2024-2025学年新教材高中生物第3章细胞中能量的转换和利用第1节第2课时ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质课时分层作业含解析苏教版必修1

PAGE7-ATP是驱动细胞生命活动的干脆能源物质(建议用时：40分钟)题组一ATP的结构和功能1．下列关于细胞生命活动的能量货币——ATP的叙述，正确的是()A．ATP中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸B．ATP中末端的磷酐键易水解C．ATP的结构简式可表示为A—P—P—PD．细胞中ATP的含量少，化学性质非常稳定B[ATP中的“T”代表三；ATP的结构简式可表示为A—P～P～P；细胞中ATP的含量少，化学性质活跃。]2．下列生命活动中不须要ATP供应能量的是()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C[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．下列各项与ATP有关的叙述中，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C[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洁扩散，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，消耗后可快速产生，C正确；颤蓝细菌细胞为原核细胞，无线粒体，D错误。]4．ATP分子在细胞内能够释放能量和储存能量，从结构上看，其缘由是()①腺苷很简洁汲取能量和释放能量②三个磷酸基团很简洁从ATP上脱离和结合③远离腺苷的磷酸基团很简洁从ATP上脱离，使ATP转变成ADP④ADP可以快速地与磷酸基团结合，汲取能量形成末端的磷酐键，使ADP转变成ATPA．①③ B．③④C．②④ D．①④B[从ATP的结构简式A—P～P～P可知，分子中含有两个磷酐键。腺苷不能汲取能量和释放能量，①错误；第三个磷酸基团很简洁从ATP上脱离和结合，②错误；在酶的作用下，远离腺苷A的磷酸基团很简洁从ATP上脱离，使ATP转变成ADP，③正确；ADP可以快速地与磷酸基团结合，汲取能量形成末端的磷酐键，使ADP转变成ATP，④正确。故选B。]5．ATP是驱动细胞生命活动的干脆能源物质。请回答下列问题：(1)ATP的中文名称是____________，细胞中的需能反应一般与ATP的________(填“合成”或“水解”)反应相关联。(2)ATP是通过________为生命活动供应能量的，而且转移的基团是一个________，而不是________。(3)细胞中ATP的主要来源是__________________；活细胞中产生ATP的共同场所是____________。(4)利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上腊肉中的细菌含量进行检测的步骤如下：第一步，将腊肉研磨后进行离心处理，取确定量的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，在相宜条件下进行反应；其次步，记录发光强度并计算ATP的含量；第三步，测算细菌数量。①荧光素接受ATP供应的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并发出荧光。②依据发光强度可以计算诞生物组织中ATP的含量，缘由是发光强度与ATP的含量呈________(填“正相关”或“负相关”)。③依据ATP的含量进而测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中，ATP的含量_________________________________________________________。[解析](1)ATP的中文名称是腺苷三磷酸，结构简式为A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表磷酐键，水解时远离A的磷酐键先断裂，为生命活动供应能量。ATP的合成一般与放能反应相关联，ATP的水解一般与需能反应相关联。(2)ATP是通过基团转移而不是简洁的水解供应能量的，ATP转移的是一个磷酰基(－POeq\o\al(2－,3))，而不是磷酸基(－OPOeq\o\al(2－,3))。(3)细胞中ATP的主要来源有光合作用和细胞呼吸；动物细胞产生ATP的场全部细胞质基质和线粒体，植物叶肉细胞内合成ATP的场全部细胞质基质、线粒体和叶绿体，原核细胞中合成ATP的场所是细胞质基质，可见细胞质基质是活细胞产生ATP的共同场所。(4)②由题意可知，氧化荧光素发出荧光，而氧化荧光素的形成须要ATP供应能量，因此发光强度与ATP的含量呈正相关，进而可以依据发光强度计算诞生物组织中ATP的含量。③每个细菌细胞中，ATP的含量大致相同且相对稳定，故可依据ATP的含量测算出细菌数量。[答案](1)腺苷三磷酸水解(2)基团转移磷酰基(－POeq\o\al(2－,3))磷酸基(－OPOeq\o\al(2－,3))(3)光合作用和细胞呼吸细胞质基质(4)②正相关③大致相同且相对稳定(相对稳定)题组二ATP与ADP的相互转化6．(多选)下列有关酶和ATP的叙述，正确的是()A．绝大多数酶合成的场所是核糖体B．葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使胞内ADP的含量增加C．ATP的合成确定须要酶，酶的催化作用都须要ATP供能D．哺乳动物成熟的红细胞产生ATP不消耗氧气ABD[大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，因此绝大多数酶合成的场所是核糖体，部分酶的合成场所是细胞核，A正确；葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，须要消耗能量，因此会使胞内ADP的含量增加，B正确；ATP在合成时确定须要酶的催化，但酶发挥催化作用时不确定须要ATP供能，C错误；哺乳动物成熟红细胞无线粒体，只能通过无氧呼吸产生ATP，D正确。]7．人在激烈运动的状态下，每分钟约有1.5kg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．ATP水解时，转移的基团是一个磷酰基(－POeq\o\al(2－,3))D．活细胞中，ATP与ADP的相互转化时刻不停地进行B[ATP与ADP相互转化的能量供应机制在全部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，能量是不行逆的，因此反应不是可逆反应，B错误；ATP水解时，转移的基团是一个磷酰基(－POeq\o\al(2－,3))，而不是磷酸基(－OPOeq\o\al(2－,3))，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。]8．ATP是细胞生命活动的能量货币，下列关于ATP的叙述中，不正确的是()A．ATP在细胞内须要量很大，但是含量很少B．全部生物的细胞合成ATP所须要的能量都来自细胞呼吸C．细胞内ATP和ADP的相互转化，能避开能量的奢侈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B[ATP是细胞的干脆能源物质，ATP在细胞内须要量很大，但是含量很少，A选项正确；细胞内ATP和ADP的相互转化，既能刚好且持续地为生命活动供应能量，又能避开能量的奢侈，C选项正确；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选项正确。]9．ATP是细胞生命活动的能量货币，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是()A．ATP是生命活动的干脆能源物质，图1中的A代表腺苷B．图2中进行过程①时，图1中的c键断裂，通过基团转移供应能量C．图2中的①②若表示某种物质，则①②能降低化学反应的活化能D．绿色植物叶肉细胞中，图2中过程②可以发生在线粒体、叶绿体以及细胞质基质中A[ATP是生命活动的干脆能源物质，图1中的A代表腺嘌呤，A错误；图2中的过程①表示ATP水解，ATP水解时，图1中磷酐键c断裂并释放能量，B正确；图2中的①②若表示某种物质，则①②分别表示ATP水解酶、ATP合成酶，①②两种酶能降低化学反应的活化能，C正确；图2中的过程②表示ATP的合成，其合成途径有光合作用与细胞呼吸，因此在绿色植物叶肉细胞中，图2中的过程②可以发生在线粒体、叶绿体以及细胞质基质中，D正确。]10．如图是有关ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图回答下列问题：(1)1分子ATP中含有________个特别的化学键。(2)图中的a、b代表的生理过程分别是__________、__________。(3)若动物和人产生的能量可以用于c，则c指_____。(4)在动物肌细胞中，进行②反应时，释放的能量来自____________________________________________________________________。(5)进行①②反应时所须要的酶________(填“相同”或“不同”)，缘由是___________________________________________________________________。(6)进行①反应时能量用于________，进行②反应时能量用于________________，由此可见在ATP与ADP的相互转化中能量是________，物质是________。[解析](1)每个ATP分子中三个磷酸基团之间形成了2个磷酐键。(2)图中a表示动植物都能进行的产能过程即细胞呼吸，绿色植物还能通过光合作用产能，所以b为光合作用。(3)ATP水解产生的能量用于各项生命活动，即c。(4)动物肌细胞中，②过程产生的能量来自ATP末端磷酐键中的化学能。(5)反应①②中酶是不同的，因为它是两个不同的反应且酶具专一性，而且其作用的场所不同。(6)①反应为ATP的合成反应，其能量储存在ATP中。②反应为ATP的水解反应，释放的能量用于生物体的各项生命活动。在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，但能量不行逆。[答案](1)2(2)细胞呼吸光合作用(3)绝大多数生命活动(4)末端磷酐键中的化学能(5)不同①和②是两个不同的反应，而酶具有专一性(6)合成ATP绝大多数生命活动不行逆的可逆的11．下列有关ATP的叙述，不正确的是()A．绿色植物体内合成的ATP可来自光合作用、细胞呼吸B．ATP转化成ADP的过程中须要酶的参加C．ATP的组成中与脂肪酶相同的元素只有C、H、OD．正常细胞中ATP与ADP之间的转化处于动态平衡C[绿色植物细胞既能进行光合作用，又能进行细胞呼吸，合成的ATP来自光合作用和细胞呼吸，A项正确；ATP转化成ADP的过程中须要ATP水解酶的参加，B项正确；ATP的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酶的化学本质是蛋白质，主要组成元素是C、H、O、N，所以二者的组成中相同的元素是C、H、O、N，C项错误；正常细胞中ATP与ADP之间的转化是时刻不停地发生，并且处于动态平衡之中的，D项正确。]12．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，能量是不行逆的C．①②反应在活细胞中循环进行保证了生命活动的顺当进行D．细胞中全部ATP均来自细胞呼吸D[肺泡内的气体交换是指O2和CO2进出细胞，是通过简洁扩散实现的，而简洁扩散不消耗能量；在ATP和ADP的相互转化过程中，物质是可逆的，但能量来源不同，是不行逆的；生命活动须要能量，能量通过ATP分子在放能反应①和需能反应②之间流通，保证了生命活动的顺当进行；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。]13．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水解酶B．Ca2＋通过钙泵转运出细胞的方式属于主动运输C．ATP水说明放的磷酸基团可能会使钙泵的空间结构发生改变D．加入蛋白质变性剂会提高钙泵运输Ca2＋的速率D[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水解酶，A正确；Ca2＋通过钙泵转运出细胞须要消耗ATP释放的能量，故其运输方式属于主动运输，B正确；ATP水说明放的磷酸基团会使钙泵磷酸化，从而导致其空间结构发生改变，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。]14．下图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中很简洁形成或断裂C．图2中过程Ⅱ所需的能量都来自于细胞内有机物的氧化分解D．图2中催化过程Ⅰ和过程Ⅱ的酶确定不是同一种酶D[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②在图2中很简洁形成或断裂，B错误；图2中过程Ⅱ所需的能量可以来自于细胞内有机物的氧化分解，也可以来自于光能，C错误；ATP和ADP转化过程中酶不同：酶Ⅰ是水解酶，酶Ⅱ是合成酶，D正确。]15．为探究ATP的生理作用，科学工作者做了如下试验：步骤一：剪下长约1cm、宽约0.5cm的一小条簇新的蛙腓肠肌，放在盛有质量浓度为0.65g·dL－1的NaCl溶液(浓度与蛙细胞外液的浓度相当)的培育皿中。步骤二：在载玻片的中心滴2滴质量浓度为0.65g·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，直到肌肉疲惫不能收缩为止。步骤四：向刚丢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？____________________________________________________________。假如将步骤四和步骤五中运用的溶液对调，则会影响试验结果，因为_______