第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修第一册（人教版 多选）

[基础达标练] 1．如图是ATP的结构示意图，下列相关说法正确的是(　　) A．图中a是DNA的基本组成单位之一 B．图中c代表的化学键比b更易水解断裂 C．图中磷酸基团都带正电，使得b和c不稳定 D．一分子ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 解析　a代表AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，A错误；在有关酶的作用下，ATP中远离A的那个特殊化学键很容易水解，即c比b更容易断裂，B正确；图中磷酸基团都带负电，使得b和c不稳定，C错误；一分子ATP由1个腺苷(＝1分子腺嘌呤＋1分子核糖)和3个磷酸基团组成，D错误。 答案　B 2．ATP是细胞内流通的能量“货币”。下列关于ATP的说法，不正确的是(　　) A．细胞中需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量 B．参与ATP形成的元素与核酸相同 C．植物根尖成熟区吸收Mg2＋与ATP的水解相联系 D．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 解析　细胞中绝大多数需要能量的生命活动由ATP水解直接提供，A错误；参与ATP、核酸形成的元素都是C、H、O、N、P，B正确；植物根尖成熟区吸收Mg2＋需要消耗能量，能量可由ATP水解提供，C正确；ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，D正确。 答案　A 3．(2025·朝阳统考)下列关于ATP的叙述，正确的是(　　) A．由1分子脱氧核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团组成 B．ATP分子中与磷酸基团相连接的化学键称为特殊的化学键 C．ATP中的“A”与碱基“A”代表的含义相同 D．ATP与磷脂的元素组成相同 解析　1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键不稳定，称为特殊的化学键，而磷酸基团与核糖相连接的化学键不是特殊化学键，B错误；ATP中的“A”是腺苷，碱基“A”是腺嘌呤，C错误；ATP和磷脂都是由C、H、O、N、P几种元素构成，D正确。 答案　D 4．细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP。ATP是NTP家族中的一员，dATP是dNTP家族中的一员。每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下列相关叙述不合理的是(　　) A．NTP和dNTP都能作为直接能源物质 B．dNTP彻底水解的产物中可能含尿嘧啶 C．NTP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到NDP D．每个NTP分子中都含有3个磷酸基团 解析　对NTP和dNTP进行比较： NTP(核苷三磷酸) dNTP(脱氧核苷三磷酸) 种类 ATP、GTP、CTP、UTP dATP、dGTP、dCTP、dTTP 组成 碱基(A、G、C、U)＋核糖＋3个磷酸基团 碱基(A、G、C、T)＋脱氧核糖＋3个磷酸基团 联系 都是高能磷酸化合物(题干信息)，都可以作为直接能源物质，A合理 根据以上分析可知，dNTP彻底水解的产物中一定不含尿嘧啶(U)，每个NTP分子中都含有3个磷酸基团，B不合理，D合理；NTP在酶的作用下水解，离腺苷最远的磷酸基团脱离下来，可得到比NTP稳定的化合物NDP，C合理。 答案　B 5．图1为ATP的结构式，图2为ATP与ADP相互转化的关系式。下列叙述正确的是(　　) A．图1中a的名称是腺嘌呤脱氧核苷酸 B．图2中的①、②过程发生的场所一般相同 C．当人体进行剧烈运动时，图2中过程①的速率高于② D．萤火虫细胞中进行图2中的过程②时所需能量均来自细胞呼吸 解析　图1中a的名称是腺苷，A错误；①过程表示ATP分解，②过程表示ATP合成，图2中的①、②两个过程发生的场所一般不相同，B错误；人体无论是静止状态还是剧烈运动状态，图2中过程①的速率约等于②，即两个过程处于动态的平衡状态，C错误；萤火虫细胞不能进行光合作用，因此萤火虫细胞中ATP合成(图2中的过程②)所需的能量均来自细胞呼吸，D正确。 答案　D 6．如图所示为ATP和ADP之间的转化，下列说法正确的是(　　) A．M为ADP，N为ATP B．X1和X2是同一种物质 C．能量1和能量2来源相同 D．ATP与ADP的相互转化在所有生物体内都存在，体现生物界的统一性 解析　据图分析如下， M→N N→M 释放能量，ATP水解过程 吸收能量，ATP合成过程 ATP(M)→ADP(N)＋Pi(X2)＋能量1(属于ATP中储存的能量) ADP(N)＋Pi(X1)＋能量2(来自光能或细胞呼吸释放的化学能)→ATP(M) 可知A、C错误，B正确。ATP和ADP的相互转化发生在细胞生物内，病毒体内无ATP与ADP的相互转化，D错误。 答案　B 7．萤火虫在夜晚能发出荧光，其发光的机理如下，①代表生物体内的某种重要化学物质。下列叙述正确的是(　　) 荧光素＋ATP＋O2氧化荧光素＋①＋2Pi＋CO2＋光 A．萤火虫发光时细胞中的荧光素酶主要起调节作用 B．荧光素被激活过程发生的化学反应属于放能反应 C．萤火虫发出荧光时，ATP为荧光素的激发提供直接能源 D．ATP水解生成的①是ADP，靠近腺苷的特殊化学键断裂 解析　荧光素酶起催化作用，A错误；荧光素被激活过程伴随着ATP的水解，因此发生的化学反应属于吸能反应，B错误；ATP是绝大多数生命活动所需能量的直接来源，因此萤火虫发出荧光时，ATP为荧光素的激发提供直接能源，C正确；据题中生成两个Pi可知ATP的两个磷酸基团均脱落，水解生成AMP，D错误。 答案　C 8．ATP药物在心血管内科的应用非常广泛，其种类有 ATP片剂和 ATP注射液，ATP片剂可以口服，ATP 注射液可供肌肉注射或静脉滴注。下列叙述错误的是(　　) A．代谢旺盛的细胞中，ATP的含量远高于 ADP的 B．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通 C．ATP水解形成 ADP时所释放的能量可用于主动运输 D．ATP的水解往往伴随着蛋白质的磷酸化 解析　代谢旺盛的细胞中，ATP的含量和ADP的含量差别不大，因为细胞内的ATP和ADP时刻不停地发生相互转化且处于动态平衡之中，A错误；吸能反应和ATP的水解相关联，放能反应和ATP的合成相关联，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”，B正确；主动运输消耗能量，故ATP水解形成ADP时所释放的能量可用于主动运输，C正确；ATP转化为ADP的过程中往往伴随着蛋白质的磷酸化，D正确。 答案　A [素能提升练] 9．(多选)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，ATP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，如图为ATP的结构式，下列相关叙述错误的是(　　) 注：C1表示碳原子的位置是1号碳，其他同理 A．ATP中相邻的磷酸基团都带正电荷而相互排斥 B．ATP中含有两个特殊化学键，图中字母A表示腺苷 C．在ATP水解酶作用下，脱离下来的Pγ挟能量与其他分子结合 D．ATP水解反应与细胞内的许多放能反应相联系 解析　腺苷三磷酸中两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得特殊化学键不稳定，A错误；图中字母A表示腺嘌呤碱基，腺苷是腺嘌呤碱基＋核糖，B错误；在ATP水解酶作用下，Pγ从ATP上脱落下来，脱离下来的Pγ挟能量与其他分子结合，C正确；ATP水解反应释放能量，与细胞内的许多吸能反应相联系，D错误。 答案　ABD 10．(多选)在蛋白激酶的作用下，ATP最外侧的磷酸基团可与真核细胞中某些蛋白质特定氨基酸的羟基反应，将磷酸基团转移到蛋白质上，这个过程称为磷酸化，磷酸化后的蛋白质构象发生改变；同样，磷酸化的蛋白质又可在蛋白磷酸酶的作用下去磷酸化，过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A．过酸、过碱或低温都会使蛋白磷酸酶变性失活 B．蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程不属于可逆反应 C．蛋白激酶的活性提高会使ADP的含量持续增加 D．ATP分子去掉两个磷酸基团后剩余的部分是组成核糖核酸的基本单位 解析　过酸、过碱或温度过高都会使酶的空间结构被破坏，导致酶变性失活，A错误；蛋白质的磷酸化过程要用蛋白激酶，而去磷酸化过程要用蛋白磷酸酶，蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应，B正确；在生物体内ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，因此蛋白激酶的活性提高不会使ADP的含量持续增加，C错误；ATP分子去掉两个磷酸基团后剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成核糖核酸的基本单位，D正确。 答案　AC 11．ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，如图是ATP的分子结构图，据图回答下列问题： (1)ATP分子的结构简式可表示为__________，图中虚线部分的名称是__________。 (2)图中①处的化学键断裂，形成的化合物是______的组成单位。 (3)ATP的水解过程常发生在图中的____(填“①”“②”或“①②”)处，断裂的化学键是______，释放的能量去向是__________。水解的反应式为________，生物细胞中ATP的水解一般与______反应相联系。 (4)ATP为主动运输供能的过程实质上就是载体蛋白的______过程，从而导致载体蛋白的______发生变化，活性也被改变，因而可以参与物质运输。 解析　(1)ATP分子的结构简式可表示为A—P～P～P；图中虚线部分由腺嘌呤和核糖组成，为腺苷。(2)图中①处的化学键断裂，形成的化合物是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成核糖核酸(RNA)的基本单位。(3)ATP的水解过程常发生在远离腺嘌呤的特殊化学键(②)断裂；释放的能量用于细胞中需能的各项生命活动；ATP水解的反应式为ATPADP＋Pi＋能量，生物细胞中ATP的水解一般与吸能反应相联系。生物细胞中ATP的合成一般与放能反应相联系。(4)ATP为主动运输供能的过程实质上就是载体蛋白的磷酸化的过程，从而导致载体蛋白的空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与物质的运输。 答案　(1)A—P～P～P　腺苷　(2)核糖核酸 (3)②　特殊化学键　用于细胞需能的各项生命活动　ATPADP＋Pi＋能量　吸能 (4)磷酸化　空间结构 12．为保证市民的食品安全，执法人员会使用ATP荧光检测系统对餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进行检测。其设计灵感来源于萤火虫尾部发光器发光的原理。请据图回答下列问题： (1)图1为萤火虫尾部发光器发光原理，据图分析可知萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的______催化荧光素反应，从而放出光子而发出荧光，催化过程中消耗的能量由______水解直接提供。 (2)图2中的荧光检测仪可检测上述反应中荧光强度，从而推测微生物含量。该仪器可用作检测微生物含量的前提包括______。 ①细胞中储备的ATP非常多；②所有生物活细胞中都含有ATP；③不同细胞中ATP浓度差异不大；④荧光强度与ATP供应呈正相关；⑤试剂与样品混合后发荧光属于放能反应 综合上述材料分析，为保证该反应顺利进行，检测试剂中除了荧光素酶外，至少应有______。 根据酶的特性，检测试剂应在低温保存，使用时再恢复至常温，原因是____________ ______________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)严谨的检测操作才能保证测量结果准确。执法人员检测前通常会带上无菌手套，主要是为了避免______导致检测到的微生物含量偏______。检测时用拭子反复擦拭可以破坏微生物的细胞膜，进而更准确地检测出ATP的含量，因为ATP产生于______。 (4)ATP水解释放的能量可用于大脑思考、生物发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩等。ATP水解释放的能量使蛋白质分子______，蛋白质________发生变化，活性改变，从而参与各种化学反应。 (5)正常细胞中ATP与ADP的相互转化处于______中，这种功能机制在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了_____________________________________________________。 解析　(1)酶具有催化作用，由图可知，萤火虫能够发光是由于萤火虫腹部细胞内的荧光素酶催化荧光素反应形成荧光素酰腺苷酸，后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光；ATP是细胞的直接能源物质，催化过程中消耗的能量由ATP水解直接提供。(2)①细胞内的ATP含量较少，①错误；②③所有生物活细胞中都含有ATP，不同细胞中ATP浓度差异不大，这是以荧光强度反映微生物含量的前提，②③正确；④荧光强度与ATP供应呈正相关，所以ATP越多，荧光强度越大，④正确；⑤根据图1可知，该过程需要ATP水解供能，属于吸能反应，即试剂与样品混合后发荧光属于吸能反应，⑤错误。综上分析，该仪器可用作检测微生物含量的前提包括②③④。为保证该反应顺利进行，检测试剂中除了荧光素酶外，至少应有荧光素、氧气；由于低温条件下酶的活性较低，且酶的分子结构较稳定，使用时升高温度可使酶的活性升高，因此检测试剂应低温保存，使用时再恢复至常温。(3)执法人员检测前通常会带上无菌手套，主要是为了避免手上携带的杂菌污染导致检测到的微生物含量偏高；因为ATP产生于微生物细胞内，通过细胞呼吸产生，因此检测时用拭子反复擦拭可以破坏微生物的细胞膜，可使ATP释放，进而更准确地检测出ATP的含量。(4)ATP水解释放的能量使蛋白质分子磷酸化，蛋白质空间结构发生变化，活性改变，从而参与各种化学反应。(5)正常细胞中ATP与ADP的相互转化处于动态平衡中，这种功能机制在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。 答案　(1)荧光素酶　ATP (2)②③④　荧光素、氧气　低温条件下酶的活性较低，且酶的分子结构较稳定 (3)杂菌污染　高　细胞内 (4)磷酸化　空间结构　(5)动态平衡　生物界的统一性 学科网（北京）股份有限公司 $