人教新课标必修1课堂同步优化训练：细胞的能量“通货”-atp

第2节 细胞的能量“通货”——ATP
5分钟训练(预习类训练，可用于课前)
1.判断对错。
（1）ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，每个ATP分子含有三个高能磷酸键。( )
（2）因为生物体的生命活动每时每刻都离不开ATP，所以在生物体内有大量的ATP存在。( )
（3）对于所有生物来说，ADP合成ATP的能量都来自于呼吸作用和光合作用。( )
（4）对于正常生活的细胞来说，ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生且处于动态平衡之中的。( )
思路解析：此题考查ATP的基本结构A-P—P—P。每分子ATP由三分子磷酸和一分子腺苷组成，其中有两个高能磷酸键。
虽然ATP是直接能源，生物体的生命活动每时每刻都离不开ATP，但在生物体内却储存很少，ATP在生物体内转化得非常快，因此才能满足生物新陈代谢所需。ATP的生成途径主要有两种：光合作用和呼吸作用。这里主要说的是高等动植物。在动物体内ATP的生成靠呼吸。在植物体内ATP的生成靠光合作用和呼吸作用。但在低等的生物体内，还可以通过化能合成作用来生成ATP。所以所有的生物ADP合成ATP的能量都来自于呼吸作用和光合作用的说法是不对的。生物正常代谢，能量是保持动态平衡的，所以在正常生活的细胞中ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生着，并处于动态平衡中。
答案：（1）× （2）× （3）× (4)√
2.ATP中大量化学能储存在( )
A.腺苷 B.磷酸基
C.腺苷和磷酸基连接键 D.高能磷酸键
思路解析：ATP之所以作为生物体的直接能源，是因为能量转化得快，释放得快。在ATP中储存的能量主要在高能磷酸键内，其中远离A的那个高能磷酸键最容易断裂，释放能量，释放的能量是30.54 kJ/mol。
答案：D
3.一个ATP分子中，含有腺苷、磷酸基和高能磷酸键的个数依次是( )
A.1、2、3 B.3、2、1 C.1、3、2 D.2、3、1
思路解析：此题考查的是ATP的结构。ATP的基本结构是A—P—P—P，所以一个ATP分子中，含有腺苷、磷酸基和高能磷酸键的个数依次是1、3、2。
答案：C
10分钟训练(强化类训练，可用于课中)
1.下列代谢过程中，其中需要消耗ATP中的能量的是( )
①根细胞吸收K＋ ②肺泡内的气体交换 ③肌肉收缩
④甘油进入小肠绒毛上皮细胞 ⑤小肠吸收葡萄糖 ⑥血液中的葡萄糖进入红细胞
A.①③④⑤ B.①③⑥ C.①③⑤ D.①③④⑥
思路解析：此题考查ATP的利用。ATP中的活跃化学能可以转化为光能如萤火虫发光的过程；可以转化为机械能如肌肉收缩；可以转化成电能如神经传导和生物电；可以转化为稳定的化学能如光合作用生成的有机物；可以转化为热能如维持体温等。在植物体内主要体现在根对矿质元素的吸收和细胞分裂，在动物体内主要体现在肌肉收缩、神经传导和生物电、合成代谢、吸收和分泌等。题中的气体交换和甘油的运输是自由扩散，血液中的葡萄糖进入红细胞是协助扩散，都不消耗能量。
答案：C
2.生物体生命活动需要的根本能源、主要能源、直接能源依次是( )
①脂肪②核酸③糖类④蛋白质⑤ATP ⑥太阳光
A.①③⑤ B.②④③ C.⑥③⑤ D.⑥①⑤
思路解析：此题考查生物体内的能量问题。根本能源是光能，主要能源是糖类，直接能源是ATP，主要储能的物质是脂肪，动物体内重要的储能物质是糖元，植物体内重要的储能物质是淀粉。
答案：C
3.根据反应式：ADP＋Pi（磷酸）+能量，以下说法正确的是( )
A.物质和能量都是可逆的 B.物质是可逆的，能量是不可逆的
C.物质是不可逆的，能量是可逆的 D.两者均不可逆
思路解析：ATP和ADP之间的转化是物质可逆，能量不可逆。原因是反应前后物质守恒。但能量却不同，表现在以下几个方面：（1）能量的来源不同，ATP→ADP来自高能磷酸键，ADP→ATP来自于光能或者稳定的化学能。（2）场所不同，ATP→ADP在活细胞中都有，ADP→ATP只在线粒体和叶绿体中。（3）条件不同，ATP→ADP催化的酶是分解酶，ATP→ADP催化的酶是合成酶。
答案：B
4.对于人体细胞中ATP的描述，正确的是( )
A.细胞内储存大量ATP，以供生理需要
B.它含有三个高能磷酸键
C.ATPADP+Pi+能量是可逆反应
D.ATP与ADP的快速转化是ATP作为直接能源的重要保证
思路解析：ATP是人体内各种生命活动的直接能源物质，但在细胞内的含量并不多，体内ATP含量的基本稳定主要是依赖于ATP与ADP之间的快速转化，这是ATP作为直接能源物质的一个重要保证。
答案：D
5.作为储存能量的物质，ATP和葡萄糖具有不同的特点，下列叙述不正确的是( )
A.ATP分子中含有的化学能比较少 B.ATP分子中含有的是活跃的化学能
C.葡萄糖分子中含有的是稳定的化学能 D.二者含有的都是稳定的化学能
思路解析：本题考查两种能量物质的区别。虽然两者都含有能量，但前者含的是活跃的化学能，后者含有的是稳定的化学能。前者含的能量少于后者，但前者转化的速度要快得多。
答案：D
6.人的骨骼肌细胞中，ATP的含量仅够剧烈运动时3秒钟以内的能量供给。某运动员参加短跑比赛过程中肌细胞中ATP的含量变化如图5-2-1所示。请据图完成下面问题。
图5-2-1
（1）a—b 的变化过程，说明ATP被水解，释放的能量用于______________________________。
（2）b—c过程中ATP含量增加说明________________加强，释放更多________________，供ADP形成ATP，以补充细胞中ATP含量的不足。
（3）从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明______________________。
思路解析：本题通过线条的形式把体内ATP的变化过程清楚地展现出来。a—b,ATP在消耗，能量用于肌肉收缩，b—c，ATP在增加，这时呼吸加强，从而释放更多的ATP用来维持肌肉收缩所需的能量。从整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明细胞中ATP有储存。
答案：（1）肌肉收缩 （2）呼吸作用 ATP （3）细?胞中ATP有一定量的储存
快乐时光
感 化
有一个基督教徒在森林里碰到了狮子，狮子狂追着要吃掉他，基督徒在走投无路之际，跪在地上大声祈祷：“主啊！请您感化这只狮子，使它成为基督徒吧！”没想到狮子应声跪在地上，大声说：“感谢上帝赐给我丰盛的食物，阿门！”
30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)
1.ADP转变为ATP需要( )
A.Pi、酶、腺苷和能量 B.Pi、能量
C.能量、腺苷和酶 D.Pi、能量和酶
思路解析：考查ATP与ADP之间的相互转化。ADP+Pi+能量ATP，所以该题答案为能量、磷酸、酶。
答案：D
2.10个ATP所含的高能磷酸键数目是( )
A.5个 B.10个 C.15个 D.20个
思路解析：该题考查ATP的结构。ATP的基本结构是A-P—P—P，每分子中含有两个高能磷酸键，所以10个ATP中含有20个高能磷酸键。
答案：D
3.海洋中的电鳗有放电现象，其电能是由( )
A.有机物氧化分解释放的化学能直接转化而来
B.热能转化而来
C.光能转化而来
D.ATP转化为ADP时释放的化学能转化而来
思路解析：电鳗放电是一种生命活动，其中直接能量来源于ATP水解释放的能量。ATP除了能转化为电能还可以转化为机械能、热能、光能、稳定的化学能等。
答案：D
4.下列有关ATP的描述不正确的是( )
A.ATP是高能化合物，在细胞中可以大量存在
B.人体细胞中，ATP主要在线粒体中通过氧化[H]产生
C.ATP在动物细胞中易分解，也易合成
D.ATP是小分子有机物
思路解析：该题是一道综合题，考查ATP的有关知识。ATP是高能化合物，但在细胞中的含量不多，转化很快。人体中ATP主要依靠有氧呼吸来生成，所以主要在线粒体中生成。ATP的基本结构是A-P—P—P，所以它是小分子化合物。
答案：A
5.下列过程可使ADP含量增加的是( )
A.K+进入肾小管壁的上皮细胞 B.葡萄糖进入红细胞
C.线粒体中氢与氧结合 D.叶绿体基质中的光反应
思路解析：B项属于典型的协助扩散，不耗能；C项是一个大量的释能过程；D项叙述错误，光反应的场所是叶绿体的基粒；A项属于主动运输过程，耗能。耗能的过程中ATP水解生成ADP，所以ADP含量增多。
答案：A
6.(2004江苏高考)ATP转化为ADP可表示为图5-2-2所示，式中X代表( )
图5-2-2
A.H2O B.[H] C.P D.Pi
思路解析：ATP（三磷酸腺苷）在水的参与下，脱掉一分子磷酸，转化为ADP（二磷酸腺苷）。
答案：D
7.下列有关高能化合物概念的叙述中，正确的是( )
A.各种细胞都用ATP作为直接能源
B.一般来说，指的是水解时释放20.92 kJ/mol以上能量的化合物
C.水解时释放13.8 kJ/mol以上能量的化合物
D.ATP末端磷酸基团水解时，释放出的能量为30.5 kJ/mol，以此来界定高能化合物的概念
思路解析：A项关于ATP在生命活动中作用的描述是正确的，但答案“文不对题”，C项是以6磷酸葡萄糖水解释放的能量为参照的，而6磷酸葡萄糖不是高能化合物，D项前两句描述是正确的，但不是以此来界定高能化合物的概念。
答案：B
8.ATP是________________的简称，它普遍存在于生物体细胞中。其分子简式可写成 A－P—P—P，其中的A代表____________________，T代表____________P代表________________，“—”代表__________________。ATP与ADP相互转化的反应式是____________________。
思路解析：ATP的基本结构是A-P—P—P，是三磷酸腺苷的简称，其中A是腺苷，T是三个，P是磷酸基，“—”代表高能磷酸键，ATP与ADP相互转化的反应式是ADP+Pi+能量ATP。
答案：三磷酸腺苷 腺苷 三个 磷酸基 高能磷酸键 ADP+Pi+能量ATP
9.用32P标记磷酸后加入细胞培养液中，短时间快速分离出细胞内的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端的磷酸基却已带上了放射性标记。这一事实说明：____________________________________。得出结论的依据是______________________。
思路解析：用32P标记磷酸后加入细胞培养液中，快速分离出细胞内的ATP，发现ATP的末端的磷酸基却已带上了放射性标记，说明了有新的ATP重新合成，但题中说“ATP浓度变化不大”说明又有部分ATP被分解，所以部分ATP的末端的磷酸基却已带上了放射性标记。
答案：细胞中的ATP含量很稳定 ATP浓度不变，但部分ATP被分解，新的ATP又重新生成，部分ATP的末端的磷酸基却已带上了放射性标记
10.萤火虫不论雌雄，在夏季的夜晚都会一闪一闪地发光，为了探究发光的直接能源是ATP还是糖，做以下实验，步骤：（1）捕捉数十只萤火虫，用小刀逐个把它的尾部的发光器割下，放在培养皿中干燥3小时。（2）将干燥过的发光器放在研钵中研成粉末。（3）将粉末分成两等份，分别放在甲、乙两个透明的瓶子中，再分别滴几滴蒸馏水与之混合。（4）在黑暗处观察到有微弱的淡黄色的荧光发出，一分钟后，荧光消失。（5）接着在甲瓶内滴加葡萄糖溶液，在乙瓶内滴加ATP溶液，仍在黑暗中观察。根据实验完成：
（1）在步骤（4）中，甲、乙瓶中发光器粉末与蒸馏水混合会发出荧光，是由于________________转化成__________________的结果。大约一分钟后，荧光消失是因为___________________。
（2）预测在甲、乙瓶中分别加葡萄糖后，发生的现象：______________________。
（3）该实验的实验结论是：____________________________________________。
思路解析：实验中以葡萄糖溶液和ATP溶液对照，其他条件是等量的，通过实验结果可以得出ATP是直接能源物质，葡萄糖不是直接能源物质。实验设计一定要体现对照原则和等量原则。
答案：（1）化学能 光能 发光器发荧光需要能量，而在发光器粉末中能量物质是有限的 （2）甲瓶中不出现荧光，乙瓶中出现荧光 （3）萤火虫的发光器发光需要消耗能量，ATP是直接能源物质，葡萄糖不是直接能源物质