5-2 细胞的能量“货币”ATP 课时跟踪检测 高一上学期生物人教版必修1(含答案详解)

新人教高中生物必修1课时跟踪检测
5.2细胞的能量“货币”ATP
一、选择题
知识点一A TP的结构
1．(2021·河北沧州高一期中)如图表示生命活动的直接能源物质ATP的结构式，其中能作为RNA的基本单位的是()
A．①B．②
C．③D．④
2．(2021·江苏宿迁高一期末)下列关于A TP的描述正确的是()
A．ATP分子的组成元素是C、H、O、P
B．①代表特殊的化学键，可用“～”表示
C．②代表ATP中的“A”，表示腺嘌呤
D．ATP水解转移的基团是—OPO2－3
3．A TP分子在细胞内能够释放能量和储存能量，从结构上看，其原因是()
①腺苷很容易吸收能量和释放能量②三个磷酸基团很容易从A TP上脱离和结合③远离腺苷的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使A TP转变成ADP④ADP可以迅速地与磷酸结合，吸收能量形成特殊的化学键，使ADP转变成A TP
A．①③B．③④
C．②④D．①④
4．如果测得A TP分子中一个特殊的化学键的化学能是8p，那么，一个ATP分子中的
磷酸键所含的化学能应该是()
A．8p B．16p
C．大于16p小于24p D．24p
知识点二A TP与ADP的相互转化
5．如图为细胞中A TP与ADP相互转化示意图，有关叙述错误的是()
A．在一个活细胞中，时刻进行着过程①和②
B．过程①和②也可以发生在同一个细胞器内
C．过程①中需要的能量不是过程②释放的
D．维持人体体温的热能主要来自过程②中的能量
6．下列有关酶和A TP的叙述，错误的是()
A．绝大多数酶合成的场所是核糖体
B．葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使细胞内ADP的含量增加
C．ATP的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要ATP供能
D．哺乳动物成熟的红细胞产生A TP不消耗氧气
7．ATP是细胞的能量“货币”，是生命活动的直接能源物质，如图为ATP结构和ATP 与ADP相互转化的关系式。

下列说法错误的是()
A．图1中的A代表腺苷，b、c为特殊的化学键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C．ATP与ADP快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性
D．酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能
8．下列有关“a.A TP―→ADP＋Pi＋能量”“b.ADP＋Pi＋能量―→A TP”的叙述，正确的是()
①a、b反应过程分别表示能量的释放利用和储存过程
②生物细胞内的b过程所需要的能量来自呼吸作用
③a和b在活细胞中永无休止地循环进行，保证了生命活动的顺利进行
④a反应中的“能量”一般不能用于推动b反应的进行
⑤a、b反应过程从物质角度看是可逆的，但从能量角度看是不可逆的
A．①②③④B．②③④⑤
C．①③④⑤D．①②④⑤
知识点三A TP的功能
9．(2021·江苏南京高一检测)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．细胞呼吸产生的A TP可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程
B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的
C．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系
10．(多选)如图为ATP分子结构式。

下列相关叙述正确的是()
A．图中五碳糖为核糖
B．1个ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
C．该分子中2个特殊的化学键容易断裂
D．ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能
11．(多选)(2021·江苏苏州高一期末)如图1为ATP的结构简图，图2为A TP与ADP 相互转化的关系式，下列说法错误的有()
A．ATP中的五碳糖为核糖，b、c为特殊的化学键
B．图1的“A”与ATP中的“A”为同一种物质
C．ATP与ADP相互转化属于可逆反应
D．图2中ADP转化为A TP的能量来自光合作用、细胞呼吸
12．(多选)(2022·山东济南高一月考)酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是生命活动的直接能源物质。

如图是A TP逐级水解的过程图，其中③是腺苷，⑤是能量。

下列有关叙述正确的是()
A．图中①含有一个特殊的化学键
B．图中②是组成RNA的基本单位之一
C．酶催化反应的实质是降低化学反应的活化能
D．酶a～c催化的反应中(底物的量相同)，Ⅲ过程释放⑤最多
二、非选择题
13．1997年，诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗·波耶尔和英国的约翰·沃克，以表彰他们在研究ATP如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。

回答下列问题：
(1)ATP的中文名称是________，其中A代表________，A中含有的单糖是________，P 代表________。

(2)ATP的元素组成是________，若用15N标记ATP，将会在________(填化学结构)中出现15N。

(3)在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于各种________反应；ADP合成为ATP所需的能量来自各种________反应，所以ATP是细胞内的________。

答案：(1)腺苷三磷酸腺苷核糖磷酸基团(2)C、H、O、N、P腺嘌呤(3)吸能放能能量“货币”
14．ATP是细胞内绝大多数生命活动的直接能源物质，回答下列问题：
(1)ATP的合成一般与________(填“吸能”或“放能”)反应相关联，生物体对A TP的需求较大，但细胞内ATP的含量较少，细胞能满足生物体对ATP的需求的主要原因是______ __________________________________________________________________。

(2)绿色植物叶肉细胞内合成A TP的途径有__________________。

(3)利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测，步骤如
下：
第一步：将腊肉进行一定的处理后放入发光仪(测定发光强度的仪器)反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；
第二步：记录发光强度并计算ATP含量；
第三步：测算出细菌数量。

①荧光素接受________提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。

②根据发光强度可以计算出ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。

③根据ATP含量可大致测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中ATP含量__________ ____________________________________________________________。

15．请回答下列有关A TP的问题：
(1)人的骨骼肌细胞中，A TP含量仅够剧烈运动时3 s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A TP，以补充细胞中的A TP含量；从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明_______________________________ ________________________________________________。

(2)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。

据此，可知在人体消化道中____________(填“存在”或“不存在”)ATP水解酶；A TP的药用效果是____________________；生物体内合成ATP的生理过程有____________、___________。

新人教高中生物必修1课时跟踪检测(参考答案)
5.2细胞的能量“货币”ATP
1解析：B图中①②③④分别表示腺苷、AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)、ADP和A TP，其中②(腺嘌呤核糖核苷酸)是组成RNA的基本单位之一。

2解析：B ATP分子的组成元素是C、H、O、N、P，A错误；①代表磷酸键，为特殊的化学键，可用“～”表示，B正确；②代表ATP中的“A”，表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，C错误；ATP水解转移的是一个磷酰基(—PO 32-)，而不是磷酸基(—OPO32-)，D错误。

3解析：B从A TP的结构简式A—P～P～P可知，分子中含有两个特殊的化学键。

腺苷不能吸收能量和释放能量，①错误；第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合，②错误；在酶的作用下，远离腺苷A的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP，③正确；ADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成第二个特殊的化学键，使ADP转变成ATP，④正确。

4解析：C A TP中含有1个普通化学键和2个特殊的化学键，所以一个ATP分子中磷酸键所含的化学能多于2个特殊的化学键的化学能(16p)，少于3个特殊的化学键的化学能(24p)。

5解析：D活细胞中生命活动时刻需要消耗ATP提供的能量，需要时刻合成ATP；ATP 合成和水解可以发生在同一细胞器中，如叶绿体等；ATP合成所需的能量来自光合作用吸收和细胞呼吸释放的能量，而不是来自A TP水解释放的能量；维持人体体温的热能来自体内有机物氧化分解释放的化学能。

6解析：C绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA，因此绝大多数酶合成的场所是核糖体，少数酶的合成场所是细胞核，A正确；葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，需要消耗能量，因此会使细胞内ADP的含量增加，B正确；A TP在合成时一定需要酶的催化，但酶发挥催化作用时不一定需要ATP供能，C错误；哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，只能通过无氧呼吸产生A TP，D正确。

7解析：A题图1中的A代表腺嘌呤，b、c为特殊的化学键，A错误；题图2中反应向右进行时，题图1中的c键断裂并释放能量，B正确；A TP与ADP快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性，C正确；酶催化作用的机理是降低化学反应的活化能，D正确。

8解析：C a过程是A TP水解，b过程是ATP合成，分别表示能量的释放利用和储存过程，①正确；动物细胞中b过程所需要的能量来自呼吸作用，植物细胞中b过程所需要的
能量来自呼吸作用和光合作用，②错误；a和b在活细胞中永无休止地循环进行，保证了生命活动的顺利进行，③正确；a反应中的“能量”一般不能用于推动b反应的进行，④正确；
a、b反应过程从物质角度看是可逆的，但从能量角度看是不可逆的，⑤正确。

9解析：C通过图示可知，细胞呼吸产生的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，A正确；A TP将蛋白质磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白质，同时蛋白质的空间结构发生改变，当磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落时会发生形状改变，因此分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的，B正确；蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP，C错误；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正确。

10解析：AD图中五碳糖为核糖，A错误；1个ATP分子由1个腺苷(腺嘌呤和核糖组成)和3个磷酸基团组成，B错误；该分子中只有1个特殊的化学键容易断裂，C错误；ATP 中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能，D正确。

11解析：BC由图分析，ATP中的五碳糖为核糖，b、c为特殊的化学键，A正确；图1中字母A代表的是腺嘌呤，ATP分子中的A是腺苷，B错误；A TP与ADP相互转化不属于可逆反应，因为此过程物质可逆，而能量不可逆，且所需要的酶不同，C错误；图2中ADP转化为ATP的能量可来自光合作用吸收的光能或细胞呼吸作用释放的有机物中的化学能，D正确。

12解析：ABC分析图示可知：①为ATP水解得到的ADP，只含有一个特殊的化学键，A正确；②为ATP水解两次得到的腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)，是RNA的基本组成单位之一，B正确；酶和其他催化剂的作用一样，都是降低化学反应的活化能，酶降低活化能的作用更显著，C正确；Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是特殊的化学键，释放能量多，Ⅲ过程断裂的是一般化学键，故释放能量最少的过程是Ⅲ，D错误。

13解析：(1)A TP的名称是腺苷三磷酸，其中A表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P表示磷酸基团。

(2)ATP的组成元素是C、H、O、N、P，ATP中的N存在于腺苷的腺嘌呤中，所以若用15N标记A TP，将会在腺嘌呤中出现15N。

(3)ATP水解释放大量能量，释放的能量直接用于各种吸能反应；A TP合成时需要吸收能量，由各种放能反应提供，所以ATP是细胞内的能量“货币”。

14解析：(1)ATP的合成需消耗能量，故一般与放能反应相关联。

生物体对ATP的需求较大，细胞内ATP的含量较少，但A TP与ADP的转化速率较快，所以可以满足生物体对ATP的需求。

(2)绿色植物叶肉细胞内合成A TP的途径有光合作用和细胞呼吸。

(3)①荧光素
接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。

②荧光素在荧光素酶和A TP等物质的参与下可进行反应发出荧光，发光强度与ATP的含量成正比，所以根据发光强度可以计算出ATP的含量。

③每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，故可根据A TP含量大致测算出细菌数量。

答案：(1)放能A TP与ADP的转化速率较快(2)细胞呼吸、光合作用(3)①A TP②正比③大致相同且相对稳定
15解析：(1)由题图可知，0～3 s内A TP含量下降是由于短跑过程中肌肉收缩等生命活动过程消耗ATP，而b→c过程中，ATP含量增加是由于细胞呼吸产生的能量一部分形成ATP。

生物体内ATP的含量很少，但能通过和ADP的相互转化维持含量的动态平衡，所以肌细胞中ATP的含量不会降为零。

(2)由题干信息“ATP片剂可以口服”可知，人体消化道内没有使ATP水解的酶。

由题干ATP可以治疗的相关疾病判断，ATP的药效是直接为生命活动提供能量。

生物体内合成ATP的生理过程包括光合作用、呼吸作用。

答案：(1)肌肉收缩等生命活动呼吸作用能量ATP的生成和水解是同时进行的(2)不存在直接为生命活动提供能量光合作用呼吸作用。