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1、2022版高中生物 第五章 細胞的能量供應和利用 第2節(jié) 細胞的能量“通貨”—ATP練習 新人教版必修1
測控導航表
知識點
題號
1.ATP的組成、結構及特點
1,2,9
2.ATP和ADP的相互轉化
8,13
3.ATP的功能與利用
4,5,10,11,14
4.綜合考查
3,6,7,12,15
A級 合格性水平訓練
1.(2017·天津靜海月考)下面關于生物體內ATP的敘述,正確的是( B )
A.ATP中含有三個高能磷酸鍵
B.ATP可以直接為生命活動提供能量
C.ATP化學性質很穩(wěn)定
D.ATP在細胞中含量很多
解析:ATP中含有兩個高能磷酸鍵;A
2、TP的化學性質很不穩(wěn)定,很容易水解和重新合成;ATP在細胞中含量很少,但是轉化非常迅速。
2.(2017·福建福州期末)ATP分子在細胞內能夠儲存能量、釋放能量,從結構上看,原因是( C )
①腺苷很容易吸收能量和釋放能量
②三個磷酸基團很容易從ATP上脫離和結合
③遠離腺苷A的磷酸基團很容易從ATP上脫離,使ATP轉變成ADP
④ADP可以迅速與磷酸結合,吸收能量形成高能磷酸鍵,使ADP轉變成ATP
A.①③ B.②④
C.③④ D.①④
解析:ATP分子很活躍,其中遠離腺苷A的磷酸基團很容易從ATP上脫離,使ATP轉變成ADP,并釋放能量;ADP也可以迅速與磷酸結合,吸收
3、能量形成高能磷酸鍵,使ADP轉變成ATP,并儲存能量。
3.下列關于ATP的敘述錯誤的有( D )
①人體成熟的紅細胞、蛙的紅細胞、雞的紅細胞中均能合成ATP
②若細胞內Na+濃度偏高,為維持Na+濃度的穩(wěn)定,細胞消耗ATP的量
增加
③ATP中的“A”與構成DNA、RNA中的堿基“A”不是同一物質
④質壁分離和復原實驗過程中不能消耗ATP
⑤ATP中的能量可以來源于光能、化學能,也可以轉化為光能和化
學能
A.3項 B.2項
C.1項 D.0項
解析:①ATP是生命活動的直接能源物質,人體成熟的紅細胞、蛙的紅細胞、雞的紅細胞中均能合成ATP;②Na+從
4、細胞內運輸?shù)郊毎獾倪\輸方式是主動運輸過程,需要消耗ATP,因此細胞內Na+濃度偏高,為維持Na+濃度的穩(wěn)定,細胞消耗ATP的量增加;③ATP中的“A”為腺苷,構成DNA、RNA中的堿基“A”是腺嘌呤;④質壁分離和復原實驗過程是通過滲透作用完成的,不能消耗ATP;⑤光合作用過程合成ATP的能量來源于光能,呼吸作用過程合成ATP能量來源于化學能,ATP水解釋放的能量也可以轉化成光能和化學能。
4.(2017·福建龍海期末)下列生理過程中,細胞內能形成ADP的是( D )
A.水分子進入根毛細胞
B.肺泡中的氧氣進入血液
C.腸道中甘油進入小腸絨毛上皮細胞
D.胰腺細胞分泌胰島素
解析
5、:水分子進入根毛細胞、肺泡中的氧氣進入血液、腸道中甘油進入小腸絨毛上皮細胞,均通過自由擴散方式,不需要消耗ATP;胰腺細胞通過胞吐分泌胰島素,需要消耗ATP。
5.(2017·寧夏育才中學期中)下列各項中,能表示運動員在進行110米欄比賽時,肌細胞中ATP的變化(縱軸表示細胞中的ATP含量,橫軸表示時間)的是( B )
解析:進行110米欄比賽時要消耗ATP,但體內ATP含量很少,其能量供應有限,所以有減少趨勢,利用后可由ADP迅速轉化,隨著ATP的再生,其含量又會增加,故變化趨勢為先降低,后恢復。
6.(2017·河北衡水調研)下列有關ATP的敘述錯誤的是( B )
A.ATP是
6、細胞吸能反應與放能反應的紐帶
B.ATP由3個磷酸基團和1個腺嘌呤構成
C.ATP中連接兩個磷酸基團之間的磷酸鍵比較不穩(wěn)定
D.ATP水解反應所釋放的能量可用于另一吸能反應
解析:ATP由3個磷酸基團和1個腺苷構成。
7.(2017·黑龍江哈爾濱月考)ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關于ATP的敘述,錯誤的是( D )
A.ATP水解釋放的能量可用于各項生命活動
B.ATP可為肌肉收縮、大腦思考、物質運輸提供能量
C.ATP水解時,釋放出的能量來源于高能磷酸鍵斷裂
D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸基團組成
解析:ATP水解釋放的能量可用于各項生命活動;ATP作
7、為直接能源物質,可為肌肉收縮、大腦思考、物質運輸提供能量;ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量,用于各種生命活動;ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成。
8.(2017·四川南充期末)下圖1為ATP的結構簡圖,圖2為ATP與ADP相互轉化的關系式。下列說法錯誤的是( A )
A.圖1中字母A代表的是腺苷,b、c為高能磷酸鍵
B.圖2中反應向右進行時,圖1中的c鍵斷裂并釋放能量
C.ATP與ADP快速轉化依賴于酶催化作用的高效性
D.圖2中酶1和酶2代表的酶一定不是同一種酶
解析:圖1中字母A代表的是腺嘌呤;圖2中反應向右進行時為ATP的水解,遠離腺苷的高能磷酸鍵(c處鍵)斷裂并釋放能
8、量;ATP與ADP快速轉化依賴于酶催化作用的高效性;圖2中,酶1是水解ATP的酶,酶2是合成ATP的酶,種類不同,一定不是同一種酶。
9.(2017·廣東湛江期末)下圖是ATP在不同酶的催化下的反應過程,請回答下列問題:
(1)ATP的全名稱是 ,含 個高能磷酸鍵。?
(2)ATP含有的元素為 。?
(3)酶1、酶2和酶3催化的反應中能量釋放最少的是 。?
(4)人體細胞中的ATP的能量來自 。?
解析:從題圖中提取有效信息準確定位甲~丁的名稱(依次為ADP、腺嘌呤核糖核苷酸、腺苷、磷酸基團),進而進行相
9、關問題的解答。酶1和酶2催化的都是高能磷酸鍵水解,而酶3催化的是普通化學鍵水解,因此酶1、酶2和酶3催化的反應中能量釋放最少的是酶3。
答案:(1)三磷酸腺苷 2 (2)C、H、O、N、P (3)酶3 (4)有機物的氧化分解(或細胞呼吸)
B級 等級性水平訓練
10.下列有關ATP的敘述,正確的是( B )
①ATP是生物體內儲存能量的主要物質?、贏TP中的能量主要儲存在腺苷和磷酸基團之間的化學鍵中?、跘TP的水解實際上是指ATP分子中遠離腺苷的高能磷酸鍵的水解 ④ATP在細胞內的含量很少,但轉化速率很快?、軦TP只能注射,不能口服?、轆TP是可流通的能
量“通貨”
A.①②④
10、 B.③④⑥
C.③⑤⑥ D.③④⑤
解析:生物體內主要的儲能物質是脂肪而不是ATP;ATP中的能量主要儲存在磷酸基團與磷酸基團之間的高能磷酸鍵中;在生命活動需要消耗能量時,ATP分子水解斷開遠離腺苷的高能磷酸鍵,釋放能量用于生命活動;由于ATP在細胞內的含量很少,需要隨時消耗、隨時產(chǎn)生,因此它在細胞內的轉化速率很快,而且能在生命活動過程中隨用隨取,就像細胞內的一種能量“通貨”;ATP能夠跨膜運輸,可以被吸收,因此可以口服。
11.(2017·湖南株洲月考)如圖所示為ATP來源及部分用途,下列相關敘述,正確的是( B )
A.圖中①可表示光合作用,該過程產(chǎn)生的ATP可
11、用于發(fā)光發(fā)電
B.圖中酶1與酶2是兩種不同的酶,兩者均具有專一性
C.圖中②所示分子也是組成RNA的原料之一,即腺嘌呤核糖核苷酸
D.若圖中③指的是物質進出細胞方式,則該方式一定為主動運輸
解析:合成ATP所需的能量來源可以是通過呼吸作用分解有機物釋放,也可以是光合作用中吸收的光能轉化,所以圖中①可表示光合作用,光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于光合作用的暗反應;圖中酶1是合成ATP的酶,酶2是水解ATP的酶,由于酶具有專一性,兩種酶是不同的;圖中②為ADP,由兩個磷酸、1個腺嘌呤和1個核糖組成不能作為組成RNA的原料;物質進出細胞方式除主動運輸需要消耗ATP外,胞吞和胞吐也要ATP水解供能
12、。
12.如圖ATP(甲)是生命活動的直接能源物質,下列敘述正確的是( D )
A.在主動運輸過程中,乙的含量會顯著增加
B.甲→乙和丙→乙過程,起催化作用的酶空間結構相同
C.丙中不含磷酸鍵,是RNA的基本組成單位之一
D.丁由腺嘌呤和核糖組成,而戊可用于甲的合成
解析:生物體內ATP與ADP的含量比較少,且處于動態(tài)平衡;甲→乙過程是水解酶起作用,而丙→乙過程是合成酶起作用,酶的種類不同,空間結構不相同;丙中含有一個普通磷酸鍵;ATP合成時要消耗磷
酸(戊)。
13.(2017·江西新余段考)細胞所處的能量狀態(tài)用ATP、ADP和AMP之間的關系式來表示,稱為能荷,公式如下
13、:能荷=,其中AMP為一磷酸腺苷。能荷對代謝起著重要的調節(jié)作用,高能荷時,ATP生成過程被抑制,而ATP的利用過程被激發(fā);低能荷時,其效應相反。下列說法不正確的是( C )
A.根據(jù)能荷的公式組成,推測一般情況下細胞能荷數(shù)值小于1
B.細胞中ATP、ADP和AMP之間可以相互轉化
C.細胞在吸收Mg2+時,能荷較低
D.能荷及其調節(jié)是生物界的共性
解析:根據(jù)能荷公式的組成,當細胞內所有的腺苷(酸)充分磷酸化為ATP時,荷數(shù)值為1,當細胞內有腺苷(酸)去磷化為AMP時,能荷值為零,據(jù)此推測能荷數(shù)值的變動范圍0~1之間;細胞中ATP、ADP和AMP之間可以相互轉化;已知高能荷時,ATP生
14、成過程被抑制,而ATP的利用過程被激發(fā),細胞在吸收Mg2+時消耗ATP,所以能荷較高;細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性,所以能荷及其調節(jié)是生物界的共性。
14.(2017·安徽馬鞍山期中)請回答下列有關ATP的問題。
(1)人的骨骼肌細胞中,ATP含量僅夠劇烈運動時3s以內的能量供給。運動員參加短跑比賽過程中,肌細胞中ATP的相對含量隨時間的變化如下圖所示。
圖中A→B的變化過程,說明ATP被水解,釋放的能量用于
;B→C過程中,ATP含量增加說明 增強,從而促進ADP形成ATP,以彌補細胞中ATP含量的不足;從整個曲線來看
15、,肌細胞中ATP的含量不會降為零,說明 。?
(2)純凈的ATP呈白色粉末狀,能夠溶于水,作為一種藥物常用于輔助治療肌肉萎縮、腦溢血后遺癥、心肌炎等疾病。ATP片劑可以口服,注射液可供肌肉注射或靜脈滴注。據(jù)此,你認為在人體消化道
中 (填“存在”或“不存在”)ATP水解酶;ATP的藥用效果是 。?
(3)某同學進行一項實驗,目的是觀察ATP可使離體的、剛剛喪失收縮功能的新鮮骨骼產(chǎn)生收縮這一現(xiàn)象,說明ATP是肌肉收縮所需能量的直接來源。
①實驗中,必須待離體肌
16、肉自身的 消耗之后,才能進行實驗。?
②在程序上,采取自身前后對照的方法:先滴加 (填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”),觀察 與否以后,再滴加 (填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。?
③如果將上述實驗順序顛倒,實驗結果是否可靠,并說明原因:?
。?
解析:(1)圖中A→B的過程中,ATP被水解,釋放的能量用于肌肉收縮等生命活動;B→C過程中,通過細胞呼吸生成ATP,使ATP含量增加。ATP水解和生成同時進行,所以肌細胞中
17、ATP的含量不會降為零。
(2)ATP片劑可以口服,說明在人體消化道中不存在ATP水解酶,否則口服后會被水解而不能發(fā)揮作用;ATP可以直接為生命活動提供能量。
(3)實驗中,必須待離體肌肉自身的ATP消耗之后,才能進行實驗。在程序上,采取自身前后對照的方法:先滴加葡萄糖溶液,觀察肌肉是否收縮,再滴加ATP溶液;如果將上述實驗順序顛倒,可能會有外源ATP尚未耗盡,滴加葡萄糖溶液肌肉也會有收縮的現(xiàn)象,不能得出ATP是肌肉收縮所需能量的直接來源。
答案:(1)肌肉收縮等生命活動 呼吸作用 ATP的生成和分解是同時進行的
(2)不存在 直接為生命活動提供能量
(3)①ATP ②葡萄糖溶液 肌
18、肉收縮 ATP溶液 ③不可靠;如果外源ATP尚未耗盡,會出現(xiàn)滴加葡萄糖溶液肌肉也會收縮的現(xiàn)象,造成葡萄糖也能為肌肉直接提供能量的假象
15.(2017·黑龍江哈爾濱聯(lián)考)經(jīng)研究證實ATP是細胞的能量“通貨”。請分析回答問題。
(1)ATP分子結構簡式是 。研究發(fā)現(xiàn),正常成年人安靜狀態(tài)下24 h有40 kg ATP發(fā)生轉化,而細胞內ADP、ATP的濃度僅為2~10 mmol/L,為滿足能量需要,人體解決這一矛盾的合理途徑是 。?
(2)細胞中的ATP在有關酶的作用下,3個磷酸基團
19、逐個脫離下來,最后剩下的是 。?
(3)為了研究X物質對動物細胞的影響,某研究小組用不同濃度的X物質將細胞處理24h,然后測量各組細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率,經(jīng)過多次實驗后,所得數(shù)據(jù)如下表所示:
實驗組
編號
X物質的濃度/
(mg·mL-1)
細胞內ATP濃度/
(mmol·mL-1)
細胞
死亡/%
A
0
80
1
B
2
70
3
C
4
50
10
D
8
20
25
E
16
5
70
F
32
1
95
①該實驗的因變量是
20、。?
②實驗數(shù)據(jù)表明,該實驗的因變量之間有何聯(lián)系??
。?
③若用混有濃度為2 mg·mL-1的X物質的飼料飼喂大鼠,其小腸的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是?
(寫出兩條)。?
解析:(1)ATP分子結構簡式是A—P~P~P。細胞中的ATP的含量非常少,但是ATP與ADP的相互轉化非常迅速,所以能滿足
21、細胞對能量的
需要。
(2)ATP全稱叫三磷酸腺苷,全部磷酸基團脫落,得到的結構為腺苷。
(3)①由“研究X物質對動物細胞的影響”和“測量各組細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率”可知該實驗的自變量是X物質的濃度,因變量是細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率。
②由實驗數(shù)據(jù)可知,細胞內ATP的濃度下降,能量供應減少,使細胞死亡率增加。
③由題目信息可知,2 mg·mL-1的物質X,會降低細胞內ATP的濃度,因此若用混有濃度為2 mg·mL-1的X物質的飼料飼喂大鼠,其小腸的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是X物質阻礙消化酶的合成和分泌,影響消化;阻礙主動運輸,影響營養(yǎng)物質的吸收。
答案:(1)A—P~P~P ATP與ADP相互迅速轉化
(2)腺苷
(3)①細胞內ATP的濃度和細胞死亡的百分率
②細胞內ATP的濃度下降,能量供應減少,細胞死亡的百分率增加
③X物質阻礙消化酶的合成和分泌,影響消化;X物質妨礙主動運輸,影響營養(yǎng)物質的吸收