课时分层作业(13) ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
题组一 ATP的结构和功能
1．(多选)如图表示ATP的结构，下列相关说法错误的是( )
A．b键断裂后形成ADP和Pi
B．图中的3表示ATP中的字母A
C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位
D．a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动
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
3．下列有关ATP的叙述中，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
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 ②三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合 ③远离腺苷的磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP ④ADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成末端的磷酐键，使ADP转变成ATP
A．①③ B．③④
C．②④ D．①④
题组二 ATP与ADP的相互转化
5．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫体内的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫体内的ATP含量会下降。下列有关叙述正确的是( )
A．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自细胞呼吸
B．类胡萝卜素的含量不仅会影响蚜虫的体色，还会影响蚜虫个体的生存机会
C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D．蚜虫体内ATP含量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定
6．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
7．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细胞呼吸
C．细胞呼吸释放的能量中，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
8．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
9．下列有关反应式“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，错误的是( )
A．肺泡内的气体交换时，不伴随①过程的进行
B．该反应中物质是可逆的，能量是不可逆的
C．①②反应在活细胞中循环进行，保证了生命活动的顺利进行
D．细胞中所有ATP均来自细胞呼吸
10．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
11．图1为ATP的分子结构图，图2为ATP与ADP相互转化过程图。下列有关叙述正确的是( )
A．图1中的A为腺嘌呤，B为腺苷
B．图1中的化学键①在图2中很容易形成或断裂
C．图2中过程Ⅱ所需的能量都来自细胞内有机物的氧化分解
D．图2中催化过程Ⅰ和过程Ⅱ的酶肯定不是同一种酶
12．(12分)为探究ATP的生理作用，科学工作者做了如下实验：
步骤一：剪下长约1 cm、宽约0.5 cm的一小条新鲜的蛙腓肠肌，放在盛有质量浓度为0.65 g·dL-1的NaCl溶液(浓度与蛙细胞外液的浓度相当)的培养皿中。
步骤二：在载玻片的中央滴2滴质量浓度为0.65 g·dL-1的NaCl溶液，用玻璃分针挑取该腓肠肌，放在载玻片上的NaCl溶液中，并且使肌肉呈直线状。
步骤三：将载玻片放在坐标纸上，测量并记录肌肉的长度。用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉疲劳不能收缩为止。
步骤四：向刚丧失收缩功能的肌肉上滴1滴某种溶液，用铜锌叉刺激肌肉2～3次，测量并记录其长度。测量结果为肌肉长度不变。
步骤五：用吸水纸吸去肌肉上的溶液，再向肌肉上滴1滴另一种溶液，用铜锌叉刺激肌肉2～3次，测量并记录其长度。测量结果为肌肉长度变短。
请分析回答下列问题：
(1)步骤二中，滴加NaCl溶液的目的是____________________________________。
(2)步骤三中，用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉不能收缩为止，是为了_____________________________________________________________________。
(3)步骤四、步骤五中所滴加的溶液，分别是ATP溶液和葡萄糖溶液中的哪一种？_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
如果将步骤四和步骤五中使用的溶液对调，则会影响实验结果，因为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)实验结论是________________________________________________________。
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
ABC C C B B B B D D D D
12.(共12分，除注明外，每空2分)(1)使肌肉保持正常的生理状态 (2)耗尽肌肉细胞内的ATP
(3)步骤四用葡萄糖溶液，步骤五用ATP溶液 ATP未消耗完毕，不能确定哪种物质使疲劳肌肉恢复收缩能力(或不能确定哪种物质是肌肉收缩所需能量的直接来源)(3分)
(4)ATP能使疲劳肌肉恢复收缩能力(而葡萄糖不能使疲劳肌肉恢复收缩能力)或ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源(而葡萄糖不是肌肉收缩所需能量的直接来源)(3分)
1．a键断裂后形成ADP和Pi，A错误；ATP中的字母A表示腺苷，而题图中的3表示腺嘌呤，B错误；由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成RNA的基本单位，C错误；ATP是生命活动所需能量的直接来源，a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动，D正确。
2．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符合题意。
3．ATP的能量主要储存在磷酐键中，A错误；甘油进入小肠绒毛上皮细胞属于简单扩散，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．从ATP的结构简式A—P~P~P可知，分子中含有两个磷酐键。腺苷不能吸收能量和释放能量，①错误；第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合，②错误；在酶的作用下，远离腺苷A的磷酸基团很容易从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，吸收能量形成末端的磷酐键，使ADP转变成ATP，④正确。
5．由题干信息可知，蚜虫合成ATP所需能量还可来自类胡萝卜素吸收的光能，A错误；由题干信息可知，类胡萝卜素可以吸收、传递光能，影响ATP的合成量，因此类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体的生存机会，B正确；蚜虫做同一强度的运动时消耗ATP的量是一样的，C错误；蚜虫体内ATP含量在阳光下比黑暗时多，但白天ATP消耗量也比黑暗时多，ATP含量处于动态平衡中，故蚜虫体内的ATP含量稳定，D错误。
6．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。
7．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错误；细胞呼吸释放的能量中，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正确。
8．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。
9．对于动物细胞，细胞中的ATP均来自细胞呼吸，但对于绿色植物细胞，ATP的形成除来自细胞呼吸外，还来自光合作用。
10．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。
11．图1中的A为腺苷，B为腺嘌呤核糖核苷酸，A错误；图1中的磷酐键②在图2中很容易形成或断裂，B错误；图2中过程Ⅱ所需的能量可以来自细胞内有机物的氧化分解，也可以来自光能，C错误；ATP和ADP转化过程中酶不同：酶Ⅰ是ATP酶，酶Ⅱ是ATP合酶，D正确。
12．(1)滴加质量浓度为0.65 g·dL-1的NaCl溶液的目的是使肌肉保持正常的生理状态。(2)用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉不能收缩为止，是为了耗尽肌肉细胞内的ATP，避免影响后面的实验，保证单一变量。(3)步骤四用葡萄糖溶液，步骤五用ATP溶液。若先使用ATP溶液，则不能确定ATP是否消耗完毕。(4)实验说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源，而葡萄糖不是肌肉收缩所需能量的直接来源。
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