1、第一节ATP是细胞内的“能量通货”课时训练基础达标练1.某同学的早餐是两个面包和一杯牛奶,维持整个上午的学习活动的能量直接来自(D)A.面包和牛奶 B.淀粉和蛋白质C.葡萄糖和脂肪 D.ATP解析:ATP是所有细胞的直接能源物质。2.下列关于ATP的叙述中错误的是(C)A.ATP是细胞中的“能量通货”B.ATP在细胞中易于再生C.ATP分子含有3个高能磷酸键D.ATP分子中含有腺嘌呤解析:ATP在生物体内含量很少,转化迅速,为生命活动提供能量,属于直接能源物质,是细胞内的“能量通货”;ATP和ADP在细胞中转化速度快,易于再生;ATP的结构简式是APPP,含有2个高能磷酸键;ATP中的A表示腺
2、苷,由腺嘌呤和核糖组成。3.同位素示踪法通常应用于生物学研究,下列物质不可以用32P标记的是(A)A.丙氨酸 B.ADP C.ATP D.核苷酸解析:丙氨酸的组成元素是C、H、O、N,不含P;ADP、ATP、核苷酸的组成元素均为C、H、O、N、P,即都可以用32P标记。4.如图表示ATP的结构,下列相关叙述错误的是(B)A.含有磷元素 B.很稳定C.表示核糖 D.表示腺嘌呤解析:表示磷酸基团,含有磷元素;表示高能磷酸键,该化学键不稳定,远离A的那个高能磷酸键很容易断裂,也很容易重新形成;表示核糖;表示腺嘌呤。5.下列有关ATP的说法中正确的是(B)A.人体细胞内储存有大量的ATPB.光合作用和
3、细胞呼吸都能产生ATPC.线粒体是蓝细菌细胞产生ATP的主要场所D.ADP转化为ATP需要Pi、酶、腺苷、能量解析:ATP和ADP在人体细胞中含量很少,但是转化很快;叶绿体和线粒体均与能量转换有关,可见光合作用、细胞呼吸都可以产生ATP;蓝细菌是原核生物,不具有线粒体,产生ATP的场所是细胞质基质;ADP转化为ATP需要Pi、能量和酶,不需要腺苷。阅读下列材料,回答下面6、7小题。某同学进行一项实验:对刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌,先滴加葡萄糖溶液,观察现象;再滴加ATP,观察现象。ATP分子结构式如图1,图2为ATP转化为ADP的示意图。6.根据图示分析,下列说法错误的是(A)A.ATP与A
4、DP的相互转化是可逆的B.图2中的X是PiC.图2中的能量可用于萤火虫的发光D.图1水解掉两个高能磷酸键剩下部分是组成RNA的基本单位解析:由于能量来源和所需酶不同,细胞内的ATP与ADP的相互转化是不可逆的;ATP的结构式为APPP,其中“”为普通磷酸键,“”为高能磷酸键,“A”为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,离腺苷较远的高能磷酸键易发生断裂,从而形成ADP,故图2中的X是Pi;ATP为细胞生命活动的直接能源物质,故图2中的能量可用于萤火虫的发光;如果ATP的两个高能磷酸键都发生断裂,则形成AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位。7.根据上述实验分析,下列叙述错误的是(C)A.必须待离
5、体肌肉自身的ATP消耗之后,才能进行实验B.本实验中采用的是自身对照C.如果将滴加溶液的顺序颠倒一下,实验结果依然可靠D.本实验的结论是ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源解析:必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后,才能进行实验,以排除原有ATP对实验结果的影响;在程序上,先滴加葡萄糖溶液,观察肌肉收缩与否以后,再滴加ATP溶液,这是采取自身前后对照的方法;如果将题述顺序颠倒一下,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后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;先滴加葡萄糖溶液,肌肉不收缩,再滴加ATP溶液,肌肉收缩,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
6、8.下列关于ATP的叙述,正确的是(C)A.细胞内吸能反应所需要的能量都由ATP直接提供B.ATPADP循环使细胞内物质和能量得以循环利用C.ATP中的“A”与ATP彻底水解后生成的“A”不同D.ATP中的五碳糖也是参与DNA组成的重要成分解析:ATP是细胞的直接能源物质,但不是唯一的直接能源物质;能量不能循环利用;ATP中的“A”表示腺苷,ATP彻底水解后生成的“A”表示腺嘌呤;ATP中的五碳糖是核糖,而DNA中的五碳糖是脱氧核糖。9.将同位素(32P)标记的磷酸注入活细胞内,随后迅速分离细胞内的ATP,测定其放射性。实验结果表明ATP的含量并没有发生变化,但它的末端磷酸基团已被放射性32P
7、所标记。结合以上实验事实和ATP的结构功能,判断下列相关叙述错误的是(A)A.上述过程只涉及吸能反应B.活细胞内ATP与ADP的转化很迅速C.远离腺苷的高能磷酸键不稳定D.ATP的结构与其功能相适应解析:结合题意,“ATP的含量并没有发生变化,但它的末端磷酸基团已被放射性32P所标记”说明题述过程涉及ATP与ADP的相互转化,故涉及吸能反应和放能反应;ATP是在细胞中的含量少而需求量大的化合物,可与ADP之间进行相互转化且转化速度非常快;由题干信息“末端磷酸基团已被放射性32P所标记”可知,远离腺苷的高能磷酸键不稳定,ATP的结构与其功能相适应,如ATP远离腺苷的高能磷酸键不稳定,易水解和形成
8、,利于能量的快速释放和转化。10.如图表示植物根尖细胞中ATPADP的循环图解。下列叙述正确的是(C)A.人在寒冷环境下,过程都会变慢B.溶酶体中蛋白质水解为氨基酸需要过程提供能量C.过程所需的能量均来自细胞呼吸D.各种生物均能独立完成ATPADP的循环解析:人在寒冷环境下,物质氧化分解加快,产生ATP增加,同时ATP消耗也增加,如骨骼肌不自主的战栗需要消耗能量,所以人在寒冷环境下,过程都会变快,使细胞内ATP保持相对稳定;溶酶体中蛋白质水解为氨基酸不需要提供能量;植物根尖不能进行光合作用,细胞中ATP合成所需的能量均来自细胞呼吸;病毒不能独立完成ATPADP的循环。11.ATP是与能量代谢关
9、系最为密切的化合物,请回答下列有关ATP的问题。(1)写出在能量代谢过程中,ATP释放和储存能量的反应式 。(2)在动物细胞内形成ATP所需要的能量主要来自作用,在绿色植物叶肉细胞的 (填结构名称)中也能合成ATP。(3)如果ATP分子去掉两个磷酸基团,则成为腺苷一磷酸,它是构成 的基本组成单位之一。(4)用“”“”“”三种符号分别表示磷酸、核糖与腺嘌呤,试写出这三种分子在ATP中的连接方式 。解析:(1)能量代谢过程中,ATP水解时释放能量,ATP合成时储存能量,ATP与ADP可相互转化。(2)动物中合成ATP所需要的能量来自呼吸作用,植物中合成ATP所需要的能量来自呼吸作用和光合作用。(3
10、)ATP水解去掉两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的基本组成单位之一。(4)ATP的结构简式为APPP,它由一分子核糖、一分子腺嘌呤和三分子磷酸构成,且磷酸之间为高能磷酸键。答案:(1)ATPADP+Pi+能量(2)呼吸叶绿体(3)RNA(4)12.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所示。(1)ATP的结构简式为 。(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100 m短跑过程中,其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示,试回答下列问题。 由A到B的变化过程中,说明ATP被水解,释放的能量用于
11、。由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明 。解析:(1)ATP的分子结构式为APPP,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团。(2)图2中,由A到B的变化过程中,说明ATP被水解,释放的能量用于肌肉收缩等生命活动。由于ATP的生成和分解是同时进行的,则由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零。答案:(1)APPP(2)肌肉收缩等生命活动ATP在分解的同时也有ATP的合成综合提升练13.某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是(B)A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
12、B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递C.作为“能量通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响解析:蛋白质在磷酸化和去磷酸化过程中,通过构象改变发挥相应的功能,能够体现蛋白质结构与功能相适应的观点;这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化,不能参与细胞信号传递;由题图可知,在蛋白质磷酸化过程中,ATP为蛋白质提供磷酸基团,参与了细胞信号传递;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应,受温度的影响。14.ATP可将蛋白质磷酸化,磷酸化的蛋白质会改变形状做功,从而推动细胞内系列反应的进行(机理如图所示)。下
13、列说法不正确的是(B)A.ATP推动细胞做功,存在吸能反应与放能反应过程B.磷酸化的蛋白质做功,失去的能量主要用于再生ATPC.ATP水解与磷酸化的蛋白质做功均属于放能反应D.肌肉在收缩过程中,肌肉中的能量先增加后减少解析:分析图示可知,ATP推动细胞做功,首先需要ATP水解释放能量,这是一种放能反应,能量用于蛋白质的磷酸化(吸能反应),磷酸化的蛋白质通过做功释放能量,这是一种放能反应,通过两者的结合推动细胞做功;磷酸化的蛋白质做功失去能量是一种放能反应,所释放的能量基本上以热能形式散失,合成ATP所需的能量主要来自细胞呼吸和光合作用;通过上述作用机理可推知,肌肉收缩过程中,ATP先使肌肉中的
14、能量增加,改变形状,这是吸能反应,然后肌肉做功,失去能量,恢复原状,这是放能反应。15.科研人员为验证“蛙的腓肠肌收缩所需的直接能源物质是ATP,而不是葡萄糖”,设计了如图实验装置。(1)实验步骤:剥取蛙的腓肠肌,制备如图所示的两套实验装置,编号为甲、乙。连续刺激腓肠肌,。向装置甲的腓肠肌上滴加适量的适宜浓度的葡萄糖溶液, ,立即对坐骨神经施加适宜强度的电刺激。(2)实验结果: 。(3)实验结论:蛙的腓肠肌收缩所需的直接能源物质是ATP,而不是葡萄糖。(4)问题分析:若甲、乙两组实验结果相同,可能的原因是 。解析:(1)实验步骤:需要连续刺激腓肠肌,直至不再发生反应,从而消耗掉其中原有的能源。
15、本实验的自变量是能源的种类,即葡萄糖和ATP,并且无关变量需要保持相同且适宜,因此需要向装置乙的腓肠肌上滴加等量的适宜浓度的ATP溶液。(2)实验结果:由于直接能源物质是ATP,而不是葡萄糖,因此甲组腓肠肌收缩,指针偏转;乙组腓肠肌不收缩,指针不偏转。(3)实验结论:蛙的腓肠肌收缩所需的直接能源物质是ATP,而不是葡萄糖。(4)问题分析:若甲、乙两组实验结果相同,可能是由于滴加溶液前腓肠肌细胞内存有一定量的ATP,或滴加溶液较长时间后才对坐骨神经施加电刺激。答案:(1)直至不再发生反应向装置乙的腓肠肌上滴加等量的适宜浓度的ATP溶液(2)甲组腓肠肌收缩,指针偏转;乙组腓肠肌不收缩,指针不偏转(4)滴加溶液前腓肠肌细胞内存有一定量的ATP,或滴加溶液较长时间后才对坐骨神经施加电刺激