新课标生物必修一达标检测试题：5.2细胞的能量“货币”ATP(含解析）

新课标·生物必修一·达标检测试题
16　细胞的能量“货币”ATP
1．ATP在一定条件下很容易断裂和重新形成的化学键是(　　)
A．A与P之间的磷酸键
B．前两个P之间的高能磷酸键
C．离A较近的那个高能磷酸键
D．远离A的那个高能磷酸键
解析：ATP的结构简式为A—P～P～P，共有两个高能磷酸键，其中远离腺苷A的那个高能磷酸键很容易断裂和重建。
答案：D
2．在绿色植物进行“ADP＋Pi＋能量ATP”的反应中，参与反应的能量不可能来源于(　　)
A．淀粉
B．葡萄糖
C．光
D．糖原
解析：植物中合成ATP的能量来自呼吸作用和光合作用。植物呼吸作用所分解的有机物不可能是糖原，因为它是动物所特有的。
答案：D
3．生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是(　　)
A．太阳能、糖类、ATP
B．ATP、糖类、脂肪
C．ATP、脂肪、太阳能
D．ATP、糖类、太阳能
解析：生物体内生命活动的直接能源物质是ATP，主要能源物质是糖类，最终的能源物质是太阳能。
答案：D
4．高等植物体内产生ATP的生理过程有(　　)
A．光合作用，主动运输
B．细胞呼吸，蒸腾作用
C．细胞呼吸，渗透作用
D．光合作用，细胞呼吸
解析：高等动物体内产生ATP的过程仅有细胞呼吸，而高等植物产生ATP的过程有光合作用和细胞呼吸。
答案：D
5．分析未进食的白鼠细胞内ADP与ATP的含量比，若发现ADP的含量偏高时(　　)
A．表示此细胞能量充足
B．表示此细胞内葡萄糖多被用以合成糖原
C．表示此细胞内的葡萄糖氧化分解将加快
D．表示此细胞缺少能量
解析：由反应式ATPADP＋Pi＋能量可知，当体内ADP含量偏高时，一定是ATP分解释放能量用于生命活动，也就证明此时细胞内缺少能量。所以A项可排除；B项中“葡萄糖多被用以合成糖原”是在能量过剩时，与题目相矛盾，也可排除；C项中，若葡萄糖氧化分解加快，能量就会较充足，ATP会偏高也可排除。
答案：D
6.ATP转化为ADP的过程可用如图表示，式中X和Y分别代表(　　)
A．H2O、[H]
B．Pi、H2O
C．H2O、Pi
D．能量、Pi
解析：ATP在水解时，远离A的那个磷酸基团就脱离下来，形成Pi，同时释放能量。
答案：C
7．下列对ATP的叙述中，错误的是(　　)
A．远离A的高能磷酸键容易水解
B．只在光合作用中产生
C．ATP和ADP可以相互转化
D．生命活动的直接供能物质
解析：ATP分子中，远离腺苷的高能磷酸键易水解断裂，释放出能量；细胞内通过ATP与ADP快速相互转化，提供了稳定的供能环境；ATP是生物生命活动的直接能源物质；ATP在呼吸作用和光合作用过程中都能合成。
答案：B
8.在活细胞中，右侧循环过程永不停止地进行着，请运用所学的知识，分析完成M和N循环中的有关问题：
(1)作为生物体生命活动直接能源物质的是______，其分子结构简式为________________________________________________________________________，
在②过程中，是由于______________________键断裂而释放出能量。
(2)在绿色植物体内与①相应的生理活动是在细胞内的细胞质基质、________和________中进行的。
(3)A1和A2具有________作用，在图中它们的作用分别是______________________。
(4)在呼吸作用中，应该进行________过程，能量来自______________________。
(5)根吸收无机盐离子过程中，应该进行________过程，能量用于______________________。
解析：(1)由图中物质转化关系可知，M是ATP，N是ADP。ATP是生命活动的直接能源物质，ATP水解时远离A的那个高能磷酸键易断裂。ATP的水解和合成分别是由水解酶和合成酶催化。(2)反应①过程是细胞合成ATP的过程，在绿色植物细胞内合成ATP的主要部位是细胞质基质、线粒体和叶绿体。(3)反应①和②过程中的酶不同，①为合成酶，②为水解酶，在ATP与ADP的相互转化过程中起催化作用。(4)呼吸作用过程中应该进行的是①过程(即ATP的合成)，所需能量来自有机物分解释放的能量。(5)根细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输。主动运输需消耗代谢所产生的能量，故应进行②过程。
答案：
(1)M　A－P～P～P　远离A的高能磷酸
(2)线粒体　叶绿体　
(3)催化　催化ATP的合成和水解　
(4)①　糖类等有机物分解释放的能量　
(5)②　主动运输
9．[2019·北京西城高一期末]白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道粘膜中的真菌，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。为研究药物
D(一种ATP酶抑制剂)的作用，科研人员进行了如下实验。
(1)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________。ATP
分子的结构简式是________，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子________中的能量被释放出来，同时产生无机磷。
(2)为研究不同浓度药物D对V蛋白的作用，科研人员将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10
min之后向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30
min。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本实验中测定的绿色深浅，可反映出________，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，对照组的处理是将V蛋白与反应缓冲液混合，加入等量DMSO溶液，室温孵育10
min，向反应体系中加入ATP溶液，室温反应30
min。
③实验结果说明________________________________。
解析：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成形的细胞核，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。ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是A－P～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；ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，是生命活动能量的直接来源，它的大量化学能就储存在高能磷酸键中，ATP水解释放的能量来自末端的那个高能磷酸键的断裂，合成ATP所需能量来源于光合作用和呼吸作用，其场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体。(1)根据题干信息可知，白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道粘膜中的真菌，属于真核生物，而大肠杆菌属于原核生物，两者的主要区别是原核生物的细胞中没有核膜包围的成形的细胞核；ATP
分子的结构简式为A－P～P～P，V蛋白将ATP水解为ADP时，储存在ATP分子高能磷酸键中的能量被释放出来，同时产生无机磷。(2)①根据题干信息可知，向反应体系中加入的孔雀绿试剂可与无机磷反应呈现绿色，而无机磷是ATP水解为ADP时产生的，因此本实验中测定的绿色深浅，可反映出ATP水解无机磷的生成量，从而得到V蛋白活性。③据图分析，随着药物D浓度的增加，V蛋白活性的相对值先缓慢下降，后快速降低，说明药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强。
答案：
(1)核膜包围的细胞核　A－P～P～P　高能磷酸键
(2)①ATP水解无机磷的生成量(或生成物生成量)
③药物D能抑制V蛋白的活性，且随药物D浓度增加，抑制作用增强
10．n分子的ATP中含有的高能磷酸键、磷酸基团、核糖的数目分别为(　　)
A．n、3n、n
B．2n、3n、0
C．2n、3n、n
D．2n、2n、n
解析：1分子ATP中含有2个高能磷酸键，3个磷酸基团，1分子核糖，故n分子ATP中所含高能磷酸键、磷酸基团及核糖数目分别为2n、3n、n。
答案：C
11．下列四项中，哪项能正确表示运动员比赛时其肌细胞中ATP的变化(纵轴表示细胞中的ATP含量，横轴表示时间)(　　)
解析：比赛时首先要消耗ATP，但体内ATP含量很少，其能量供应有限，所以有减少趋势，利用后可由ADP迅速转化，随着ATP的再生，其含量又会进一步增加，故变化趋势为先降低，后升高，B正确。
答案：B
12．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP生成量会下降。下列有关叙述正确的是(　　)
A．正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗
B．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用
C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D．蚜虫ATP生成量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定
解析：黑暗中蚜虫合成ATP的生理过程是呼吸作用，伴随着氧气的消耗，A正确；蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用释放的化学能，B错误；蚜虫做同一强度的运动时，消耗的ATP只来自于呼吸作用，故在阳光下和黑暗中的ATP消耗量相同，C错误；蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，但消耗也增加，处于动态平衡中，故体内的ATP含量处于稳定状态，D错误。
答案：A
13．ATP荧光仪是专门设计用于快速检测微生物数量的测试仪器，其工作原理是ATP的含量与活细胞的活性、种类和数量成一定的比例关系。ATP可以和虫荧光素作用而发出生物光，光的强度和微生物的数量成一定的比例关系，其反应式如下：
下列有关ATP及ATP荧光仪工作原理的叙述，错误的是(　　)
A．检测过程中ATP内的化学能转变成光能
B．荧光的强度能反映微生物的数量
C．ATP释放能量需要酶的参与
D．微生物体内ATP的产生都需要氧气的参与
解析：不同种类的微生物产生ATP的条件不同，厌氧微生物产生ATP就不需要氧气的参与，若有氧气存在，其代谢反而受到抑制，ATP的产生量会减少。
答案：D
14．ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是(　　)
①腺苷很容易吸收能量和释放能量　②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合　③第三个磷酸基团(远离腺苷的那个)很容易从ATP上脱离，使ATP转化为ADP，同时释放能量　④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键(远离腺苷的那个)，使ADP转变成ATP
A．①③
B．②④
C．③④
D．①④
解析：二磷酸腺苷很容易吸收能量和储存能量，并非腺苷，①错误；ATP的离腺苷较远的高能磷酸键易发生断裂和再形成，只含有2个高能磷酸键，②错误；离腺苷较远的高能磷酸键易发生断裂，从而形成ADP，同时释放能量，③正确；ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATP，④正确，故答案为C。
答案：C
15.如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．过程①不需要酶的催化
B．过程②发生高能磷酸键的断裂
C．过程①不能发生在线粒体中
D．过程②不能发生在叶绿体中
解析：过程①表示合成ATP，需要ATP合成酶的催化；过程②表示ATP的水解，远离腺苷的高能磷酸键断裂；过程①主要发生在线粒体中；过程②可以发生在叶绿体的基质中。
答案：B
16．在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。
实验材料：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、标签纸若干及其他实验所需材料。
(1)实验步骤
①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签；
②将________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签；
③在每支试管中加入______________________________________________________；
④观察发光现象并记录。
(2)实验现象预测及结论
现象预测
结论
①发光现象随ATP浓度升高而增强
①荧光强度与ATP浓度________
②发光现象随ATP浓度升高而________
②荧光强度与ATP浓度________
③________________
③荧光强度与ATP浓度无关
(3)实验讨论
①最可能的实验结果是哪一个？________。
②萤火虫发光是________能转变成________能的过程。
解析：本题为探究性实验，为了探究萤火虫发光强度与ATP浓度关系，首先需要配制一系列不同浓度的ATP溶液，随后将等量的荧光器晒干后研制的粉末放入上述溶液中，观察不同浓度的ATP溶液中粉末发光情况，实验现象有三种可能：①随ATP浓度增大，发光现象增强；②随ATP浓度增大，发光现象减弱；③随ATP浓度增大，发光现象不变。实验最可能的结果是①，萤火虫发光过程是ATP中活跃化学能转变为光能的过程。
答案：
(1)②荧光器粉末　③等量不同浓度的ATP溶液
(2)①成正比　②减弱　成反比　③在不同浓度的ATP溶液中发光现象没有差别
(3)①第①种结果　②ATP中活跃的化学　光
17．[2019·丰台高一期末]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”对市场上腊肉中的细菌含量进行检测：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)荧光素接受细菌细胞中________提供的能量后被激活，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)。
(2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是________能→________能。生物细胞中ATP的水解一般与________(吸能反应/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的关系如图所示。若要节省荧光素酶的用量，可以使用________处理；高温和Hg2＋处理后酶活性________(可以/不可以)恢复；Hg2＋处理后酶活性降低可能是因为
________________________________________________________________________。
解析：
(1)ATP是生命活动所需能量的直接来源。荧光素接受ATP提供的能量，在荧光素酶的催化下，形成氧化荧光素并且发出荧光，其发光强度与ATP的含量成正比，每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，所以根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。
(2)“荧光素－荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是化学能转变为光能；放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。
(3)分析曲线图可知：用Mg2＋处理后，在较低荧光素酶浓度的条件下就能达到较高的发光强度，因此使用Mg2＋处理，能够节省荧光素酶的用量。高温和Hg2＋处理后，均会破坏荧光素酶的空间结构，导致酶活性不可以恢复。可见，Hg2＋处理后酶活性降低可能是因为Hg2＋破坏了酶的空间结构。
答案：(1)ATP　正比　(2)化学　光　吸能反应　(3)Mg2＋　不可以　Hg2＋破坏了酶的空间结构