高一生物人教版必修1第5.2 细胞的能量“通货”—ATP 课时同步附解析

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生物人教版必修1
第5章
细胞的能量供应和利用
第2节
细胞的能量“通货”—ATP
一、选择题（12小题）
1．ATP分子的结构简式和18个ATP分子所具有的高能磷酸键数目分别为（
）
A．A—P—P～P和18个
B．A—P～P～P和36个
C．A～P～P和36个
D．A～P～P～P和56个
2．科学家在大西洋发现了一条电鳐，长约1.6m，宽约1m，其可连续放电10s，休息一会后又能重新恢复放电能力。电鳐放电的直接能源物质是ATP。下列关于ATP的叙述中正确的是
（
）
A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B．三磷酸腺苷可简写为A～P—P—P
C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
3．ATP转化为ADP可如图表示：式中X代表
（
）
A．H2O
B．[H]
C．P
D．Pi
4．ATP不仅是细胞内放能反应和吸能反应的纽带，更是细胞中的能量“通货”。下列关于ATP的叙述中，正确的是
（
）
A．放能反应一般与ATP水解的反应相关联
B．吸能反应一般与ATP的合成相关联
C．1molATP的高能磷酸键中共含有30.54kJ的能量
D．细胞的正常生活中ATP的含量能保持动态平衡
5．如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的一组是
（
）
①图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键
②图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
③ATP与ADP相互转化过程中物质和能量均不可循环利用
④在肌肉收缩过程中，只有酶1在发挥作用
A．①④
B．②④
C．②③
D．③④
6．下列与ATP和酶有关的叙述，不正确的是
（
）
A．ATP的合成离不开酶的催化
B．酶的合成需要ATP提供能量
C．ATP与绝大多数酶的组成元素存在差异
D．人成熟的红细胞中不能合成酶和ATP
7．反应式ADP+Pi+能量→ATP是在所有生活细胞中均发生的反应，下列与反应式中“能量”相关的叙述正确的是
（
）
A．向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程
B．向右反应需的的能量可以来自葡萄糖的氧化分解
C．向左反应产生的能量可以用于植物细胞对水的吸收
D．向左反应产生的能量可以用于人体肺泡内的气体交换过程
8．当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是
（
）
A．ATP与能量供应相关
B．作为信息分子的ATP不能提供能量
C．ATP也可作为信息传递分子
D．神经细胞膜外表面可能有ATP的受体
9．ATP之所以作为能量的直接来源，是因为
（
）
A．ATP在细胞内数量很多
B．ATP中有很多高能磷酸键
C．ATP中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定
D．ATP是生物体内唯一可以储存能量的化合物
10．下列生命活动中不需要ATP提供能量的是
（
）
A．在叶肉细胞中合成的糖运输到果实
B．细胞以囊泡的方式摄取大分子的过程
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
11．下列关于ATP的叙述中正确的是
（
）
A．ATP中含有三个高能磷酸键，其中远离腺苷的一个最容易水解
B．所有细胞需要能量的过程都伴随ATP的水解，这体现了生物的统一性
C．RNA中含有与ATP相同的腺苷
D．需要能量越多的细胞中ATP含量越高
12．以下是对生物体ATP的有关叙述，其中正确的一项是
（
）
A．蓝藻细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP
B．ATP与ADP的相互转化在活细胞中一定是永无休止的
C．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
D．ATP与ADP中的“A”都是指腺苷，即腺嘌呤脱氧核苷酸
二、综合题（3小题）
13．如图是细胞内ATP与ADP相互转化的示意图，据图回答：
（1）在植物体内，图示左侧的能量来源于
和
；右侧能量用于
，如
等。
（2）动物体内，图示左侧的能量来源于
；右侧能量用于
，如
等。
（3）ATP在细胞内的含量
，但在细胞内的转化速度
，所以ATP的含量总是处在
之中，这对于保证生命活动的进行是非常重要的。
14．在生物体内能量的转换和传递中，ATP是一种关键的物质，其分子结构式如下：
（1）从ATP的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是
。
（2）人体骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上，某同学参加100m短跑过程中，其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示，请回答下列问题：
①由A到B的变化过程中，说明ATP被水解，释放的能量用于
。
②由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明
。
（3）某同学进行一项实验，目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象，说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的
消耗之后，才能进行实验。
②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加
（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”），观察
与否以后，再滴加
（填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”）。
③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果是否可靠？
，原因是
。
15．腌制的腊肉往往含有大量的细菌，可利用“荧光素——荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测：①将腊肉研磨后离心处理，取一定量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；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。分析并回答下列问题：
（1）荧光素接受
提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。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含量成
（正比/反比）；根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是：每个细菌细胞中ATP含量
。
（2）“荧光素——荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是
；生物细胞中ATP的水解一般与
（吸能反应或放能反应）相联系。
（3）研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度如图所示。
高温和Hg2+处理后酶活性
（可以或不可以）恢复；若要节省荧光素酶的用量，可以使用
处理。
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第5章
细胞的能量供应和利用
第2节
细胞的能量“通货”—ATP
参考答案及解析
1.
【答案】B
【解析】ATP分子的结构简式为：A—P～P～P。1个ATP分子具有2个高能磷酸键，则18个ATP分子具有36个高能磷酸键，D正确。
【题型】选择题
【难度】一般
2.
【答案】D
【解析】ATP分子的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物，A错误；三磷酸腺苷的结构简式是A—P～P～P，B错误；ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中，C错误、D正确。
【题型】选择题
【难度】一般
3.
【答案】D
【解析】ATP的水解除生成ADP、能量外，还有磷酸的生成。
【题型】选择题
【难度】一般
4.
【答案】D
【解析】放能反应一般与ATP的合成相关联，A错误；吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，B错误；
1molATP水解，能释放出30.54kJ的能量，这些能量贮存在1个高能磷酸键中，而ATP中含有两个高能磷酸键，C错误；ATP消耗后可迅速合成，故细胞的正常生活中ATP的含量能保持动态平衡，D正确。
【题型】选择题
【难度】一般
5.
【答案】D
【解析】图中A表示腺嘌呤，b、c表示高能磷酸键，①正确；图2中反应向右进行时，远离腺苷的高能磷酸键即图1中c键断裂并释放能量，②正确；ATP与ADP相互转化过程中，物质是可循环利用的，
③错误；在肌肉收缩过程中，ATP与ADP的转化都进行，酶1和酶2都发挥作用，④错误。
【题型】选择题
【难度】较难
6.
【答案】D
【解析】ATP的合成需酶的催化，A正确；酶的合成消耗能量，需要ATP提供能量，B正确；ATP的组成元素为C、H、O、N、P，绝大多数酶为蛋白质，组成元素为C、H、O、N，所以ATP与绝大多数酶的组成元素存在差异，C正确；人成熟的红细胞中不能合成酶，但能合成ATP，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
7.
【答案】B
【解析】蛋白质水解为氨基酸的过程消耗ATP，A错误；向右反应代表ATP的合成，动物能量来自呼吸作用，植物来自光合作用和呼吸作用，故需要的能量可以来自葡萄糖的氧化分解，B正确；植物细胞对水的吸收的原理是渗透作用，不消耗能量，C错误；氧气进入红细胞为自由扩散，不消耗能量，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
8.
【答案】B
【解析】根据题干“ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用”，可推知ATP与能量供应有关。A正确，B错误；根据ATP把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用，可推出ATP是信号分子，作用于神经细胞，且神经细胞膜外表面可能有ATP的受体C、D正确。
【题型】选择题
【难度】一般
9.
【答案】C
【解析】ATP在细胞中含量是很少的，A错误；ATP中只有两个高能磷酸键，B错误；ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易断裂，释放能量，C正确；脂肪、糖原、淀粉等都是储存能量的化合物，D错误。
【题型】选择题
【难度】较易
10.
【答案】C
【解析】叶肉细胞合成的糖运输到果实是主动运输过程，需要消耗ATP提供的能量，A错误；细胞以囊泡的方式摄取大分子的过程是胞吞，需要消耗ATP提供的能量，B错误；淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖，不需要消耗ATP提供的能量，C正确；细胞中由氨基酸合成新的肽链，需要消耗ATP提供的能量，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
11.
【答案】C
【解析】ATP中含有2个高能磷酸键，A错误；所有细胞需要能量的过程都伴随ATP的水解，这体现了细胞的统一性，B错误；腺苷由腺嘌呤和核糖构成，是RNA和ATP中共有的，C正确；细胞中ATP含量很少，但ATP与ADP的相互转化很快，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
12.
【答案】B
【解析】蓝藻细胞是原核细胞，不含线粒体和叶绿体，A错误；在活细胞中，ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B正确；ATP和ADP是两种不同的物质，C错误；ATP与ADP中的“A”都是指腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
13.
【答案】
（1）光合作用
呼吸作用
植物各项生命活动
细胞分裂
（2）呼吸作用
动物各项生命活动
肌肉收缩
（3）很少
很快
动态平衡
【解析】
（1）植物体内，图示左侧表示ATP的合成，能量来源于光合作用和呼吸作用；右侧表示ATP的水解，能量用于植物各项生命活动，如细胞分裂等。
（2）动物体内，图示左侧的能量来源于呼吸作用；右侧能量用于动物各项生命活动，如肌肉收缩等。
（3）ATP在细胞内的含量很少，但在细胞内的转化速度很快，所以ATP的含量总是处在动态平衡之中，这对于保证生命活动的进行是非常重要的。
【题型】综合题
【难度】较易
14.
【答案】
（1）腺嘌呤核糖核苷酸
（2）①肌肉收缩等生命活动
②ATP的合成和分解是同时进行的
（3）①ATP
②葡萄糖溶液
肌肉收缩
ATP溶液
③不可靠
如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象
【解析】
（1）从ATP的分子结构式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是RNA的基本单位之一即腺嘌呤核糖核苷酸。
（2）①ATP被水解，释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。
②肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的生成和分解是同时进行的。
（3）①必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后，才能进行实验，排除原有ATP对实验结果的影响。
②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉收缩与否以后，再滴加ATP溶液。
③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果不可靠，原因是如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象。
【题型】综合题
【难度】较难
15.
【答案】
（1）ATP
正比
大致相同且相对稳定
（2）化学能→光能
吸能反应
（3）不可以
Mg2+
【解析】
（1）由题意可知，ATP是直接能源物质，可激活荧光素；ATP越多，被激活的荧光素越多，发光越强，即发光强度与ATP含量成正比；每个细菌的代谢强度基本相同，所产生的ATP含量也大致相同且相对稳定。
（2）ATP中的能量是活跃的化学能，荧光素发光中的能量是光能，所以“荧光素——荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换为化学能→光能；ATP水解释放能量，为吸能反应提供能量。所以，生物细胞中ATP的水解一般与吸能反应相联系。
（3）高温和Hg2+处理后，酶活性不可以恢复；据图可知，Mg2+处理后在较低的荧光素酶作用下发光强度即可达到最大，所以为节省荧光素酶可用Mg2+处理。
【题型】综合题
【难度】一般