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3.1ATP是细胞内的“能量通货”——高一生物学浙科版（2019）必修一随堂测试
一、单选题
1．小暑时节，萤流翩跹，萤火虫尾部发出的荧光，为仲夏夜平添了一份浪漫。能为萤火虫发光直接供能的物质是( )
A.葡萄糖 B.ADP C.蛋白质 D.ATP
2．ATP药剂常用于治疗肌肉萎缩无力，是因为在细胞中ATP通常作为( )
A.催化剂 B.储能物质
C.信息分子 D.直接能源物质
3．《晋书·车胤传》记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读，将萤火虫聚集起来照明读书的
故事。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
4．除ATP以外，体内还有其他的高能化合物，如磷酸肌酸等。磷酸肌酸可以认为是体内ATP的储存库，主要存在于肌肉和脑组织中，其转化如下图所示。下列选项错误的是( )
A.腺苷三磷酸是由一个腺嘌呤、一个核糖和3个磷酸基团组成的
B.磷酸肌酸水解是放能反应，放出的能量可以直接用于肌肉收缩等生命活动
C.当体内ATP合成过剩时，ATP的磷酸基团可在相关酶作用下形成磷酸肌酸
D.当体内ATP消耗过快时，磷酸肌酸中的能量可转移到ATP中
5．GTP（鸟苷三磷酸）和CTP（胞苷三磷酸）的作用与ATP类似，GTP参与细胞中线粒体的分裂过程，过程中有GDP产生；CTP能参与甘油磷脂的合成，过程中有CDP产生。下列说法正确的是( )
A.GTP和CTP中各含有3个特殊化学键，使其具有较高能量
B.线粒体分裂和甘油磷脂的合成过程中都需要相关水解酶的催化
C.GDP和CDP都可以作为合成DNA的原料
D.许多吸能反应与ATP的合成有关，能量暂时储存在ATP中
6．人体中某生命活动过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.该生命活动过程可体现酶的专一性
B.过程②所需的能量可来自光合色素吸收的光能
C.图中的Pi为远离腺苷的磷酸基团
D.过程①伴随着特殊化学键的断裂
7．电一次放电的电压可达300~500V，足以把附近的鱼电死。电风的电能是细胞内ATP水解释放出来的能量转化而成的，而ATP中储存的能量是电细胞利用葡萄糖氧化分解释放的能量。下列关于ATP和ADP的叙述，错误的是( )
A.ATP水解与放能反应有关
B.ADP合成ATP时所需能量不能由磷酸提供
C.ATP水解释放的磷酸基团可使细胞膜上的载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化
D.生物体内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性
8．NTP家族由ATP（三磷酸腺苷）、GTP（三磷酸鸟苷）、三磷酸尿苷（UTP）和CTP（三磷酸胞苷）构成。它们的结构只是碱基不同，如图是ATP的化学结构图，A、B表示物质，α﹣γ表示磷酸基团（Pi）的位置。下列叙述错误的是( )
A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖，A和B组成腺苷
B.许多吸能反应与ATP的水解反应相联系
C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
D.CTP中的胞苷（C）由胞嘧啶和脱氧核糖构成
9．摘取若干萤火虫的发光器，干燥研成粉末，分两等份分别装入试管中，再加入等量水混合，可以观察到两试管均发出荧光。约过15min荧光消失，再将ATP溶液加入A试管，将等量的葡萄糖溶液加入B试管，结果如图。下列叙述错误的是( )
A.据实验可知发光器的粉末中含有ATP
B.ATP可水解为一个磷酸和一个腺苷
C.以上实验说明ATP是直接的能源物质
D.萤火虫发光是将化学能转化成光能
10．细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP。ATP是NTP家族中的一员，dATP是dNTP家族中的一员。每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP和dATP的区别只在于五碳糖不同
B.NTP和dNTP都能作为直接能源物质
C.ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP
D.dNTP彻底水解的产物中可能含尿嘧啶
11．ATP是生命活动的直接能源物质，下列与ATP有关的说法中，正确的是( )
A.脱氧核糖是ATP的成分之一
B.一个ATP中含有三个高能磷酸键
C.ATP中的A是构成DNA的碱基
D.ATP水解酶的基本元素是C、H、O、N
12．下列关于ATP的叙述，正确的是( )
A.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
B.ADP转化成ATP所需能量均来自光能
C.酶催化的生化反应必须由ATP提供能量
D.ATP中的“A”与DNA中的碱基“A”含义不同
13．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下图是ATP的结构式，有关叙述正确的是( )
A.ATP是腺苷三磷酸，由C、H、O、N、P构成，图中①是指腺苷
B.①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位
C.③处化学键不稳定是因为相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥
D.④中含有两个特殊化学键，两个特殊化学键都断裂生成ADP和Pi
14．如图所示为ATP的结构及ATP与ADP之间的相互转化过程，下列说法正确的是( )
A.图一中的a代表腺苷，A代表的是腺嘌呤
B.ATP生成ADP时图一中的c键断裂释放的能量常用于放能反应
C.ATP与ADP相互转化过程，虽不是可逆的，但物质和能量是可循环利用的
D.酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能
15．细胞内许多代谢活动需要消耗能量，这些能量多由ATP直接提供。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系
B.活细胞中的ATP时刻不停地进行着合成和水解
C.ATP水解掉两个磷酸基团后可作为RNA的组成单位
D.萤火虫尾部发光的能量直接来自于ATP高能磷酸键的水解
二、多选题
16．下图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图（M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物），下列相关叙述错误的是( )
A.甲是ADP，在叶绿体中甲的运输方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜
B.乙是腺苷，其中含有的五碳糖是核糖，碱基是腺嘌呤
C.小麦根尖细胞中的Q1来自光能或有机物中的化学能
D.由于M1和M2两种酶的作用机理相同，所以ATP和甲之间的相互转化是可逆的反应
17．下列关于ATP的叙述，正确的是( )
A.ATP是一种物质，不是能量
B.ATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质
C.剧烈运动时，细胞中ATP含量急剧上升
D.ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带
三、读图填空题
18．科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量变化如图所示。
(1)据图可知，加入某药物后，溶液中24Na的量______；而加入ATP后，溶液中24Na的量________________。
(2)由此可见，神经纤维排出24Na需要消耗________，通过细胞膜的方式是______________________。
(3)某药物的作用机理是_____________________________________________________。
(4)若将图中纵坐标改为“细胞中24Na的量”，请画出相应的曲线以表示细胞中24Na量的变化(注入神经纤维中24Na的总量为2)。
19．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。请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。根据发光强度进而测算出细菌数量的依据可能是：__________________________。
（2）ATP的A代表______________，由_________________________结合而成。
（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间的关系如下图所示。其中高浓度盐溶液经稀释后酶的活性可以恢复，高温或Hg2+处理后酶活性不可恢复。
Hg2+处理后酶活性降低可能是因为__________________。据图分析，若要达到最大发光强度且节省荧光素酶的用量，可以使用_____________处理荧光素酶。
20．下图是腺苷三磷酸的分子结构,请回答下列问题。
(1)ATP的结构简式为______,图中虚线部分的名称是______。
(2)一分子ATP可以看作是由______个磷酸基团、______个核糖分子和______个腺嘌呤缩合而成的。
(3)ATP为主动运输供能的过程实质上就是载体蛋白的______过程。
(4)ATP水解时释放的能量是生物体进行______、______、______和______等生命活动所需能量的直接来源。
参考答案
1．答案：D
解析：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,糖类、脂肪、蛋白质也属于能源物质,但都需氧化分解形成ATP后才能供能,D正确,ABC错误。故选D。
2．答案：D
解析：ATP中远离腺苷的特殊化学键容易水解，形成ADP和Pi，释放能量，供给细胞生命活动的需要，因此ATP是细胞生命活动的直接能源物质，故ATP药剂常用于治疗肌肉萎缩无力。
故选：D。
3．答案：C
解析：ATP是生命活动的直接能源物质，萤火虫尾部细胞中的荧光素接受ATP提供的能量发出荧光。
4．答案：B
解析：A、腺苷三磷酸是由一个腺苷和3个磷酸基团组成的，而一个腺苷是由一个腺嘌呤和一个核糖组成的，A正确；
B、磷酸肌酸水解伴随着ATP的合成，故磷酸肌酸水解是放能反应，但其放出的能量不能直接用于肌肉收缩等生命活动，而是用于合成ATP后，由ATP水解释放的能量用于肌肉收缩，B错误；
C、由图可知，当体内ATP合成过剩时，ATP的磷酸基团可在相关酶作用下与肌酸反应生成磷酸肌酸，C正确；
D、当体内ATP消耗过快时，磷酸肌酸可水解释放能量，该能量可用于合成ATP，故磷酸肌酸中的能量可转移到ATP中，D正确。
故选B。
5．答案：B
解析：A、GTP和CTP的结构和ATP类似，各有2个特殊化学键，使其具有较高能量，A错误；B、线粒体分裂和甘油磷脂的合成过程中都需要消耗能量，也都需要相关水解酶的催化，B正确。C、GDP和CDP中的五碳糖是核糖，GDP和CDP都可以作为合成RNA的原料，C错误；D、许多吸能反应与ATP的水解有关，许多放能反应与ATP的合成有关，D错误。故选B。
6．答案：B
解析：B、据图可知,过程②为ATP的合成过程,依题意,过程②是人体中的生命活动过程,因此,过程②所需的能量不可来自光合色素吸收的光能,B错误。
7．答案：A
解析：A、ATP水解与吸能反应有关，A错误；
B、ADP合成ATP时所需能量来自呼吸作用或光能，不是来自磷酸，B正确；
C、ATP水解释放的磷酸基团可使细胞膜上的载体蛋白磷酸化，原因是ATP水解产生的磷酸分子转移到蛋白质上，导致其空间结构发生变化，C正确；
D、生物体内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，从一个侧面说明了生物界具有统一性，也反映了种类繁多的生物有着共同的起源，D正确。
故选A。
8．答案：D
解析：A、ATP的结构式可简写成A-P～P～P，式中A代表腺苷，由腺嘌呤（A）和核糖（B），A正确；B、ATP的水解反应是放能反应，与之相联系的是吸收能量的反应，B正确；C、1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤（G）、核糖和磷酸，C正确；D、CTP中的胞苷（C）由胞嘧啶和核糖构成，D错误。故选D。
9．答案：B
解析：A、摘取若干萤火虫的发光器，干燥研成粉末，分两等份分别装入试管中，再加入等量水混合，可以观察到两试管均发出荧光，说明发光器研磨成的粉末中含有少量的ATP，A正确；
B、ATP中文名称是腺苷三磷酸，可水解为一个腺苷和三个磷酸，B错误；
C、根据实验结果说明，荧光消失后加入葡萄糖，荧光没有再次出现，说明葡萄糖不是生命活动的直接能源物质，加入ATP后发荧光，说明ATP是直接的能源物质，C正确；
D、萤火虫发光过程是将ATP中活跃的化学能转变成光能的过程，这一过程转变成的光能所需的能量是由ATP水解直接提供，D正确；
故选B。
10．答案：D
解析：A、NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸，即ATP和dATP的区别在于五碳糖不同，A正确；B、NTP和dNTP的结构中都含有特殊的化学键，二者均能作为直接能源物质，B正确；C、ATP失去离腺苷最远的磷酸基团可得到ADP和Pi，同时释放大量的能量，C正确；D、dNTP彻底水解的产物是脱氧核糖、磷酸和碱基，该碱基可能是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶，但一定不是尿嘧啶，D错误。故选D。
11．答案：D
解析：A、ATP中的糖是核糖，而不是脱氧核糖，A错误； B、ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，其结构简式为A-P~P~P，~代表高能磷酸键，一个ATP中含有两个高能磷酸键，B错误； C、ATP中的A代表腺苷而不是碱基，是腺嘌呤和核糖结合成的部分，C错误； D、ATP水解酶的化学本质是蛋白质，组成蛋白质的基本元素是C、H、O、N,D正确。
故选：D。
12．答案：D
解析：A、ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，A错误；B、ADP转化成ATP所需能量不都来自光能，还来自有机物中的化学能，B错误；C、酶催化的生化反应不一定需要ATP提供能量，C错误；D、ATP中的“A”为腺苷，与DNA中的碱基“A”—腺嘌呤，含义不同，D正确。故选D。
13．答案：C
解析：A、ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写，由C、H、O、N、P构成，图中①是指腺嘌呤，A错误；
B、①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成RNA的基本单位，B错误；
C、③处的特殊化学键不稳定是因为相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，C正确；
D、④中含有两个特殊化学键，两个特殊化学键都断裂时，生成的是AMP和Pi，D错误。
故选C。
14．答案：D
解析：A、图一中的a代表腺嘌呤核糖核苷酸，b、c为特殊化学键，A代表腺嘌呤，A错误；
B、ATP生成ADP时图一中的c键断裂释放的能量将用于生命活动，常与细胞的吸能反应相关联，B错误；
C、ATP与ADP相互转化过程中物质是可以循环利用的，但能量不可循环利用的，C错误；
D、酶1和酶2作为催化剂，其催化的机理是降低反应的活化能，D正确。
故选：D。
15．答案：A
解析：A、ATP的合成需要能量,细胞内ATP的合成与放能反应相联系,A错误。
16．答案：BCD
解析：甲是ADP，在光合作用过程中，ADP的运输方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜，A正确；乙是AMP，腺苷中不含Pi，B错误；由于小麦根尖细胞中不含叶绿体，所以其中合成ATP所需的能量Q1只能来自有机物中的化学能，C错误；ATP和ADP之间的相互转化不是简单的可逆反应，因为物质是可逆的，但能量不是可逆的，D错误。
17．答案：ABD
18．答案：(1)不变；增加
(2)ATP；主动运输
(3)抑制了ATP的合成(或阻碍了细胞呼吸)
(4)如图
解析：(1)ATP的名称是腺苷三磷酸，其中A表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P表示磷酸基团。
(2)ATP的组成元素是C、H、O、N、P，ATP中的N存在于腺苷的腺嘌呤中，所以若用15N标记ATP，将会在腺嘌呤中出现15N标记。
(3)ATP水解释放大量能量，释放的能量直接用于各种吸能反应；ATP合成时需要吸收能量，由各种放能反应提供，所以ATP是细胞内的能量“货币”。
19．答案：（1）ATP；每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，且ATP含量与发光呈正相关
（2）腺苷；一分子腺嘌呤和一分子核糖
（3）Hg2+破坏了酶的空间结构；Mg2+
解析：（1）ATP是生命活动能量的直接来源，其水解断键释放能量，故荧光素接受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。根据发光强度进而测算出细菌数量的依据可能是每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，且ATP含量与发光呈正相关。
（2）ATP又叫腺苷三磷酸，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P，A-表示腺苷，由一分子腺嘌呤和一分子核糖结合而成。
（3）结合题干“高温或Hg2+处理后酶活性不可恢复”推测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。据图分析，用Mg2+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，因此若要达到最大发光强度且节省荧光素酶的用量，可以使用Mg2+处理荧光素酶。
20．答案：(1)A—P~P~P；腺苷
(2)3；1；1
(3)磷酸化
(4)肌肉收缩；物质合成；生物放电；生物发光；大脑思考；细胞主动运输（任意四个）

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