2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业16　细胞的能量“通货”——ATP

2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业16　细胞的能量“通货”——ATP

课时分层作业(十六) 细胞的能量“通 货”——ATP (建议用时：40 分钟) 题组一 ATP 的结构和功能 1．下图表示 ATP 的结构，其中表示高能磷酸键的是( ) A．①② B．①③ C．②③ D．③④ A [高能磷酸键位于磷酸基团之间，图中①②位置表示高能磷酸键。] 2．如果测得一个高能磷酸键的化学能是 8P，那么，一个 ATP 分子中的磷酸 键所含的化学能应该是( ) A．8P B．16P C．大于 16P 小于 24P D．24P C [ATP 中含有 1 个普通磷酸键和 2 个高能磷酸键，所以 ATP 分子中磷酸键 所含的化学能多于 2 个高能磷酸键的化学能(16P)，小于 3 个高能磷酸键的化学能 (24P)。] 3．ATP 是腺嘌呤核苷的衍生物，如图是 ATP 的结构式，下列有关叙述错误 的是( ) A．ATP 分子的结构简式可表示为 A—P～P～P B．ATP 的水解，主要是指图中②处的水解 C．图中虚线部分的名称是腺苷 D．图中①处的化学键断裂，ATP 转化为 ADP D [ATP 的结构简式表示为 A—P～P～P；ATP 水解实际上是指 ATP 分子中 高能磷酸键的水解，主要是远离 A 的高能磷酸键的水解；腺苷是由腺嘌呤和核糖 连接而成的，图中虚线部分为腺苷；ATP 水解时，远离 A 的高能磷酸键易断裂， 即②处的化学键断裂，ATP 转化为 ADP。] 4．下列关于 ATP 分子的叙述错误的是( ) A．ATP 中含有一个核糖和一个含氮碱基 B．ATP 脱去所有高能磷酸键后就是 ADP C．ATP 中的两个高能磷酸键储存有大量能量 D．ATP 断裂了所有高能磷酸键后可作为合成核糖核酸的基本原料 B [ATP 由一分子腺苷和 3 分子磷酸基团组成，一分子腺苷包括一分子核糖 和一分子腺嘌呤。当 ATP 脱去所有高能磷酸键后就是 AMP，AMP 为腺嘌呤核糖 核苷酸，可作为合成核糖核酸的基本原料。] 5．科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉 不收缩；向同一条肌肉上滴 ATP 溶液，肌肉很快就发生明显的收缩现象。这种现 象说明了( ) A．葡萄糖是生物体生命活动的能源物质 B．ATP 是生物体生命活动的能源物质 C．葡萄糖是生物体生命活动的直接能源物质 D．ATP 是生物体生命活动的直接能源物质 D [题干所述现象表明葡萄糖不能直接供给生命活动能量而 ATP 可以，说明 ATP 是生物体生命活动的直接能源物质。] 6．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物质依 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 D [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 能源物质是太阳能。] 7．下图是三磷酸腺苷的分子结构。请据图回答下列问题： (1)每 1 分子的 ATP 是由__________________组成的。 (2)ATP 中的 A 表示____________。 (3)图中方框中的物质名称是____________。 (4)ATP 的分子结构简式可以写成____________。 (5)把萤火虫的尾部组织取下，过一段时间荧光就消失了。如果滴一滴 ATP 溶 液，荧光将恢复，这说明萤火虫发出荧光所需能量是____________转化的，可以 用反应式____________________表示。 [解析] ATP 中的 A 是由腺嘌呤和核糖构成的腺苷，即图中方框所示。ATP 是生物体生命活动的直接能源物质，萤火虫发出荧光所需能量直接由 ATP 提供。 [答案] (1)1 分子腺嘌呤、1 分子核糖和 3 分子磷酸 (2)腺苷 (3)腺苷 (4)A—P～P～P (5)ATP 中的化学能 ATP 酶,ADP＋Pi＋能量 题组二 ATP 与 ADP 的相互转化和利用 8．下列关于 ATP 的叙述不正确的是( ) A．动物细胞中合成 ATP 所需的能量来自糖类等能源物质中的化学能 B．植物细胞中合成 ATP 所需的能量全部来自光反应固定的太阳能 C．温度的突然变化会影响 ATP 与 ADP 相互转化的速率 D．细胞呼吸过程产生的 ATP 是供应细胞生命活动的直接能源 B [植物细胞中合成 ATP 所需的能量来自于光合作用和呼吸作用。] 9.如图①②代表物质 M、N 间的相互转化过程，则( ) A．萤火虫体内的能量 c 可来源于光能 B．吸能反应一般和物质 M 的合成相联系 C．能量 d 用于过程①时大部分以热能形式散失 D．M、N 间的相互转化是生物界共有的能量供应机制 D [萤火虫体内的能量 c 主要来自呼吸作用，不能来源于光能，A 错误；吸 能反应消耗 ATP，和物质 N 的合成相联系，B 错误；能量 d 用于各种生命活动， 和过程①没有关系，C 错误；M、N 间的相互转化是生物界共有的能量供应机制， D 正确。] 10．下列过程中能使细胞内 ADP 的含量增加的是( ) A．水分子进入根毛细胞 B．肺泡中的氧气进入血液 C．肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞 D．胰腺细胞分泌胰岛素 D [细胞内 ADP 的含量增加，说明细胞内正在进行 ATP 的水解反应，释放 能量供生命活动所需。水分子、氧气和甘油出入细胞的方式都属于自由扩散，不 需要消耗能量，胰腺细胞分泌胰岛素属于细胞合成并分泌蛋白质的过程，整个过 程需要消耗能量。] 11．如图是有关 ADP 转化成 ATP 时所需能量的主要来源示意图，据图回答 下列问题： (1)1 分子 ATP 中含有________个高能磷酸键。 (2)图中的 a、b 代表的生理过程分别是______、______。 (3)若动物和人产生的能量可以用于 c，则 c 指________。 (4)在动物肌细胞中，进行②反应时，释放的能量来自______________。 (5)①②反应进行时所需要的酶________(填“相同”或“不同”)，原因是 ___________________________________________。 (6)进行①反应时能量用于________，进行②反应时能量用于_______，由此可 见在 ATP 与 ADP 的相互转化中能量是________，物质是________。 [解析] (1)每个 ATP 分子中三个磷酸基团之间形成了 2 个高能磷酸键。(2)图 中 a 表示动植物都能进行的产能过程即呼吸作用，绿色植物还能通过光合作用产 能，所以 b 为光合作用。(3)c 过程是指 ATP 水解产生的能量，它用于各项生命活 动。(4)动物肌细胞中，②过程产生的能量来自于 ATP 中远离腺苷的高能磷酸键的 断裂。(5)反应①②中酶是不同的，因为它是两个不同的反应且酶具专一性，而且 其作用的场所不同。(6)①反应为 ATP 的合成反应，其能量储存在 ATP 中。②反 应为 ATP 的水解反应，释放的能量用于生物体的各项生命活动。在 ATP 与 ADP 的相互转化中，物质是可逆的，但能量不可逆。 [答案] (1)2 (2)呼吸作用 光合作用 (3)生命活动 (4)远离腺苷的高能磷 酸键中的化学能 (5)不同 ①和②是两个不同的反应，而酶具有专一性 (6)合成 ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的 12．下图表示 ATP 水解产生 ADP 的过程，请回答下面的问题： (1)ATP 脱去 2 个磷酸基团后可作为__________(物质)的基本组成单位中的一 种。 (2)图中①为__________，其中蕴藏着__________。 (3)图中②为________________________的过程，其作用是____________。 (4)图示过程中未标出的另一种反应物是__________，催化该过程的酶与催化 ATP 再生时的酶__________(填“是”或“不是”)同一种酶。 [解析] 根据 ATP 的结构简式可知，①是高能磷酸键，ATP 去掉 2 个磷酸基 团后就是腺嘌呤核糖核苷酸，是 RNA 基本组成单位的一种。高能磷酸键的水解为 生命活动提供能量。在 ATP 形成 ADP 过程中需要水参与，ADP 形成 ATP 时有水 产生。 [答案] (1)RNA (2)高能磷酸键 大量化学能 (3)高能磷酸键水解释放能量 为生命活动提供能量 (4)水 不是 13．在某细胞培养液中加入用 32P 标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的 ATP，发现其含量变化不大，但部分 ATP 的末端磷酸基团已带上放射性标记，该 现象不能说明( ) A．ATP 中远离 A 的磷酸基团容易脱离 B．部分 32P 标记的 ATP 是重新合成的 C．ATP 是细胞内的直接能源物质 D．该过程中 ATP 既有合成又有分解 C [短期内分离出细胞的 ATP，部分末端磷酸基团已带上放射性标记，说明 有新的 ATP 形成，但含量变化不大，说明 ATP 有分解，短期内既存在 ATP 的合 成，也存在 ATP 的分解，其原因是 ATP 中远离 A 的磷酸基团容易脱落和结合。 本实验不能证明 ATP 是细胞中的直接能源物质。] 14．下图是某细胞代谢部分简图， 甲表示 ATP，下列有关叙述正确的是( ) A．图示各过程中所需酶的空间结构相同 B．丙是 DNA 的基本组成单位之一 C．丁是腺苷，甲的合成需要戊 D．在白细胞吞噬入侵的细菌时，细胞中乙的含量会减少 C [酶的作用具有专一性，甲→乙→丙→丁过程中，起催化作用的酶不同， 空间结构也不同，A 错误；丙是腺嘌呤核糖核苷酸，是 RNA 的基本单位之一，B 错误；丁是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊是 Pi，可用于合成甲(ATP)，C 正确； 在白细胞吞噬入侵的细菌时要消耗 ATP，ADP 的含量增加，但细胞中 ATP 与 ADP 的含量仍维持动态平衡，D 错误。] 15．经研究证实 ATP 是细胞的能量“通货”。请分析回答下列问题： (1)ATP 分子的结构简式是____________，中文名称：____________。研究发 现，正常成年人安静状态下 24 h 有 40 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 ____________(写出反应式，标明条件)。 (2)ATP 在有关酶的作用下，3 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 装入两只小玻璃管中，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。约过 15 min 荧光消失，如图所示。这时再将 ATP 溶液加入其中一只 玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一只玻璃管中，发现加 ATP 溶液的玻璃管中发出 荧光，而加葡萄糖溶液的管中不发荧光。 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。 [答案] (1) A—P～P～P 三磷酸腺苷 ADP＋Pi＋能量 ATP (2)腺苷 (3)①化学 光 ②ATP ③葡萄糖 混淆不同物质中 A 所代表的含义 16．在下列几种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是 ( ) A．①和② B．①和③ C．③和④ D．⑤和⑥ D [根据题意知，“○”中所对应的含义分别为：①腺嘌呤核糖核苷酸，② 腺嘌呤，③DNA 分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，④RNA 分子上的腺嘌呤核糖核苷 酸，⑤腺苷，⑥腺苷。①和④、⑤和⑥“○”中对应的含义最接近，故选 D。]