5.2细胞的能量“通货”__ATP（同步测试）——高中生物学人教版（2019）必修一(含答案)

5.2细胞的能量“通货”__ATP（同步测试）——高中生物学人教版（2019）必修一
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、 ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是( )
A.ATP的结构简式是A－P～P～P，～代表高能磷酸键
B.已知蔗糖合成是吸能反应，则蔗糖合成时伴随着ATP的水解
C.机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用
2、下列有关ATP的叙述不正确的是( )
A.ATP可作为细胞生命活动的直接能源
B.ATP转化成ADP的过程中需要酶的参与
C.ATP的组成中与脂肪酶相同的元素只有C、H、O
D.正常细胞中ATP与ADP之间的转化处于动态平衡
3、ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是( )
A.图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B.图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C.酶1和酶2催化作用的机理是降低反应所需的活化能
D.有氧条件下，线粒体和细胞质基质都能产生ATP
4、细胞代谢的进行不仅需要酶，而且需要能量。下列关于ATP的描述正确的是( )
A.ATP分子中含有三个高能磷酸键
B.ATP是动物体内主要的储能物质
C.ATP是生命活动的直接能源物质
D.线粒体是合成ATP的唯一场所
5、下列有关人体细胞内ATP的叙述，错误的是( )
A.一个ATP分子中含有两个高能磷酸键
B.核糖体合成免疫球蛋白时需要消耗ATP
C.细胞产生ATP的生理活动都需要氧气的参与
D.细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
6、关于ATP的描述正确的是( )
A.ATP是高能磷酸化合物，水解成ADP后就不含高能磷酸键了
B.植物根尖细胞中能合成ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
C.萤火虫发光的原理是ATP水解后释放的能量在荧光素酶的作用下直接转化为光能
D.剧烈运动时，人体内ATP含量远远高于安静状态时
7、图甲为ATP与ADP相互转化的关系式，图乙为ATP的结构示意图。下列叙述正确的是( )
A.图甲中反应向右进行时，图乙中的c键断裂
B.图乙中的A代表腺苷，b、c代表高能磷酸键
C.所有生物体内都会发生ATP与ADP的相互转化
D.图乙虚线内可表示DNA的基本组成单位之一
8、下列有关ATP的叙述，正确的是( )
①ATP是生物体内储存能量的主要物质
②ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中
③ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解
④ATP在细胞内含量很少，但转化速率很快
⑤ATP只能在线粒体中生成
⑥ATP是可流通的“能量通货”
A.①②④ B.③④⑥ C.③⑤⑥ D.③④⑤
9、下列关于细胞内ATP和ADP的描述，正确的是( )
A.ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放大量能量
B.ATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量
C.ATP和ADP的相互转化都需要酶的参与
D.ATP转化成ADP不需要酶的参与
10、下列有关ATP的叙述，正确的是( )
A.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所
B.线粒体产生ATP的主要场所是线粒体的内膜
C.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D.细胞连续分裂时，ADP的含量会逐渐升高
11、下列有关ATP结构与功能的叙述中，不正确的是( )
A.ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为DNA的基本组成单位中的一种
B.ATP与ADP的转化过程不是可逆反应
C.ATP称为高能化合物，是因为第三个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量
D.催化ATP与ADP相互转化的酶不同
二、多选题
12、(多选)下列有关ATP的叙述，不正确的是( )
A.ATP中的A代表腺嘌呤，T代表3个，P代表磷酸基团
B.人体内成熟的红细胞没有线粒体，不能产生ATP
C.ATP和ADP的相互转化是一种可逆反应，保证了生命活动所需的能量
D.ATP中的能量可来源于光能和化学能，也可转化为光能和化学能
三、实验探究题
13、雌性萤火虫尾部的提取液中含有荧光素和荧光素酶(称为荧光素酶系溶液)，该酶能利用ATP能量，催化荧光素与氧气反应形成能发出特定荧光的氧化型荧光素，荧光强度与反应体系中的ATP量成正比，利用该原理可测量不同萌发阶段种子样液中ATP的含量，实验方法如下：
(1)比色杯(容器)中分别加入浓度为1×10－7 M、1×10－8 M、1×10－9 M、1×10－10 M、1×10－11 M的ATP溶液0.2 mL，向各比色杯中加入0.8 mL荧光素酶系溶液，混匀后立即用分光光度计测量各比色杯发光强度，实验设定的温度为25℃，pH为7.4～7.8。以坐标图形式绘出ATP浓度与发光强度关系曲线。
(2)将未萌发、萌发12小时、萌发24小时的玉米胚10粒，70℃高温处理后，经研磨、提取，获得组织样液。利用荧光素酶系溶液测定荧光强度，从(1)所绘出的曲线中查出相应ATP浓度值。回答下列问题：
① ② ③
1组 0.2 mL 0.8 mL
2组 0.2 mL 0.8 mL
3组 0.2 mL 0.8 mL
填写表格：①________，②________，③________。
步骤(2)中设定的温度与pH值应是________。
玉米胚组织样液中的ATP主要来自细胞的________(生理过程)，萌发24小时后玉米种子该过程增强，但样液发光强度并不成正比增强，解释原因：________________________________________________________________________。
14、地下黑作坊用病死猪肉腌制的腊肉往往含有大量的细菌，可利用“荧光素——荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测：
①将腊肉研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计(测定发光强度的仪器)反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；
②记录发光强度并计算ATP含量；
③测算出细菌数量。分析并回答下列问题：
(1)荧光素接受________提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成________(正比/反比)；根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是：每个细菌细胞中ATP含量________。
(2)生物细胞中ATP的水解一般与________(吸能反应或放能反应)相联系。
(3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度如下图所示。其中高浓度盐溶液经稀释后酶活性可以恢复，高温和Hg2＋处理后酶活性不可恢复。
若要节省荧光素酶的用量，可以使用________处理； Hg2＋处理后酶活性降低可能是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15、某研究性学习小组利用荧光素－荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。
实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围内，ATP的含量与发光强度成正比。
实验步骤：
(1).ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10 min，冷却至室温，离心，取上清液
(2).ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。
请回答：
(1)步骤1中的沸水浴处理，使酶的________被破坏而失活。
(2)步骤2注入的物质中，属于反应物的是________；分光光度计反应室内能量形式的转换是________________。
(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。
①学习小组配制了1×10－8 mol/L ATP标准液、70 mg/L荧光素溶液(过量)和________溶液进行实验。
②结果表明：图中________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度，e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，这是因为_________________________________________
_______________________________________________。
参考答案
1、答案：C
解析：三磷酸腺苷ATP的结构式可以简写成A－P～P～P，～代表高能磷酸键，A项正确；吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量，B项正确；ATP是生命活动的直接能源物质，睡眠时生命活动并没有停止，也需要消耗能量(ATP)，C项错误；根细胞吸收矿质元素离子是通过主动运输方式完成的，需要根细胞呼吸作用生成的ATP提供能量，D项正确。
2、答案：C
解析：直接给细胞的生命活动提供能量的能源物质是ATP，A项正确；ATP转化成ADP的过程中需要ATP水解酶的参与，B项正确；ATP的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酶的化学本质是蛋白质，主要组成元素是C、H、O、N，所以二者的组成中相同的元素是C、H、O、N，C项错误；正常细胞中ATP与ADP之间的转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，D项正确。
3、答案：A
解析：图1中的A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键，故A项错误；图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量，ATP水解生成ADP和Pi，B项正确；酶催化作用的机理都是降低反应所需的活化能，C项正确；有氧条件下，细胞中进行的有氧呼吸发生在细胞质基质(第一阶段)和线粒体(第二、三阶段)中，每个阶段都能产生ATP，D项正确。
4、答案：C
解析：ATP分子中含有2个高能磷酸键和1个普通磷酸键，A错误；ATP是动物体内直接能源物质，脂肪是主要的储能物质，B错误；ATP是生命活动的直接能源物质，C正确；线粒体、细胞质基质和叶绿体都能合成ATP，D错误。
5、答案：C
解析：一个ATP分子中含有两个高能磷酸键，A项正确；核糖体合成免疫球蛋白属于需能反应，需要消耗ATP，B项正确；细胞产生ATP的生理活动不一定都需要氧气的参与，比如光合作用的光反应、无氧呼吸等都能产生ATP，但都不需要氧气的参与，C项错误；细胞中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，ATP与ADP的比值在一定范围内变化，D项正确。
6、答案：B
解析：1分子ATP中含2个高能磷酸键，当ATP水解变为ADP后，还有1个高能磷酸键在ADP中，A错误。植物根尖细胞中只有细胞呼吸过程才能产生ATP，所以合成ATP的场所只有细胞质基质和线粒体，B正确。萤火虫发光的原理是在ATP水解后释放能量的供应下和荧光素在荧光素酶的作用下才能转化为光能，C错误。人体内ATP含量在任何状态下都保持相对稳定，只是剧烈运动状态下合成快，但消耗也快而已，D错误。
7、答案：A
解析：ATP的水解是指远离腺苷的高能磷酸键断裂，A项正确；图乙中A代表腺嘌呤，虚线内为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，B、D项错误；病毒体内不会发生图甲所示的过程，C项错误。
8、答案：B
解析：ATP是直接能源物质，不是储能物质，故①错误。ATP的能量主要储存在高能磷酸键中，而与腺苷相连的是普通磷酸键，故②错误。ATP的水解实质就是高能磷酸键断裂的过程，故③正确。ATP和ADP能快速的转化，在体内含量很少，故④正确。ATP在细胞质基质和叶绿体也能合成，故⑤错误，故C、D错误。ATP是能流通的能量通货，故⑥正确，综上所述：B正确。
9、答案：C
解析：ATP在酶的作用下，远离A的高能磷酸键断裂，释放能量，ADP在酶的作用下，加上一个Pi，将能量储存在高能磷酸键中，ATP和ADP的相互转化都离不开酶的催化。
10、答案：B
解析：蓝藻是原核生物没有线粒体，故A错误。线粒体产生ATP主要是有氧呼吸第三阶段，是在线粒体内膜，故B正确。ATP是由腺苷和3个磷酸基团组成的，故C错误。细胞连续分裂时，虽然需要ATP较多，但因为ATP和ADP能快速转化，所以ADP含量不会逐渐升高，故D错误。
11、答案：A
解析：ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为RNA的基本组成单位中的一种(腺嘌呤核糖核苷酸)，A错。ATP与ADP的转化过程中因为需要的条件和能量都不可逆，所以它们不是可逆反应，B对。ATP称为高能化合物，是因为第三个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量，供应细胞的生命活动，C对。催化ADP合成ATP的酶是ATP合成酶，催化ATP水解为ADP的酶是ATP水解酶，所以它们相互转化的酶不同，D对。
12、答案：ABC
解析：ATP中的A代表腺苷，T代表3个，P代表磷酸基团，A项错误；人体内成熟的红细胞虽然没有线粒体，但可在细胞质基质中通过无氧呼吸产生ATP，B项错误；ATP和ADP的相互转化过程中物质可以重复利用，能量不可以重复利用，且两个反应发生的场所也不完全相同，所以ATP和ADP的相互转化不是可逆反应，C项错误；ATP中的能量可来源于光合作用中的光能，也可以来自于呼吸作用中的化学能，ATP中的能量可转化为光能，例如萤火虫发光等，ATP中的能量也可转化为化学能，例如物质合成等，D项正确。
13、答案：答案：①胚组织样液；②荧光素酶系溶液；③荧光强度；25℃、7.4～7.8(完整写出二项才给分)；细胞呼吸；呼吸作用产生的ATP，转化为ADP并释放能量，用于各种生命活动
解析：实验目的是测量不同萌发阶段种子样液中ATP的含量，自变量为不同萌发阶段种子，因变量为ATP的含量，通过荧光强度检测，故①为组织样液，②为荧光素酶系溶液，③为荧光强度。温度与pH值为无关变量，应该与实验(1)相同：25℃， 7.4～7.8。玉米胚组织样液中的ATP主要来自细胞的细胞呼吸，因为呼吸作用产生的ATP，用于各种生命活动，生成ADP，故样液ATP含量变化不大，样液发光强度并无成正比增强。
14、答案：答案：(1)ATP；正比；大致相同且相对稳定
(2)吸能反应
(3)Mg2＋；Hg2＋破坏了酶的空间结构
解析：(1)荧光素接受ATP提供的能量后就被激活， 在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。ATP数量越多，提供能量越多，发光强度越大。每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，故可以根据ATP含量进而测算出细菌数量。
(2)吸能反应需要ATP的水解释放能量。
(3)据图分析，用Mg＋处理荧光素酶后，在较低荧光素酶浓度下就能达到较高发光强度。Hg2＋处理后会破坏荧光素酶(蛋白质)空间结构，导致酶活性下降。
15、答案：答案：(1)空间结构
(2)荧光素；化学能转换为光能(和热能)
(3)①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60 mg/L荧光素酶；②e；ATP全部水解(或ATP数量限制)
解析：(1)沸水浴处理时，高温能够使酶分子空间结构被破坏，使酶的活性永久丧失。
(2)根据实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光。所以，步骤2注入的物质中，属于反应物的是荧光素，分光光度计反应室内能量形式的转换是化学能转换为光能和热能。
(3)由图解的横坐标可知实验中荧光素酶溶液浓度分别为0、10、20、30、40、50、60 mg/L，结果表明：图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，表明达到e点所对应的荧光素酶浓度时，ATP已经全部水解，即使继续增加酶浓度，由于受ATP数量限制，发光强度也不再增加，因此e点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。