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

**基本信息** 该同步练习通过A、B组分层设计，以基础概念辨析（A组）和综合应用提升（B组）为路径，覆盖ATP结构、功能及转化等核心知识点，强化物质与能量观，适配新授课知识巩固与能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|ATP结构、功能、与ADP转化及相关生理过程|单选为主，结合物质运输（如根细胞吸收氧气）、酶活性等实例，巩固必备知识| |B组|ATP与跨膜运输、肌肉收缩、实际应用及曲线分析|含多选和图表题（如肌细胞ATP含量曲线），结合夜光藻发光等情境，提升科学思维与探究实践能力|

第2节　细胞的能量“货币”ATP A组 必备知识基础练 1.下列生命活动,不消耗ATP的是(　　) A.萤火虫发光 B.叶肉细胞中葡萄糖的合成 C.番茄根细胞吸收钙离子 D.水稻根细胞吸收氧气 2.(2026盐城高一期末)ATP被喻为生物体的能量“货币”,如图是ATP的结构示意图,数字表示物质或化学键,下列分析不正确的是(　　) A.ATP可以为肌肉收缩直接提供能量 B.①表示腺苷,②表示脱氧核糖 C.③表示磷酸基团,ATP中含有3个 D.④表示特殊的化学键,有较高的转移势能 3.蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关,分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程,即“开”的过程;形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程,即“关”的过程。下列有关分子开关的说法,错误的是(　　) A.蛋白质去磷酸化后空间结构可能发生了改变 B.低温和高温都会使蛋白激酶和蛋白磷酸酶活性降低 C.细胞产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程 D.蛋白质磷酸化过程是一个放能反应,与ATP的水解相联系 4.下图是ATP的结构示意图,①②表示结构成分,③④⑤表示化学键,下列有关人体中ATP的叙述,错误的是(　　) A.图中③④⑤断裂后释放的能量相等 B.④和⑤断裂后的产物可以作为RNA合成的原料 C.产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体 D.①能参与DNA和RNA的组成 5.(2025无锡期末)细菌活细胞中含有恒量的ATP,利用“荧光素酶—荧光素体系”可快速检测食品中的细菌数量。部分原理如下: 荧光素+ATP+O2氧化荧光素+AMP+PPi+H2O+荧光 下列有关说法错误的是(　　) A.ATP中的“A”加一个磷酸基团后可构成RNA的基本组成单位之一 B.因为细菌中有恒量的ATP,所以可通过荧光强度来检测细菌数量 C.ATP与ADP之间的相互转化机制体现了生物界的统一性 D.ATP是直接的能源物质,在细胞内含量很多 6.(2025泰州期末)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列相关叙述正确的是(　　) A.含量较多的ATP是细胞生命活动的唯一供能物质 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的 C.ATP水解释放的磷酸基团可改变载体蛋白的空间结构 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 7.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。下列相关叙述错误的是(　　) 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.ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP D.每个NTP分子中都含有3个磷酸基团 8.如图为ATP与ADP的相互转化,下列叙述正确的是(　　) A.ATP失去两个磷酸基团后的产物是合成DNA的原料之一 B.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 C.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内 D.ATP与ADP的相互转化使得细胞可以大量储存ATP 9.下列生理过程伴随着形状改变,其中不一定需要ATP供能的是(　　) A.在胰岛素分泌过程中细胞膜的形状发生改变 B.在篮球比赛等运动过程中骨骼肌发生收缩 C.载体蛋白协助运输葡萄糖过程中形状发生改变 D.植物细胞在KNO3溶液中发生质壁分离及复原 B组 能力素养提升练 10.(多选)当细胞膜内侧的Ca2+与其在细胞膜上的载体蛋白(钙泵)结合时,该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上,使载体蛋白磷酸化,将Ca2+释放到膜外。下列叙述正确的是(　　) A.磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变 B.钙泵体现了蛋白质具有运输和催化功能 C.参与Ca2+运输的载体蛋白可以重复使用多次 D.加入蛋白质变性剂会提高细胞对Ca2+运输的速率 11.(多选)图示为肌肉收缩过程中某种蛋白质获能前后的变化,下列叙述正确的是(　　) A.ATP水解脱下来的磷酸基团挟能量与蛋白质结合 B.图中蛋白质的磷酸化过程需要ATP合成酶催化 C.图中肌肉收缩做功的过程发生了蛋白质构象的改变 D.肌细胞中合成ATP所需的能量来自化学能和热能 12.(2025常州期末)海洋的“蓝眼泪”是由于单细胞生物夜光藻爆发导致,其体内的荧光素接受ATP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,会使夜晚海面上出现美丽的蓝色荧光,宛如浩瀚夜空。下列相关叙述正确的是(　　) A.夜光藻细胞中的遗传物质彻底水解的产物是4种脱氧核苷酸 B.夜光藻细胞中的发光过程与ATP的合成相联系 C.海面出现蓝色荧光时,夜光藻细胞内产生ATP的速率远超过产生ADP的速率 D.ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,导致被磷酸化后的分子空间结构和活性改变 13.人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某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图所示。请据图回答下列问题。 (1)A→B的变化过程,ATP被水解,释放的能量用于　　　　　　　　　　。  (2)B→C过程中,ATP含量增加,说明　　　　　　　　加强,释放更多的能量,供ADP合成ATP,补充消耗的ATP。  (3)从整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明　　　　　。  (4)写出细胞代谢放能反应中ADP与ATP之间的转化关系式: 　　　　　　　,在吸能反应中ADP与ATP之间的转化关系式: 　　　　　　　　　。  参考答案 1.D　水稻根细胞吸收氧气是自由扩散,不消耗ATP,D项符合题意。 2.B　ATP是细胞生命活动的直接能源物质,肌肉收缩所需能量由ATP水解提供,A项正确。①表示腺嘌呤,②表示核糖,①与②组成腺苷,B项错误。③表示磷酸基团,ATP中有3个磷酸基团,C项正确。④为特殊的化学键,水解时会释放大量能量,具有较高的转移势能,D项正确。 3.D　蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化,使蛋白质的空间结构发生改变;而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落,形成去磷酸化的蛋白质,从而使蛋白质空间结构恢复,因此蛋白质磷酸化和蛋白质去磷酸化,蛋白质的空间结构都可能发生了改变,A项正确。温度会影响酶活性,在最适温度时酶的活性最高,因此低温和高温都会使蛋白激酶和蛋白磷酸酶活性降低,B项正确。通过图示可知,细胞产生的ATP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程,形成有活性的蛋白质,C项正确。通过图示可知,蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP,是一个吸能反应,与ATP的水解相联系,D项错误。 4.A　③是普通磷酸酯键,④和⑤是特殊的化学键,③断裂释放的能量少于④和⑤,A项错误。④和⑤断裂后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸,可以作为RNA合成的原料,B项正确。人体细胞呼吸可以产生ATP,场所有细胞质基质和线粒体,C项正确。①是腺嘌呤,参与DNA和RNA的组成,D项正确。 5.D　ATP中的“A”表示腺苷,“A”加一个磷酸基团后可构成RNA的基本组成单位之一,A项正确。因为细菌中有恒量的ATP,所以可通过荧光强度来检测细菌数量,检测时待检样品中的荧光强度与细菌数量呈正相关,B项正确。ATP与ADP之间的相互转化机制在所有生物中普遍存在,体现了生物界的统一性,C项正确。ATP是直接的能源物质,在细胞内含量极少,D项错误。 6.C　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由ATP提供,但也有少数由GTP、UTP等提供,细胞内ATP含量极少,通过与ADP快速转化维持正常生命活动的能量供给,A项错误。离子通过离子泵的跨膜运输需要载体并消耗能量,属于主动运输,是逆浓度梯度进行的,B项错误。ATP水解释放的磷酸基团,可使蛋白质磷酸化,改变载体蛋白的空间结构,C项正确。加入蛋白质变性剂会改变离子泵的结构,降低离子泵跨膜运输离子的速率,D项错误。 7.B　ATP是细胞中的直接能源物质,分析题意可知,NTP和dNTP属于高能磷酸化合物,其中ATP是NTP家族中的一员,据此推测,NTP和dNTP都能作为直接能源物质,A项正确。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,是组成DNA的基本单位,故dNTP彻底水解的产物中不含尿嘧啶,B项错误。ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP和Pi,同时释放能量,C项正确。ATP分子的结构式可以简写成A—P~P~P,据此推测,每个NTP分子中都含有3个磷酸基团,D项正确。 8.B　ATP失去两个磷酸基团后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸,是合成RNA的原料之一,A项错误。ATP与ADP间相互转化的能量供应机制发生在除病毒外的所有生物的细胞内,C项错误。ATP在细胞中的含量很少,不能大量储存,D项错误。 9.C　胰岛素分泌到细胞外的过程属于胞吐,需要ATP供能,A项不符合题意。在篮球比赛等运动过程中,骨骼肌的收缩需要消耗ATP,B项不符合题意。载体蛋白运输葡萄糖时可能不需要消耗ATP,如葡萄糖通过协助扩散的方式进入哺乳动物成熟的红细胞,该过程中需要载体蛋白的协助,但不消耗ATP,C项符合题意。植物细胞会通过主动运输的方式吸收K+和N,需要ATP供能,当细胞液浓度增大后,会吸水而自动复原,D项不符合题意。 10.ABC　加入蛋白质变性剂会使钙泵变性失活,降低细胞对Ca2+的运输速率,D项错误。 11.AC　ATP末端的磷酸基团不稳定,水解脱离下来的磷酸基团挟能量与蛋白质结合,从而使后者发生变化,A项正确。图中蛋白质的磷酸化过程中伴随着ATP水解生成ADP和磷酸,所以需要ATP水解酶催化,B项错误。图中蛋白质磷酸化之后构象发生改变,做功过程发生了蛋白质构象的恢复,C项正确。肌细胞中合成ATP所需能量主要靠呼吸作用,利用的是有机物中的化学能,热能是有机物氧化分解散失的能量,无法储存在ATP中,D项错误。 12.D　夜光藻细胞中的遗传物质DNA彻底水解的产物是磷酸、4种含氮碱基(A、T、C、G)、脱氧核糖,A项错误。夜光藻细胞中的发光过程与ATP的水解相联系,B项错误。海面出现蓝色荧光时,夜光藻细胞内ATP的生成速率和ATP的水解速率基本相同,C项错误。ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等分子磷酸化,导致被磷酸化后的分子空间结构发生改变,结构决定功能,故活性也被改变,D项正确。 13.答案 (1)肌肉收缩等几乎各项生命活动 (2)呼吸作用 (3)ATP在细胞内含量虽少,但与ADP之间的相互转化却十分迅速,使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中,构成生物体内部的稳定供能环境 (4)ADP+Pi+能量ATP　ATPADP+Pi+能量 学科网（北京）股份有限公司 $