高一生物上学期课后培优分级练（2019人教版必修1）5.2 细胞的能量货币“ATP”（原卷版+解析）

5.2细胞的能量货币“ATP”核心知识梳理核心知识梳理ATP的组成2．ATP与核苷酸的关系组成ATP和核苷酸的元素是相同的，都是C、H、O、N、P。ATP中存在一个普通磷酸键和两个特殊化学键。破坏了两个特殊化学键，剩余的部分就是一分子的腺嘌呤核糖核苷酸。3．ATP的生理功能细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。4．ATP的结构与功能的相互关系(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的磷酸基团很容易脱离与形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质需转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。5．ATP与ADP的相互转化反应式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP类型水解反应合成反应条件水解酶合成酶场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体能量转化放能储能能量来源磷酸基团的脱离呼吸作用、光合作用能量去向用于各项生命活动储存于ATP中的特殊化学键中6．ATP与ADP的转化式的含义细胞内ATP与ADP的循环过程，并不表示化学上的可逆反应。(1)从反应条件上看：由于酶具有专一性，因此，二者反应条件不同。(2)从反应场所上看：ATP的合成场所与分解场所不完全相同。(3)从能量来源上看：二者的能量来源不同。综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。7、ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都含有“A”，但在不同物质中“A”表示的含义不同，如图所示。(1)ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸中的A为腺嘌呤。由此可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1．ATP在细胞内的含量及其生成是()A．很多，很快 B．很少，很慢C．很多，很慢 D．很少，很快2.下面有关ATP和ADP的描述中，正确的一项是()A．ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放大量能量B．ATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量C．ATP和ADP的相互转化都需要酶的参加D．ATP转化为ADP不需要酶参加3.在如图所示的四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()A．①—腺嘌呤核糖核苷酸B．②—腺苷C．③—腺嘌呤脱氧核苷酸D．④—腺嘌呤4．如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，下列有关叙述错误的是()A．在一个活细胞中，时刻进行着过程①和②B．过程②可为过程①提供反应物C．过程①中需要的能量不是过程②释放的D．维持人体体温的热能主要来自过程②中的能量5．下列关于ATP的叙述，正确的是()A．ATP中的“A”表示腺嘌呤，“T”表示3，“P”表示磷酸基团B．腺苷三磷酸的结构可简写为A～P—PC．ATP是细胞内的直接能源物质D．ATP和酶一样具有催化作用培优第二阶——拓展培优练1.基于对ATP结构和功能的理解,下列有关的叙述正确的是 ()A.结构简式是A—P—P～PB.A表示腺嘌呤脱氧核苷C.远离腺苷的特殊化学键易水解D.化学性质稳定,在细胞中含量很少2.下列过程中能使细胞内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3.ATP(甲)是生命活动的直接能源物质,据图判断下列叙述正确的是()A.在主动运输过程中,乙的含量会减少B.丙中不含化学键,是RNA的基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成D.甲→乙和乙→丙过程中,起催化作用的酶空间结构相同4.ATP是细胞的能量“通货”,有关说法正确的是()A.ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解B.ADP转化为ATP时,只需要Pi和能量C.所有生物体内ADP转化成ATP所需的能量都来自呼吸作用D.ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化5.用α、β、γ表示ATP中的三个磷酸基团所处的位置(A-Pα～Pβ～Pγ),下列叙述正确的是 ()A.ATP彻底水解能得到5种不同的化合物B.ATP的β、γ位磷酸基团脱离,剩余部分可用于合成RNAC.ATP含有3个特殊化学键,3个磷酸基团D.ATP的化学性质非常稳定,释放的能量可用于各项生命活动6.在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子结构式如图1:(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3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,试回答: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________________。

培优第三阶——高考沙场点兵1.（2020北京卷）在口腔上皮细胞中，大量合成ATP的细胞器是（）A.溶酶体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体2.（2019天津卷）下列过程需ATP水解提供能量的是（）A.唾液淀粉酶水解淀粉B.生长素的极性运输C.光反应阶段中水在光下分解D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段5.2细胞的能量货币“ATP”核心知识梳理核心知识梳理ATP的组成2．ATP与核苷酸的关系组成ATP和核苷酸的元素是相同的，都是C、H、O、N、P。ATP中存在一个普通磷酸键和两个特殊化学键。破坏了两个特殊化学键，剩余的部分就是一分子的腺嘌呤核糖核苷酸。3．ATP的生理功能细胞代谢所需的能量绝大多数是由细胞内的ATP直接提供的。ATP是细胞代谢所需能量的直接来源。4．ATP的结构与功能的相互关系(1)ATP的结构特点保证了细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的磷酸基团很容易脱离与形成，可保证ATP数量的相对稳定和能量的持续供应。(2)ATP在供能中处于核心地位，许多能源物质需转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量。5．ATP与ADP的相互转化反应式ATP→ADP＋Pi＋能量能量＋Pi＋ADP→ATP类型水解反应合成反应条件水解酶合成酶场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体能量转化放能储能能量来源磷酸基团的脱离呼吸作用、光合作用能量去向用于各项生命活动储存于ATP中的特殊化学键中6．ATP与ADP的转化式的含义细胞内ATP与ADP的循环过程，并不表示化学上的可逆反应。(1)从反应条件上看：由于酶具有专一性，因此，二者反应条件不同。(2)从反应场所上看：ATP的合成场所与分解场所不完全相同。(3)从能量来源上看：二者的能量来源不同。综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。7、ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都含有“A”，但在不同物质中“A”表示的含义不同，如图所示。(1)ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸中的A为腺嘌呤。由此可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1．ATP在细胞内的含量及其生成是()A．很多，很快 B．很少，很慢C．很多，很慢 D．很少，很快【答案】D【解析】ATP是生物体中能量的“通用货币”，能够短时间储存能量并将能量迅速应用在生命活动中，因此需要快速生成，以满足生物体内不停的能量需求。ATP含量不大是因为：第一，ATP是体内多种反应的抑制剂，这些反应往往是生成ATP的反应，没有必要大量生成积累；第二，ATP活跃的结构也使其难以长期储存。2.下面有关ATP和ADP的描述中，正确的一项是()A．ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放大量能量B．ATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量C．ATP和ADP的相互转化都需要酶的参加D．ATP转化为ADP不需要酶参加【答案】C【解析】ATP分子结构简式为A－P～P～P，不可以再加一个Pi；一般情况下，在酶的作用下，ATP可以脱下一个磷酸变成ADP，断裂一个特殊化学键，故A、B项错误；ATP与ADP的相互转化需要不同的酶催化，因此D项也不正确。3.在如图所示的四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()A．①—腺嘌呤核糖核苷酸B．②—腺苷C．③—腺嘌呤脱氧核苷酸D．④—腺嘌呤【答案】D【解析】ATP是由腺苷和3个磷酸基团构成的，腺苷是由一分子腺嘌呤和一分子核糖构成，①图中圈出的是ATP中的一分子腺苷，A错误；②图代表DNA，A代表的是腺嘌呤脱氧核苷酸，B错误；③图代表的是RNA，构成RNA的单位之一是腺嘌呤核糖核苷酸，C错误；④图指的是核苷酸，一分子的核苷酸是由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成，所以④图指的是腺嘌呤，D正确。4．如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，下列有关叙述错误的是()A．在一个活细胞中，时刻进行着过程①和②B．过程②可为过程①提供反应物C．过程①中需要的能量不是过程②释放的D．维持人体体温的热能主要来自过程②中的能量【答案】D【解析】ATP为直接能源物质，在一个活细胞中，时刻进行着ATP与ADP的转化过程，A正确；ATP水解生成的ADP和Pi是ATP合成的反应物，B正确；过程①为ATP的合成过程，需要的能量来自呼吸作用有机物分解所释放的能量或光合作用，C正确；维持人体体温的热能主要来自呼吸作用释放的热能，D错误。5．下列关于ATP的叙述，正确的是()A．ATP中的“A”表示腺嘌呤，“T”表示3，“P”表示磷酸基团B．腺苷三磷酸的结构可简写为A～P—PC．ATP是细胞内的直接能源物质D．ATP和酶一样具有催化作用【答案】C【解析】ATP中的“A”表示腺苷，“T”表示3，“P”表示磷酸基团，A错误；腺苷三磷酸的结构可简写为A—P～P～P，B错误；ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，C正确；ATP不具有催化作用，D错误。培优第二阶——拓展培优练1.基于对ATP结构和功能的理解,下列有关的叙述正确的是 ()A.结构简式是A—P—P～PB.A表示腺嘌呤脱氧核苷C.远离腺苷的特殊化学键易水解D.化学性质稳定,在细胞中含量很少【答案】C【解析】ATP的结构简式是A—P～P～P,A错误;A代表腺苷,即腺嘌呤核苷,B错误;远离腺苷的特殊化学键更易水解,C正确;ATP的化学性质不稳定,易水解和合成,D错误。2.下列过程中能使细胞内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【答案】D【解析】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被动运输,不需要消耗能量,胰腺细胞分泌胰岛素属于胞吐过程,需要消耗能量。3.ATP(甲)是生命活动的直接能源物质,据图判断下列叙述正确的是()A.在主动运输过程中,乙的含量会减少B.丙中不含化学键,是RNA的基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成D.甲→乙和乙→丙过程中,起催化作用的酶空间结构相同【答案】C【解析】在主动运输过程中,乙的含量会增加;丙中也含有化学键,丙为腺嘌呤核糖核苷酸;丁由腺嘌呤和核糖组成,戊为磷酸,可用于甲的合成;甲→乙和乙→丙过程中,底物分别是甲和乙,底物不同起催化作用的酶空间结构也不相同。4.ATP是细胞的能量“通货”,有关说法正确的是()A.ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解B.ADP转化为ATP时,只需要Pi和能量C.所有生物体内ADP转化成ATP所需的能量都来自呼吸作用D.ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化【答案】D【解析】ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分解,如光反应产生ATP时无有机物的氧化分解,A错误;ADP转化为ATP时,需要Pi和能量,合成酶的催化,B错误;动物和某些微生物体内ADP转化成ATP所需的能量可来自呼吸作用,植物体内ADP转化成ATP所需的能量可来自呼吸作用和光合作用,C错误;ATP是细胞内的直接能源物质,在细胞内含量很少,ATP与ADP在活细胞中无休止地相互转化满足生命活动所需,D正确。5.用α、β、γ表示ATP中的三个磷酸基团所处的位置(A-Pα～Pβ～Pγ),下列叙述正确的是 ()A.ATP彻底水解能得到5种不同的化合物B.ATP的β、γ位磷酸基团脱离,剩余部分可用于合成RNAC.ATP含有3个特殊化学键,3个磷酸基团D.ATP的化学性质非常稳定,释放的能量可用于各项生命活动【答案】B【解析】ATP彻底水解能得到3种不同的化合物,A错误;ATP的β、γ位磷酸基团脱离,剩余部分为腺嘌呤核糖核苷酸,可用于合成RNA,B正确;ATP含有2个特殊化学键,3个磷酸基团,C错误;ATP的化学性质不稳定,很容易分解,释放的能量可用于各项生命活动,D错误。6.在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子结构式如图1:(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3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,试回答: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________________。

【答案】(1)腺嘌呤核糖核苷酸(2)①肌肉收缩等生命活动②ATP的生成和分解是同时进行的【解析】(1)ATP分子去掉两个磷酸基团后的剩余部分是一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基(腺嘌呤)组成的化合物,即腺嘌呤核糖核苷酸。(2)ATP是直接供能物质,在剧烈运动时会用于肌肉收缩等生命活动,ATP在细胞内含量少,但