高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第一节 ATP是细胞内的“能量通货”复习练习题

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1．ATP中A、T、P依次代表( B )
A．胸腺嘧啶、腺嘌呤、磷酸基团
B．腺苷、三个、磷酸基团
C．胸腺嘧啶、三个、磷酸基团
D．腺苷、三个、腺嘌呤
【解析】ATP的中文名称为腺苷三磷酸，其结构简式为A—P～P～P，其中A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基团。
2．ATP中大量化学能储存在( D )
A．腺苷内
B．磷酸基团内
C．腺苷和磷酸基团连接键内
D．高能磷酸键内
【解析】ATP是高能磷酸化合物，它的结构简式是A—P～P～P，其中腺苷与磷酸基团之间的结合键(—)不是高能磷酸键，另有两个高能磷酸键(～)；高能磷酸键内含有较高的能量，ATP分子中的大量化学能就储存在高能磷酸键内。
3．30个腺苷和60个磷酸基团最多能组成多少个ATP( B )
A．10个 B．20个
C．30个 D．40个
【解析】每个ATP分子中含有3个磷酸基团，因此60个磷酸基团最多能组成20个ATP。
4．以下物质中可以用32P标记的是( A )
A．ATP B．甘氨酸
C．甘油 D．麦芽糖
【解析】ATP含有C、H、O、N、P，可以用32P标记，A正确；甘氨酸的组成元素是C、H、O、N，不可以用32P标记，B错误；甘油的组成元素是C、H、O，不可以用32P标记，C错误；麦芽糖的组成元素是C、H、O，不可以用32P标记，D错误。
5．ATP在细胞内的含量及其生成速度分别为( D )
A．很多、很快 B．很少、很慢
C．很多、很慢 D．很少、很快
【解析】细胞内的ATP含量很少，但转化迅速，一直保持动态平衡。
6．萤火虫在夏夜发出黄色的光，其直接能量来源是( C )
A．由葡萄糖转变而来
B．由其体内的荧光素酶转变而来
C．由ATP水解而来
D．由有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来
【解析】在生物的新陈代谢中，糖类、脂质、蛋白质分解都能提供能量，但这些能量产生时，有一部分以热能形式散失，有一部分能量转移给ADP形成ATP，储存在ATP的高能磷酸键内。而各项生命活动由ATP直接提供能量，ATP提供能量的过程亦称ATP的水解。
7．某人脑出血后导致右侧肢体偏瘫，为尽快改善患者的新陈代谢，尽快恢复其右手书写能力，在治疗时可用下列哪种方法辅助治疗( D )
A．静脉滴注葡萄糖溶液
B．口服钙片
C．服用多种维生素液
D．肌肉注射ATP制剂
【解析】ATP是人体生命活动的直接能源物质，在实际生活中，作为一种药品，有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用，常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑出血后遗症、心肌炎等疾病。
8．如图为ATP的分子结构图，A～C表示相应的结构，①②表示化学键。下列叙述正确的是( D )
A.A表示腺嘌呤，B表示腺苷
B．化学键①与化学键②的稳定性相同
C．化学键②的形成所需的能量都来自化学能
D．化学键②中能量的释放往往与吸能反应相关联
【解析】图中A表示腺苷，B表示腺苷一磷酸，A错误；化学键①比化学键②的稳定性高，B错误；化学键②的形成所需的能量来自化学能或光能，C错误；化学键②中的能量释放后用于各项需要能量的生命活动，因此往往与吸能反应相关联，D正确。
9．下列关于细胞内各种能量的转化关系的叙述，正确的是( B )
A．细胞内各种分子中的化学能可直接用于各项生命活动
B．ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动
C．通过细胞呼吸产生的能量可直接用于各项生命活动
D．细胞内各种分子的化学能只能转化为化学能
【解析】细胞内的主要能量形式是细胞内各种分子的化学能，但是各种分子所含有的化学能不能直接用于各项生命活动，必须通过ATP—ADP循环才可被细胞用来进行各项生命活动，ATP是细胞中的“能量通货”，所以A、C两项错误。细胞内的各种分子所具有的化学能通过放能反应，有一部分可转化为热能，不仅仅是转化为各种化学能，故D项错误。
10．下列关于ATP的叙述，不正确的是( A )
A．ATP是生物体进行所有生命活动的最终能源
B．远离腺苷的高能磷酸键形成时，所需的能量不可能来自热能
C．细胞内的能量通货都是ATP，说明生物界具有统一性
D．ATP与RNA的元素组成相同
【解析】生物体进行所有生命活动的最终能源并不是ATP，而是光合作用利用的光能。
11．对转化式“ATP eq \(,\s\up7(酶)) ADP ＋ Pi ＋能量”的说法正确的是( C )
A．该转化式的反应场所是相同的，都是线粒体
B．该转化式所需要的酶种类相同
C．该转化式对生物体正常生命活动起着重要的作用
D．该转化式中物质和能量都是可逆的
【解析】ATP与ADP相互转化的场所是不同的，ATP合成的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，ATP水解的场所是需要消耗能量的部位，A错误；ATP与ADP的相互转化需要的酶的种类不同，B错误；ATP与ADP的相互转化对生物体正常生命活动起着重要的作用，C正确；ATP与ADP的相互转化过程中，物质是可逆的，而能量是不可逆的，D错误。
12．用玻璃分针挑取新鲜蛙腓肠肌(长约1 cm、宽约0.5 cm)3个，分别放在预先滴了两滴生理盐水的载玻片上，编号为A、B、C，测量并记录肌肉的长度。用铜锌叉间歇刺激肌肉，使得3组肌肉疲劳不能收缩。对刚丧失收缩功能的A组肌肉不做处理，B组滴加质量分数为5%的葡萄糖溶液1滴，C组加ATP溶液1滴，再分别用铜锌叉刺激肌肉3～4次，测量并记录肌肉长度。A组和B组无明显变化，C组变短。通过上述实验不能分析得出( B )
A．ATP是肌肉收缩的直接能源物质
B．ATP是一种高能磷酸化合物
C．第一次使用铜锌叉间歇刺激肌肉是为了消耗掉肌肉细胞中的ATP
D．葡萄糖不能引起肌肉收缩，因此葡萄糖不是生命活动的直接能源物质
【解析】从题中的分组对照实验可知，滴加ATP溶液的肌肉收缩，滴加葡萄糖溶液的肌肉不收缩，可见ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源，A不符合题意；本实验能够证明ATP是直接供能物质，但不能直接证明ATP是一种高能磷酸化合物，B符合题意；第一次使用铜锌叉间歇刺激肌肉，直至肌肉不能收缩为止，是为了耗尽肌肉细胞中的ATP，为接下来的实验做准备，C不符合题意；第二次实验中滴加ATP溶液的肌肉收缩，滴加葡萄糖溶液的肌肉不收缩，可见ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源，而葡萄糖不是肌肉收缩所需能量的直接来源，因此葡萄糖不是生命活动的直接能源物质，D不符合题意。
13．ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。回答下列问题：
(1)ATP的结构简式是__A—P～P～P__，ATP中的A表示__腺苷__。
(2)ATP中高能磷酸键全部断裂后得到的产物有__腺嘌呤核糖核苷酸__和磷酸，由此推测，催化高能磷酸键水解的酶的最适宜pH应偏__酸性__(填“酸性”或“碱性”)。
(3)ATP在生物体内含量较少，但生物体对ATP的需求量很大，生物体是如何解决这一矛盾的？__细胞内ATP与ADP之间转化速率较快__。
【解析】(1)ATP的中文名称叫腺苷三磷酸，其结构简式为A－P～P～P，其中A代表腺苷。(2)ATP中高能磷酸键全部断裂后得到的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，由此推测，催化高能磷酸键水解的酶的最适宜pH应偏酸性。(3)ATP在生物体内含量较少，但细胞内ATP与ADP之间转化速率较快，可以满足生物体对ATP很大的需求量。
[B级 素养养成与评价]
14．ATP是一种高能磷酸化合物，下列关于ATP的叙述正确的是( B )
A．如细胞代谢强度增加一倍，则细胞内ATP的含量也将增加一倍
B．ATP断裂最末端的高能磷酸键后，形成的产物有腺苷二磷酸和磷酸
C．ATP分子结构中含有一个普通磷酸键，该键易断裂也易形成
D．ATP彻底水解得到的五碳糖可以作为合成DNA的原料之一
【解析】ATP和ADP在细胞中的含量很少且保持相对稳定，A错误；ATP脱去最末端的磷酸基团后可形成腺苷二磷酸和磷酸，B正确；ATP分子结构中离腺苷较远的高能磷酸键易发生断裂也易形成，C错误；ATP彻底水解得到的五碳糖为核糖，DNA中所含五碳糖为脱氧核糖，D错误。
15．下列关于ATP的叙述中，正确的是( C )
A．ATP是一种高能磷酸化合物，是生物体的主要能源物质
B．ATP分子中任意一个高能磷酸键断裂都会形成ADP
C．在人处于运动状态时细胞内ATP与ADP发生迅速转化
D．一分子ATP中含有的化学能比一分子葡萄糖多
【解析】生物体的主要能源物质是糖类，ATP是直接能源物质，A错误；ATP中只有远离A的高能磷酸键断裂才能形成ADP，B错误；细胞中ATP的含量很少，因此在人处于运动状态时细胞内ATP与ADP会发生迅速转化，C正确；一分子葡萄糖分解可以产生多个ATP，因此一分子ATP中含有的化学能比一分子葡萄糖少，D错误。
16．ATP是生物体内重要的能源物质，下列有关叙述错误的是( D )
A．“A－P”由一分子腺苷和一分子磷酸基团组成
B．甲过程释放的能量可以用于细胞分裂
C．乙过程中也涉及高能磷酸键水解
D．丁过程所需能量可以是光能、化学能、热能
【解析】“A－P”中A代表一分子腺苷，P代表一分子磷酸基团，A正确；ATP水解释放的能量可以用于各项生命活动，包括细胞分裂，B正确；乙过程中也涉及高能磷酸键水解，C正确；丁过程是合成ATP的过程，只能通过细胞呼吸和光合作用，所需能量可以是光能或化学能，不是热能，D错误。
17．ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基不同，下列叙述错误的是( C )
A．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
D．UTP断裂两个高能磷酸键后可作为RNA组成的基本单位之一
【解析】细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，A正确；ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，即磷酸、核糖和碱基，B正确；CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C错误；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，可作为RNA合成的原料，D正确。
18．ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看原因是( C )
①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合 ③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离，第二个高能磷酸键断裂，使ATP转变成ADP ④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATP
A．①③ B．②④
C．③④ D．①③④
【解析】解该题时要熟悉ATP的结构简式：A—P～P～P，其简式中含有两个高能磷酸键，并非三个；在酶的作用下，远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi(磷酸)，该键又可在接受能量的时候，加上一分子磷酸再次形成ATP。在这里，高能磷酸键的断裂和再形成，保证了能量的释放和储存。
19．如图，能正确表示动物细胞内ATP的生成量与氧气供应量之间关系的是( B )
【解析】氧气供应量为0时，存在ATP的生成；随氧气浓度的增加，细胞呼吸生成ATP的量在增加，当氧气浓度增加到一定值后，细胞呼吸的强度不再增加，ATP的生成量平衡。
20．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP含量将会下降。下列有关叙述正确的是( A )
A．正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗
B．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用
C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D．蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定
【解析】由题干信息可知，蚜虫合成ATP所需能量还可来自类胡萝卜素吸收的光能；蚜虫做同一强度的运动消耗ATP的量是一样的。
21．当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢腺苷三磷酸(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是( B )
A．ATP与能量供应相关
B．作为信息分子的ATP不能提供能量
C．ATP也可作为信息传递分子
D．神经细胞膜外表面可能有ATP的受体
【解析】根据题意，ATP与能量供应相关，A不符合题意；题中作为信息分子的ATP并没有说不能提供能量，B符合题意；把食物的味道信息传递给大脑，说明ATP也可作为信息传递分子，C不符合题意；ATP如果作为信息传递分子，神经细胞膜外表面可能有ATP的受体，D不符合题意。
22．下列有关人体细胞内ATP的叙述中，正确的是( C )
A．寒冷时，细胞产生ATP的速率下降
B．紧张状态下，细胞内ATP的合成速率大大超过分解速率
C．剧烈运动时，肌肉细胞产生ATP的速率迅速加快
D．饥饿时，细胞内ATP的合成速率大大超过分解速率
【解析】寒冷时，细胞内因物质氧化分解加快，产生ATP的速率上升，A错误。人在任何状态下，细胞内ATP含量基本呈动态平衡，即合成ATP的速率与分解ATP的速率大致相等，B、D错误。剧烈运动时，因肌肉细胞需要的ATP更多，所以产生ATP的速率加快，C正确。
23．分析未进食的白鼠细胞内ADP与ATP的含量比，若发现ADP的含量偏高时( D )
A．表示此细胞能量充足
B．表示此细胞内葡萄糖多被用以合成糖原
C．表示此细胞内的葡萄糖氧化分解将加快
D．表示此细胞缺少能量
【解析】由反应式ATP eq \(,\s\up7(酶1),\s\d5(酶2)) ADP＋Pi＋能量可知，当体内ADP含量偏高时，一定是ATP分解释放能量用于生命活动，也就证明此时细胞内缺少能量。
24．为了证明ATP是直接能源物质，某同学选择一小条新鲜的蛙腓肠肌作为实验材料进行实验，下列说法错误的是( B )
A．必须待肌肉本身ATP消耗后再进行
B．先滴加ATP溶液后滴加葡萄糖溶液
C．可滴加葡萄糖溶液作为对照实验
D．实验过程中要注意保持肌肉的生理状态
【解析】待肌肉本身的ATP消耗完后再进行实验，可排除原有ATP对实验的干扰，A正确；按照对照实验设计的原则，应该在蛙腓肠肌细胞没有ATP时补充ATP后观察收缩情况，实验采用自身对照，即先加葡萄糖溶液发现蛙腓肠肌不发生收缩，再加ATP溶液发现蛙腓肠肌发生收缩，B错误；实验时可滴加葡萄糖溶液作为对照，C正确；实验过程中要注意保持肌肉的生理状态，D正确。
25．白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道黏膜中的真菌，当机体免疫功能下降时，菌丝大量生长，侵入细胞引起疾病。V 蛋白具有 ATP 酶活性，对菌丝形成有重要作用。为研究药物 D(一种 ATP 酶抑制剂)的作用，科研人员进行了如下实验。
(1)白色念珠菌与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠菌具有__核膜包围的细胞核__。V 蛋白将 ATP 水解为 ADP 时，__远离腺苷(A)的高能磷酸键__断裂，产生无机磷。
(2)为研究不同浓度药物 D 对 V 蛋白的作用，科研人员将 V 蛋白与反应缓冲液混合，实验组加入用 DMSO 溶解的不同浓度的药物 D 溶液，室温孵育 10 min 之后向反应体系中加入 ATP 溶液，室温反应 30 min。再向反应体系中加入孔雀绿试剂(可与无机磷反应呈现绿色)，定量分析反应体系的绿色深浅，得到如图所示结果。
①本实验中测定的绿色深浅，可反映出__ATP水解__的量，从而得到 V 蛋白活性。
②本实验以对照组数据作为 V 蛋白活性相对值 1，对照组的处理是将 V 蛋白与反应缓冲液混合，加入__等量DMSO__溶液，室温孵育 10 min，向反应体系中加入 ATP 溶液，室温反应 30 min。
③实验结果说明__药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强__。
【解析】(1)白色念珠菌是真核生物，与大肠杆菌在细胞结构上最主要的区别是白色念珠菌具有核膜包围的细胞核。ATP水解成ADP时，ATP中远离A的高能磷酸键断裂，产生无机磷和ADP ，同时释放的能量可直接用于蛋白质合成等耗能的生命活动。(2)V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子高能磷酸键中的能量被释放出来，同时产生无机磷。①由于孔雀绿试剂可与无机磷反应呈现绿色，而ATP水解为ADP产生无机磷，因此本实验中测定的绿色深浅，可反映出ATP水解的量，从而得到V蛋白活性。②根据题干中对实验组处理“V蛋白与反应缓冲液混合，实验组加入用DMSO溶解的不同浓度的药物D溶液，室温孵育10 min之后向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30 min”，根据实验目的并依据单一变量原则可确定对照组的处理应是将V蛋白与反应缓冲液混合，加入等量DMSO溶液，室温孵育10 min，向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30 min。③通过对曲线分析可知，实验结果说明药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强。