（新人教）生物必修一课时素养评价16：细胞的能量“货币”ATP（含解析）

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（新人教）生物必修一课时素养评价 十六
　细胞的能量“货币”ATP
(20分钟　50分)
一、选择题(共8小题,每小题3分,共24分)
1.ATP被喻为生物体内“能量货币”,它已成为科学家研究的热点。下列有关细胞内的叙述中,正确的是 (　　)
A.ATP中含有3个特殊的化学键
B.ATP可溶于水,因此只可注射不可口服
C.寒冷或紧张状态下,细胞内ATP的分解速率大于ATP合成速率
D.剧烈运动时,肌肉细胞中ATP与ADP之间相互转化的速率迅速加快
【解析】选D。ATP中含有2个特殊的化学键,A错误;ATP可溶于水,可注射也可口服,B错误;即使在寒冷、紧张等状态下,细胞内ATP的合成速率与分解速率也大致相等,只是它们之间的转化速率加快,C错误;剧烈运动时,需要能量较多,肌肉细胞会加快ATP与ADP之间的转化速率,D正确。
2.ADP转变为ATP需要 (　　)
A.Pi、酶、腺苷和能量 　　B.Pi、酶
C.酶、腺苷和能量 　　D.Pi、酶和能量
【解析】选D。ATP在细胞中能够释放能量,产生一分子ADP和一分子Pi;也可以通过一分子ADP和一分子Pi生成一分子ATP,将能量储存起来。因此ADP转变为ATP需要Pi、酶(几乎所有生化反应都需要酶的催化)和能量,故选D。
3.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】选D。植物中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。
4.下列对ATP和ADP的相互转化的叙述,正确的是 (　　)
A.ATP水解和合成时所需要的酶都是一样的
B.ATP水解时释放能量,ATP合成时储存能量
C.ATP和ADP的相互转化是一个动态平衡的过程
D.植物细胞和动物细胞发生ATP和ADP的相互转化的生理过程一样
【解析】选B。生物体进行的ATP→ADP+Pi+能量的过程和ADP+Pi +能量→ATP 的过程是两个截然不同的生理过程,它们发生的场所、所需要的酶是不同的,A错误;ATP水解时释放能量,ATP合成时储存能量,B正确;因为两个过程发生的场所、所需要的酶不同,所以就不存在动态平衡的问题,C错误;植物细胞可以通过光合作用产生和消耗ATP,也可以通过呼吸作用产生ATP,而动物细胞不能通过光合作用产生和消耗ATP,主要通过呼吸作用产生ATP,D错误。
　【误区警示】ATP与ADP转化的3处易错易混
(1)ATP的合成和水解所需的酶、场所、能量的来源和去路都不相同,故ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。
(2)ATP是一种高能磷酸化合物,ADP是与能量有关的一种物质,但两者不等同。
(3)生命活动需要大量的能量,但ATP在细胞中的含量很少。
5.下图中4种化合物的化学组成中,与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是(　　)
①表示腺苷
②表示腺嘌呤核糖核苷酸
③表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
④表示腺嘌呤
A.①②　　B.②③　　C.①④　　D.③④
【解析】选C。①ATP中的A表示腺苷;②是DNA上一个基本单位,表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸;③是RNA上一个基本单位,表示腺嘌呤核糖核苷酸;④表示腺嘌呤。故①④正确。
6.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
【解析】选C。叶肉细胞合成的糖(如葡萄糖)通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP;吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性,属于胞吞,需要消耗ATP提供的能量;在适宜的温度、pH条件下,淀粉酶催化淀粉水解,此过程不需要消耗ATP提供的能量;氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP提供的能量。
7.某同学对细胞内的葡萄糖、脂肪、ATP进行了如下总结,你认为不合理的是 (　　)
A.葡萄糖是生物体主要的能源物质
B.ATP中含有的化学能比葡萄糖的多
C.脂肪的氧化分解能生成ATP,脂肪的合成需消耗ATP
D.ATP在细胞内含量很少,但细胞内ATP和ADP之间的转化很迅速
【解析】选B。葡萄糖是细胞内的主要能源物质,A正确;葡萄糖中含有的化学能比ATP的多,B错误;脂肪是生物体内良好的储能物质,氧化分解能生成ATP,脂肪的合成需消耗ATP,C正确;ATP是细胞内的能量“货币”,在细胞内含量很少,但细胞内ATP和ADP之间的转化很迅速,D正确。
　【误区警示】关于能源物质的误区
(1)ATP是细胞的直接能源物质。
(2)葡萄糖是细胞内的主要能源物质。
(3)脂肪是生物体内良好的储能物质。
8.(多选)下列过程中不能使细胞内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
【解析】选A、B、C。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。
　【补偿训练】
　　下列关于ATP的叙述,正确的是 (　　)
A.ATP是细胞中的一种生物大分子物质
B.为满足对能量的需求,肌细胞中储存着大量ATP
C.ATP中末端磷酸基团较稳定
D.活细胞内ATP与ADP的相互转化是永无休止的
　【解析】选D。大分子物质包括多糖、蛋白质和核酸等,ATP并非大分子物质,A错误;ATP与ADP处于迅速的动态转化之中,在细胞内不会大量储存,B错误;ATP中末端特殊的化学键容易脱离ATP,C错误。
二、非选择题(共2小题,共26分)
9.(12分)在活细胞中,下列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的直接能源物质是　　　　(填图中字母),其分子结构简式为　　　　　。
(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)根吸收无机盐离子的过程中,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。(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),所需能量来自糖类等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。主动运输需消耗细胞代谢所产生的能量,故应进行②过程。
答案:(1)M　A-P～P～P　
(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
10.(14分)(能力挑战题)白色念珠菌是存在于人体上呼吸道和肠道黏膜中的真菌,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　　　　　　。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　　　　　　的量,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　　　　　,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】(1)白色念珠菌是一种真菌,属于真核生物,大肠杆菌属于原核生物,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核膜包被的细胞核;V蛋白具有ATP酶活性,V蛋白将ATP水解为ADP时,储存在ATP分子特殊化学键中的能量被释放出来,同时产生无机磷。
(2)①孔雀绿试剂可与无机磷反应呈现绿色,而无机磷是ATP的水解产物,所以本实验中测定的绿色深浅,可反映出ATP水解的量,从而得到V蛋白活性。
②本实验的目的是研究不同浓度药物D对V蛋白的作用,可推知自变量是不同浓度的药物D,所以本实验的对照组处理是将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据图可知,实验结果为随着药物D浓度的增加,V蛋白活性相对值降低,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)核膜包被的细胞核　特殊化学键　(2)ATP水解　将V蛋白与反应缓冲液混合,加入等量DMSO溶液　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
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