5.2 细胞的能量“货币”ATP 同步练习-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

**基本信息** 高中生物学新授课同步练，聚焦ATP的结构、功能、转化及利用，分层设计清晰，从基础到综合，强化物质与能量观及科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|ATP结构、转化、利用等单一知识点|以选择题为主，结合图像分析（如ATP结构示意图），夯实生命观念| |能力提升练|ATP综合应用|结合科研情境（如智能药物递送）和复杂生理过程（如线粒体功能），培养科学思维|

5.2 细胞的能量“货币”ATP 基础过关练 考点一　ATP的结构和功能 1.(2026广东汕头期末)下列关于ATP的叙述,正确的是(　　) A.ATP是细胞中的一种生物大分子 B.ATP分子中含有三个特殊的化学键 C.ATP中两个相邻的磷酸基团因带正电荷而相互排斥 D.ATP是细胞生命活动的直接能源物质 2.(2026黑龙江大庆期末)下图为ATP分子结构示意图,①③表示基团,②④表示化学键,相关叙述错误的是(　　) A.①为腺嘌呤,即ATP中的“A” B.②为特殊的化学键,其断裂往往与细胞中的吸能反应相联系 C.ATP在各种细胞中含量都很少,但其转化非常迅速 D.④为特殊的化学键,其断裂后形成的化合物之一属于RNA的基本组成单位 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⑤a,④和⑤b B.②和③,④和⑤b C.③和④,②和⑤b D.①和③,⑤b和⑤a 4.(2026陕西商洛月考)如图甲表示细胞中的直接能源物质,乙、丙、丁为相关酶解产物,下列相关叙述正确的是(　　) A.图中三种酶的空间结构相同 B.丙含有一个磷酸基团,是DNA的基本组成单位之一 C.消化道内蛋白质水解的过程不需要甲参与 D.甲、乙、丙、丁四种物质均含有腺苷,且都含C、H、O、N、P等元素 5.(2026湖北鄂北六校期中)GTP的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时,细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白有序排布到线粒体分裂面的外膜上,组装成环线粒体的纤维状结构,该结构缢缩使线粒体一分为二,下列说法正确的是(　　) A.GTP因含有3个特殊化学键而具有较高的能量 B.GTP酶为GTP的水解提供了活化能 C.线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动功能 D.GTP转化为GDP的过程常与放能反应相联系 考点二　ATP与ADP可以相互转化 6.下图表示生物体内ATP和ADP的相互转化,下列相关叙述正确的是(　　) ADP+Pi+能量ATP A.ATP的水解和合成过程需要的是同一种酶 B.ATP与ADP相互转化的能量供应机制,体现了生物界的统一性 C.ATP合成过程无水的参与 D.ATP释放的能量主要用于再合成ATP 7.有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源如图所示,下列有关叙述错误的是(　　) A.图中的a、b分别代表呼吸作用和光合作用 B.反应①进行时能量用于形成ATP中的远离腺苷的特殊化学键 C.细胞中的放能反应一般和ATP的水解相联系 D.人和动物体内的ATP水解时释放的能量用于c各项生命活动 考点三　ATP的利用 8.(2026吉林长春期末)ATP片剂可以口服,ATP注射液可肌肉注射或静脉滴注,用于辅助治疗肌肉萎缩等。下列叙述错误的是(　　) A.推测人体消化道内没有催化ATP水解的酶 B.ATP可用于肌肉收缩使运动蛋白发生移动 C.ATP即腺苷二磷酸,是一种高能磷酸化合物 D.ATP水解转化成的ADP的化学性质较稳定 9.钙泵是存在于细胞膜及细胞器膜上的跨膜蛋白,是一种Ca2+激活的ATP酶,能驱动细胞质基质中的Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔储存起来,以维持细胞质基质中低浓度的Ca2+。当细胞受到刺激时,Ca2+又会从细胞外或内质网腔中借助通道蛋白进入细胞质基质。下列相关说法错误的是(　　) A.钙泵运输Ca2+的过程伴随ATP的水解,运输Ca2+属于放能反应 B.Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔时,钙泵会发生自身构象变化 C.Ca2+从细胞外或内质网腔中进入细胞质基质的过程属于协助扩散 D.蛋白质变性剂和呼吸抑制剂均会降低钙泵运输Ca2+的速率 10.(2025山西吕梁月考)如图表示某人参加短跑比赛时,某细胞内ATP相对含量随时间的变化。下列相关叙述错误的是(　　) A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布 B.AB段该细胞内ADP的相对含量减少 C.C点时,该细胞内ATP与ADP的相互转化达到平衡 D.细胞中ATP的含量不会降为0 11.(2026天津期中)马达蛋白能结合并催化ATP水解,利用其中特殊化学键的转移势能沿着细胞骨架定向行走,进而将其所携带的细胞器或大分子物质送到特定位置,马达蛋白每“行走一步”需要消耗一分子ATP。下列叙述正确的是(　　) A.马达蛋白同时具有ATP酶与ATP合酶的活性 B.马达蛋白能识别ATP分子和细胞骨架 C.ATP依次水解3个磷酸基团均产生较高的转移势能 D.代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率大于其合成速率 能力提升练 考点　ATP的综合 1.(2026河北邢台月考)智能生物药物在治疗癌症等难以攻克的疾病方面具有巨大潜力,其中ATP控制的智能药物递送系统用靶向ATP的适体(一种能以极高亲和力和特异性与靶分子结合的寡核苷酸序列)作为“生物闸门”,在细胞内高含量ATP条件下,实现了药物的按需快速释放。下列叙述不正确的是(　　) A.ATP脱去2个磷酸基团后可作为某些病毒遗传物质的单体 B.靶向ATP的适体可特异性识别、结合高含量ATP C.在细胞内ATP合成速率的快慢与ADP生成速率的快慢有关 D.ATP控制的智能药物递送系统不利于实现药物定向发挥作用 2.(2026山东潍坊月考)鱼肉的鲜味程度与其含有的肌苷酸(IMP)和次黄嘌呤的含量有关,IMP和次黄嘌呤的形成过程如图所示。已知酸性磷酸酶(ACP)活性降低有助于保持鱼肉的鲜味,下列说法正确的是(　　) ATPAMPIMP肌苷次黄嘌呤+核糖 A.AMP和ATP中都含有腺苷和磷酸,都属于RNA的基本单位 B.ATP在细胞中含量丰富,能持续为IMP的生成提供能量 C.推测次黄嘌呤的含量越高,鱼肉鲜味相对越浓 D.ATP彻底水解的产物为腺嘌呤、核糖和磷酸 3.(2025河南信阳模拟)我国科学家在聚合物微胶囊壳上引入光酶,发现光酶在光下能驱动ATP合酶催化合成ATP,机理如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.ATP合酶能运输H+ B.形成葡萄糖酸的同时,在微胶囊壳内外形成H+浓度梯度 C.利用该体系高效生产ATP时,需在适宜的温度下进行 D.若在该体系中加入GDP和Pi,则也能催化合成GTP 4.(2026安徽六校联考月考)线粒体是细胞的“动力车间”,其内膜上的ADP/ATP载体(AAC)可通过空间构象变化(c-态面向细胞质,m-态面向线粒体基质)以1∶1的比例逆向交换ADP和ATP,该过程的动力直接来源于电子传递链产生的跨膜质子梯度所形成的膜电位。泡发过久的黑木耳可产生米酵菌酸,其能竞争性结合AAC的ATP结合位点。下列叙述正确的是(　　) A.AAC介导的转运需要ATP水解直接提供能量 B.AAC结合转运ATP时处于构象变化中的c-态 C.米酵菌酸中毒时,线粒体基质中ADP/ATP的值减小 D.米酵菌酸通过改变AAC空间构象阻断ATP与ADP交换 答案 基础过关练 1.D　ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成,不属于生物大分子,A错误;ATP的结构简式为A—P~P~P,磷酸基团之间的特殊化学键只有2个,B错误;ATP中两个相邻的磷酸基团因带负电荷而相互排斥,C错误;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,可以直接为细胞生命活动供能,D正确。 2.A　①为腺嘌呤,但ATP中的“A”为腺苷(腺嘌呤+核糖),A错误;ATP水解(伴随着②特殊化学键的断裂)会释放能量,往往与细胞中的吸能反应相联系,B正确;④特殊化学键断裂后形成的化合物之一AMP(由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成)属于RNA的基本组成单位,D正确。 3.B　分析题图得到下表,可知含义最接近的是②和③,④和⑤b,B符合题意。 物质 “○”的含义 ① 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤 ② 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷 ③ ATP 腺苷 ④ ATP 腺嘌呤核糖核苷酸(腺苷一磷酸) ⑤ 含碱基T的链为DNA链 a为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 含碱基U的链为RNA链 b为腺嘌呤核糖核苷酸 4.C　题图中三种酶的功能不同,空间结构也不同,A错误;根据磷酸基团的数量可知甲~丁分别表示ATP、ADP、AMP(其中的五碳糖为核糖,是RNA的基本组成单位之一)、腺苷(不含P),B、D错误;蛋白质的水解是一个放能过程,不需要ATP参与,C正确。 5.C　类比ATP,GTP为鸟苷三磷酸,推测其结构简式为G—P~P~P,GTP含有2个特殊的化学键,GTP水解生成GDP和Pi时,仅末端特殊化学键断裂,该过程释放大量能量,常与吸能反应相联系,A、D错误。活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量,酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供活化能,B错误。结合题意可知,发动蛋白具有GTP酶活性,说明其具有催化功能;线粒体分裂时发动蛋白有序排布到线粒体分裂面的外膜上,该过程体现了发动蛋白具有运动功能,C正确。 6.B　酶具有专一性,ATP的水解和合成过程是不同的反应,需要的酶不同,A错误;ATP和ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性,B正确;ATP与ADP相互转化时物质的变化是可逆的,ATP的合成过程有水的产生,ATP的水解过程有水的消耗,C错误;ATP水解释放的能量用于生物体的各项生命活动,ATP合成时所需的能量来自呼吸作用与光合作用等,D错误。 7.C　对于动物和人而言,形成ATP所需要的能量来自呼吸作用;对于绿色植物而言,形成ATP所需要的能量来自呼吸作用和光合作用,图中的a、b分别代表呼吸作用、光合作用,A正确。反应①ATP合成时,能量用于形成ATP中远离腺苷的特殊化学键,ATP水解释放的能量用于生物体的各项生命活动,c指各项生命活动,B、D正确。细胞中的放能反应(释放能量)一般和ATP的合成(消耗能量)相联系,C错误。 8.C　根据信息“ATP片剂可以口服”推测,人体消化道内没有催化ATP水解的酶,且ATP可以被吸收,A正确;肌肉收缩依赖于肌球蛋白与肌动蛋白的相互作用和相对移动,该过程需ATP水解供能,B正确;ATP是腺苷三磷酸,腺苷二磷酸为ADP,C错误;ADP仅含一个高能磷酸键,化学性质比ATP稳定,不易自发水解,D正确。 9.A　 关键信息 选项判断 ①钙泵是一种ATP酶(催化ATP水解); ②钙泵可将Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔(转运物质) ①钙泵运输Ca2+的过程伴随ATP的水解,运输Ca2+属于吸能反应,运输过程中钙泵磷酸化,自身构象变化,A(✕),B(√); ②钙泵运输Ca2+属于主动运输,蛋白质变性剂和呼吸抑制剂均会降低钙泵运输Ca2+的速率,D(√) 钙泵维持细胞质基质中低浓度的Ca2+ Ca2+从细胞外或内质网腔中借助通道蛋白进入细胞质基质,是从高浓度运输到低浓度,属于协助扩散,C(√) 10.B　细胞质和细胞核中都有生命活动进行,需要直接能源物质ATP,因此都有ATP的分布,A正确;AB段ATP含量下降,说明ATP水解生成ADP和Pi,该细胞内ADP的相对含量增加,B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的含量不会降为0,D正确。 11.B　 ATP中往往末端的磷酸基团具有较高的转移势能,C错误。细胞代谢旺盛时,ATP的水解速率和ATP的合成速率都较高,且处于动态平衡状态,D错误。 能力提升练 1.D　ATP脱去2个磷酸基团后形成腺嘌呤核糖核苷酸(AMP),是RNA(某些病毒的遗传物质)的基本单位之一,A正确。题干信息“靶向ATP的适体”“在细胞内高含量ATP条件下”“按需快速释放”表明该系统能利用细胞内高浓度ATP实现定向释放,有利于药物定向发挥作用,且靶向ATP的适体可特异性识别、结合高含量ATP,B正确,D错误。ATP与ADP的转化处于动态平衡中,ATP合成速率与ADP生成速率相互关联(如ATP水解产生ADP,ADP再接受能量合成ATP),C正确。 2.D　已知鱼肉的鲜味程度与其含有的IMP和次黄嘌呤的含量有关,再结合题干信息分析如下: ATP不是RNA的基本单位,A错误;细胞内ATP含量少,ATP和ADP不断相互转换以维持细胞中ATP含量的相对稳定,B错误;ATP彻底水解时,三个磷酸基团逐步脱去,最终产物为腺嘌呤(含氮碱基)、核糖(五碳糖)和磷酸,D正确。 3.D　由题图可知,葡萄糖与O2反应生成葡萄糖酸和H+,使微胶囊壳内外形成H+浓度梯度,ATP合酶除了催化ATP合成外,还能从内向外顺浓度梯度运输H+,A、B正确。酶的活性受温度影响,利用该体系高效生产ATP时,需在适宜的温度下进行,C正确。ATP合酶具有专一性,不能催化GTP的合成,D错误。 4.C　 1 学科网（北京）股份有限公司 $