人教版 (2019)第2节 细胞的能量“货币”ATP当堂达标检测题

第2节　细胞的能量“货币”ATP

基础过关练

题组一　说出ATP的结构与功能

1.中国萤火虫保护联盟倡议“拒绝萤火虫野生贸易”,并致力于萤火虫的保护,希望能将萤火虫这个发光的“印章”盖满神州大地。为萤火虫尾部发光直接供能的物质是(　深度解析　)

A.糖类 B.蛋白质 C.ATP D.脂肪

2.ATP是细胞的能量“货币”。下列关于ATP的叙述中,正确的是(　易错　)

A.一分子ATP由一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成

B.ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATP

C.一分子ATP中有3个特殊化学键

D.ATP分子脱去两个磷酸基团,可作为合成RNA的原料之一

3.(2020黑龙江大庆实验中学高一月考)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.ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P

B.组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P

C.图中虚线部分的名称是腺苷

D.图中①处的化学键断裂,ATP转化为ADP

题组二　描述ATP与ADP的相互转化

4.ADP转变为ATP需要(　　)

A.Pi、酶、腺苷、能量 B.Pi、能量

C.能量、腺苷、酶 D.Pi、能量、酶

5.下列有关ATP和ADP相互转化的叙述,正确的是(　　)

A.人体细胞内ATP水解释放的能量能用于淀粉的水解

B.剧烈运动时,ATP的大量水解导致ADP的含量显著增加

C.ATP和ADP的相互转化过程发生在所有的活细胞中

D.催化ATP合成和水解的酶在细胞中的分布场所相同

6.如图表示ATP与ADP的相互转化过程,相关叙述错误的是(　易错　)

A.图中的M指的是腺嘌呤,N指的是核糖

B.食物为ATP“充电”指的是呼吸作用分解来自食物中的有机物产能

C.运动时肌肉细胞中ATP的“充电”速率远高于其“放能”速率

D.ATP的“充电”和“放能”所需要的酶不同

7.在人的骨骼肌细胞中,ATP的含量仅够剧烈运动3 s以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中,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的变化过程说明ATP被水解,发生的能量转化是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)B→C过程中,ATP含量增加,说明　　　　　　加强,释放出更多的能量,供ADP形成ATP,以补充细胞中ATP的不足。 

(3)从整条曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明 

　　　　　　。 

题组三　说出ATP的利用

8.(2020黑龙江鹤岗一中高一月考)分析下列反应,不属于吸能反应的是(　　)

A.细胞呼吸 B.氨基酸合成蛋白质

C.葡萄糖和果糖合成蔗糖 D.肌肉收缩

9.(2020山东淄博高一期末改编)有关ATP的叙述,下列说法错误的是(　　)

A.动物CO中毒,会降低Ca2+通过离子泵跨膜运输的速率

B.ATP与ADP循环中,放能反应释放的能量可用于吸能反应

C.荧光素接受ATP提供的能量后即放出荧光

D.物质跨膜运输消耗ATP时,载体蛋白磷酸化后构象改变

能力提升练

题组一　归纳ATP的结构与功能

1.(2020山东师大附中高一月考,)下列六种化合物的物质组成中,“”中所对应的含义最接近的是　(　　)

A.③④和⑤⑥ B.①③和②⑤

C.①④和⑤⑥ D.①④和②③

2.(2020北京西城高一期末,)萤火虫腹部的发光器由部分组织细胞构成,离体的发光器会逐渐失去发光能力。将发光器研磨液分为两组,分别滴加等体积的ATP溶液和葡萄糖溶液后,ATP组立即重新出现荧光,葡萄糖组重新出现荧光的时间滞后。下列叙述不正确的是(　　)

A.发光器离体后细胞内能源物质逐渐耗尽

B.实验结果说明ATP是直接的能源物质

C.实验结果说明葡萄糖不能作为能源物质

D.有机物中的化学能可转化为光能

题组二　分析ATP与ADP的相互转化

3.()下列有关“①ATPADP+Pi+能量”“②ADP+Pi+能量ATP”反应的叙述中,正确的是(　　)

A.①②在活细胞中永无休止地进行,保证了生命活动的顺利进行

B.所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用

C.当细胞吸收钾离子时,ATP的消耗量不变

D.ATP与ADP相互转化的过程中,物质和能量的变化都是可逆的

4.(2020河南洛阳高一期末,)dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写,其结构可简写成dA—Pα~Pβ~Pγ。下列有关分析正确的是(　　)

A.dATP与ATP分子结构的主要区别是含氮碱基和五碳糖不同

B.dATP合成所需的能量是由磷酸提供的

C.在DNA合成过程中,子代DNA分子上带有dATP中的Pα

D.dATP与ATP都是细胞的能量“货币”

5.()图中Ras蛋白是分布在细胞膜上的一种蛋白质。已知Ras蛋白与信号传导有关,Ras蛋白结合GDP时为失活态,结合GTP时为活化态。当细胞外存在信号分子时,Ras蛋白释放出自身的GDP并结合GTP,从而由失活态向活化态转变,最终实现将细胞外信号向细胞内传递过程。

(1)胞外信号分子作用于细胞膜表面,导致细胞内产生新的信号传递,体现了细胞膜　　　　　　　　　　　　　　的功能;Ras蛋白由核糖体合成后,还需经过　　　　　和　　　　　　的加工。 

(2)GTP与ATP结构相似,可简写为G—P~P~P,其中G的名称为　　　　　　;GTP丢失2个Pi后可称为　　　　　　　　　　。因此GTP不仅参与信号的传递,也可以作为细胞内合成　　　　　　　的原料之一。 

(3)蛋白质生物合成时需要GTP水解为GDP直接提供能量,但ATP被称为能量“货币”,最合理的解释是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

题组三　分析ATP的利用

6.()某实验小组将萤火虫发光器取下,干燥研磨成粉末后等量放入两支试管中,加入少量水混合,试管中出现淡黄色荧光,15 min后荧光消失。再向试管中分别加入葡萄糖和ATP,观察是否出现荧光,实验过程如图所示,下列叙述错误的是(　　)

A.向试管中加入少量水的目的是消耗自身的ATP

B.萤火虫合成ATP的能量可以直接来自光能,也能转化为光能

C.若加入的物质X是葡萄糖,则试管中不会出现荧光

D.该实验能证明ATP可直接为生命活动提供能量

7.(不定项)(2020山东烟台高一期末改编,)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列有关ATP的叙述错误的是(　　)

A.ADP与ATP的相互转化过程中所需的酶不同

B.许多放能反应与ATP的水解相联系,吸能反应与ATP的合成相联系

C.人在紧张时,细胞内ATP的合成速率与ADP的产生速率难以保持动态平衡

D.参与Ca2+主动运输的载体蛋白同时能催化ATP的水解

第2节　细胞的能量“货币”ATP

基础过关练

1.C　糖类是主要的能源物质,A不符合题意;蛋白质是生命活动的主要承担者,B不符合题意;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,C符合题意;脂肪是细胞内良好的储能物质,D不符合题意。

归纳总结

生物体内常见能源物质归纳

(1)能源物质:糖类、脂肪、蛋白质、ATP。

(2)主要能源物质:糖类。

(3)储能物质:脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。

(4)良好储能物质:脂肪。

(5)直接能源物质:ATP。

(6)最终能量来源:太阳能。

(7)供能的先后顺序:糖类、脂肪、蛋白质。

2.D　一分子ATP是由一个腺苷和三个磷酸基团组成的,其中腺苷包括腺嘌呤和核糖,A错误;ATP—ADP循环保证了细胞的能量供应,细胞不会储存大量ATP,B错误;一分子ATP中有2个特殊化学键,C错误;ATP脱去两个磷酸基团后形成的腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,D正确。

易错提醒

ATP在细胞中的含量并非很高

ATP在细胞内的含量很少,但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速,使细胞内ATP的含量保持相对稳定,可保证细胞内生命活动对ATP的需要。

3.D　ATP由腺苷和磷酸基团组成,其结构可以简写成A—P~P~P,A正确;由题图可知,组成ATP的化学元素是C、H、O、N、P,B正确;图中虚线部分由腺嘌呤和核糖构成,其名称为腺苷,C正确;ATP中远离腺苷的特殊化学键断裂,ATP转化为ADP,D错误。

4.D　ADP为腺苷二磷酸,ATP为腺苷三磷酸,由ADP转变为ATP需能量、Pi和酶。

5.C　淀粉的水解不消耗能量,A错误;细胞内ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,因此细胞内ATP和ADP的含量不会发生很大的改变,B错误;ATP是细胞的直接能源物质,细胞生物中ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性,发生在所有活细胞中,C正确;ATP的合成过程主要与呼吸作用和光合作用有关,因此催化ATP合成的酶存在于细胞中的特定部位,ATP分解为细胞生命活动提供能量,因此催化ATP水解的酶存在于细胞中任何需要ATP的地方,故催化ATP合成和水解的酶在细胞中分布场所不完全相同,D错误。

6.C　由题图可知,M指的是腺嘌呤,N指的是核糖,A正确;食物中所含的有机物可通过氧化分解释放能量,用于ATP“充电”,B正确;运动时肌肉细胞中ATP的“充电”和“放能”处于动态平衡,速率大致相等,C错误;酶具有专一性,ATP的“充电”和“放能”所需要的酶不同,D正确。

易错提醒

细胞中ATP与ADP的含量始终处于动态平衡

无论是饱食还是饥饿、安静还是剧烈运动时,ATP与ADP含量都保持动态平衡。ATP消耗(分解)多时,其合成也多,反之,ATP分解少时其合成也少,故ATP与ADP的含量总处于动态平衡之中。

7.答案　(1)ATP中活跃的化学能转化成机械能　(2)呼吸作用

(3)ATP与ADP的相互转化是时刻不停在发生的,ATP水解的同时也在合成

解析　(1)ATP是生命活动的直接能量来源,剧烈运动时,需要水解ATP供能,在这个过程中,ATP中活跃的化学能转化成机械能。(2)人体细胞中,ATP的来源只有呼吸作用,ATP含量增加,说明呼吸作用增强。(3)ATP在细胞内含量很少,但是其与ADP之间的转化却十分迅速,既保证了能量的及时供应,又避免了一时用不完的能量的浪费,ATP的合成和分解是同时进行的。

8.A　细胞呼吸过程中有机物氧化分解释放能量,属于放能反应,A符合题意;氨基酸合成蛋白质需要消耗能量,属于吸能反应,B不符合题意;葡萄糖和果糖合成蔗糖需要消耗能量,属于吸能反应,C不符合题意;肌肉收缩需要消耗能量,属于吸能反应,D不符合题意。

9.C　Ca2+通过离子泵的跨膜运输方式为主动运输,需要ATP供能,动物CO中毒,会影响细胞中ATP的产生,进而降低Ca2+通过离子泵跨膜运输的速率,A正确;放能反应释放的能量可用于ATP的合成,而ATP水解释放的能量可用于吸能反应,故通过ATP与ADP的循环,能量可在放能反应与吸能反应之间流通,B正确;荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的催化作用下,荧光素与氧发生化学反应放出荧光,C错误;物质跨膜运输消耗ATP时,ATP水解后,脱下来的磷酸基团可与载体蛋白结合,载体蛋白磷酸化,空间结构发生变化,实现物质的转运,D正确。

能力提升练

1.C　①为ATP,其“”中部分为腺嘌呤核糖核苷酸;②为腺嘌呤脱氧核苷酸,其“”中部分表示腺嘌呤;③为DNA片段,其“”中部分表示腺嘌呤脱氧核苷酸;④为RNA片段,其“”中部分为腺嘌呤核糖核苷酸;⑤为ATP,其“”中部分表示腺苷;⑥是腺嘌呤核糖核苷酸,其“”中部分表示腺苷。故选C。

2.C　发光器由部分组织细胞构成,发光器离体后细胞内能源物质逐渐耗尽,发光器逐渐失去发光能力,A正确;由题意可知,将发光器研磨液分为两组,分别加入ATP溶液与葡萄糖溶液,加入ATP溶液的一组立即出现荧光,而加入葡萄糖溶液的一组出现荧光的时间滞后,由此可说明发光器发光所需的能量由ATP直接提供,葡萄糖不是生命活动的直接能源物质,但不能说明葡萄糖不能作为能源物质,B正确,C错误;ATP中的化学能可转化为光能,D正确。

3.A　①为ATP的水解、②为ATP的合成,二者在活细胞中永无休止地进行,保证了生命活动的顺利进行,A正确;动物细胞中②过程所需的能量来自呼吸作用所释放的能量,植物细胞中②过程所需的能量可来自呼吸作用所释放的能量,也可来自光能,B错误;细胞吸收钾离子是主动运输过程,当细胞吸收钾离子时,ATP的消耗量增加,C错误;ATP与ADP相互转化的过程中,物质的变化是可逆的,能量的变化是不可逆的,D错误。

4.C　dATP为三磷酸脱氧腺苷,ATP为腺苷三磷酸,dATP中含有脱氧核糖,ATP中含有核糖,dATP和ATP的含氮碱基都是腺嘌呤,A错误;与ATP合成所需能量来源相同,dATP合成所需的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量,B错误;DNA的基本单位为脱氧核苷酸,dATP脱掉两个磷酸基团后,就是腺嘌呤脱氧核苷酸,因此DNA合成过程中,子代DNA分子上带有dATP中的Pα,C正确;ATP是细胞的能量“货币”,dATP不是,D错误。

5.答案　(1)进行细胞间的信息交流　内质网　高尔基体　(2)鸟苷　鸟嘌呤核糖核苷酸　RNA　(3)细胞内绝大多数生命活动的能量由ATP直接提供　

解析　(1)细胞膜上的受体结合细胞外的信号分子,体现了细胞膜在细胞间信息交流的作用。Ras蛋白为细胞膜上的蛋白质,由核糖体合成后,还需要经过内质网和高尔基体的加工。(2)GTP与ATP结构相似,ATP的A为腺苷,由此类比可知,G为鸟苷,由鸟嘌呤和核糖构成。GTP脱去2个Pi,称之为鸟嘌呤核糖核苷酸,其是细胞内合成RNA的原料之一。(3)ATP被称为能量“货币”的原因是细胞内绝大多数的生命活动由ATP直接提供能量。

6.B　向试管中加入少量水的目的是消耗自身的ATP,避免自身的ATP对实验结果产生影响,A正确;萤火虫合成ATP的能量来自化学能,B错误;若加入的物质X是葡萄糖,由于葡萄糖不是直接能源物质,试管中不会出现荧光,C正确;荧光消失后,加入ATP的试管发出荧光,而加入葡萄糖的试管没有发出荧光,这说明该过程所需的能量由ATP提供,葡萄糖不是生命活动的直接能源物质,故该实验能证明ATP可直接为生命活动提供能量,D正确。

7.BC　ADP与ATP相互转化过程中所需的酶不同,ATP→ADP过程所需酶为ATP水解酶,ADP→ATP过程所需酶为ATP合成酶,A正确;放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系,B错误;正常条件下,细胞中ATP与ADP的相互转化始终处于动态平衡之中,人在紧张时,细胞中ATP的合成速率与ADP的产生速率(ATP的水解速率)仍可保持动态平衡,C错误;参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,可催化ATP水解,D正确。