作用，动物细胞内则来自于呼吸作用； （5）ATP为直接能源物质，水解释放的能量可用于各种生命活动。

5、（4分）【答案】ATP的合成 吸能 肌肉收缩、神经细胞的活动以及细胞中许多其他活动 ATP 【解析】

（1）当反应式②进行时，代表ATP的合成，所用的能量用于A TP的合成，此过程称为吸能反应。 （2）当反应式①进行时，即ATP水解，所释放的能量来自ATP的高能磷酸键的断裂释放的能量，用于肌肉收缩、神经细胞的活动以及细胞中许多其他活动。

（3）ATP是生命活动的直接能源物质，萤火虫放光所需能量由ATP直接提供。 二、 单选题 （本题共计 20 小题，共计 100 分） 6、（5分）【答案】C

【解析】ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分解，如光合作用的光反应，A错误；黑暗条件下，叶肉细胞中产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质，B错误；ATP彻底水解生成腺嘌呤、核糖、磷酸，C正确；ATP是直接能源物质，但细胞内的ATP含量较少，消耗后可迅速合成，D错误。 7、（5分）【答案】C

【解析】O2由红细胞进入肝脏细胞属于自由扩散，不需要载体和能量，因此ATP含量基本不变，A项错误；a表示细胞呼吸，细胞呼吸的场所有细胞质基质、线粒体，B项错误；b过程为光合作用，其形成的ATP只能用于暗反应，不能用于其他生命活动，C项正确；①、②分别为ATP的合成和水解过程，其中物质是可逆的，能量是不可逆的，D项错误。 8、（5分）【答案】C

【解析】酶的化学本质为蛋白质或RNA，两者的合成都需要消耗ATP以提供能量，A正确；人成熟的红细胞无细胞核和细胞器，不能进行酶的合成过程，但通过无氧呼吸供能合成ATP，B正确；酶催化的反应是从催化剂的角度分类的，是否消耗ATP是从是从反应对能量的需求方面来分类的，酶催化的化学反应不一定要消耗ATP，若是耗能反应，需要消耗ATP若不是耗能反应，就不消耗ATP，C错误；ATP的合成过程和ATP的水解过程都是酶促反应，离不开酶的催化作用，D正确；综上所述，选C项。 9、（5分）【答案】C 【解析】

◎ 第8页 共6页

【分析】

ATP与ADP相互转化的反应式：

（1molATP水解释放30.54KJ能量）。反应式从

左到右时能量代表释放的能量，用于一切生命活动。反应式从右到左时能量代表转移的能量，动物中为呼吸作用转移的能量，植物中来自光合作用和呼吸作用。 10、（5分）【答案】C

【解析】构成ATP的糖为核糖，A错误；图1中A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键，B错误；图2中反应向右进行时，ATP水解，图2中c键断裂并释放能量，C正确；图2中反应向左进行时，ATP合成，所需能量可来自呼吸作用和光合作用，D错误。 11、（5分）【答案】D

【解析】合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，而细胞中需要消耗能量的场所都会发生ATP的水解，A错误；每个ATP分子中含有2个高能磷酸键和3个磷酸基团，B错误；ATP在细胞内的含量较少，但是转化非常迅速，所以可以满足各种代谢活动的能量需求，C错误；ATP是直接能源物质，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，D正确。 12、（5分）【答案】C

【解析】ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分解，如光合作用的光反应，A错误；黑暗条件下，叶肉细胞中产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质，B错误；ATP彻底水解生成腺嘌呤、核糖、磷酸，C正确；ATP是直接能源物质，但细胞内的ATP含量较少，消耗后可迅速合成，D错误。 13、（5分）【答案】C

【解析】ATP中的能量可以来自光能，A项错误；ATP中的“A”代表腺苷，与RNA中碱基“A”表示不同物质，B项错误；ATP水解形成ADP时，离腺苷最远的高能磷酸键断裂，同时释放出能量，C项正确，D项错误。 14、（5分）【答案】C

【解析】动植物体内重要的储能物质是脂肪，脂肪的组成元素只有C、H、O，腺嘌呤中含有氮元素，二者的元素组成不同，A项错误；①ATP合成过程发生场所与②ATP分解过程的场所可能相同，如原核细胞的①②过程均发生在细胞质，B项错误；ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成一个腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸，C项正确；ATP是大多数生命活动的直接能源物质，在细胞内的含量不多，代谢旺盛的细胞内通过ATP与ADP的快速转化为生命活动提供能量，D项错误。 15、（5分）【答案】D

【解析】肌肉收缩需要消耗能量，属于吸能反应，①错误，因此，A错误；光反应将光能转化成ATP中活跃的化学能，属于放能反应，②正确；暗反应需要消耗能量，属于吸能反应，③错误，因此，B错误；葡萄糖合成淀粉，需要消耗能量，属于吸能反应，④错误，因此，C错误；糖类的氧化分解会释放能量，⑤正确，因此，本题答案选D。

第9页 共6页16、（5分）【答案】D

【解析】丁图表示二糖，动物细胞特有的二糖是乳糖，蔗糖是植物细胞特有的二糖之一，A错误；图甲中含有碱基T的DNA链中含有4种脱氧核苷酸，含有碱基U的RNA链中含有4种核糖核苷酸，共有8种核苷酸，B错误；乙图所示的化合物为ATP，ATP中含有核糖，C错误；丙图表示核苷酸，1分子的核苷酸是由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子含氮碱基组成，其中的五碳糖可以是脱氧核糖也可以是核糖，D正确。 17、（5分）【答案】C

【解析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，ATP是细胞内发生放能反应或有能量供应时生成的有机物，A正确；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白质和RNA的合成均需要消耗能量(ATP)，B正确；ADP转化成ATP是合成反应，ATP转化成ADP是水解反应，催化两种反应的酶不同，C错误；ATP是绝大多数生命活动的能量来源，是细胞内的能量通货，无物种特异性，酶的合成受遗传物质的控制，不同的生物体内含有的酶有差别，D正确。 18、（5分）【答案】B

【解析】进行图示的水解过程，远离腺嘌呤的高能磷酸键（④）断裂，A错误；图中酶1和酶2的化学本质均是蛋白质，但是二者的种类不同，酶1是ATP水解酶，酶2是ATP合成酶，B正确；细胞中的吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，C错误；ATP为直接能源物质，ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，D错误。故选B。 19、（5分）【答案】A

【解析】在线粒体和叶绿体中都有ATP的合成与水解，A正确；若ATP的合成发生在叶绿体中，过程①所需能量来自于光能，若ATP的合成发生在线粒体中，过程①所需能量来自有机物的氧化分解，B错误；人体红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，不需要消耗能量，没有ATP水解，C错误；ATP的合成即过程①与放能反应有关，ATP的水解即过程②与吸能反应有关，D错误。 20、（5分）【答案】C

【解析】哺乳动物成熟的红细胞中没有线粒体，但可通过无氧呼吸产生ATP，①错误；植物细胞通过光合作用产生的ATP，一般而言，只能用于暗反应阶段的三碳化合物的还原，②错误；在光合作用中，ATP产生于光反应阶段，用于暗反应阶段的三碳化合物还原，因此ATP在叶肉细胞中可以由叶绿体类囊体向叶绿体基质运动，③错误；ATP和RNA含有的五碳糖均为核糖，④正确；在有氧和缺氧的条件下，葡萄糖都能在细胞质基质中被分解为丙酮酸和少量的[H]，释放少量的能量，形成少量的ATP，⑤正确；ATP分子中的两个高能磷酸键稳定性不同，远离腺苷的高能磷酸键更易断裂，⑥正确；ATP中的“A”表示“腺苷”，构成DNA、RNA中的碱基“A”表示“腺嘌呤”，二者表示不同物质，⑦错误；ATP含有C、H、O、N、P这五种元素，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N四种，有的蛋白质还含有S等元素，⑧错误。综上分析，A、B、D均错误，C正确。 21、（5分）【答案】B

第10页 共6页

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