【中学教材全解】高中生物（人教版必修1）同步练测：第5章 第2节 细胞的能量“通货”——ATP（含答案详解）

第5章 第2节 细胞的能量“通货”——ATP 同步练测（人教版必修1）
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。）
1.下列关于人体细胞内ATP的叙述，正确的是（ ）
A.人体细胞内贮存有大量ATP，供生命活动需要
B.ATP水解成ADP的反应是不可逆的
C.ATP只能在线粒体中生成
D.ATP中含有一个在一定条件下容易水解和重新生成的化学键
2.下列关于ATP的叙述中，正确的是（ ）
A.ATP分子中所有化学键都储存着大量能量，所以被称为高能磷酸化合物
B.三磷酸腺苷可简写为A～P～P－P
C.ATP中大量的能量储存在腺苷和磷酸基团中
D.ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
3.下列有关人体处于不同状态下细胞内ATP变化的叙述中，正确的是( )
A.在寒冷时，细胞产生ATP的速率下降
B.在寒冷或愤怒状态下，细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率
C.在剧烈运动时，细胞产生ATP的速率迅速增加
D.在饥饿时，细胞内产生ADP的速率大大超过产生ATP的速率
4.下列有关人体内ATP的叙述中，错误的是( )
A.ATP有提供能量和调节新陈代谢的作用
B.ATP是生物体内的直接能源物质
C.在生命活动旺盛的细胞中，ATP和ADP的相互转化十分迅速
D.细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的
5.下列有关能量“通货”——ATP的说法中，正确的是( )
A.ATP失去两个磷酸基团后可参与DNA分子的合成
B.生物体内的生化反应均需ATP做能源驱动
C.动物体内同化作用消耗的ATP少于异化作用生成的ATP
D.冬眠的动物在冬季来临之前需储备一定量的ATP，用以抵抗低温对身体的伤害
6.ATP是细胞生命活动的直接能量来源，下图所示ATP分子中，哪个键的水解可以释放大量可被利用的能量( )
A.a B.b
C.c D.a和b
7.ATP是细胞内的能量“通货”。下列关于ATP的说法中，正确的有几项( )
①参与ATP形成的化学元素有C、H、O、N、P
②ATP中的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中 ③1个ATP分子是由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的 ④ATP是可流通的“能量货币” ⑤ATP在植物、动物和微生物体内的来源相同 ⑥ATP断裂了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核苷酸的基本单位之一 ⑦医药商店出售的ATP注射液可治疗心肌炎。若人体静脉滴注这种药物，则ATP到达心肌细胞内要穿越4层细胞膜 ⑧人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量仍能保持动态平衡
A.2项 B.3项
C.4项 D.5项
8.下列关于ATP的叙述，与事实不符的是( )
A.合成ATP所需的能量由磷酸提供
B.细胞质和细胞核中都有ATP分布
C.ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸
D.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
9.下列关于生物体内ATP的描述中，全部错误的一组是( )
①ATP是生物体生命活动的唯一能源物质 ②ATP中的能量可以转变为光能、化学能 ③ATP中的能量可以转变为热能 ④ATP中的能量可以来源于热能 ⑤ATP中的A代表腺苷，也就是腺嘌呤 ⑥高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用、细胞呼吸
A.①④⑤ B.②③⑥
C.④⑤⑥ D.①②③
10.下列有关ATP的叙述中，正确的是( )
A.ATP水解的实质是ATP分子中高能磷酸键的水解
B.ATP转化成ADP的过程中不需要酶的参与
C.植物细胞在夜间主要在细胞质中产生ATP
D.ATP中的“A”与构成DNA、RNA的碱基“A”表示的是同一物质
11.海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由( )
A.有机物进行氧化分解释放的化学能转变而来的
B.热能转变而来的
C.光能转变而来的
D.ATP转变成ADP时释放的化学能转变而来的
12.ATP是生物体内重要的能源物质，下列有关叙述不正确的是( )
A.AMP可以作为合成ATP及RNA的原料
B.甲过程中释放的能量可用于主动运输
C.丁过程中合成ATP所需的能量可以是光能、化学能、热能
D.催化乙过程和丙过程的酶肯定不是同一种酶
二、非选择题（共40分）
13.（10分）请完善探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系的实验。
实验材料：荧光器粉末(萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末)、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干，以及实验所需的其他材料。
实验步骤：
第一步：配制不同浓度的ATP溶液置于小烧杯中，贴上标签。
第二步：将 分成若干等份分别放于试管中，贴上标签。
第三步：向每支试管中加入 。
第四步：观察发光现象并记录。
实验现象预测：
①发光现象 ，说明荧光强度与ATP浓度呈正相关；
②发光现象 ，说明荧光强度与ATP浓度呈负相关；
③在不同浓度的ATP溶液中，发光现象没有变化，说明荧光强度与ATP浓度无关。
14.(16分)下图为生物体的新陈代谢与ATP关系的示意图，请回答下列问题。
(1)海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由图中的________过程释放的能量转变而来的。
(2)某人感冒发烧，其体温上升所需要的热量是由图中______过程释放出来的。
(3)用图中的数字依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需能量的过程：______________。
(4)医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静脉滴注这种药物，ATP到达心肌细胞内最少要通过几层细胞膜( )
A.1层 B.2层 C.3层 D.4层
(5)经测定，正常成年人静止状态下24 h将有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是
。
15.（14分）萤火虫不论雌雄，在夏季的夜晚都会一闪一闪地发光，为了探究发光所需的直接能源是ATP还是葡萄糖，某实验小组做了以下实验：
（1）捕捉数十只萤火虫，用小刀逐个把它们尾部的发光器割下，放在培养皿中干燥3 h。
（2）将干燥过的发光器放在研钵中研成粉末。
（3）将粉末分成两等份，分别放在甲、乙两个透明的瓶子中，再分别滴几滴蒸馏水与之混合。
（4）在黑暗处观察到有微弱的淡黄色的荧光发出，1 min后荧光消失。
（5）接着在甲瓶内滴加葡萄糖溶液，在乙瓶内滴加ATP溶液，仍在黑暗中观察。
根据实验回答下列问题。
（1）在步骤（4）中，甲、乙瓶中发光器粉末与蒸馏水混合会发出荧光，这是由于 转化成 的结果。大约1 min后荧光消失，原因 。
（2）预测在甲、乙瓶中分别加入葡萄糖后发生的现象：
。
（3）该实验的实验结论是：
。
参考答案
1.D 解析：ATP虽是生物体各项生命活动的直接能源，但其在细胞中的含量却很少。当由于生命活动的需要使细胞中ATP减少时，可由细胞内的ADP和Pi接受能量而迅速形成ATP，从而维持了细胞内稳定的供能环境。在人体内，ADP转换成ATP时所需要的能量来自细胞呼吸，而有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸都在细胞质基质中进行，也可产生少量ATP。在ATP分子结构中，远离A的高能磷酸键在一定条件下既容易水解释放能量，又容易重新形成储存能量。
2.D 解析：三磷酸腺苷的分子式可简写为A—P～P～P，其中，P与P之间的高能磷酸键储存着大量的能量，所以称为高能磷酸化合物。
3.C 解析：无论是寒冷、饥饿还是愤怒状态下，ATP与ADP之间的相互转化都处于一个动态的平衡状态。寒冷状态下，为了增加产热量，机体会促进有机物氧化分解，产生ATP的速率不会下降。剧烈运动时，由于需要大量的ATP为肌肉细胞提供动力，所以产生ATP的速率增大。
4.A 解析：ATP是细胞内的直接能源物质，只为生命活动提供能量，不起调节作用；ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP的相互转化十分迅速，使得ATP的含量能够维持动态平衡。葡萄糖是细胞内的主要能源物质，但其中的能量不能被细胞直接利用，只有转变成ATP中活跃的化学能后才能利用。另外，ATP中的能量可以转变成电能、光能、化学能等，可见细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的。
5.C 解析：ATP失去两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸，可参与RNA的形成。生物体内有些放能的生化反应不需要ATP。动物主要以有机物为食物，经过消化吸收后经异化作用释放的能量部分用于包括消化吸收在内的其他同化反应，所以C项正确。ATP不能在体内大量储存，而是通过迅速转化来满足机体的能量需要。
6.A 解析：ATP分子中有两个高能磷酸键，高能磷酸键的水解能释放大量的能量。图中a是高能磷酸键，b、c是普通的化学键。
7.C?解析：③1个ATP分子是由1个腺苷和3个磷酸基团组成的；⑤ATP在植物、动物和微生物体内的来源不同，三者都有细胞呼吸过程，但植物细胞中还有光合作用过程；⑥ATP断裂了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的基本单位之一；⑦医药商店出售的ATP注射液可治疗心肌炎，若人体静脉滴注这种药物，则ATP到达心肌细胞内要穿越3层细胞膜（包括2层毛细血管壁细胞膜和1层细胞膜）。
8.A 解析：合成ATP的能量来自于光合作用中的光能或者细胞呼吸中的化学能；只要是需要ATP的场所，均有ATP分布；ATP可以由腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸组成；ATP与ADP的含量在一定范围内变化。
9.A 解析：ATP是生物体生命活动的直接能源物质，但不是唯一能源物质。ATP中的能量可以转变为光能、化学能和热能，同时ATP中的能量也可以来自光能和化学能，但是不能来自热能。ATP中的A代表的是“腺嘌呤+核糖”，即腺苷。
10.A 解析：细胞中ATP的水解是在ATP水解酶的作用下，ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键断裂，释放出能量，并产生ADP和磷酸。植物细胞在夜间无光照条件下主要进行有氧呼吸，主要由线粒体产生ATP。ATP中的“A”表示腺苷，由核糖和腺嘌呤构成，DNA和RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤。
11.D 解析：电鳗放电是一种生命活动，其电能是由生命活动的直接能源物质ATP水解释放的能量转化来的。
12.C 解析：本题考查ATP、ADP和AMP相互转化及利用的知识。分析图示不难发现，ATP、ADP、AMP三者在一定条件下可相互转化，其中AMP是一磷酸腺苷，相当于腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA组成的基本单位之一；ATP是细胞的直接能源，可参与主动运输；合成ATP所需的能量可以是光能、电能和化学能，但不能是热能；乙过程是水解过程，丙过程是合成过程，两者所需的酶肯定不是同一种酶。
13.荧光器粉末 等量不同浓度的ATP溶液 随ATP溶液浓度的升高而增强 随ATP溶液浓度的升高而减弱
解析：本题考查实验探究能力。要探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系，自变量为ATP的浓度，可配制不同浓度的ATP溶液进行实验，因变量为萤火虫的发光强度。
14.(1)④ (2)③ (3)①②③④ (4)C (5)ATP与ADP之间进行相互转化
解析：在绿色植物体内，光能转变成ATP中的化学能，然后再转移到有机物中，有机物被动物消化吸收后，可以氧化分解释放出其中的能量，这些能量大部分以热能的形式散失，维持生物体的体温，少部分能量转移到ATP中后可以用于各种生命活动，如生物放电、肌肉收缩等。静脉滴注ATP时，ATP要到达组织细胞内，首先要通过毛细血管的管壁细胞(2层膜)，然后进入组织细胞(1层膜)，共通过3层细胞膜。ATP和ADP可以相互转化是实现机体能量持续供应的前提。
15.（1）化学能 光能 发光器发出荧光需要能量，而在发光器粉末中的能量是有限的 （2）甲瓶中不出现荧光，乙瓶中出现荧光 （3）萤火虫的发光器发光需要消耗能量，ATP是直接能源物质，葡萄糖不是直接能源物质
解析：实验中以葡萄糖溶液和ATP溶液对照，其他条件是相同的，通过实验结果可以得出ATP是直接能源物质，葡萄糖不是直接能源物质。实验设计一定要体现对照原则和等量原则。