2024人教版(2019)高中生物学必修1练习题--第2节　细胞的能量“货币”ATP（含解析）

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2024人教版高中生物学必修1
第2节　细胞的能量“货币”ATP
A级 必备知识基础练
1.下图是ATP的结构示意图,①②③表示组成ATP的物质或基团,④⑤表示化学键。下列叙述正确的是(　　)
A.①为腺嘌呤,对应ATP结构简式中的A
B.ATP失去两个磷酸基团形成的产物是ADP
C.ATP的水解是放能反应,ATP的合成是吸能反应
D.生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸
2.下列有关ATP的叙述,正确的是(　　)
A.原核细胞中没有线粒体,不能合成ATP
B.绿色植物在光下能够合成ATP,在暗处不能合成ATP
C.ATP中的能量可来源于光能、化学能,也可转化为光能和化学能
D.ATP脱去了所有特殊的化学键后可作为合成脱氧核糖核酸的基本单位
3.[2023河北元氏县高一开学考试]生命活动的顺利进行与ATP—ADP循环有关,该循环如图所示,下列有关叙述正确的是(　　)
A.能量守恒定律说明能量①就是能量②
B.ATP中含有三个特殊化学键,连接三个磷酸基团
C.能量②来自ATP的水解,用于细胞内生命活动的进行
D.ATP和ADP在细胞中含量很高以满足生命活动的需求
4.枪乌贼是一种生活在海洋中的软体动物,它有巨大的神经细胞,能不断逆浓度吸收K+。科学家用一种有毒物质使神经细胞中毒,其吸收K+的功能消失。如果注入一种物质,神经细胞又能恢复吸收K+的功能,一直到这种物质消耗完,请分析这种物质是(　　)
A.淀粉 B.ATP
C.葡萄糖 D.麦芽糖
5.下列关于ATP和ADP相互转化的叙述,正确的是 (　　)
A.ATP和ADP相互转化是一种可逆反应
B.细胞可以利用热能将ADP转化为ATP
C.ATP转化成ADP时,所有的特殊化学键都断裂
D.动植物、细菌和真菌的细胞内都是以ATP作为能量“货币”的,说明了生物界具有统一性
6.[2023江西南昌高一月考]酶是细胞代谢不可缺少的催化剂,ATP是生命活动的直接能源物质。如图是ATP中化学键逐级水解的过程图,以下说法正确的是(　　)
A.细胞内的酶和ATP均为多聚体,二者合成过程为吸能反应
B.叶绿体基质合成的ATP与线粒体基质合成的ATP用途不同
C.一分子ATP水解为③的过程中,阶段Ⅲ释放的⑤最多
D.ATP水解释放的④使蛋白质发生磷酸化导致其空间结构改变
7.细胞内有些化学反应是需要吸收能量的,有些是释放能量的,这些过程一般与ATP的水解和合成相联系,下列说法正确的是(　　)
A.植物体内的细胞呼吸伴随着ATP的合成,是吸能反应
B.由氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程需要消耗ATP,是放能反应
C.放能反应一般伴随着ADP形成,吸能反应一般伴随着ATP合成
D.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通
8.下列有关ATP和ADP转化的叙述,不正确的是(　　)
①ATPADP+Pi+能量
②ADP+Pi+能量ATP
A.①②反应过程分别与细胞的吸能和放能反应相联系
B.所有生物体内的②过程所需要的能量都来自细胞呼吸
C.①和②在活细胞中永无休止地循环进行,保证了生命活动的顺利进行
D.①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行
9.人的骨骼肌细胞中ATP的含量只能维持剧烈运动3 s以内的能量供应。某运动员参加短跑比赛过程中,肌肉细胞中ATP的相对含量随时间的变化如下图所示。请据图回答下列问题。
(1)A→B的变化过程,ATP被水解,释放的能量用于　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)B→C过程中,ATP含量增加,说明　　　　加强,释放更多的能量,供ADP合成ATP,补充消耗的ATP。
(3)从整个曲线看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)写出细胞新陈代谢放能反应中ADP与ATP之间的转化关系式: 　　　　　　　　　　　　　　,在吸能反应中ADP与ATP之间的转化关系式: 　　　　　　　　　　　　　　　。
B级 能力素养提升练
10.研究人员将由32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　)
A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成ATP
B.由32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
11.[多选][2023河南豫东名校高一调研]某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号的传递,如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.ATP作为能量“通货”能参与细胞信号传递,ATP是联系吸能反应与放能反应的纽带
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递
C.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应需要酶的催化,反应过程可不受温度的限制
D.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程说明了蛋白质的功能决定其结构
12.经研究证实ATP是细胞的能量“货币”。请分析回答问题。
(1)ATP分子结构简式是　　　　　　　。中文名称:　　　　　。研究发现,正常成年人剧烈运动状态下每分钟有0.5 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10 mmol/L,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是　　　　　　　　　　　　　　　(写方程式,标明条件)。
(2)细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,三个磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是　　　　　　　。
(3)用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研成粉末状,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,可以观察到玻璃管中发出淡黄色荧光。约15 min后荧光消失,如下图所示。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没有发出荧光。
上述对照实验说明:
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。
④萤火虫尾部发光的意义在于　　　　　　　　　　　　　　　。
第2节　细胞的能量“货币”ATP
1.C　①为腺嘌呤,结构简式中的A是腺苷,A项错误;ATP失去两个磷酸基团形成的产物是AMP(腺嘌呤核糖核苷酸),B项错误;ATP的水解是放能反应,ATP的合成是吸能反应,C项正确;生物体内ADP转化成ATP所需要的能量来自细胞呼吸或叶绿素吸收的光能(光合作用)等,D项错误。
2.C　原核细胞中没有线粒体,但能进行细胞呼吸(有些能进行光合作用),能合成ATP,A项错误;绿色植物在光下进行光合作用和细胞呼吸能够合成ATP,在暗处进行细胞呼吸能合成ATP,B项错误;ATP可来源于光合作用、细胞呼吸,能量可来源于光能、化学能,ATP水解时其所含的化学能也可转化为光能和化学能,C项正确;ATP脱去了所有特殊化学键后可作为合成核糖核酸的基本单位,D项错误。
3.C　能量①来自光能和有机物氧化分解释放的化学能,能量②来自ATP中较高的转移势能,即能量①和能量②不同,A项错误;ATP中含有两个特殊化学键,B项错误;能量②来自ATP的水解,用于细胞内耗能的生命活动,C项正确;ATP和ADP在细胞中含量很少,但可通过快速的转化来满足机体对能量的需求,D项错误。
4.B　神经细胞吸收K+是主动运输,主动运输需消耗能量,需要载体蛋白,逆浓度梯度运输。从题干可知这种物质与能量有关,细胞可直接利用的能量是ATP。
5.D　ATP和ADP相互转化表现为物质可逆,能量不可逆,因此是一种不可逆反应,A项错误;细胞可以利用光能和化学能将ADP转化为ATP,热能是生物不能利用的能量,B项错误;ATP转化成ADP时,只有远离腺苷的特殊化学键断裂,C项错误;ATP与ADP的相互转化的供能模式在动植物、细菌和真菌的细胞内普遍存在,这是生物界具有统一性的表现之一,D项正确。
6.D　酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质是氨基酸的多聚体,RNA是核糖核苷酸的多聚体,ATP不是多聚体,细胞内的酶的合成为吸能反应,而ATP合成多与放能反应相联系,A项错误;叶绿体基质进行暗反应,消耗ATP,不合成ATP,B项错误;①是ADP,②是AMP,③是腺苷,④为磷酸,⑤为能量,Ⅰ和Ⅱ断裂的都是特殊的化学键,含能量较多,Ⅲ断裂的是普通化学键,Ⅰ和Ⅱ两个过程产生的能量相等,Ⅲ过程产生的能量最少,C项错误;ATP在酶的作用下水解时,释放的末端磷酸基团与蛋白质结合,使蛋白质磷酸化,从而使其结构发生变化,D项正确。
7.D　细胞呼吸是放能反应,A项错误;脱水缩合形成蛋白质的过程是吸能反应,B项错误;吸能反应一般伴随着ATP的水解,形成ADP,放能反应一般伴随着ATP的合成,C项错误;能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通,D项正确。
8.B　①反应释放的能量用于吸能反应,②反应吸收的能量来自放能反应;绿色植物体内的②过程所需要的能量可以来自光能;①和②在活细胞中永无休止地循环进行为生命活动提供能量;①反应中的“能量”用于各项生命活动,一般不能用于推动②反应的进行。
9.答案 (1)肌肉收缩等各项生命活动　(2)细胞呼吸　(3)ATP在细胞内含量虽少,但与ADP之间的相互转化却十分迅速,使细胞内的ATP的含量总是处于动态平衡之中,构成生物体内部的稳定供能环境　(4)ADP+Pi+能量ATP　ATPADP+Pi+能量
解析 (1)由图可知,AB段ATP含量减少,ATP被水解,释放大量的能量,用于肌肉收缩等各项生命活动,来维持剧烈运动。(2)BC段ATP含量增加,是由于细胞呼吸的加强,释放了更多的能量,供ADP合成ATP,补充消耗的ATP。(4)细胞内的放能反应伴随着ATP的合成,吸能反应伴随着ATP的水解。
10.B　该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP,A项错误;根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”说明,由32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性,B项正确;由题干可知,放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团,32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同,C项错误;该实验不能说明转化主要发生在细胞核内,D项错误。
11.BCD　ATP在蛋白质磷酸化的过程中提供能量,参与细胞信号传递过程,ATP的水解总是与吸能反应相联系,ATP的合成总是与放能反应相联系,因此ATP是联系吸能反应与放能反应的纽带,A项正确;蛋白质磷酸化需要特定的氨基酸序列,特定磷酸化位点的氨基酸缺失,这些蛋白质将无法磷酸化,因此会影响细胞信号传递,B项错误;磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下,其氨基酸的羟基被磷酸基团取代,变成有活性有功能的蛋白质,而酶的活性受温度的影响,因此蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的限制,C项错误;磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下,其氨基酸的羟基被磷酸基团取代,变成有活性有功能的蛋白质,去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基团,复原成羟基,失去活性的过程,这些过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点,即结构决定功能,D项错误。
12.答案 (1)A—P~P~P　腺苷三磷酸　ATPADP+Pi+能量　(2)腺苷　(3)化学　光　ATP　葡萄糖　求偶炫耀,便于交尾
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