3.1 ATP是细胞内的“能量通货”提升练习——2026--2027学年高一上学期生物学浙科版必修一·

( 3.1 ATP是细胞内的“能量通货” ) 1.ATP是细胞中的“能量通货”。下列有关ATP的叙述，错误的是( ) A.绿色植物根尖细胞中能合成ATP的细胞器只有线粒体 B.ATP水解时形成腺苷二磷酸，同时释放1个磷酸基团和能量 C.ATP在细胞易于再生，可作为源源不断的能源 D.ATP是细胞内唯一使用的能量载体 2.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 3.ATP药物为细胞代谢改善药，其种类有ATP片剂（可口服）和ATP注射液（可肌肉注射或静脉滴注）。下列叙述错误的是( ) A.ATP片剂可以口服说明ATP可以作为细胞的直接能源物质 B.适宜条件下，ATP和酶都能在细胞外发挥作用 C.患者滴注ATP注射液后，其心肌细胞代谢可能得到改善 D.ATP可用于肌肉收缩使运动蛋白发生移动 4.下图为ATP分子的结构图，下列叙述正确的是( ) A.ATP分子中单糖是脱氧核糖 B.ATP中的单糖和嘌呤结合成的基团称为腺苷酸 C.ATP中远离单糖的磷酸基团容易脱落 D.“～”代表高能磷酸键，它的断裂会形成水 5.ATP是细胞生命活动的直接能源物质。下列物质运输过程需要消耗ATP的是( ) A.O2进入红细胞 B.组织细胞排出CO2 C.浆细胞分泌抗体 D.神经细胞内K+顺浓度梯度外流 6.ATP是细胞中各种生命活动的通用能量货币。下列关于ATP的叙述，错误的是( ) A.ATP分子中含有磷酸基团 B.ATP可直接为生命活动提供能量 C.ATP中的T代表胸腺嘧啶 D.ATP中远离A的磷酐键易水解断裂 7.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 8.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 9.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 10.如图是细胞中的能量“货币”ATP的“循环”示意图。下列相关叙述正确的是( ) A.图中①过程消耗的能量1可来自光能，②过程释放的能量2可转化成光能 B.放能反应与ATP的水解反应相联系，ATP水解时末端磷酸基团易脱离 C.ATP和ADP相互转化的过程中，物质和能量都是可以循环利用的 D.代谢旺盛的细胞内ATP的含量多，代谢缓慢的细胞内ADP的含量多 11.如图为ATP的结构示意图，①②表示物质，③④表示化学键。下列说法错误的是( ) A.吸能反应与放能反应常与④的断裂与形成相关联 B.ATP中的A对应示意图中的①和②，表示腺苷 C.ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中 D.肌肉收缩过程中，④的断裂使肌肉中的能量增加,肌肉形状改变 12.ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中~表示高能磷酸键，下列叙述错误的是( ) A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键 13.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 14.ATP合酶由F0(镶嵌在生物膜内，形成跨膜H+通道)和F1(负责ATP的合成)两部分蛋白质组成，其结构如图所示。DNP(2，4-二硝基苯酚)能够消除跨膜H+梯度。回答下列问题： (1)ATP合酶可存在于真核细胞的线粒体内膜和____________膜上。ATP合酶作为一种催化剂，其作用机理是____________。推测其以____________的方式运输H+，并利用H+浓度差形成的势能合成ATP。 (2)ATP合酶中具有亲脂性的可能是____________(填“F0”或“F1”)，理由是____________。 (3)将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是____________。使用DNP可以____________(填“加快”或“减慢”)ATP合酶释放ATP的速率。DNP曾被尝试作为减肥药，请分析使用DNP减肥可能会对人体产生的危害有____________(答一点)。 答案以及解析 1.答案：D 解析：A、合成ATP的生理过程有细胞呼吸和光合作用，绿色植物根尖细胞中没有叶绿体，其中能合成ATP的细胞器只有线粒体，A正确； B、结合分析可知：ATP水解时形成腺苷二磷酸（ADP），同时释放1个磷酸基团和能量，B正确C、ATP和ADP的转化处于动态平衡中，ATP消耗后会迅速产生，故ATP在细胞易于再生，可作为源源不断的能源，C正确； D、ATP作为细胞中普遍使用的能量载体，所含能量不多，但却能为生命活动直接提供能量，但ATP不是细胞内唯一使用的能量载体，糖类、脂防和蛋白质都是能源物质，D错误。故选：D。 2.答案：C 解析：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。 3.答案：A 解析：A（×）ATP片剂可以口服只能说明该物质可经口摄入发挥作用，与其可以作为细胞的直接能源物质之间不存在因果关系。B（√）ATP是一种直接能源物质，在适宜条件下，ATP可以在细胞外为某些反应供能；酶在适宜的温度、pH等条件下，也能在细胞外发挥催化作用。C（√）ATP药物为细胞代谢改善药，患者滴注ATP注射液后，其心肌细胞代谢功能可能得到改善。D（√）肌肉收缩依赖运动蛋白移动，该过程需ATP水解供能。 4.答案：C 解析：ATP分子中单糖是核糖，A错误；ATP中的核糖和腺嘌呤结合成的基团称为腺苷，B错误；ATP中远离腺苷的那个特殊化学键不稳定，与其相连的远离单糖的磷酸基团容易脱落，C正确；“~”代表特殊化学键，它的断裂需要消耗水，D错误。 5.答案：C 解析：浆细胞分泌抗体属于胞吐的过程,消耗ATP,C正确。O2进入红细胞和组织细胞排出CO2属于自由扩散的过程,不消耗ATP,A错误;B错误;神经细胞内K+顺浓度梯度外流属于协助扩散的过程,不消耗ATP,D错误。 6.答案：C 解析：ATP的结构可简写为A-P~P~P，其中“P”表示磷酸基团，A正确；ATP是生物体生命活动的直接能源物质，可直接为生命活动提供能量，B正确；ATP中的“T”代表三，C错误；ATP中远离A的磷酐键极不稳定，易水解断裂，D正确。 7.答案：B 解析：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。 8.答案：C 解析：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。 9.答案：A 解析：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，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。 10.答案：A 解析：图中①过程为合成ATP的过程，消耗的能量1可来自光能或化学能，②过程为ATP的水解过程，释放的能量2可转化成光能，A正确；ATP水解通常与吸能反应相联系，B错误；在ATP和ADP相互转化的过程中，物质可以循环利用，能量不可以，C错误；ATP在细胞内的含量并不高，代谢旺盛的细胞中含量也不多，D错误。 11.答案：C 解析：吸能反应需要ATP水解供能,常与④的断裂相联系;放能反应会促使ADP接受能量并与Pi结合,形成ATP,故常与④的形成相关联,A正确。ATP中的A是由①腺嘌呤和②核糖组成,表示腺苷,B正确。ATP中大量的能量都储存在“~”(磷酐键)中,C错误。肌肉收缩的过程中需要消耗能量,④断裂可释放能量,用于肌肉改变形状,D正确。 12.答案：C 解析：离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确;当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一),故用α位32P标记的ATP 可以合成带有32P的RNA,B正确; β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录,故C错误;光合作用过程中,光能可转化为化学能储存在ATP中,这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键,D正确。 13.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 14.答案：(1)叶绿体的类囊体；降低化学反应所需的活化能；协助扩散 (2)F0；F0存在于磷脂双分子层的内部 (3)渗透作用；减慢；抑制机体细胞合成ATP，细胞供能不足，影响细胞正常代谢 解析：(1)ATP合酶可存在于真核细胞的线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上；ATP合酶作为催化剂，作用机理是降低化学反应所需的活化能；H+顺浓度梯度运输，运输方式为协助扩散。 (2)ATP合酶中具有亲脂性的可能是F0，理由是F0镶嵌在磷脂双分子层内部，磷脂双分子层内部为疏水环境，亲脂性物质才能存在其中。 (3)将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是渗透作用，线粒体吸水导致外膜破裂；DNP能消除跨膜H+梯度，减少ATP合成，会减慢ATP合酶释放ATP的速率；使用DNP减肥可能的危害是抑制机体细胞合成ATP，细胞供能不足，影响细胞正常代谢。 学科网（北京）股份有限公司 $