课后分层练(十七) 细胞的能量“货币”ATP-【正禾一本通】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义配套练习（人教版，单选）

课后分层练(十七)　细胞的能量“货币”ATP (选择题每题5分，非选择题每题15分) 【基础巩固练】 考点一　ATP的结构和功能 1．下图表示ATP的结构模式图，下列叙述正确的是(　　) A．ATP分子的结构可以简写成A—P—P～P B．呼吸作用与②的形成相联系 C．③代表脱氧核糖，参与构成细胞内的DNA D．④代表腺苷，可存在于RNA中 解析：选B。ATP分子的结构可以简写成A－P～P～P，A错误；呼吸作用是放能反应，与②的形成相联系，B正确；③代表核糖，C错误；④代表腺嘌呤，D错误。 2．实验研究表明，向经过连续收缩发生疲劳的离体肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向同一条肌肉上滴加ATP溶液，静置一段时间后，肌肉能发生明显收缩。这表明(　　) A．葡萄糖是能源物质 B．ATP是直接能源物质 C．葡萄糖是直接能源物质 D．ATP不是能源物质 解析：选B。根据题意“向经过连续收缩发生疲劳的离体肌肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；“向同一条肌肉上滴加ATP溶液，静置一段时间后，肌肉能发生明显收缩”说明ATP是直接能源物质。 3．GTP与ATP的化学结构相似。G蛋白由Gα、Gβ和Gγ三个亚基组成，具有GTP水解酶活性。G蛋白可以在活性状态与非活性状态之间相互转化，如图所示，激动剂与G蛋白偶联受体(GPCR)结合后可引起G蛋白转化为活性状态。下列叙述正确的是(　　) A．GTP中含2个磷酸基团，G代表鸟嘌呤核糖核苷酸 B．细胞中的GTP也可能作为生命活动的直接能源物质 C．G蛋白由非活性状态转化为活性状态与去磷酸化有关 D．生物体内G蛋白的活性只受温度和pH变化的影响 解析：选B。GTP与ATP的化学结构相似，故GTP中含3个磷酸基团，GTP中的G代表鸟苷，A错误；ATP是生物体内的直接能源物质，GTP与ATP的化学结构相似，细胞中的GTP也可能作为生命活动的直接能源物质，B正确；据题图分析，G蛋白由非活性状态转化为活性状态时，G蛋白上结合的GDP变为GTP，即发生磷酸化，C错误；据题意可知，G蛋白的活性还受激动剂的影响，D错误。 考点二　ATP与ADP的转化 4．ATP与ADP的转化关系如图，其中①和②为反应过程，③表示某化学键，下列叙述正确的是(　　) A．过程①是合成反应 B．过程②的能量来源可以不同 C．过程①和②需要的是同一种酶 D．细胞内所有的吸能反应均由ATP供能 解析：选B。过程①是ATP的水解反应，A错误。对于绿色植物来说，过程②的能量来源于光能或呼吸作用所释放的能量；对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，过程②所需的能量均来自细胞呼吸，故过程②的能量来源可以不同，B正确。酶具有专一性，过程①和②需要的不是同一种酶，C错误。细胞内的吸能反应绝大多数是由ATP直接提供能量，少数是由GTP、CTP、UTP直接供能，D错误。 5．ATP(甲)是驱动细胞生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是(　　) A．在主动运输过程中，乙的含量会明显增加 B．丙中不含磷酸基团，是RNA的基本组成单位之一 C．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成 D．甲→乙和乙→丙过程中，起催化作用的酶空间结构相同 解析：选C。图中甲为ATP，乙是ADP，生物体内的ATP和ADP含量非常少，但二者的相互转化处于动态平衡状态，所以主动运输过程中，乙的含量不会明显增加，A错误；丙是腺嘌呤核糖核苷酸，含有一个磷酸基团，B错误；丁为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，而戊是磷酸基团，可用于甲的合成，C正确；催化甲→乙和乙→丙过程的酶不同，空间结构也不同，D错误。 6．“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。”诗人杜牧描绘的风景美如画。萤火虫发荧光的相关化学变化如图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A．催化荧光素氧化反应的酶与催化ATP水解的酶不是同一种酶 B．萤火虫尾部的发光细胞内含有大量的ATP，以保证其正常发光 C．萤火虫发荧光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化 D．荧光素被氧化发出荧光的过程为吸能反应，伴随着ATP的水解 解析：选B。荧光素酶催化荧光素氧化反应，ATP水解酶催化ATP水解，两种酶不同，A正确；细胞中ATP含量少，但ADP和ATP的相互转化非常迅速并处于动态平衡之中，B错误；题图中荧光产生的过程体现了ATP中活跃的化学能转变为光能，C正确；荧光素与氧气发生化学反应的过程需要ATP水解提供能量，为吸能反应，D正确。 7．钠钾泵位于动物细胞的细胞膜上，钠钾泵通过磷酸化和去磷酸化过程发生空间结构的变化，导致与Na＋、K＋的亲和力发生变化，具体过程如图所示。 (1)ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸上，导致钠钾泵的__________变化，________被排出，其移出膜外的跨膜运输方式是__________；胞外的________结合上去，其结合能导致____________释放，恢复钠钾泵的空间结构，如此循环重复。 (2)钠钾泵的化学本质是________，据图推测钠钾泵在物质跨膜运输过程中的作用有：①协助Na＋、K＋跨膜运输；②________________________________________________________________________，为Na＋、K＋跨膜运输提供能量。 解析：(1)由图可知，ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵上，导致钠钾泵的空间结构变化，胞内Na＋被排出，此过程需要ATP提供能量，运输方式是主动运输。胞外的K＋结合上去，其结合能导致磷酸基团释放，恢复钠钾泵的空间结构，如此循环重复。(2)钠钾泵的化学本质是蛋白质，据图推测钠钾泵在物质跨膜运输过程中的作用有：①协助Na＋、K＋跨膜运输；②催化ATP水解，为Na＋、K＋跨膜运输提供能量。 答案：(1)空间结构　Na＋　主动运输　K＋　磷酸基团　(2)蛋白质　催化ATP水解 【综合提升练】 8．ATP可将蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质会改变形状做功，从而推动细胞内系列反应的进行，其机理如下图所示。下列分析错误的是(　　) A．磷酸化或去磷酸化可能改变蛋白质的空间结构 B．磷酸化的蛋白质做功，失去的能量用于合成ATP C．主动运输过程中，载体蛋白中的分子势能先增加后减少 D．ATP水解后，与其他分子结合的磷酸基团再脱离下来，则形成游离的磷酸 解析：选B。分析题图可知，ATP将蛋白质磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白质，同时蛋白质的空间结构发生改变，当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时会改变其形状，A正确；磷酸化的蛋白质做功，失去的能量用于推动细胞内系列反应的进行，B错误；主动运输是消耗能量的过程，因此载体蛋白中的分子势能先增加后减少，C正确；ATP水解后，与其他分子结合的磷酸基团再脱离下来，则形成游离的磷酸，D正确。 9．如图①②代表物质M、N间的相互转化过程，则(　　) A．萤火虫体内的能量c可来源于光能 B．吸能反应一般和物质M的合成相联系 C．能量d用于过程①时大部分以热能形式散失 D．M、N间的相互转化是生物界共有的能量供应机制 解析：选D。萤火虫体内的能量c来自呼吸作用，不能来源于光能，A错误；吸能反应消耗ATP，和物质M的水解相联系，B错误；能量d可用于各项生命活动，和过程①没有关系，C错误；M、N间的相互转化是生物界共有的能量供应机制，D正确。 10．驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每行走一步需要消耗一个ATP分子。下列相关叙述错误的是(　　) A．驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架 B．细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道 C．由活细胞产生的ATP合成酶在体外也具有催化活性 D．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率 解析：选D。由题干信息“驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合”可推知，驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架，A正确；由题意可知，细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道，B正确；只要条件适宜，由活细胞产生的ATP合成酶在体外也具有催化活性，C正确；对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化是处于动态平衡之中的，故代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率等于合成速率，D错误。 11．科研人员将新鲜的、有活性的蛙的肌肉组织均分为两组，在进行一定强度的电刺激前分别测量了两组肌肉ATP和ADP的含量，然后用肌酸激酶阻断剂(适宜浓度的生理盐水配制)充分处理实验组肌肉组织，对照组用等量的生理盐水处理；对实验组和对照组的肌肉组织进行相同且适宜强度的电刺激，并测量肌肉收缩后ATP和ADP的含量，所得结果如图所示。已知正常肌细胞内磷酸肌酸参与了维持ATP含量的相对稳定，其原理：磷酸肌酸＋ADPATP＋肌酸。下列相关叙述正确的是(　　) A．本实验中电刺激是自变量，ATP与ADP的含量是因变量 B．对照组肌肉收缩过程中未发生ATP与ADP的相互转化 C．对照组和实验组肌肉收缩过程中生成ATP的生理过程无差异 D．若用蛋白质变性剂代替肌酸激酶阻断剂进行实验，实验结果不相同 解析：选D。本实验的自变量是电刺激和是否使用肌酸激酶阻断剂处理，因变量是ATP与ADP的含量，A错误。对照组肌肉收缩前后ATP与ADP的含量不变，说明ATP与ADP的转化处于动态平衡，并不是未发生ATP与ADP的相互转化，B错误。对照组肌肉收缩过程中可通过“磷酸肌酸＋ADPATP＋肌酸”途径生成ATP；实验组用肌酸激酶阻断剂充分处理肌肉组织，肌肉收缩过程中不能通过此途径生成ATP，所以对照组和实验组肌肉收缩过程中生成ATP的生理过程存在差异，C错误。肌酸激酶阻断剂只抑制了肌酸激酶的活性，导致肌细胞内ATP的含量无法维持相对稳定；由于酶大部分都是蛋白质且生物体内多种生物化学反应需要酶的参与，加入蛋白质变性剂会导致肌细胞的细胞呼吸、物质合成等多种生命活动无法进行，实验结果不相同，D正确。 12．腌制的腊肉往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上腊肉中的细菌含量进行检测： ①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； ②记录发光强度并计算ATP含量； ③测算出细菌数量。 分析并回答下列问题： (1)荧光素接受细菌细胞中________提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。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”)。 (2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转化的形式是________能→______能。生物细胞中ATP的水解一般与____________(填“吸能反应”或“放能反应”)相联系。 (3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度的关系如图所示。若要节省荧光素酶的用量，可以使用____处理；高温和Hg2+处理后酶活性________(填“可以”或“不可以”)恢复；Hg2+处理后酶活性降低可能是因为________________________________。 解析：(1)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，荧光素接受ATP提供的能量，在荧光素酶的催化下，形成氧化荧光素并且发出荧光，其发光强度与ATP的含量成正比，所以根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。(2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是化学能转变为光能。ATP的水解一般与吸能反应相联系。(3)分析曲线图可知，用Mg2+处理后，在较低荧光素酶浓度的条件下就能达到较高的发光强度，因此使用Mg2+处理，能够节省荧光素酶的用量。高温和Hg2+处理后酶活性不可以恢复。Hg2+处理后酶活性降低可能是因为Hg2+破坏了酶的空间结构。 答案：(1)ATP　正比　(2)化学　光　吸能反应　(3)Mg2+　不可以　Hg2+破坏了酶的空间结构 学科网（北京）股份有限公司 $