52细胞的能量“货币”（习题精练）-2022-2023学年高一生物课件精讲习题精练

第2节细胞的能量“货币”ATP一、单选题1．人在静卧时24h内会消耗40kgATP，在激烈运动时每分钟可消耗0．5kgATP。对这种现象的合理解释是（

）A．ATP大量水解为ADP B．ADP可以快速生成ATPC．ATPADP循环转化迅速 D．ATP分子中含有2个高能磷酸键【答案】C【分析】ATP是生物体的直接能源物质，ATP在细胞内数量并不很多，可以和ADP迅速转化形成。【详解】ATP在细胞内数量并不很多，但是能出现题中“人在静卧时24h内会消耗40kgATP，在激烈运动时每分钟可消耗0．5kgATP”这种现象的原因是ATPADP循环转化迅速，保证了正常体内ATP源源不断的产生，C正确。2．《晋书·车胤传》有“映雪囊萤”的典故。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是（）A．淀粉 B．脂肪 C．ATP D．蛋白质【答案】C【分析】淀粉属于糖类，是细胞的能源物质；脂肪是细胞的储能物质；ATP是细胞的而直接能源物质；蛋白质是细胞主要的结构物质。【详解】A、淀粉作为多糖，是植物体内的储能物质，A错误；B、脂肪是细胞内良好的储能物质，当血糖含量降低时可转化为糖类作为能量来源，B错误；C、ATP是细胞的直接能源物质，萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是ATP，C正确；D、蛋白质时生命活动的主要承担者，正常情况下不能用于提供能量，如果用于提供能量时机体已经濒临死亡，D错误。3．离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开ATP的水解。下列叙述正确的是（）A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率【答案】C【分析】1、自由扩散的特点：顺浓度梯度运输、不需要载体、不消耗能量；协助扩散的特点：顺浓度梯度运输、需要载体、不消耗能量；主动运输的特点：逆浓度梯度运输、需要载体、消耗能量。2、由题可知，离子泵为载体蛋白，且可以水解ATP为运输物质时提供能量，故运输方式为主动运输。【详解】A、离子通过离子泵的跨膜运输需要载体和消耗能量，属于主动运输，A错误；B、离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，是逆浓度梯度进行的，B错误；C、由于离子泵跨膜运输离子需要消耗能量，一氧化碳中毒会降低细胞呼吸，降低能量供应，降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；D、离子的跨膜运输需要载体蛋白，因此加入蛋白质变性剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误。4．ATP是一种高能磷酸化合物，其中最容易脱离下来，挟能量与其他分子结合的是（

）A．腺苷 B．末端的磷酸基团 C．紧邻腺苷的磷酸基团 D．中间的磷酸基团【答案】B【分析】1、ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，其结构简式为AP～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表普通磷酸键；水解时远离A的磷酸键易断裂，释放大量的能量，供给各项生命活动，所以ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。2、ATP与ADP的相互转化的反应式为：ATP⇌ADP+Pi+能量（1molATP水解释放30.54KJ能量），方程从左到右时能量代表释放的能量，用于一切生命活动；方程从右到左时能量代表转移的能量，动物中为呼吸作用转移的能量，而植物中来自光合作用和呼吸作用。【详解】A、ATP水解时，最容易脱离下来的是末端（远离腺苷）的磷酸基团，而不是腺苷，A错误；B、ATP水解时，最容易脱离下来的是末端的磷酸基团，该磷酸基团能挟能量与其他分子结合，B正确；C、ATP水解时，最容易脱离下来的是末端（远离腺苷）的磷酸基团，而不是紧邻腺苷的磷酸基团，C错误；D、ATP水解时，最容易脱离下来的是末端（远离腺苷）的磷酸基团，而不是中间的磷酸基团，D错误。5．下图A、B是油菜种子在发育和萌发过程中，糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是（）A．干重相等的可溶性糖和脂肪，所贮存的能量大致相同B．种子发育过程中，由于可溶性糖更多地转变为脂肪，种子需要的N增加C．种子萌发过程中，脂肪酶的活性很高D．种子萌发中脂肪转变为可溶性糖，说明可溶性糖是种子生命活动的直接能源物【答案】C【分析】分析题图：油菜种子在发育过程中，随着开花天数增加，可溶性糖含量越来越少，脂肪含量越来越高；种子在萌发过程中，随着萌发天数增加，脂肪含量越来越少，而可溶性糖含量却在增加。【详解】A、干重相等的可溶性糖和脂肪，由于脂肪含H比例大，因此脂肪储存的能量较多，A错误；B、可溶性糖和脂肪中所含化学元素相同，都是C、H、O，所以可溶性糖转变为脂肪过程中，不需要增加N，B错误；C、种子在萌发过程中，随着萌发天数增加，干重中脂肪含量越来越少，说明脂肪酶的活性很高，C正确；D、生命活动的直接能源物质是ATP，可溶性糖是能源物质，经氧化分解将部分能量转移到ATP中，D错误。6．当其他条件均可满足时，20个腺苷和90个磷酸基团最多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的特殊的化学键个数是（

）。A．20个和30个 B．20个和40个 C．40个和40个 D．30个和60个320【答案】B【分析】ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，其结构简式为AP～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。水解时远离A的磷酸键容易断裂，释放大量的能量，供给各项生命活动。【详解】20个腺苷最多可以组成20个ATP，90个磷酸基团最多可以组成30个ATP，因此，20个腺苷和90个磷酸基团最多可以组成20个ATP；每个ATP含有两个特殊的化学键，因比最多含有特殊的化学键的数目为20×2=40（个）。7．下图表示ATP的结构，据图分析错误的是（

）A．图中A代表的是腺嘌呤B．图中b、c代表的是特殊化学键C．水解时b键更容易断裂D．图中a是RNA的基本组成单位【答案】C【分析】题图分析，图中a为腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，b、c为ATP中的两个特殊化学键。【详解】A、图中的A代表的是腺嘌呤，可参与组成DNA和RNA，A正确；B、图中b、c为ATP中的特殊化学键，其中含有大量的能量，B正确；C、图中b、c为特殊化学键，其中远离腺苷的特殊化学键c键易断裂也易形成，因此，ATP可作为直接能源物质，C错误；D、图中a是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，D正确。8．钠—钾泵是一种专一性的载体蛋白，该蛋白既可催化ATP水解又能促进Na+、K+的转运。每消耗1mmolATP能将3mmol的Na+泵出细胞，将2mmolK+泵入细胞内。如图为细胞膜部分结构与功能的示意图，下列依据此图做出的判断错误的是（

）A．细胞膜上的钠—钾泵具有运输和催化的功能B．细胞内K+外流和细胞外Na+内流不消耗ATPC．钠—钾泵持续运输的过程会导致ADP的大量积累D．钠—钾泵的存在说明载体蛋白对离子运输具有选择性【答案】C【分析】细胞膜内外的离子分布：钠离子在细胞外的浓度高于细胞内，钾离子浓度在细胞内高于细胞外，然后结合题意分析，“这种泵每消耗1分子的ATP，就逆浓度梯度将3分子的Na+泵出细胞外，将2分子的K+泵入细胞内”，说明钠离子和钾离子都是逆浓度运输，所以属于主动运输。【详解】A、由题意可知，细胞膜上的钠—钾泵具有运输（运输钠离子和钾离子）和催化（催化ATP水解）的功能，A正确；B、细胞内K+外流和细胞外Na+内流都是由高浓度一侧运输到低浓度一侧，并且需要载体蛋白的协助，属于协助扩散，不消耗ATP，B正确；C、钠—钾泵持续运输的过程产生ADP，但ADP又会迅速合成ATP，因此不会导致ADP的大量积累，C错误；D、钠钾泵的存在说明钠钾泵只能作为Na+、K+的载体蛋白，不能运输其他离子，具有选择性，D正确。9．ATP（甲）是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是（

）A．在主动运输过程中，乙的含量会减少B．丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一C．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D．甲→乙和乙→丙过程中，起催化作用的酶空间结构相同【答案】C【分析】分析题图：甲含有3个磷酸基团，为ATP，是生命活动的直接能源物质；乙含有2个磷酸基团，为ADP，可以与ATP相互转化；丙含有1个磷酸基团，为AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），是RNA的基本组成单位之一；丁为腺苷；戊为Pi。【详解】A、题图中甲是ATP、乙是ADP、丙是AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）、丁是腺嘌呤核糖核苷（腺苷）、戊是Pi（磷酸），主动运输过程需要ATP提供能量，并转化为ADP，所以乙的含量会增多，A错误；B、丙是AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），是RNA基本组成单位之一，其中含有普通磷酸键，B错误；C、丁为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊为磷酸，是ATP合成的原料，C正确；D、由于酶具有专一性，催化甲→乙和乙→丙过程中酶的种类不同，因此它们的空间结构也不同，D错误。10．ATP分子在细胞内能够储存能量、释放能量，从结构上看，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ATP上脱离和结合③远离腺苷A的磷酸基很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP④ADP可以迅速与磷酸结合，吸收能量形成高能磷酸键，使ADP转变成ATPA．①③ B．②④ C．③④ D．①④【答案】C【分析】ATP是生物体直接的能源物质，ATP的结构式为AP～P～P，其中“”为普通磷酸键，“～”为高能磷酸键，“A”为腺苷由腺嘌呤和核糖组成，离腺苷较远的高能磷酸键易发生断裂，从而形成ADP，如果两个高能磷酸键都发生断裂，则形成AMP即腺嘌呤核糖核苷酸；生物体合成ATP的生理过程有光合作用和呼吸作用。【详解】①腺苷是指ATP中的A，是由腺嘌呤和核糖组成的，腺苷不能吸收能量和释放能量，①错误；②远离腺苷的第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合，②错误；③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；④ADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成末端的磷酸键，使ADP转变成ATP，④正确。综上分析，C正确，ABD错误。11．在下列几种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是（）A．①和② B．⑤和⑥ C．③和④ D．①和③【答案】B【分析】分析题图：图中“〇”代表的含义：①代表腺嘌呤核糖核苷酸、②是碱基腺嘌呤、③是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、④是腺嘌呤核糖核苷酸、⑤是腺苷、⑥是腺苷。【详解】①是ATP结构简式，其“〇”中部分类似于腺嘌呤核糖核苷酸；②是腺嘌呤脱氧核苷酸，其“〇”中部分表示腺嘌呤；③是DNA片段，其“〇”中部分表示腺嘌呤脱氧核苷酸；④是RNA片段，其“〇”中部分类似于腺嘌呤核糖核苷酸；⑤是ATP结构简式，其“〇”中部分表示腺苷，是腺嘌呤和核糖的组合在一起；⑥是腺嘌呤核糖核苷酸，其“〇”中部分表示腺苷，是腺嘌呤和核糖组合在一起。所以“〇”中所对应的含义最接近的是①和④，⑤和⑥，B正确，ACD错误。12．驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置。驱动蛋白每行走一步需要消耗一个ATP分子。下列相关叙述错误的是（

）A．驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架B．细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道C．ATP的水解一般与细胞中的吸能反应相联系D．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率【答案】D【分析】1、ATP的结构简式是AP～P～P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团。2、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。【详解】A、由题意知：驱动蛋白能催化ATP水解，还能与细胞骨架特异性结合，说明驱动蛋白能识别ATP分子和细胞骨架，A正确；B、由题干“驱动蛋白与细胞骨架特异性结合，并沿着骨架定向行走，将所携带的细胞器或大分子物质送到指定位置”，说明细胞骨架是物质和细胞器运输的轨道，B正确；C、ATP水解释放的能量可提供给细胞中的吸能反应，ATP的水解一般与细胞中的吸能反应相联系，C正确；D、细胞代谢旺盛时，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，但两者处于平衡状态，D错误。13．腺苷三磷酸二钠片或注射液主要用于心功能不全、进行性肌萎缩、脑出血等后遗症的辅助治疗。其药理是腺苷三磷酸作为一种辅酶不仅能改善机体代谢而且还参与体内脂肪、蛋白质、糖、核酸以及核苷酸的代谢。下列说法错误的是（

）A．腺苷三磷酸可通过参与载体蛋白的磷酸化过程从而改善机体代谢B．进行性肌萎缩患者口服腺苷三磷酸二钠片可明显改善运动能力C．ATP、GTP、CTP、UTP去掉所有磷酸基团后，均为RNA的基本组成单位D．生物体内腺苷三磷酸与腺苷二磷酸的相互转化体现了生物界的统一性【答案】C【分析】ATP的结构简式是AP~P~P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同：ATP水解在细胞的各处；ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。【详解】A、腺苷三磷酸可通过参与载体蛋白的磷酸化过程改变蛋白质的空间结构，从而改变相应的物质运输，进而改善机体的代谢，A正确；B、腺苷三磷酸二钠片能为机体提供能量，进行性肌萎缩患者口服腺苷三磷酸二钠片可明显改善运动能力，B正确；C、ATP、GTP、CTP、UTP去掉两个磷酸基团后，均可成为RNA的基本组成单位，C错误；D、生物体内腺苷三磷酸与腺苷二磷酸的相互转化满足生物体能量需要体现了生物界的统一性，D正确。二、综合题14．用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末状，取两等份分别装入两支小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色荧光，约过15min荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一支玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一支玻璃管中，发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的玻璃管中不发荧光。（1）向A、B两管加水后，两管均发光，这说明水对生物正常的生命活动的重要意义是___________。（2）以上现象说明了：①萤火虫发光是将_______能转变成__________能的过程。②这一过程所需的能量由________________提供。③__________不是生命活动的直接能源物质。（3）若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，则_______（填“会”或“不会”）发荧光，原因是_________________________________________________。【答案】

生物体内许多重要的生化反应均要在水中才能进行

化学

光

ATP

葡萄糖

会

因为发光器中仍有少量的ATP，同时发光器中的细胞能利用葡萄糖进行呼吸作用产生ATP，所以会发荧光。【分析】1、ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，其结构简式为AP～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。2、分析题意：荧光消失后，加入ATP的一组发出荧光，而加入葡萄糖的一组没有发出荧光，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。【详解】（1）向A，B两管加水后，两管均发光，这说明生物体内许多重要的生化反应均要在水中才能进行。（2）①萤火虫发光是将化学能转变成光能的过程。②ATP是直接的能源物质，这一过程所需的能量由ATP提供。③葡萄糖不是生命活动的直接能源，但葡萄糖是细胞中的主要能源物质。。（3）因为发光器中仍有少量的ATP，同时发光器中的细胞能利用葡萄糖进行呼吸作用产生ATP，所以若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，会发荧光。【点睛】本题考查了ATP在生命活动中的作用，解答本题的关键是掌握ATP的结构及作用特点。15．1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗．博耶和英国的约翰．沃克，以表彰他们在研究腺苷三磷酸如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。“腺苷三磷酸”简称“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。回答下列问题：(1)ATP的分子简式是_______，其中A代表___，T代表___，P代表___，____代表特殊磷酸键。(2)写出ADP和ATP相互转变的反应式：_____________。(3)在动物细胞中，ADP转变成ATP的能量主要来自____作用，通常需要分解_______，消耗____气；对于植物来说，ADP转变成ATP的能量还可来自_____作用。在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于__________。【答案】(1)

A－P～P～P

腺苷

三

磷酸基团

～(2)(3)

呼吸

葡萄糖等有机物

氧

光合作用

各项生命活动【分析】1、ATP的结构简式为AP~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸，T代表三个，代表普通磷酸键，~代表特殊磷酸键。2、ADP转变成ATP的能量即合成ATP的能量在动物中来自于呼吸作用，植物中来自于呼吸作用和光合作用，而ATP水解成ADP时释放的能量来自于特殊磷酸键，用于各种生命活动。(1)ATP的结构简式为AP~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个，~代表特殊磷酸键。(2)(3)在动物细胞中，合成ATP的能量来自于呼吸作用，通常需要分解葡萄糖等有机物，消耗氧气；在植物细胞中，合成ATP的能量来自于呼吸作用和光合作用；ATP水解成ADP时释放的能量来自于特殊磷酸键，可用于各种生命活动。【点睛】本题考查ATP的化学组成和特点、ATP和ADP相互转化的过程，要求考生识记ATP的化学组成及特点，掌握其中各字母和符号的含义，识记ADP和ATP相互转换的过程，能结合所学的知识准确答题。16．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。（1）酶是生物催化剂，其作用机理是________。ATP合成酶在________上合成。（2）ATP合成酶由突出于膜外的F1和嵌入膜内的F0两部分组成。F1负责ATP的合成或水解，F0是一个疏水蛋白复合体，形成跨膜H＋通道，当H＋顺浓度梯度穿过ATP合成酶时，ADP与Pi结合形成ATP（其过程如图所示）。据图推测，在真核细胞中含有该酶的生物膜有________（填出两种）。如果该图表示叶绿体内合成ATP的过程。若膜两侧的H＋浓度梯度突然消失，其他条件不变，短时间内暗反应中的五碳化合物的量会________（填“增加”“减少”或“不变”）。

（3）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________。（4）科研人员研究不同浓度药物D（一种ATP酶抑制剂）对Ⅴ蛋白的作用，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10min之后向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30min。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实验中测定的绿色深浅，可反映出________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________，室温孵育10min，向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30min。③实验结果说明________【答案】

降低化学反应的活化能

核糖体

线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜

减少

以核膜为界限的细胞核

ATP水解

加入等量DMSO溶液

药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度的增加，抑制作用增强【分析】1、ATP合成酶属于蛋白质，合成蛋白质的场所是核糖体。2、ATP的组成元素有C、H、O、N、P；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，场所在线粒体、叶绿体、细胞质基质。3、C5的去路是二氧化碳固定，来源是C3的还原。4、由原核细胞构成的生物叫原核生物，由真核细胞构成的生物叫真核生物；原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的细胞核，没有核膜、核仁和染色体，原核细胞只有核糖体一种细胞器，但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构，也含有核酸和蛋白质等物质。5、ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是AP～P～P，其中A表示腺苷、T表示三个、P表示磷酸基团，“～”表示高能磷酸键。【详解】（1）酶是生物催化剂，其作用机理是通过降低化学反应的活化能来提高化学反应的速率。ATP合成酶成分是蛋白质，是在核糖体上合成的。（2）在真核细胞中光合作用和细胞呼吸能够合成ATP，故在真核细胞中含有该酶的生物膜有线粒体内膜（有氧呼吸第三阶段）、叶绿体类囊体薄膜（光反应阶段）。如果该图表示叶绿体内合成ATP的过程，膜两侧的H+浓度梯度突然消失，其他条件不变，则光反应减弱，ATP和还原氢产生减少，暗反应中的二氧化碳固定是照常进行的，C5去路正常，但是C3还原生成C5来源减少，因此短时间内暗反应中的C5会减少。（3）白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道黏膜中的真菌、属于真核生物，大肠杆菌属于原核生物，真核生物与原核生物的细胞在结构上最主要的区别是真核细胞具有以核膜为界限的细胞核（成形的细胞