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

**基本信息** 该练习通过基础认知、综合理解、应用探究三层设计，覆盖ATP结构功能、酶与能量代谢、跨膜运输等核心知识点，结合图示情境与实验分析，强化生命观念中的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| |----|----------|----------| |基础认知|ATP结构、水解特性及功能|选择题直接考查核心概念，如ATP中“A”的组成、水解位点| |综合理解|酶与ATP协同作用、物质跨膜运输方式|结合图示分析化合物生成（如蔗糖、胰岛素）及运输机制| |应用探究|实验分析（萤火虫发光）、生理过程（Ca²⁺泵、H⁺运输）|通过实验情境和生理过程模型，培养科学探究与逻辑推理能力|

2026-2027学年高中生物人教版必修一 5.2细胞的能量“货币”ATP 模拟练习题 一、选择题 1 . 酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（        ） A．图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B．图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C．与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D．图2所示反应中酶促反应的活化能为f 2 .  下列关于ATP的叙述，正确的是（　　） A．ATP中的“A”代表腺嘌呤 B．ATP水解时，远离A的特殊化学键先断裂 C．ATP在细胞内的含量稳定，不会随着代谢而变化 D．ATP只能通过有氧呼吸产生 3 . 细胞中化合物a与化合物b生成化合物（或结构）d的过程如图所示，其中c表示化学键。下列相关叙述错误的是（        ） A．若a为葡萄糖，b为果糖，则d可表示蔗糖 B．若a、b为两条肽链，d为胰岛素，则c可能是二硫键 C．若a为腺嘌呤脱氧核苷酸，b为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则c为氢键 D．若a为ADP，b为磷酸，则c断裂时，常与细胞吸能反应偶联 4 . 关于酶和ATP，下列叙述正确的是（        ） A．溶酶体合成和储存多种水解酶，是细胞的“消化车间” B．细胞代谢能有条不紊地进行，与酶的专一性密切相关 C．正常人在饥饿时，体内ATP和ADP无法维持动态平衡 D．ATP水解时释放的能量可用于葡萄糖的协助扩散 5 . 溶酶体具有一定的物质跨膜运输机制以维持内部需要的酸性环境（pH≈4.6），当溶酶体内pH<4.5时，H+通道TM175打开，过程如图所示。下列叙述错误的是（       ） A．图中ATP主要来自于线粒体和叶绿体 B．V-ATP酶既有催化功能，又有运输功能 C．图示H+分别通过主动运输和协助扩散进出溶酶体 D．TM175的作用有利于维持溶酶体内水解酶的活性 6 .  萤火虫发光器在离体后一段时间内可以继续发出荧光。研究人员将荧光已经消失的萤火虫发光器研磨液分成两组，分别滴加等量ATP溶液和葡萄糖溶液，ATP组立即重新出现荧光，而葡萄糖组需要经过一段时间才会重新出现荧光。随后向ATP组加入足量“X物质”后荧光迅速熄灭，紧接着再向其中加入适量ATP，并未恢复发光。下列叙述错误的是（　　） A．发光器研磨液中含有荧光素及荧光素酶 B．离体一段时间后荧光消失可能因能源物质耗尽 C．葡萄糖组实验结果说明葡萄糖是直接能源物质 D．加入的“X物质”不可能是催化ATP水解的酶 7 . 如图为细胞膜上Ca2+泵的工作过程，该泵通过自身构象变化实现Ca2+的跨膜运输，该过程伴随ATP的水解。下列叙述正确的是（　　） A．Ca2+泵的E1构象对Ca2+的亲和力低于E2构象 B．ATP的水解发生在Ca2+泵与Ca2+结合之前 C．Ca2+泵的构象变化与Ca2+泵的磷酸化和去磷酸化有关 D．Ca2+泵工作时，顺浓度梯度将Ca2+运输至膜的另一侧 8 . 细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是直接给细胞生命活动提供能量的确是另一种有机物—ATP。下列叙述错误的是（        ） A．ATP中的“A”由腺嘌呤和核糖组成 B．参与钙离子主动运输的载体蛋白也可以催化ATP的水解 C．ATP末端磷酸基团的脱离通常伴随着另一个放能反应 D．人在快速奔跑的过程中，细胞中的ATP含量基本维持不变 二、填空题 9.  如图甲表示细胞膜结构，其中A、B、C表示物质，a、b、c、d、e表示物质跨膜运输方式。图乙表示保卫细胞细胞膜上部分物质运输的过程。已知主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度。请据图回答： (1)在探索细胞膜结构的历程中，图甲是辛格和尼科尔森提出的_____模型，其基本支架是_____，与细胞识别有密切关系的物质是_____（填字母），据此可以判断_____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）侧为细胞外。 (2)若图甲表示人的小肠绒毛上皮细胞细胞膜，则甘油以_____（填字母）方式进入细胞，葡萄糖以_____（填字母）方式进入细胞；若图甲表示人的成熟红细胞细胞膜，则葡萄糖进入红细胞_____（填“需要”或“不需要”）消耗能量。 (3)如图乙所示，保卫细胞细胞膜上存在H+-ATP酶，H+-ATP酶既作为一种转运H+的_____（填“载体”或“通道”）蛋白，也能催化ATP水解，利用其水解释放的能量将H+泵出细胞外。通过该过程会导致细胞外的pH_____（填“升高”“不变”或“降低”）。图中K+通过主动运输进入保卫细胞，其能量来自_____。 10.  H+-ATP酶是一种分布在植物质膜、液泡膜上的转运蛋白，通过水解ATP介导H+的跨膜运输。已知水稻的根细胞中，细胞质基质的pH≈7.2、细胞壁的pH≈5.8、细胞液的pH≈5.2．回答下列问题： (1)水稻的根细胞中，能产生ATP的具体场所有_______；在质膜和液泡膜上，H+-ATP酶运输H+的方向分别是________、________。 (2)已知保卫细胞的H+-ATP酶被激活后，通过运输H+建立跨膜H+浓度梯度，驱动K+内流，导致细胞吸水膨胀，从而促进气孔开放。据此推测，H+-ATP酶可________（填“提高”或“降低”）水稻的光合速率，主要原因是________。 (3)研究人员向野生型水稻（WT）中导入编码H+-ATP酶的基因OSA1，获得H+-ATP酶过量表达的三种水稻植株S1~S3，比较不同水稻根细胞的H+-ATP酶活性，结果如图1所示。水稻根细胞膜上多种转运蛋白能协同H+转运多种离子，转运过程由H+浓度梯度提供能量，相关机制如图2所示。据图2分析，根细胞通过HAK吸收K+的方式为________；据图1、图2分析，与野生型水稻相比，植株S1~S3根细胞中K+、、等离子的含量增加，原因是_______。 11. 纯净的ATP呈白色粉末状，能够溶于水，作为一种药物常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。ATP片剂可以口服，注射液可供肌肉注射或静脉滴注。回答下列问题。 (1)人的骨骼肌细胞中，ATP含量仅够剧烈运动时3s以内的能量供给。运动员参加短跑比赛过程中，肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如下图所示。图中a→b的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量用于__________；b→c过程中，ATP含量增加说明__________加强，释放更多__________，供ADP形成ATP，以补充细胞中的ATP含量。 (2)根据题意，你认为在人体消化道中__________（填“存在”或“不存在”）ATP水解酶；ATP的药用效果是__________；ATP的结构简式__________。 答案 一、选择题答案 + 解析 1 答案：D 解析： A：e 代表无机催化剂与酶降低活化能的差值，正确； B：反应物能量高于产物为放能（图 1），反应物低于产物为吸能（图 2），正确； C：②是酶促反应，条件温和；①无机催化要求苛刻，正确； D：f 是反应总能量差，不是酶促活化能，活化能是曲线峰值与反应物能量差，错误。 2 答案：B 解析： A：ATP 中 A = 腺苷（腺嘌呤 + 核糖），并非仅腺嘌呤，错误； B：远离腺苷的高能磷酸键不稳定，水解优先断裂，正确； C：细胞代谢强弱改变，ATP/ADP 转化速率变化，含量动态波动，错误； D：无氧呼吸、光反应也可生成 ATP，错误。 3 答案：D 解析： A：葡萄糖 + 果糖脱水缩合生成蔗糖，正确； B：胰岛素两条肽链靠二硫键连接，c 为二硫键，正确； C：两条 DNA 链碱基间靠氢键连接，正确； D：ADP+Pi 合成 ATP，化学键 c 是高能磷酸键；ATP 水解（键断裂）耦合吸能反应，合成耦合放能，选项描述颠倒，错误。 4 答案：B 解析： A：水解酶在核糖体合成，溶酶只储存，错误； B：酶专一性保证代谢有序互不干扰，正确； C：饥饿时细胞持续呼吸，ATP、ADP 仍动态平衡，错误； D：协助扩散不耗能，不需要 ATP 水解供能，错误。 5 答案：A 解析： A：动物细胞无叶绿体，溶酶体 H + 运输的 ATP 只来自线粒体，错误； B：V-ATP 酶既能催化 ATP 水解，又转运 H+，兼具酶 + 载体功能，正确； C：V-ATP 运 H + 进溶酶体（主动耗能）；TM175 通道顺浓度运 H + 出（协助扩散），正确； D：维持溶酶体酸性环境，保证水解酶最适 pH，维持活性，正确。 6 答案：C 解析： A：发光底物荧光素、催化酶荧光素酶均在研磨液内，正确； B：离体后内源 ATP 耗尽，荧光消失，正确； C：葡萄糖不能直接供能，需分解生成 ATP 才能发光，ATP 才是直接能源，错误； D：若 X 是 ATP 水解酶，加 ATP 会再次发光，与实验现象矛盾，X 不可能是 ATP 水解酶，正确。 7 答案：C 解析： A：E1 在胞内侧，亲和力更高捕获 Ca²⁺，E2 亲和力低释放，错误； B：先结合 Ca²⁺再发生磷酸化水解 ATP，顺序颠倒，错误； C：ATP 水解带来磷酸化，载体构象改变转运离子，正确； D：Ca²⁺逆浓度梯度主动运输，错误。 8 答案：C 解析： A：腺苷 = 腺嘌呤 + 核糖，正确； B：Ca²⁺泵载体同时具有 ATP 水解酶活性，正确； C：ATP 脱磷酸水解（断键）是放能，耦合吸能反应；合成 ATP 才耦合放能反应，错误； D：剧烈运动 ATP 快速分解同时快速再生，总量基本稳定，正确。 二、填空题答案 + 解析 9 (1) 流动镶嵌；磷脂双分子层；C；Ⅰ 解析：糖蛋白 C 只分布细胞膜外侧 Ⅰ 侧，用于细胞识别。 (2) b；a；不需要 解析：甘油自由扩散 b；小肠吸收葡萄糖主动运输 a；红细胞葡萄糖协助扩散不耗能。 (3) 载体；降低；H⁺电化学梯度势能 解析：H⁺运出，胞外 H⁺增多 pH 下降；K + 借助 H + 浓度差协同运输，动力为离子梯度。 10 (1) 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜；细胞质基质→细胞壁；细胞质基质→液泡内 解析：根无叶绿体，细胞呼吸三阶段产 ATP；细胞壁 pH 更低、液泡 pH 更低，H + 逆浓度泵出 / 泵入。 (2) 提高；H⁺泵建立梯度促进 K⁺内流，细胞吸水气孔张开，CO₂吸收增多，光合增强 (3) 主动运输；S1~S3 H⁺-ATP 酶活性更高，跨膜 H⁺浓度差更大，协同转运吸收矿质离子速率更快 解析：离子逆浓度梯度、依赖离子势能属于协同主动运输。 11 (1) 肌肉收缩等生命活动；细胞呼吸；能量 解析：短跑 ATP 快速水解供肌肉收缩；呼吸作用快速再生 ATP。 (2) 存在；为生命活动直接供能；A-P～P～P 解析：消化道含 ATP 水解酶，口服 ATP 会分解，注射液直接入血供能；ATP 标准结构简式 A-P～P～P。 学科网（北京）股份有限公司 $