2020-2021学年生物新教材人教必修1课时分层作业：5-2　细胞的能量“货币”ATP

2020-2021学年生物新教材人教必修1课时分层作业：5-2　细胞的能量“货币”ATP

课时分层作业(十七) (建议用时：40 分钟) 题组一 ATP 的结构和功能 1．下列关于细胞的能量“货币”——ATP 的叙述，正确的是( ) A．ATP 中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸 B．ATP 中远离“A”的特殊的化学键易水解 C.ATP 的结构简式可表示为 A—P—P—P D．细胞中 ATP 的含量少，化学性质十分稳定 B [ATP 中的“T”代表三个；ATP 的结构简式可表示为 A—P～P～P。细胞中 ATP 的含量少，化学性质活跃。] 2．下列生命活动中不需要 ATP 提供能量的是( ) A.叶肉细胞合成的糖运输到果实 B．吞噬细胞吞噬病原体的过程 C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 D．细胞中由氨基酸合成新的肽链 C [叶肉细胞合成的糖运输到果实、吞噬细胞吞噬病原体的过程、细胞中由 氨基酸合成新的肽链均需消耗细胞代谢产生的能量，而淀粉酶催化淀粉水解为葡 萄糖发生在消化道内，不消耗能量，C 正确。] 3．下列各项与 ATP 有关的叙述，正确的是 ( ) A．ATP 的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中 B．甘油进入小肠绒毛上皮细胞会使胞内 ADP 的含量增加 C．ATP 在细胞内含量很少，但转化速率很快 D．颤蓝细菌细胞内 ATP 产生的主要场所是线粒体 C [ATP 的能量主要储存在特殊的化学键中，A 错误；甘油进入小肠绒毛上 皮细胞属于自由扩散，不消耗 ATP，故不会使胞内 ADP 的含量增加，B 错误；ATP 在细胞内含量很少，但转化速率很快，消耗后可迅速产生，C 正确；颤蓝细菌细 胞为原核细胞，无线粒体，D 错误。] 4．ATP 分子在细胞内能够释放能量和储存能量，从结构上看，其原因是( ) ①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②三个磷酸基很容易从 ATP 上脱离和结合 ③远离腺苷的磷酸基很容易从 ATP 上脱离，使 ATP 转变成 ADP ④ADP 可以迅速地与磷酸结合，吸收能量形成特殊的化学键，使 ADP 转变 成 ATP A．①③ B．③④ C．②④ D．①④ B [从 ATP 的结构简式 A—P～P～P 可知，分子中含有两个特殊的化学键。 腺苷不能吸收能量和释放能量，①错误；第三个磷酸基很容易从 ATP 上脱离和结 合，②错误；在酶的作用下，远离腺苷 A 的磷酸基很容易从 ATP 上脱离，使 ATP 转变成 ADP，③正确；ADP 可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成第二个特 殊的化学键，使 ADP 转变成 ATP，④正确。故选 B。] 5．ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。请回答下列问题： (1)ATP 的中文名称是________，细胞中的吸能反应一般与 ATP 的________(填 “合成”或“水解”)反应相关联。 (2)细胞中 ATP 的主要来源是__________________；活细胞中产生 ATP 的共 同场所是________。 (3)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 测的步骤如下： 第一步，将腊肉研磨后进行离心处理，取一定量的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； 第二步，记录发光强度并计算 ATP 的含量； 第三步，测算细菌数量。 ①荧光素接受 ATP 提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光 素并发出荧光。 ②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 的含量呈________(填“正相关”或“负相关”)。 ③根据 ATP 的含量进而测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中，ATP 的含 量________。 [解析] (1)ATP 的中文名称是腺苷三磷酸，结构简式为 A—P～P～P，其中 A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，～代表特殊的化学键，水解时远离 A 的特殊的化学 键先断裂，为生命活动提供能量。ATP 的合成一般与放能反应相关联，ATP 的水 解一般与吸能反应相关联。(2)细胞中 ATP 的主要来源有光合作用和呼吸作用；动 物细胞产生 ATP 的场所有细胞质基质和线粒体，植物叶肉细胞内合成 ATP 的场 所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，原核细胞中合成 ATP 的场所是细胞质基质， 可见细胞质基质是活细胞产生 ATP 的共同场所。(3)②由题意可知，氧化荧光素发 出荧光，而氧化荧光素的形成需要 ATP 提供能量，因此发光强度与 ATP 的含量 呈正相关，进而可以根据发光强度计算出生物组织中 ATP 的含量。③每个细菌细 胞中，ATP 的含量大致相同且相对稳定，故可根据 ATP 的含量测算出细菌数量。 [答案] (1)腺苷三磷酸 水解 (2)呼吸作用和光合作用 细胞质基质 (3)② 正相关 ③大致相同且相对稳定 题组二 ATP 与 ADP 的相互转化 6．(多选)下列有关酶和 ATP 的叙述，正确的是( ) A．绝大多数酶合成的场所是核糖体 B．葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使胞内 ADP 的含量增加 C．ATP 的合成一定需要酶，酶的催化作用都需要 ATP 供能 D．哺乳动物成熟的红细胞产生 ATP 不消耗氧气 ABD [大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA，因此绝大多数酶合成的场所是 核糖体，部分酶的合成场所是细胞核，A 正确；葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式 是主动运输，需要消耗能量，因此会使胞内 ADP 的含量增加，B 正确；ATP 在合 成时一定需要酶的催化，但酶发挥催化作用时不一定需要 ATP 供能，C 错误；哺 乳动物成熟红细胞无线粒体，只能通过无氧呼吸产生 ATP，D 正确。 ] 7．人在激烈运动的状态下，每分钟约有 1.5 kg 的 ATP 转化成 ADP。下列叙 述错误的是 ( ) A．ATP 与 ADP 相互转化的供能机制是生物界的共性 B．细胞内 ATP 与 ADP 的相互转化是可逆反应 C．能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通 D．活细胞中，ATP 与 ADP 的相互转化时刻不停地进行 B [ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都是一样的， 体现了生物界的统一性，A 正确；在 ATP 和 ADP 的相互转化过程中，物质是可 逆的，能量是不可逆的，因此反应不是可逆反应，B 错误；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，能量通过 ATP 分子在吸能 反应和放能反应之间流通，C 正确；活细胞中 ATP 和 ADP 的相互转化时刻不停 地发生并且处于动态平衡之中，D 正确。] 8．ATP 是细胞的能量“货币”，下列关于 ATP 的叙述，不正确的是( ) A．ATP 在细胞内需要量很大，但是含量很少 B．所有生物的细胞合成 ATP 所需要的能量都来自呼吸作用 C．呼吸作用释放的能量中，通过热能散失的能量多于储存在 ATP 中的能量 D．相同质量的脂肪彻底氧化分解合成的 ATP 比糖类彻底氧化分解合成的 ATP 多 B [ATP 是细胞的直接能源物质，ATP 在细胞内需要量很大，但是含量很少， A 选项正确；绿色植物合成 ATP 所需要的能量还可以来自光合作用，B 选项错误； 呼吸作用释放的能量中，通过热能散失的能量多于储存在 ATP 中的能量，C 选项 正确；脂肪含 H 的比例高于糖类，相同质量的脂肪彻底氧化分解产生的能量比相 同质量的糖类高，因此合成的 ATP 多，D 选项正确。] 9．ATP 是细胞的能量“货币”，如图为 ATP 的结构和 ATP 与 ADP 相互转 化的关系式。下列说法不正确的是( ) A．ATP 是生命活动的直接能源物质，图 1 中的 A 代表腺苷 B．图 2 中进行过程①时，图 1 中的 c 键断裂并释放能量 C．图 2 中的①②若表示某种物质，则①②能降低化学反应的活化能 D．绿色植物叶肉细胞中，图 2 中过程②可以发生在线粒体、叶绿体以及细胞 质基质中 A [ATP 是生命活动的直接能源物质，图 1 中的 A 代表腺嘌呤，A 错误；图 2 中的过程①表示 ATP 水解，ATP 水解时，图 1 中远离腺苷的特殊的化学键 c 断 裂并释放能量，B 正确；图 2 中的①②若表示某种物质，则①②分别表示 ATP 水 解酶、ATP 合成酶，①②两种酶能降低化学反应的活化能，C 正确；图 2 中的过 程②表示 ATP 的合成，其合成途径有光合作用与呼吸作用，因此在绿色植物叶肉 细胞中，图 2 中的过程②可以发生在线粒体、叶绿体以及细胞质基质中，D 正确。] 10．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________个特殊的化学键。 (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 个特殊的化学键。(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)ATP 水解产生的能量用于各项生命活动，即 c。(4) 动物肌细胞中，②过程产生的能量来自 ATP 中远离腺苷的特殊的化学键的断裂。 (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)远离腺苷的特殊的 化学键中的化学能 (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 11．下列有关 ATP 的叙述，不正确的是( ) A．绿色植物体内合成的 ATP 可来自光合作用、呼吸作用 B．ATP 转化成 ADP 的过程中需要酶的参与 C．ATP 的组成中与脂肪酶相同的元素只有 C、H、O D．正常细胞中 ATP 与 ADP 之间的转化处于动态平衡 C [绿色植物细胞既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，合成的 ATP 来自 光合作用和呼吸作用，A 项正确；ATP 转化成 ADP 的过程中需要 ATP 水解酶的 参与，B 项正确；ATP 的组成元素是 C、H、O、N、P，脂肪酶的化学本质是蛋 白质，主要组成元素是 C、H、O、N，所以二者的组成中相同的元素是 C、H、O、 N，C 项错误；正常细胞中 ATP 与 ADP 之间的转化是时刻不停地发生，并且处于 动态平衡之中的，D 项正确。] 12．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 的分解和合成相联系，请判断下列说法正确的是( ) A．植物体内的细胞呼吸伴随着 ATP 的合成，是吸能反应 B．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 产生，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 D [细胞呼吸是放能反应，A 错误；氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程是吸 能反应，B 错误；吸能反应一般伴随着 ATP 的水解，放能反应一般伴随着 ATP 的合成，C 错误；能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通，D 正确。] 13．钙泵是哺乳动物细胞中广泛分布的一种离子泵(载体蛋白)，也称 Ca2＋ATP 酶，它能催化质膜内侧的 ATP 水解，释放出能量，驱动细胞内的 Ca2＋泵出细胞。 下列相关叙述不正确的是 ( ) A．钙泵属于 ATP 水解酶 B．Ca2＋通过钙泵转运出细胞的方式属于主动运输 C．ATP 水解释放的磷酸基团可能会使钙泵的空间结构发生变化 D．加入蛋白质变性剂会提高钙泵运输 Ca2＋的速率 D [由题干信息可知，钙泵能催化质膜内侧的 ATP 水解，释放出能量，故其 属于 ATP 水解酶，A 正确；Ca2＋通过钙泵转运出细胞需要消耗 ATP 释放的能量， 故其运输方式属于主动运输，B 正确；ATP 水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化， 从而导致其空间结构发生变化，C 正确；蛋白质变性剂会使载体蛋白变性失活， 加入后会使钙泵运输 Ca2＋的速率降低，D 错误。] 14．ATP 是细胞中的能量“货币”。下列叙述正确的是( ) A．ATP 中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B．ATP—ADP 循环使得细胞储存了大量的 ATP C．ATP 水解形成 ADP 时释放能量和磷酸基团 D．ATP 分子中的 2 个特殊化学键不易断裂水解 C [ATP 的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此 ATP 中的能量来自光能和 细胞呼吸释放的化学能，A 错误；ATP—ADP 循环使得细胞中 ATP 和 ADP 的相 互转化时刻不停地发生，使其含量处于动态平衡之中，B 错误；ATP 水解时，远 离腺苷的特殊化学键断裂，形成 ADP 和 Pi，同时释放能量，C 正确；ATP 分子 中含有 2 个特殊化学键，远离腺苷的特殊化学键很容易水解，D 错误。] 15．经研究证实 ATP 是细胞的能量“货币”。请分析回答下列问题： (1)ATP 分子结构简式是________。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，而加葡萄糖溶液的玻璃管中不发荧光。 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。 ④萤火虫尾部发光的意义在于_______________________。 [解析] (1)ATP 的中文名称是腺苷三磷酸，其结构简式为 A—P～P～P，其中 A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，—代表普通磷酸键，～代表特殊的化学键。ATP 在生物体内含量很少，但在细胞内 ATP 与 ADP 相互转化十分迅速。(2)ATP 由一 个腺苷和三个磷酸基团组成，ATP 在有关酶的作用下，脱去三个磷酸基团后只剩 下 A，即腺苷。 [答案] (1)A—P～P～P 腺苷三磷酸 ATP 酶 1 酶 2 ADP＋Pi＋能量 (2)腺苷 (3)①化学 光 ②ATP ③葡萄糖 ④求偶炫耀，便于交尾 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。] 易错警示： 不同物质中“A”的含义，主要涉及 ATP、DNA、RNA 中“A”的含义，日常学 习注意比较记忆。 ATP 中的 A 为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成) DNA 分子中的 A 为腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA 分子中的 A 为腺嘌呤核糖核苷酸