3.1 ATP是细胞内的“能量通货”-（Word同步练习）【学而思】2026-2027学年高一生物必修一（浙科版）

**基本信息** 高中生物学同步练（第三章第一节），采用“基础过关+能力提升”分层设计，基础题夯实ATP结构与转化知识，提升题强化科学思维与探究实践，适配新授课“基础巩固+能力进阶”需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|ATP的结构（元素组成、腺苷、高能磷酸键）、功能、ADP与ATP动态平衡|选择题为主，含教材改编题、易错题，1道实验设计题培养探究实践能力| |能力提升练|ATP结构与功能的归纳、ADP转化的综合分析（实验数据、新情境）|结合ATP荧光检测、线粒体AAC载体等新情境，通过实验分析题发展科学思维|

第三章　细胞的代谢 第一节　ATP是细胞内的“能量通货” 基础过关练 题组一　ATP的结构和功能 1.ATP是腺嘌呤核苷的衍生物,如图是ATP的分子结构图。下列有关叙述错误的是(　　) A.组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P B.在活细胞中ATP分布广泛,但含量较低 C.图中虚线部分的名称是腺嘌呤 D.图中②处的化学键易断裂,使ATP转化为ADP 2.(2025浙江杭州期中)比赛过程中,ATP为肌细胞提供了大量能量。ATP结构示意图如下,下列有关叙述,正确的是(　　) A.a是DNA的基本组成单位之一 B.激烈的比赛过程中,体内ATP的含量下降 C.通过ATP的合成和水解,使放能反应所释放的能量用于吸能反应 D.b和c两个化学键都易断裂,但运动过程中b断裂供能 3.(2025浙江杭州钱塘高级中学期末)图中甲为ATP,是生命活动的直接能源物质,下列叙述正确的是(　　) A.丙是腺嘌呤核糖核苷酸 B.ATP彻底水解的产物为三个磷酸和腺苷 C.图中酶1、酶2和酶3催化水解的化学键相同 D.丙到丁释放的能量可用于细胞中许多的吸能反应 4.(教材习题改编)用ɑ、β、γ表示ATP三个磷酸基团所处的位置(A—Pɑ~Pβ~Pγ),把少量ATP的Pγ用32P标记后加入酵母提取液中,短时间后32P出现在Pi中,但ATP的含量几乎不变。而标记Pβ后做同样的实验,相同时间内32P不出现在Pi中。该现象不能说明(　　) A.ATP中γ位的磷酸基团容易脱落 B.该过程ATP既有合成又有水解 C.32P标记的Pi是由被标记的ATP水解形成的 D.ATP是细胞内的直接能源物质 5.(易错题)下列结构中有关圆圈中“A”的描述,错误的是(　　) A.ATP中的“A”为腺苷,由腺嘌呤和脱氧核糖组成 B.DNA分子中的“A”为腺嘌呤脱氧核苷酸 C.RNA分子中的“A”为腺嘌呤核糖核苷酸,核苷酸中的“A”为腺嘌呤 D.它们的共同点是都含有腺嘌呤 6.(教材习题改编)在自然界中生物的发光现象普遍存在,生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的荧光强度与ATP浓度的关系。 实验材料:萤火虫的发光器晒干后研制成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。 (1)实验步骤 ①配制不同浓度的ATP溶液,置于小烧杯中,贴上标签。 ②将　　　　　　　　　　分成若干等份,分别放入试管中,贴上标签。  ③在每支试管中加入　　　　　　　　　　。  ④观察发光现象并记录。 (2)实验现象预测及结论 现象预测 结论 随ATP浓度升高,发光现象渐强 荧光强度与ATP浓度①　　  随ATP浓度升高,发光现象②　　  荧光强度与ATP浓度③　　  ④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  荧光强度与ATP浓度无关 题组二　细胞内ATP与ADP保持动态平衡 7.(2026浙江台金期中)下列有关ATP的相关叙述错误的是(　　) A.1个ATP分子中含有2个高能磷酸键 B.有些磷脂的组成元素与ATP的相同 C.ATP水解释放的能量直接用于吸能反应 D.人体在剧烈运动时ATP的合成速率大于水解速率 8.(2026江苏泰州月考)如图表示ATP-ADP循环图解。下列叙述正确的是(　　) A.①属于放能反应,在细胞内与其他吸能反应密切联系 B.1个ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成,3个磷酸基团通过高能磷酸键相连 C.人在饥饿时,细胞内的过程①和②也能达到动态平衡 D.各种生物均能独立完成ATP-ADP循环 9.以下与生物体中ATP有关的叙述,正确的是(　　) A.ATP与ADP的相互转化,在活细胞中是永无休止地进行着的 B.ATP与ADP是同一种物质的两种形态 C.生物体内的ATP含量很多,从而保证了生命活动所需能量的持续供应 D.ATP与ADP的相互转化过程是可逆反应 10.ATP与ADP间的相互转化是细胞内的供能机制,其过程如图。下列叙述中正确的是(　　) A.E1来自吸能反应 B.与安静时相比,剧烈运动时肌细胞中ATP和ADP的转化速率更快 C.该过程中E1与E2来源一定不同,但酶1与酶2可以相同 D.ATP与ADP能转化是因为C中远离腺苷的高能磷酸键既容易水解也容易合成 能力提升练 题组一　归纳ATP的结构和功能 1.(2026浙江“南太湖”联盟月考)ATP荧光检测仪是一种基于萤火虫发光原理开发的快速检测细菌数量的仪器。荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的催化下,荧光素与氧发生化学反应发出荧光。利用上述原理,ATP荧光检测仪可通过测定荧光的强度来估测样品中细菌的含量。下列说法错误的是(　　) A.ATP中的高能磷酸键全部水解产生ADP和磷酸分子,同时释放能量 B.ATP水解释放的能量可在荧光素氧化过程中转化为光能 C.ATP荧光检测仪中含有细菌裂解剂,能释放细菌细胞的ATP D.ATP荧光检测仪检测细菌数量是建立在每个细菌ATP的含量相对稳定的基础上 题组二　分析ATP与ADP的相互转化 2.磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP(A—P~P~P)。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量,结果如表所示,根据实验结果,下列有关分析正确的是(　　) 腺苷 磷酸 对照组 (10-6 mol·g-1) 实验组 (10-6 mol·g-1) 收缩前 收缩后 收缩前 收缩后 ATP 1.30 1.30 1.30 0.75 ADP 0.60 0.60 0.60 0.95 A.对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化 B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP水解但无ATP合成 C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定 D.实验组数据表明部分生命活动利用了靠近“A”的磷酸键 3.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(机理如图所示)。下列说法错误的是(　　) A.①过程是吸能反应,磷酸化的蛋白质分子势能高 B.②表示的物质是ADP C.若该细胞为肌肉细胞,磷酸化的蛋白质做功时失去的能量主要用于再生ATP D.生物体内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性 4.(创新题·新情境)(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 答案与分层梯度式解析 第三章　细胞的代谢 第一节　ATP是细胞内的“能量通货” 基础过关练 1.C　图中虚线部分是由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成的腺苷,①②表示高能磷酸键,②处的高能磷酸键更易断裂,使ATP转化为ADP。ATP在活细胞中分布广泛,但含量很低,ATP与ADP间的相互转化很快,使细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。 2.C　由题图可知,a为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,A错误。激烈的比赛过程中,ATP的分解速率增大,机体通过调节使ATP的合成速率也增大,以满足机体对ATP的大量需求,ATP含量仍然维持相对稳定,B错误。细胞内许多吸能反应与ATP的水解反应相联系,由ATP水解提供能量;许多放能反应与ATP的合成反应相联系,释放的能量储存在ATP中,用来为吸能反应直接供能,C正确。b和c代表高能磷酸键,c更容易断裂释放能量,运动过程中c断裂供能,D错误。 3.A　 题图解读 丙是AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,A正确。ATP彻底水解的产物为三个磷酸、腺嘌呤、核糖,B错误。酶1、酶2催化水解的均是高能磷酸键,酶3催化水解的是普通的磷酸键,C错误。甲到乙释放的能量可用于细胞中许多的吸能反应,D错误。 4.D　把少量ATP的Pγ用32P标记后加入酵母提取液中,短时间后32P出现在Pi中,而标记Pβ后做同样的实验,相同时间内32P不出现在Pi中,说明ATP中γ位的磷酸基团容易脱落,A不符合题意;把少量ATP的Pγ用32P标记后加入酵母提取液中,短时间后32P出现在Pi中,说明该过程有ATP水解,但ATP的含量几乎不变,说明该过程也存在ATP合成,B不符合题意;把少量ATP的Pγ用32P标记后加入酵母提取液中,短时间后32P出现在Pi中,说明32P标记的Pi是由被标记的ATP水解形成的,C不符合题意;题述实验现象不能说明ATP是细胞内的直接能源物质,D符合题意。 5.A　ATP中的“A”为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成(易错点),A错误;题图中的物质都含有腺嘌呤,组成元素均为C、H、O、N、P,D正确。 6.答案　(1)萤火虫的发光器粉末　等量不同浓度的ATP溶液　(2)①呈正相关　②渐弱　③呈负相关　④随ATP浓度升高,发光现象无变化 解析　(1)(2)实验分析如下: 实验目的 探究萤火虫的荧光强度与ATP浓度的关系 自变量 不同浓度的ATP溶液 因变量 萤火虫的荧光强度 实验现象 预测及结论 随ATP 浓度 升高 特别提醒　预测实验现象时要全面,要预测出可能出现的所有情况,可根据实验结论预测相应的现象。 7.D　1个ATP分子含有3个磷酸基团,2个高能磷酸键,A正确;磷脂分子的组成元素为C、H、O、P,有些还含有N,ATP的组成元素为C、H、O、N、P,B正确;ATP是细胞内的直接能源物质,其水解释放的能量可直接用于吸能反应,C正确;人体在剧烈运动时ATP的合成速率与水解速率都增大,但处于动态平衡之中,D错误。 8.C　过程①ADP转化为ATP,需要吸收能量,在细胞内与其他放能反应密切联系,A错误;1个ATP分子由1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团组成,B错误;ATP在细胞内含量很低,但ATP与ADP间的相互转化很快,人在饥饿时,细胞内的过程①和②也能达到动态平衡,C正确;病毒没有细胞结构,不能独立完成ATP-ADP循环,D错误。 9.A　ATP与ADP的相互转化,在活细胞中是永无休止地进行着的,从而满足细胞所需的能量供应,A正确;ATP与ADP是两种不同的物质,但二者之间可以不断地转化,B错误;ATP在细胞中的含量很低,但与ADP的转化十分迅速,保证了生命活动所需能量的持续供应,C错误;ATP与ADP的相互转化过程中,物质是可逆的,能量是不可逆的,故不是可逆反应,D错误。 10.B　合成ATP需要消耗能量,则E1应来自放能反应,A错误;与安静时相比,剧烈运动时肌细胞中ATP的合成速率与水解速率都增大,故ATP与ADP的转化速率更快,但无论是安静状态还是运动状态,细胞内的ATP含量都处于动态平衡,B正确;E1主要来自光能或细胞呼吸释放的能量,E2为ATP水解释放的能量,将用于各项生命活动,酶1为ATP合成酶,酶2为ATP水解酶,酶1和酶2并不相同,C错误;B为ATP,C为ADP,B中远离腺苷的高能磷酸键既容易水解也容易合成,有利于二者的相互转化,D错误。 能力提升练 1.A　1个ATP分子含有2个高能磷酸键,其中远离腺苷的高能磷酸键水解产生ADP和磷酸分子,同时释放能量,A错误;由题干信息可知,ATP水解释放的能量可在荧光素氧化过程中转化为光能,B正确;正常情况下细菌的ATP存在于细胞中,不能为荧光素提供能量,因此ATP荧光检测仪中应含有细菌裂解剂,裂解细菌然后释放细菌细胞的ATP,C正确;生物每个活细胞中ATP的含量是相对稳定的(突破点),荧光的强度可反映出样品中ATP的含量,因此运用ATP荧光检测仪能检测样品中细菌的多少,D正确。 2.C　肌肉收缩需要ATP提供能量,对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化,但有ATP和ADP的相互转化,A错误;实验组肌肉收缩后ATP含量下降,说明有ATP水解,但根据数据无法判断有无ATP合成,B错误;磷酸肌酸在肌酸激酶的催化下能将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP,故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定,C正确;实验组数据不能表明部分生命活动利用了靠近“A”的磷酸键,D错误。 3.C　据题图分析可知,ATP将蛋白质磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白质,同时蛋白质的形状改变;当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时蛋白质会改变形状做功。ATP推动的蛋白质磷酸化过程(①过程)是吸能反应,据题图可知,磷酸化的蛋白质分子势能高,A正确;②是ATP脱去一分子磷酸基团形成的ADP,B正确;磷酸化的蛋白质做功,失去的能量用于各项生命活动,如肌肉的运动,C错误;生物体内ATP与ADP相互转化的供能模式在生物界普遍存在,体现了生物界的统一性,D正确。 4.C　 关键信息 选项判断 AAC转运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 AAC介导的转运不需要ATP水解直接提供能量,A错误 ①线粒体是“动力车间”(可产生ATP); ②AAC的c-态面向细胞溶胶,m-态面向线粒体基质 ATP需从线粒体基质运至细胞溶胶,故AAC结合转运ATP时应处于面向线粒体基质的m-态构象,B错误 米酵菌酸通过竞争性结合AAC的ATP结合位点阻断ATP的转运,D错误 米酵菌酸会阻断ATP运出线粒体,导致线粒体基质中ATP堆积,ADP/ATP的值减小,C正确 12 学科网（北京）股份有限公司 $