【高中生物人教版（2019）必修1同步练习】5.2 细胞的能量“货币”ATP（含答案）

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【高中生物人教版（2019）必修1分子与细胞同步练习】第2节 细胞的能量“货币”ATP
一、单选题
1．下列哪种能源缺乏时，会立即影响细胞内的代谢作用（　　）
A．日光 B．ATP C．葡萄糖 D．蛋白质
阅读下列材料，完成下面小题
人体成熟红细胞没有细胞核，也没有线粒体等细胞器，但它仍具有代谢功能。其部分结构和功能如图。
2． 据图分析，葡萄糖进入红细胞的方式属于（　　）
A．易化扩散 B．主动运输 C．胞吞作用 D．渗透作用
3． ATP是细胞的能量“通货”，为Na+、K+的运输提供能量。下列叙述错误的是（　　）
A．ATP是一种含磷的化合物
B．ATP由成熟红细胞需氧呼吸产生
C．ATP是成熟红细胞生命活动的直接能源物质
D．ATP在成熟红细胞中水解形成ADP释放能量
4．ATP的结构如图所示，①③表示组成ATP的化学基团，②④表示化学键。下列叙述正确的是（　　）
A．①为腺嘌呤，即结构简式中的“A”，与RNA中的碱基“A”表示同一种物质
B．ATP是生物体内的直接能源物质，若化学键④断裂，可生成化合物ADP
C．生成②④时，腺苷“A”与3个磷酸化合脱去2分子水
D．在ATP与ADP相互转化中，③可重复利用
5．ATP转化为ADP可表示如图：式中X代表（　　）
A．H2O B．[H] C．P D．Pi
6．ATP 分子的结构简式是（　　）
A．A—P—P～P B．A—P～P～P C．A～P～P---P D．A～P～P～P
7．下图为ATP和ADP相互转化的示意图，下列有关叙述错误的是（　　）
A．合成ATP的过程存在着能量的储存
B．细胞中ATP和ADP的相互转化保证了生命活动顺利进行
C．动物细胞中合成ATP所需要的能量来自细胞呼吸
D．ATP水解释放的能量用于所有生命活动
二、填空题
8．ATP是细胞的直接能源物质，根细胞形成它时所需能量来自　 　（填生理过程）．
9．ATP是　 　的英文名称缩写．
10．ATP中的“A”是由　 　（化学物质）组成的．
11．为了研究ATP合成过程中能量转换机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白（Ⅰ）和牛细胞中的ATP合成酶（Ⅱ）构建ATP体外合成体系，如图所示．
请回答问题：
（1）科学家利用人工体系模拟了在叶绿体中的　 　 和线粒体内膜上合成ATP的能量转换过程．
（2）科学家利用人工体系进行了相关实验，如表．
组别 人工体系 H+通过Ⅰ的转运 H+通过Ⅱ的转运 ATP
大豆磷脂构成的囊泡 Ⅰ Ⅱ
1 + + + 有 有 产生
2 + ﹣ + 无 无 不产生
3 + + ﹣ 有 无 不产生
注：“+”、“﹣”分别表示人工体系中组分的“有”、“无”
①比较第1组和第2组的结果可知，Ⅰ可以转运H+进入囊泡．进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H+浓度囊泡外　 　．
②当第1组人工体系加入丙酮后，不再产生ATP，其原因可能是丙酮破坏了囊泡膜，导致囊泡内的H+　 　 ．
③比较第1组和第3组的结果可知，伴随　 　 的过程，ADP和Pi合成ATP．
（3）上述实验表明，人工体系产生ATP的能量转换过程是光能→　 　 →ATP中的化学能．
12．ATP和ADP的能量来源和利用　 　（填“有”或“没有”）可能是同一物质．
三、实验探究题
13．为了探究肌肉收缩的直接能源物质是葡萄糖还是ATP，某研究小组利用以下实验材料用具进行了探究活动。
材料及用具：0.65g/dL的氯化钠溶液浸泡的新制蛙腓肠肌2份、电极（间歇刺激能使肌肉收缩）、1.0g/dL的葡萄糖溶液、ATP溶液、滴管，培养皿2个等。
（1）实验步骤：
①取两个培养皿编号A、B，分别加入　 　。
②用电极间歇性刺激两组腓肠肌，直至其不能再收缩为止。
③A组加入一定量的ATP溶液，B组加入　 　。
④一段时间后用电极间歇性刺激两组腓肠肌后，观察　 　。
（2）实验结果预期及结论
①若A组腓肠肌　 　，B组腓肠肌　 　，则ATP是直接能源物质；
②若A组腓肠肌　 　，B组腓肠肌　 　，则葡萄糖是直接能源物质；
③若A组腓肠肌　 　，B组腓肠肌　 　，则ATP和葡萄糖均是直接能源物质：
④若A组和B组腓肠肌均不收缩，则　 　
（3）分析与讨论：步骤②中电极间歇刺激腓肠肌到不能收缩的目的是　 　。
四、综合题
14．生物体的新陈代谢由成千．上万有序化学变化组成，这些反应能在常温常压下高效有序进行离不开酶和ATP的参与。图甲表示ATP与ADP相互转化的过程，图乙表示酶催化反应示意图，图丙表示有酶与无酶催化条件下某化学反应的能量变化过程示意图。结合下图完成下列各题：
（1）若图甲发生在通气良好条件下的植物根细胞中，则能量A来自于　 　(填生理过程)，过程①发生的场所是　 　；ATP的结构简式为　 　，其中的“A”代表　 　。
（2）若图乙表示图甲中②过程示意图，其中表示酶的是图乙中的　 　，判断的依据是　 　，该酶的作用原理是　 　；图丙中　 　(用图中字母表示)段表示酶参与下所需的活化能。
15．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：
（1）神经细胞中的ATP主要来自　 　（生理过程），其结构简式是　 　．正常成年人安静状态下24小时有40kg ATP发生转化，而细胞内ADP，ATP的浓度仅为2～10mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是　 　．
（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小时．然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次试验后：所得数据如下表所示：
实验编号 X物质浓度（ng mL﹣1） 细胞内ATP浓度（nmoL mL﹣1） 细胞死亡百分率
A 0 80 1
B 2 70 3
C 4 50 10
D 8 20 25
E 16 5 70
①该实验的因变量是　 　．
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2ng 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；妨碍　 　，影响营养物质的吸收．
16．人的一生中，睡眠大约占到了三分之一的时间，睡眠能够促进生长发育、恢复体力和增强抵抗力。研究发现，睡眠主要依靠脑部多个脑区的胞外腺苷水平来调节。
（1）腺苷由1分子的腺嘌呤和1分子的　 　组成。神经元胞内的ATP主要来自　 　（细胞器）。
（2）依赖膜蛋白扩散到胞外的ATP在相关酶的催化下脱去　 　个磷酸基团后可形成腺苷。胞外腺苷作用机制类似于神经递质，与神经元细胞膜上的腺苷受体（R）发生结合后会通过降解来灭活，以防止　 　。
（3）神经元细胞膜上常见的R有R1和R2两种。咖啡因是腺苷类似物，可能与某种R结合，但并不引起腺苷相应的效应。研究者用适量咖啡因分别处理野生型小鼠和R1、R2基因敲除小鼠，对照组用生理盐水处理。测定小鼠觉醒时间，结果如下图所示。
注：箭头对应时刻为处理时刻。
①R1、R2基因敲除小鼠的实验结果与野生型相比，　 　，因此可推测咖啡因通过与　 　结合发挥作用。
②咖啡、茶、可乐等饮料中均含有咖啡因，有些人喜欢用这些饮料来“提神”，以缓解睡意。请解释咖啡因的“提神”机理：　 　。
③咖啡因虽可“提神”，但不能过度饮用，这是由于咖啡因需要一定时间才能完成降解，过度摄入咖啡因就会引起　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】ATP的作用与意义
【答案】2．A
3．B
【知识点】ATP的相关综合；被动运输
4．【答案】D
【知识点】ATP的相关综合
5．【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
6．【答案】B
【知识点】ATP的化学组成和特点
7．【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程；ATP的作用与意义
8．【答案】呼吸作用
【知识点】ATP的相关综合
9．【答案】三磷酸腺苷
【知识点】ATP的化学组成和特点
10．【答案】腺嘌呤和核糖
【知识点】ATP的化学组成和特点
11．【答案】类囊体膜（囊状结构薄膜）；高于（大于）；渗漏（与囊泡外无浓度差、不通过Ⅱ转运）；H+通过Ⅱ向囊泡外转运；H+电化学势能（H+浓度梯度势能）
【知识点】ATP的相关综合
12．【答案】没有
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
13．【答案】（1）0.65g/dL的氯化钠溶液浸泡的新制蛙腓肠肌1分；等量的葡萄糖溶液；骨骼肌标本是否收缩
（2）收缩；不收缩；不收缩；收缩；收缩；收缩；ATP和葡萄糖都不是直接的能源物质
（3）消耗细胞中的ATP
【知识点】ATP的相关综合
14．【答案】（1）氧呼吸；细胞质基质和线粒体；A-P~P~P；腺苷
（2）B；B在反应前后未发生变化；降低ATP分解反应所需的活化能；bc
【知识点】酶促反应的原理；ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程
15．【答案】（1）细胞呼吸；A﹣P～P～P；ATP和ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）典型神经递质在神经细胞间的信息传递；受体
（4）细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率；细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加；合成和分泌；主动运输
【知识点】ATP的相关综合
16．【答案】（1）核糖；线粒体
（2）3；持续与R发生作用
（3）R1敲除小鼠的实验组和对照组觉醒时间差异与野生型相似，R2敲除小鼠的实验组和对照组的觉醒时间无显著差异，与野生型差异显著；R2；咖啡因与R2结合，但不引起相应睡眠效应，同时减少了腺苷与R的结合；神经系统长时间处于觉醒状态而超负荷工作
【知识点】ATP的相关综合
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