高中人教版生物必修一課時(shí)分層作業(yè)5-2細(xì)胞的能量“通貨”ATP

課時(shí)分層作業(yè)十七細(xì)胞的能量“通貨”——ATP(15分鐘50分)一、選擇題(共8小題,每小題5分,共40分)1.下列關(guān)于ATP的敘述正確的是 ()A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P—P～PB.A表示腺嘌呤脫氧核苷C.遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵易水解D.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在細(xì)胞中含量很少【解析】選C。ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P～P～P,A錯(cuò)誤;A代表腺苷,即腺嘌呤核苷,B錯(cuò)誤;遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵更易水解,C正確;ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,易水解和合成,D錯(cuò)誤。2.(2019·安慶高一檢測(cè))圖為ATP的結(jié)構(gòu)模式圖,下列敘述中正確的是()A.圖中字母A表示腺苷B.a、b、c表示高能磷酸鍵C.ATP供能時(shí)b、c同時(shí)斷裂D.虛線框部分是RNA的組成單位之一【解題指南】熟悉ATP和RNA的分子結(jié)構(gòu)組成是判斷各選項(xiàng)的關(guān)鍵?！窘馕觥窟xD。根據(jù)分析可知,圖中A為腺嘌呤,而腺苷包括腺嘌呤和核糖,A錯(cuò)誤;圖中b、c表示高能磷酸鍵,B錯(cuò)誤;ATP水解供能時(shí)通常是遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵(c)斷裂,C錯(cuò)誤;虛線框部分表示腺嘌呤核糖核苷酸,它是RNA的組成單位之一,D正確。3.(2018·山東學(xué)考真題)ATP能直接給細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量。下列生命活動(dòng)中,不需要消耗ATP的是 ()A.肌細(xì)胞收縮 B.螢火蟲發(fā)光C.甘油進(jìn)入細(xì)胞 D.大腦思考【解析】選C。肌細(xì)胞收縮需要消耗能量,消耗ATP,A不符合題意;生物的發(fā)電、發(fā)光需要消耗能量,消耗ATP,B不符合題意;甘油進(jìn)入細(xì)胞屬于自由擴(kuò)散,不需要消耗能量,C符合題意;大腦思考需要消耗能量,消耗ATP,D不符合題意。4.下圖為某種化學(xué)反應(yīng),下列敘述正確的是 ()A.ADP被釋放后,X還能結(jié)合ATPB.X也可結(jié)合ADP和Pi合成ATPC.線粒體內(nèi)有X的分布D.能量來(lái)自ATP中離腺苷較近的高能磷酸鍵水解釋放的能量【解題指南】(1)分清圖示所表示的過(guò)程是ATP的合成還是ATP的水解。(2)明確ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程及能量的來(lái)源和去路?！窘馕觥窟xA。圖中體現(xiàn)的是ATP的水解過(guò)程,該過(guò)程需要ATP水解酶即X的催化,酶可以多次利用,本次反應(yīng)完成后可以繼續(xù)催化下次反應(yīng)。酶具有專一性,X物質(zhì)不能催化ATP的合成。ATP的水解與吸能反應(yīng)相伴隨,線粒體進(jìn)行呼吸作用放出能量,應(yīng)是ATP的合成。遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵水解釋放能量,同時(shí)ATP轉(zhuǎn)化為ADP、Pi。5.如圖表示植物葉肉細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程,下列相關(guān)敘述正確的是()A.過(guò)程①和②使用的是同一種酶B.過(guò)程①和②一直處于動(dòng)態(tài)平衡之中C.過(guò)程①所需的能量都來(lái)源于細(xì)胞呼吸D.過(guò)程②中ATP的三個(gè)磷酸鍵均打開(kāi)釋放其中所儲(chǔ)存的能量【解析】選B。過(guò)程①和②使用的酶分別是合成酶和水解酶,兩者不是同一種酶,A錯(cuò)誤;過(guò)程①和②一直處于動(dòng)態(tài)平衡之中,B正確;過(guò)程①所需的能量來(lái)源于細(xì)胞呼吸氧化分解有機(jī)物釋放的能量和光合作用利用的光能,C錯(cuò)誤;ATP水解時(shí)只有遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂釋放能量,D錯(cuò)誤。6.ATP(甲)是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),據(jù)圖判斷下列敘述正確的是 ()A.在主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中,乙的含量會(huì)減少B.丙中不含磷酸鍵,是RNA的基本組成單位之一C.丁由腺嘌呤和核糖組成,而戊可用于甲的合成D.甲→乙和乙→丙過(guò)程中,起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)相同【解析】選C。在主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中,乙的含量會(huì)增加;丙中也含有磷酸鍵,但不是高能磷酸鍵,丙為腺嘌呤核糖核苷酸;丁由腺嘌呤和核糖組成,戊為磷酸,可用于甲的合成;甲→乙和乙→丙過(guò)程中,底物分別是甲和乙,底物不同起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)也不相同。7.細(xì)胞中RNA與ATP的共性中,不包括 ()A.元素組成相同 B.均含有磷酸基團(tuán)C.均含有高能磷酸鍵 D.均含有腺嘌呤【解析】選C。RNA和ATP均由C、H、O、N和P組成,即二者元素組成相同;RNA的基本單位為核糖核苷酸,由含氮堿基、磷酸和核糖構(gòu)成,RNA和ATP中均含有腺嘌呤和磷酸基團(tuán);ATP為高能磷酸化合物,含有高能磷酸鍵,而RNA不含有高能磷酸鍵。8.下面有關(guān)ATP和ADP的描述中,哪一項(xiàng)是正確的 ()A.ATP在酶的作用下,可以連續(xù)脫下3個(gè)Pi,釋放大量能量B.ATP在酶的作用下,可以加上一個(gè)Pi,儲(chǔ)存能量C.ATP與ADP的轉(zhuǎn)化都需要酶參加D.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)中物質(zhì)和能量都是可逆的【解析】選C。在ATP水解酶的作用下,ATP末端的高能磷酸鍵斷裂,釋放出其中的能量,A錯(cuò)誤;ADP在ATP合成酶的作用下,可以加上一個(gè)Pi,儲(chǔ)存能量,B錯(cuò)誤;ATP水解需要水解酶,ATP合成需要合成酶,C正確;ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中物質(zhì)是可逆的,能量是不可逆的,D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共10分)9.(2019·肇慶高一檢測(cè))在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞中,ATP是一種關(guān)鍵的物質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)式如圖1:(1)從ATP的分子結(jié)構(gòu)式可知,去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是__________________。

(2)人體骨骼肌細(xì)胞中,ATP的含量?jī)H夠劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)3秒鐘內(nèi)的能量供給,在校運(yùn)動(dòng)會(huì)上,某同學(xué)參加100m短跑過(guò)程中,其肌細(xì)胞中ATP相對(duì)含量變化如圖2所示,①由A到B的變化過(guò)程中,說(shuō)明ATP被水解,釋放的能量用于____________________________________________。

②由整個(gè)曲線來(lái)看,肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零,說(shuō)明_____________________________________________。

(3)某同學(xué)進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),目的是觀察ATP可使離體的、剛剛喪失收縮功能的新鮮骨骼肌產(chǎn)生收縮這一現(xiàn)象,說(shuō)明ATP是肌肉收縮所需能量的直接來(lái)源。①必須待離體肌肉自身的____________消耗之后,才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

②在程序上,采取自身前后對(duì)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如果將上述順序顛倒一下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否可靠?____________,原因是__________________________________________________________。

【解析】(1)ATP分子去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮堿基(腺嘌呤)組成的化合物,即腺嘌呤核糖核苷酸。(2)ATP是直接供能物質(zhì),在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)用于肌肉收縮等生命活動(dòng),ATP在細(xì)胞內(nèi)含量少,但可與ADP之間快速相互轉(zhuǎn)化。(3)由于實(shí)驗(yàn)的目的是證明ATP是肌肉收縮所需能量的直接來(lái)源,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)以是否提供ATP為自變量,但實(shí)驗(yàn)前必須要耗盡肌肉自身原有的ATP,同時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序,否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。答案:(1)腺嘌呤核糖核苷酸(2)①肌肉收縮等生命活動(dòng)②ATP的生成和分解是同時(shí)進(jìn)行的(3)①ATP②葡萄糖溶液肌肉收縮ATP溶液③不可靠如果外源ATP尚未耗盡,會(huì)出現(xiàn)滴加葡萄糖溶液后肌肉也會(huì)收縮的現(xiàn)象,造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象【補(bǔ)償訓(xùn)練】用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下,干燥后研成粉末狀,取兩等份分別裝入兩只小玻璃管中,各加入少量的水,使之混合,可見(jiàn)到玻璃管中發(fā)出淡黃色熒光,大約15min熒光消失。這時(shí),再將ATP溶液加入其中一只玻璃管中,將葡萄糖溶液加入另一只玻璃管中,發(fā)現(xiàn)加ATP溶液的玻璃管中發(fā)出熒光,而加葡萄糖溶液的管中不發(fā)熒光。(1)向A、B兩管加水后,兩管均發(fā)光,這說(shuō)明水對(duì)生物正常的生命活動(dòng)有何重要意義?________________________________________。(2)這也說(shuō)明了發(fā)光器研磨成的粉末中含有哪種物質(zhì)?____________________。

(3)以上現(xiàn)象說(shuō)明的問(wèn)題:①螢火蟲發(fā)光是將________能轉(zhuǎn)變成________能的過(guò)程;②這一過(guò)程所需的能量由__________________提供;③____________不是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。(4)若向剛切下的螢火蟲的發(fā)光器上滴加葡萄糖溶液,你認(rèn)為會(huì)發(fā)熒光嗎?______________,為什么?________________________________?！窘馕觥?1)加入水后才發(fā)光,說(shuō)明了水對(duì)生物化學(xué)反應(yīng)很重要,可以說(shuō)明生物體內(nèi)許多重要的生化反應(yīng)均要在水中才能進(jìn)行。(2)發(fā)光器粉末加入水后會(huì)先發(fā)光,隨后證明發(fā)光需要ATP,說(shuō)明粉末中含有少量的ATP。(3)發(fā)光是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能。這個(gè)生命活動(dòng)需要的能量是由直接能源物質(zhì)ATP提供的。加入葡萄糖后不會(huì)發(fā)光說(shuō)明葡萄糖不是直接的能源物質(zhì)。(4)向剛切下的發(fā)光器上滴加葡萄糖溶液,會(huì)發(fā)光,是因?yàn)榘l(fā)光器中仍含有少量的ATP,同時(shí)發(fā)光器中的細(xì)胞能利用葡萄糖進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。答案:(1)生物體內(nèi)許多重要的生化反應(yīng)均要在水中才能進(jìn)行(2)粉末中含有少量的ATP(3)①化學(xué)光②ATP③葡萄糖(4)會(huì)因?yàn)榘l(fā)光器中仍有少量的ATP,同時(shí)發(fā)光器中的細(xì)胞能利用葡萄糖進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP

(20分鐘50分)一、選擇題(共6小題,每小題5分,共30分)1.(2019·宣城高一檢測(cè))ATP是細(xì)胞的能量“通貨”,下列敘述正確的是()A.ATP中的“A”代表腺嘌呤,是組成核酸的成分之一B.ATP水解反應(yīng)一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系C.ATP中的糖和RNA中的五碳糖是相同的D.人在劇烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下,細(xì)胞中ATP含量遠(yuǎn)低于ADP【解析】選C。ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P～P～P,其中A代表腺苷,A錯(cuò)誤。ATP水解反應(yīng)一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系,ATP的合成反應(yīng)一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系,B錯(cuò)誤。ATP由腺苷和三個(gè)磷酸基團(tuán)組成,其中腺苷是由腺嘌呤和核糖組成的;RNA由含氮堿基、核糖和磷酸基團(tuán)組成,因此ATP中的糖和RNA中的五碳糖是相同的,C正確。在人體內(nèi),ATP的含量都是在一定的范圍內(nèi)維持恒定的,人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),體內(nèi)的ATP合成速率加快,同時(shí)ATP的水解速率也會(huì)加快,二者處于動(dòng)態(tài)平衡,D錯(cuò)誤。2.用α、β、γ表示ATP中的三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(APα～Pβ～Pγ),下列敘述正確的是 ()A.ATP徹底水解能得到5種不同的化合物B.ATP的β、γ位磷酸基團(tuán)脫離,剩余部分可用于合成RNAC.ATP含有3個(gè)高能磷酸鍵,3個(gè)磷酸基團(tuán)D.ATP的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,釋放的能量可用于各項(xiàng)生命活動(dòng)【解析】選B。ATP徹底水解能得到3種不同的化合物,A錯(cuò)誤;ATP的β、γ位磷酸基團(tuán)脫離,剩余部分為腺嘌呤核糖核苷酸,可用于合成RNA,B正確;ATP含有2個(gè)高能磷酸鍵,3個(gè)磷酸基團(tuán),C錯(cuò)誤;ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,很容易分解,釋放的能量可用于各項(xiàng)生命活動(dòng),D錯(cuò)誤。3.ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)的四種高能磷酸化合物,它們徹底水解的產(chǎn)物只有堿基不同,下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.ATP不是細(xì)胞內(nèi)唯一的直接能源物質(zhì)B.一分子GTP中含有2個(gè)高能磷酸鍵C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構(gòu)成的D.UTP徹底水解的產(chǎn)物中有堿基尿嘧啶【解題指南】掌握ATP的分子結(jié)構(gòu)和分子組成,并根據(jù)題干信息判斷另外三種高能磷酸化合物的分子組成,進(jìn)而根據(jù)題干要求分析答題?！窘馕觥窟xC。ATP是細(xì)胞內(nèi)直接能源物質(zhì),但不是唯一的能源物質(zhì),題干信息顯示GTP、CTP和UTP也可以直接提供能量,A正確;根據(jù)分析可知,一分子GTP中含有2個(gè)高能磷酸鍵,B正確;CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖構(gòu)成的,C錯(cuò)誤;UTP徹底水解的產(chǎn)物有尿嘧啶、磷酸和核糖,D正確。4.(2019·荊州高一檢測(cè))螢火蟲尾部發(fā)光器能發(fā)光的機(jī)理如圖所示。ATP快速熒光檢測(cè)儀中含有熒光素、熒光素酶等物質(zhì),用來(lái)快速檢測(cè)食品表面的微生物。下列說(shuō)法正確的是 ()A.ATP是細(xì)胞中的能量貨幣,細(xì)胞中儲(chǔ)存大量ATP為生命活動(dòng)供能B.微生物殘留量越多,產(chǎn)生的ATP越多,所發(fā)熒光強(qiáng)度越強(qiáng)C.ATP快速熒光檢測(cè)儀只能檢測(cè)殘留的需氧型微生物D.ATP快速熒光檢測(cè)儀直接檢測(cè)葡萄糖溶液也可發(fā)熒光【解題指南】理解ATP快速熒光檢測(cè)儀的原理,根據(jù)題圖弄清楚ATP快速熒光檢測(cè)儀中含有的三個(gè)成分與發(fā)光的關(guān)系?！窘馕觥窟xB。ATP是細(xì)胞中的能量貨幣,但細(xì)胞中儲(chǔ)存的ATP較少,其通過(guò)快速轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)供能,A錯(cuò)誤;根據(jù)分析可知,微生物殘留量越多,產(chǎn)生的ATP越多,所發(fā)熒光強(qiáng)度越強(qiáng),B正確;ATP快速熒光檢測(cè)儀能檢測(cè)殘留的所有能產(chǎn)生ATP的微生物,C錯(cuò)誤;葡萄糖不能直接提供能量,所以用ATP快速熒光檢測(cè)儀檢測(cè)葡萄糖溶液不會(huì)發(fā)熒光,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖是ATP的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中標(biāo)號(hào)與名稱對(duì)應(yīng)正確的是 ()A①脫氧核糖B②高能磷酸鍵C③腺苷D④RNA【解析】選B。由題圖可知①到④依次是核糖、高能磷酸鍵、腺嘌呤、腺嘌呤核糖核苷酸,故B正確。2.ATP分子結(jié)構(gòu)如圖所示,ATP分子中,水解時(shí)釋放能量最多的鍵是A、B、C、D中的 ()【解析】選A。ATP水解釋放能量斷裂的是末端的那個(gè)高能磷酸鍵,即A。5.下列有關(guān)人體細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述中,正確的是 ()A.寒冷時(shí),細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率增大B.緊張狀態(tài)下,細(xì)胞內(nèi)ATP的合成速率大大超過(guò)分解速率C.劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率無(wú)明顯變化D.饑餓時(shí),細(xì)胞內(nèi)ATP的合成速率大大超過(guò)分解速率【解析】選A。為維持體溫,寒冷時(shí),細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率增大,A正確;ATP和ADP的轉(zhuǎn)化處于動(dòng)態(tài)平衡中,細(xì)胞內(nèi)ATP的合成速率不會(huì)大大超過(guò)分解速率,B、D錯(cuò)誤;劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),消耗能量增加,肌肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率迅速加快,C錯(cuò)誤。6.在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入被32P標(biāo)記的磷酸分子,短時(shí)間內(nèi)分離出細(xì)胞的ATP,發(fā)現(xiàn)其含量變化不大,但部分ATP末端的P已帶上放射性標(biāo)記(32P),該現(xiàn)象能夠說(shuō)明 ()①ATP中遠(yuǎn)離A的P容易脫落②部分被32P標(biāo)記的ATP是重新合成的③ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)④該過(guò)程中ATP既有合成又有分解A.①②③④ B.①②③C.①②④ D.②③④【解析】選C。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)前后ATP的含量變化不大,說(shuō)明ATP在細(xì)胞中是不斷地被消耗并不斷地合成的,因此含量基本不會(huì)發(fā)生太大的改變。因?yàn)椴糠諥TP末端的P被標(biāo)記(32P),說(shuō)明這部分ATP是新合成的;同時(shí)只有末端的P被標(biāo)記(32P),說(shuō)明ATP的消耗和合成過(guò)程就是遠(yuǎn)離A的P脫落和連接的過(guò)程。題干中沒(méi)有涉及能量,不能說(shuō)明ATP是直接能源物質(zhì)。二、非選擇題(共20分)7.(能力挑戰(zhàn)題)(2019·福州高一檢測(cè))在有氧氣和ATP的條件下,熒光素酶能催化熒光素的氧化而發(fā)出熒光。請(qǐng)根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料,完善實(shí)驗(yàn)思路,并回答有關(guān)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)材料:熒光素甲溶液,熒光素乙溶液,熒光素酶A溶液,熒光素酶B溶液,ATP溶液。(1)現(xiàn)欲探究不同的熒光素酶是否都能催化不同的熒光素氧化。請(qǐng)完善實(shí)