【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版ATP作业

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第11课 ATP 普查讲 11 ATP ‎1．ATP的结构 ‎(1)(多选)(2021汇编，6分)下列有关ATP的叙述，正确的是(　　)‎ A．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成 ‎ B．DNA与ATP中所含元素的种类相同 ‎ C．含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一 (2016海南单科) ‎ D．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质 ‎ E．ATP的分子简式可以表示为A—P～P～P，任意一高能磷酸键断裂，都能形成ADP 答案：BD 解析：ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，故A项错误。ATP与DNA都含有C、H、O、N、P元素，故B项正确。ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，故C项错误。ATP中的“A”为腺苷，与DNA、RNA中的碱基A不是同一种物质，故D项正确。ATP的分子简式可以表示为A—P～P～P，ATP中远离A的高能磷酸键断裂才能形成ADP，故E项错误。‎ ‎(2)(经典题，6分)如图是生命活动的直接能源物质ATP的结构式，其中能作为RNA基本单位的是(　　)‎ A．①　　　　　B．②　　　　　C．③　　　　　D．④‎ 答案：B 解析：①包括腺嘌呤和核糖，代表腺苷，故A项错误。②包括腺嘌呤、核糖和磷酸基团，代表腺嘌呤核糖核苷酸，属于RNA的基本单位，故B项正确。③的结构简式是A—P～P，代表ADP，故C项错误。④的结构简式是A—P～P～P，代表ATP，故D项错误。‎ ‎2．ATP和ADP的相互转化 a．ATP的合成途径与场所 ‎(3)(2021汇编，6分)下列有关细胞的能量“通货”——ATP的叙述，正确的是(　　)‎ A．葡萄糖分子在线粒体内彻底氧化分解，可以产生大量ATP B．大肠杆菌细胞产生ATP的主要场所是线粒体 ‎ C．光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成 (2016海南单科)‎ D．无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成 (2016海南单科)‎ E．蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构不能合成ATP 答案：C 解析：线粒体不能利用葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体中彻底氧化分解，故A项错误。大肠杆菌为原核生物，没有线粒体，故B项错误。光下叶肉细胞的细胞质基质和线粒体可以进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP，故C项正确。无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，故D项错误。蓝藻属于原核生物，‎ 没有叶绿体，但是可以进行光合作用，光合作用中的光反应是在光合片层膜上进行的，也能够产生ATP，故E项错误。‎ b．ATP的合成与水解的特点 ‎(4)(2021汇编，6分)下列对ATP水解与合成的叙述，错误的是(　　)　‎ A．ATP与ADP相互快速转化依赖酶的高效性 B．细胞分裂时ATP水解和合成都加快 C．ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化 D．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加 (2016海南单科)‎ E．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应 F．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 答案：D 解析：酶具有高效性，因此ATP与ADP能快速转化，故A项正确，不符合题意。细胞分裂时消耗ATP，所以ATP水解和合成都加快，故B项正确，不符合题意。细胞中ATP的含量很少，但ATP和ADP的转化时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中，以此保证细胞需要的能量供应，故C项正确，不符合题意。呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ADP生成增加，ATP生成减少，故D项错误，符合题意。吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量部分储存在ATP中，故E项正确，不符合题意。由反应式ADP＋Pi＋能量ATP可知，磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物，故F项正确，不符合题意。‎ ‎3．ATP中能量的利用 ‎(5)(多选)(2021汇编，6分)下列生理过程或生命活动中，不消耗ATP的是(　　)‎ A．氧气进入组织细胞 B．叶绿体基质中将C3还原为糖 C．脊髓的神经中枢中突触小体分泌神经递质 D．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 E．细胞中由氨基酸合成新的肽链 F．吞噬细胞吞噬病原体的过程 ‎ G．含羞草受到刺激时小叶合拢 H．萤火虫发光细胞发出荧光 答案：ADG 解析：氧气进入组织细胞是自由扩散，不消耗ATP，故A项正确。在叶绿体基质中将C3还原为糖需要光反应提供的ATP，故B项错误。突触前膜以胞吐的形式释放神经递质，需要消耗ATP，故C项错误。淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖，属于水解反应，不需要消耗ATP，故D项正确。细胞中由氨基酸合成新的肽链，需要消耗ATP，故E项错误。吞噬细胞吞噬病原体属于胞吞过程，消耗ATP，故F项错误。含羞草受到刺激时小叶合拢，属于感性运动，不消耗ATP，故G项正确。萤火虫发光细胞发出荧光的原理是荧光素接受ATP提供的能量后，被激活发出荧光，故H项错误。‎ 随堂普查练 11　　　　　‎ ‎1．(2019天津理综，6分)下列过程需ATP水解提供能量的是(　　)‎ A．唾液淀粉酶水解淀粉 B．生长素的极性运输 C．光反应阶段中水在光下分解 D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段 答案：B 解析：唾液淀粉酶可以在体外适宜条件下水解淀粉，而体外环境中无ATP存在，说明该反应不需要ATP水解提供能量，故A项不符合题意。生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程，即需要ATP水解提供能量，故B项符合题意。光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量，故C项不符合题意。乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要ATP，也不产生ATP，故D项不符合题意。‎ ‎2．(2018江苏南通模拟，2分)如图为细胞中ATP与ADP相互转化的过程示意图。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．催化①、②过程的酶的功能及合成场所不同 B．②过程释放的能量来自于ATP分子中连接腺苷与磷酸基的化学键的断裂 C．①、②过程均可在线粒体、叶绿体中发生 D．根据图示可知，ATP与ADP之间的转化属于可逆反应 答案：C 解析：①、②过程分别表示ATP的合成及水解，因此催化①、②过程的酶的功能不同，但合成场所相同(均为核糖体)，故A项错误。②过程释放的能量来自于ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的断裂，故B项错误。①、②过程均可在线粒体、叶绿体中发生，故C项正确。①过程的能量来自呼吸作用中有机物氧化分解所释放的化学能和光合作用中色素分子所吸收的光能；②过程的能量来自远离腺苷的高能磷酸键储存的能量，释放后用于各项生命活动；在ATP与ADP之间的转化过程中，物质是可逆的，但能量的来源、去路等不可逆，且酶也不同，因此不属于可逆反应，故D项错误。‎ ‎3．(2018北京四中模拟，6分)萤火虫尾部发光器能发光的机理如图所示。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质，用来快速检测食品表面的微生物，下列说法正确的是(　　)‎ A．ATP是细胞中的能量货币，细胞中储存大量的ATP为生命活动供能 B．微生物残留量越多，产生的ATP越多，所发荧光强度越强 C．ATP快速荧光检测仪只能检测残留的需氧型微生物 D．ATP快速荧光检测仪直接检测葡萄糖溶液也可发荧光 答案：B 解析：ATP是细胞中的能量货币，但细胞中储存的ATP较少，需要ATP与ADP不断转化为生命活动供能，故A项错误。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质，用来快速检测食品表面的微生物，原理是荧光素与ATP接触形成荧光素酰腺苷酸，后者在荧光素酶的作用下被氧气氧化发光，根据以上分析可知，微生物残留量越多，产生的ATP越多，所发荧光强度越强，故B项正确。ATP快速荧光检测仪能检测残留的所有能产生ATP的微生物，故C项错误。葡萄糖溶液中不含ATP，所以用ATP快速荧光检测仪检测不能发出荧光，故D项错误。‎ 课后提分练 11　ATP A组(巩固提升)‎ ‎1．(2021汇编，6分)下列有关生物体内能量供应和利用的有关叙述，正确的是(　　)‎ A．叶绿体产生的ATP可用于植物的一切生命活动 B．细胞呼吸过程释放的能量除了合成ATP外，多数以热能的形式散失 C．植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的(2019海南单科)‎ D．人在饥饿时，细胞中的ATP和ADP的含量难以达到动态平衡 答案：B 解析：叶绿体产生的ATP只能用于暗反应中CO2的还原，不能用于其他生命活动，故A项错误。细胞呼吸过程释放的能量除了合成ATP外，多数以热能的形式散失，故B项正确。植物细胞中，有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸的第一阶段都产生ATP，都是在细胞质基质中进行的，故C项错误。人在饥饿时，细胞中的ATP和ADP的含量仍然处于动态平衡，故D项错误。‎ ‎2．(2019山东一模，6分)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。ATP逐级水解的过程如图。下列叙述错误的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．①和③含有的化学元素不完全相同 ‎ B．②是组成RNA的基本单位之一 C．底物的量相同时，图中释放能量最少的过程是Ⅲ ‎ D．酶的催化作用需要ATP提供能量 答案：D 解析：①为ADP，含C、H、O、N、P，③是腺苷，含C、H、O、N，两者含有的化学元素不完全相同，故A项正确，不符合题意。②是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，故B项正确，不符合题意。Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键，Ⅲ断裂的是普通化学键，Ⅰ和Ⅱ两个过程产生的能量多，Ⅲ过程产生的能量最少，故C项正确，不符合题意。酶的催化作用不需要能量，故D项错误，符合题意。‎ ‎3．(2018江西二模，6分)科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，合成的类胡萝卜素能吸收光能，并传递给负责能量生产的组织细胞，还能决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP含量便会下降。下列有关分析不正确的是(　　)‎ A．正常情况下，蚜虫在黑暗中合成ATP时一定伴随着放能反应 B．黑暗中生成ATP时，伴随着O2的消耗 C．类胡萝卜素吸收光能发生在类囊体膜上 D．蚜虫合成ATP所需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用释放的化学能 答案：C 解析：黑暗中蚜虫合成ATP的生理过程是呼吸作用，呼吸作用是放能反应，故A项正确，不符合题意。黑暗中产生的ATP来源于呼吸作用，因此伴随着O2的消耗，故B项正确，不符合题意。动物细胞内没有类囊体膜，故C项错误，符合题意。根据题意可知，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，故D项正确，不符合题意。‎ ‎4．(2016全国Ⅰ，6分)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：‎ ‎(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的__________(填“α”“β”或“γ”)位上。‎ ‎(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_______________(填“α”“β”或“γ”)位上。‎ 答案：(1) γ (3分)　(2) α (3分) ‎ 解析：(1) ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是β位和γ位之间的高能磷酸键，即γ位磷酸基团转移到DNA末端。故要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在γ位上。 ‎ ‎(2)dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，故用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则带有32P的磷酸基团应在α位上。 ‎ B组(冲刺满分)‎ ‎5．(2019福建龙岩模拟，6分)生物体内能量代谢中ATP的合成和利用过程如图所示。以下说法不正确的是(　　)‎ A．a表示呼吸作用，b表示光合作用 B．c表示吸收的能量，d表示释放的能量，两者形式相同 C．①过程和②过程发生的场所不相同 D．细胞中①和②时刻不停地发生并且处于动态平衡之中 答案：B 解析：a过程植物和动物都存在，代表呼吸作用过程，b过程只存在于植物中，代表光合作用过程，两个过程都有ATP的合成，故A项正确，不符合题意。c表示吸收的能量，形式主要为光能，有机物中的化学能，d表示释放的能量，多用于各项生命活动，形式多样，主要有电能、光能、机械能等，故B项错误，符合题意。①为ATP的合成过程，主要发生在细胞质基质、线粒体和叶绿体中，②为ATP的水解过程，发生在需要能量的场所，两个过程发生的场所不相同，故C项正确，不符合题意。细胞中ATP和ADP的转化时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中，故D项正确，不符合题意。‎ ‎6．(2018江苏泰州模拟，2分)如图1为ATP的结构示意图，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，下列说法错误的是(　　)‎ A．图1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断裂并释放能量 C．ATP与ADP快速转化依赖于酶的高效性 ‎ D．酶1和酶2都能显著降低反应的活化能 答案：A 解析：图1中的A代表腺嘌呤，A与核糖形成腺苷，b、c为高能磷酸键，储存着大量的能量，故A项错误，符合题意。图2中反应向右进行时，也就是ATP的水解，图1中的c断裂，即远离腺苷的高能磷酸键断裂并释放能量，故B项正确，不符合题意。ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性和专一性，故C项正确，不符合题意。酶的作用机理是降低化学反应的活化能，使得酶的催化具有高效性，故D项正确，不符合题意。‎ ‎7．(2019福建福州期中，6分)ATP合成酶是由凸出于膜外的F1 和嵌入膜内的F0两部分构成的，结构如图所示。当H＋ 顺浓度梯度穿过ATP合成酶时，可使ADP与Pi形成ATP 。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．ATP合成酶能“识别”H＋，也能“识别”ADP和Pi B．ATP合成酶可能分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上 C．ATP合成酶的F1是脂溶性的，而F0是水溶性的 D．ATP合成酶既有催化作用，也有运输作用 答案：C 解析：ATP合成酶能催化ADP和Pi合成ATP，另外H＋可以顺浓度梯度穿过ATP合成酶，所以ATP合成酶能“识别”H＋，也能“识别”ADP和Pi，故A项正确，不符合题意。在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上都有ATP的合成，因此ATP合成酶可能分布在线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上，故B项正确，不符合题意。磷脂分子的头部具有亲水性，尾部具有疏水性，ATP合成酶是由凸出于膜外的F1 和嵌入膜内的F0两部分构成的，因此ATP合成酶的F1是水溶性的，而F0是脂溶性的，故C项错误，符合题意。ATP合成酶既有催化ATP合成的作用，也有运输H＋的作用，故 D项正确，不符合题意。‎ ‎8．(2018四川模拟，12分)研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示，请分析回答下列问题：‎ ‎(1)神经细胞中的ATP主要来自___________(填生理过程)，‎ 其结构简式是_____________。‎ ‎(2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是____________。‎ ‎(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是：①科学家用化学物质阻断_____________________________________________后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的_____________。‎ ‎(4)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24 h，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如表所示：‎ 实验组编号 X物质的浓度/(mg·mL－1)‎ 细胞内ATP的浓度/(mmol·mL－1)‎ 细胞死亡率/%‎ A ‎0‎ ‎80‎ ‎1‎ B ‎2‎ ‎70‎ ‎3‎ C ‎4‎ ‎50‎ ‎10‎ D ‎8‎ ‎20‎ ‎25‎ E ‎16‎ ‎5‎ ‎70‎ ‎①该实验因变量是_________________________________________________。‎ ‎②实验数据表明，该实验因变量之间的联系是____________________________________‎ ‎________________________________。‎ ‎③若用混有浓度为2 mg·mL－1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是阻碍消化酶的____________________，影响消化；阻碍______________，影响营养物质的吸收。‎ 答案：(1)呼吸作用(1分)　A—P～P～P(1分) (2)腺苷(1分)　(3)①典型神经递质在神经细胞间的信息传递(2分)　②受体(1分)　(4)①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率(2分)　②细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加(2分) 　③合成和分泌(1分)　主动运输(1分)‎ 解析：(1)动物细胞中的ATP来自细胞呼吸，其结构简式是A—P～P～P。‎ ‎(2)ATP在有关酶的作用下，脱去3个磷酸基团后只剩下A，即腺苷。‎ ‎(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。要想知道ATP是否能作为神经细胞间传递信息的信号分子，应先排除典型神经递质的作用，所以科学家的实验设计思路是：①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体。‎ ‎(4)①该实验中，自变量是X物质的浓度，因变量是细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率。‎ ‎②由实验数据可知，细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，导致细胞死亡率增加。‎ ‎③若用混有浓度为2 mg·mL－1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是X物质阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；阻碍主动运输，影响营养物质的吸收。‎