高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞的能量“货币”ATP综合训练题

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞的能量“货币”ATP综合训练题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1.ATP是细胞生命活动的直接能源物质。下列关于ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP可水解为ADP和磷酸
B.正常细胞中ATP与ADP的比值相对稳定
C.生物体中ADP转化成ATP所需能量均来自细胞呼吸
D.ATP水解释放的磷酸基团使某些分子的空间结构发生改变
2.(2025·盐城月考)如图是ATP的分子结构式,下列叙述错误的是( )
A.ATP中含有C、H、O、N、P五种元素
B.图中虚线框中部分代表腺苷
C.ATP分子中①处断裂后形成了ADP
D.ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动
3.肌球蛋白能够催化ATP水解而脱去末端磷酸基团,同时也能催化GTP、CTP等水解,将化学能转化为机械能,从而产生各种形式的运动。下列有关叙述错误的是( )
A.肌球蛋白可为肌肉的运动提供能量
B.肌球蛋白参与的活动与吸能反应相关联
C.ATP水解酶抑制剂可抑制肌肉的运动
D.GTP和CTP可作为生命活动的直接能源物质
4.下图是关于ATP逐步水解的简图,图中甲表示ATP,下列叙述错误的是( )
A.ATP中的“A”与碱基中的“A”代表的含义不同
B.在ATP依次水解三个磷酸基团的过程中均产生较高的转移势能
C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成
D.甲→乙→丙→丁过程中,起催化作用的酶空间结构不同
5.蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.ATP中的A由腺嘌呤和脱氧核糖构成,且A中含有可转移的磷酸基团
B.蛋白质接受磷酸基团被激活,短时间内周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累
C.蛋白质去磷酸化后与双缩脲试剂不再发生颜色反应
D.蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应
6.(2025·安庆高一期末)如图为ATP合成的“机器”——ATP合成酶,甲为结构模式图,乙为三维结构图,则下列叙述不正确的是( )
A.该结构存在于线粒体、叶绿体等细胞器中,在代谢旺盛的细胞内含量居多
B.当细胞合成分泌蛋白时,该“机器”活动频繁,产生大量的ATP,造成细胞内ATP含量上升
C.ATP的合成过程需要腺嘌呤核糖核苷酸、Pi等原料
D.该结构可与双缩脲试剂反应呈现紫色,构成其的单体可参与红细胞内血红蛋白的合成
7.(2025·浦东新区二模)ATP结合到肌球蛋白上并释放能量,从而改变其构象,进而驱动肌肉细胞的收缩,机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.肌肉细胞中只消耗ATP,不会产生ATP
B.ATP释放能量过程中失去了两个磷酸基团
C.肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能
D.该过程中ATP中的化学能转化成了热能
8．在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。下列有关分析错误的是( )
A．腺苷酸激酶催化1分子ATP水解伴随着2分子ADP的生成
B．腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系
C．腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关
D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键的断裂与形成
9．ATP药物在心血管内科的应用非常广泛，其能改善脑、心脏等器官的能量代谢，且效果较好。ATP药物分为ATP片剂和ATP注射液，ATP片剂可以口服，ATP注射液可供肌肉注射或静脉滴注。下列有关ATP的叙述，错误的是( )
A．代谢旺盛的细胞中，ATP的水解速率大于合成速率
B．能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
C．ATP水解形成ADP时所释放的能量可用于主动运输
D．ATP合成所需的能量可来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量
二、非选择题
10.在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子组成如下图:
(1)图中①②的名称分别是 、 。④⑤之间的特殊化学键具有较高的能量的原因是
。
(2)若③④之间与④⑤之间的特殊化学键断裂,产生的产物有 和两个磷酸。
(3)经测定,正常成年人静止状态下24 h约有40 kg ATP发生水解,而细胞内ADP、ATP的总量仅为2~10 mml/L,为满足能量需要,生物体内解决这一矛盾的合理途径是 。
(4)人的骨骼肌细胞中ATP含量仅能满足剧烈运动时三秒钟以内的能量供给。
某运动员参加短跑比赛过程中,骨骼肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如图所示,请据图回答:
①a→b的变化过程说明ATP被水解,此过程释放的能量用于 。
②b→c过程中ATP含量增加说明 等能源物质氧化分解加强,释放更多能量供ADP形成ATP,以补充细胞中ATP含量的不足,b→c过程中 (填“存在”或“不存在”)ATP的水解。
11.(2025·荆州联考)蛋白激酶是一类催化蛋白质磷酸化反应的酶,能使ATP上的磷酸基团转移并结合到蛋白质分子中某些特定氨基酸上,从而改变蛋白质的活性。ADP-Gl是一种检测蛋白激酶活性的方法,其过程如图所示。
(1)在蛋白激酶作用下,ATP分子中末端的磷酸基团转移到蛋白质上,蛋白质磷酸化后活性改变,原因是 。根据步骤2的检测结果,推测物质X是 。
(2)步骤2之前,需使用ATP消解试剂将所有剩余的ATP消耗,目的是 。
(3)有人提出:一定浓度的Hg2+会导致蛋白激酶失活。请根据题干,设计实验对上述观点进行验证,写出实验思路: 。
课时跟踪检测(十六)
1.选C ATP中远离腺苷的特殊的化学键容易断裂,故ATP可以水解为ADP和磷酸,A正确;细胞中的ATP含量很少,但是ATP与ADP的相互转化非常迅速,且ATP与ADP的比值相对稳定,B正确;生物体中ADP转化成ATP所需能量可来自细胞呼吸和光合作用,C错误;ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与特定的化学反应,D正确。
2.选C ATP分子中②处断裂后形成了ADP,C错误。
3.选A 肌球蛋白能够催化ATP水解而脱去末端磷酸基团,相当于ATP水解酶,是起催化作用的有机物,不提供能量,A错误;肌球蛋白参与的活动与ATP的水解相联系,因此与吸能反应相关联,B正确;ATP水解酶抑制剂能够抑制ATP的水解,因而肌肉的运动会受到抑制,C正确;GTP、CTP与ATP一样,末端都含有具有较高转移势能的磷酸基团,所以它们也可以为生命活动直接供能,D正确。
4.选B ATP中的“A”代表腺苷,碱基中的“A”代表腺嘌呤,两者含义不同,A正确;由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能,所以水解第三个磷酸基团时并不能产生较高的转移势能,B错误;丁为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,戊为游离的磷酸,可用于甲(ATP)的合成,C正确;甲→乙→丙→丁过程中,水解的底物不同,起催化作用的酶空间结构不同,D正确。
5.选D ATP中的A由腺嘌呤和核糖构成,ATP中含有可转移的磷酸基团,A错误;分析题图可知,蛋白质被磷酸化激活的过程中,蛋白质需要连接一个磷酸基团,所以短时间内周围环境中会有ADP的积累,不会有磷酸分子的积累,B错误;蛋白质去磷酸化后,肽键并没有断裂,能与双缩脲试剂发生颜色反应,C错误;蛋白质的磷酸化和去磷酸化中能量是不可逆的,且酶的种类不同,因此不属于可逆反应,D正确。
6.选B 该结构为ATP合成酶,与ATP的合成有关,存在于线粒体、叶绿体等细胞器中,在代谢旺盛的细胞内含量居多,A正确。ATP在细胞内数量并不是很多,当细胞合成分泌蛋白时,会消耗大量的ATP,此时ATP合成酶活动频繁,ADP与ATP之间的相互转化非常迅速,细胞内不会有大量的ATP积累,B错误。ATP的合成过程需要腺嘌呤核糖核苷酸、Pi等原料,C正确。该结构为蛋白质,其中含有肽键,可与双缩脲试剂反应呈现紫色;构成该结构的基本单位是氨基酸,氨基酸可参与红细胞内血红蛋白的合成,D正确。
7.选C 肌肉细胞也可以进行细胞呼吸,会产生ATP,A错误;ATP释放能量过程中失去了一个磷酸基团,B错误;由图可知,肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能,C正确;该过程中ATP中的化学能转化成了机械能,D错误。
8.选B ATP分子含3个磷酸基团,ADP含2个磷酸基团,AMP含1个磷酸基团,腺苷酸激酶能催化1分子ATP脱掉末端的磷酸基团,转化成ADP,同时将该磷酸基团转移至AMP上形成1分子ADP,因此腺苷酸激酶催化1分子ATP水解伴随着2分子ADP的生成,A正确;腺苷酸激酶催化该反应会释放能量,一般与吸能反应相联系,B错误;腺苷酸激酶能促进ATP的水解,故腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关,C正确;腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP,故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键的断裂与形成,D正确。
9.选A 代谢旺盛的细胞中,ATP的量依然是相对稳定的,因为细胞内的ATP和ADP时刻不停地发生相互转化且处于动态平衡之中,A错误;吸能反应与ATP的水解相联系,放能反应与ATP的合成相联系,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,B正确;ATP水解释放的能量可用于主动运输,C正确;ATP合成所需的能量可来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量,植物还可以来自光能,D正确。
10.解析:(1)ATP中磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的A是腺苷,是由一分子①(腺嘌呤)和一分子②(核糖)组成的。④⑤之间是特殊化学键,由于两个磷酸基团都带有负电荷,相互排斥,从而使远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能。
(2)若③④之间与④⑤之间的特殊化学键断裂,则生成腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸。
(3)ATP为直接能源物质,但在细胞内ADP、ATP的总量仅为2~10 mml/L,含量不高,但ATP与ADP可以迅速转化,以满足机体对能量的需求。
(4)①图示a→b变化过程中ATP含量降低,是因为ATP被水解,释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。②b→c过程中,ATP含量增加,说明细胞呼吸加强,葡萄糖等能源物质氧化分解加强,由ADP转化生成的ATP增多。ATP和ADP之间不断地进行转化,所以b→c过程中存在ATP的水解。
答案:(1)腺嘌呤 核糖 ④⑤两个磷酸基团都带有负电荷,相互排斥,从而使远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能 (2)腺嘌呤核糖核苷酸 (3)ATP和ADP可以快速地相互转化 (4)①肌肉收缩等生命活动 ②葡萄糖 存在
11.(1)空间结构发生变化 ATP合成酶 (2)保证步骤2中的ATP完全由步骤1中的ADP生成,避免干扰实验结果(或避免步骤1中残留的ATP干扰步骤2的实验结果) (3)将一定量的蛋白激酶均分为两组,一组用一定浓度的Hg2+处理,另一组不处理(或用等量蒸馏水处理),然后用ADP⁃Gl检测两组蛋白激酶的活性