2024-2025學(xué)年新教材高中生物第3章細(xì)胞中能量的轉(zhuǎn)換和利用第1節(jié)第2課時(shí)ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)課時(shí)分層作業(yè)含解析蘇教版必修1

PAGE7-ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的干脆能源物質(zhì)(建議用時(shí)：40分鐘)題組一ATP的結(jié)構(gòu)和功能1．下列關(guān)于細(xì)胞生命活動(dòng)的能量貨幣——ATP的敘述，正確的是()A．ATP中的“T”代表胸腺嘧啶核苷酸B．ATP中末端的磷酐鍵易水解C．ATP的結(jié)構(gòu)簡式可表示為A—P—P—PD．細(xì)胞中ATP的含量少，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定B[ATP中的“T”代表三；ATP的結(jié)構(gòu)簡式可表示為A—P～P～P；細(xì)胞中ATP的含量少，化學(xué)性質(zhì)活躍。]2．下列生命活動(dòng)中不須要ATP供應(yīng)能量的是()A．葉肉細(xì)胞合成的糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)B．吞噬細(xì)胞吞噬病原體的過程C．淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖D．細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈C[葉肉細(xì)胞合成的糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)、吞噬細(xì)胞吞噬病原體的過程、細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈均需消耗細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量，而淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖發(fā)生在消化道內(nèi)，不消耗能量，C符合題意。]3．下列各項(xiàng)與ATP有關(guān)的敘述中，正確的是()A．ATP的能量主要儲存在腺苷和磷酸基團(tuán)之間的化學(xué)鍵中B．甘油進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞會(huì)使胞內(nèi)ADP的含量增加C．ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，但轉(zhuǎn)化速率很快D．顫藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生的主要場所是線粒體C[ATP的能量主要儲存在磷酐鍵中，A錯(cuò)誤；甘油進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞屬于簡潔擴(kuò)散，不消耗ATP，故不會(huì)使胞內(nèi)ADP的含量增加，B錯(cuò)誤；ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少，但轉(zhuǎn)化速率很快，消耗后可快速產(chǎn)生，C正確；顫藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞為原核細(xì)胞，無線粒體，D錯(cuò)誤。]4．ATP分子在細(xì)胞內(nèi)能夠釋放能量和儲存能量，從結(jié)構(gòu)上看，其緣由是()①腺苷很簡潔汲取能量和釋放能量②三個(gè)磷酸基團(tuán)很簡潔從ATP上脫離和結(jié)合③遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團(tuán)很簡潔從ATP上脫離，使ATP轉(zhuǎn)變成ADP④ADP可以快速地與磷酸基團(tuán)結(jié)合，汲取能量形成末端的磷酐鍵，使ADP轉(zhuǎn)變成ATPA．①③ B．③④C．②④ D．①④B[從ATP的結(jié)構(gòu)簡式A—P～P～P可知，分子中含有兩個(gè)磷酐鍵。腺苷不能汲取能量和釋放能量，①錯(cuò)誤；第三個(gè)磷酸基團(tuán)很簡潔從ATP上脫離和結(jié)合，②錯(cuò)誤；在酶的作用下，遠(yuǎn)離腺苷A的磷酸基團(tuán)很簡潔從ATP上脫離，使ATP轉(zhuǎn)變成ADP，③正確；ADP可以快速地與磷酸基團(tuán)結(jié)合，汲取能量形成末端的磷酐鍵，使ADP轉(zhuǎn)變成ATP，④正確。故選B。]5．ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的干脆能源物質(zhì)。請回答下列問題：(1)ATP的中文名稱是____________，細(xì)胞中的需能反應(yīng)一般與ATP的________(填“合成”或“水解”)反應(yīng)相關(guān)聯(lián)。(2)ATP是通過________為生命活動(dòng)供應(yīng)能量的，而且轉(zhuǎn)移的基團(tuán)是一個(gè)________，而不是________。(3)細(xì)胞中ATP的主要來源是__________________；活細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的共同場所是____________。(4)利用“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”對市場上臘肉中的細(xì)菌含量進(jìn)行檢測的步驟如下：第一步，將臘肉研磨后進(jìn)行離心處理，取確定量的上清液放入分光光度計(jì)(測定發(fā)光強(qiáng)度的儀器)反應(yīng)室內(nèi)，加入適量的熒光素和熒光素酶，在相宜條件下進(jìn)行反應(yīng)；其次步，記錄發(fā)光強(qiáng)度并計(jì)算ATP的含量；第三步，測算細(xì)菌數(shù)量。①熒光素接受ATP供應(yīng)的能量后被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并發(fā)出熒光。②依據(jù)發(fā)光強(qiáng)度可以計(jì)算誕生物組織中ATP的含量，緣由是發(fā)光強(qiáng)度與ATP的含量呈________(填“正相關(guān)”或“負(fù)相關(guān)”)。③依據(jù)ATP的含量進(jìn)而測算出細(xì)菌數(shù)量的依據(jù)是每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中，ATP的含量_________________________________________________________。[解析](1)ATP的中文名稱是腺苷三磷酸，結(jié)構(gòu)簡式為A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表磷酐鍵，水解時(shí)遠(yuǎn)離A的磷酐鍵先斷裂，為生命活動(dòng)供應(yīng)能量。ATP的合成一般與放能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)，ATP的水解一般與需能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)。(2)ATP是通過基團(tuán)轉(zhuǎn)移而不是簡潔的水解供應(yīng)能量的，ATP轉(zhuǎn)移的是一個(gè)磷?；?－POeq\o\al(2－,3))，而不是磷酸基(－OPOeq\o\al(2－,3))。(3)細(xì)胞中ATP的主要來源有光合作用和細(xì)胞呼吸；動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場全部細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，植物葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場全部細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，原核細(xì)胞中合成ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，可見細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是活細(xì)胞產(chǎn)生ATP的共同場所。(4)②由題意可知，氧化熒光素發(fā)出熒光，而氧化熒光素的形成須要ATP供應(yīng)能量，因此發(fā)光強(qiáng)度與ATP的含量呈正相關(guān)，進(jìn)而可以依據(jù)發(fā)光強(qiáng)度計(jì)算誕生物組織中ATP的含量。③每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中，ATP的含量大致相同且相對穩(wěn)定，故可依據(jù)ATP的含量測算出細(xì)菌數(shù)量。[答案](1)腺苷三磷酸水解(2)基團(tuán)轉(zhuǎn)移磷酰基(－POeq\o\al(2－,3))磷酸基(－OPOeq\o\al(2－,3))(3)光合作用和細(xì)胞呼吸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(4)②正相關(guān)③大致相同且相對穩(wěn)定(相對穩(wěn)定)題組二ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化6．(多選)下列有關(guān)酶和ATP的敘述，正確的是()A．絕大多數(shù)酶合成的場所是核糖體B．葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞時(shí)會(huì)使胞內(nèi)ADP的含量增加C．ATP的合成確定須要酶，酶的催化作用都須要ATP供能D．哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞產(chǎn)生ATP不消耗氧氣ABD[大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，因此絕大多數(shù)酶合成的場所是核糖體，部分酶的合成場所是細(xì)胞核，A正確；葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，須要消耗能量，因此會(huì)使胞內(nèi)ADP的含量增加，B正確；ATP在合成時(shí)確定須要酶的催化，但酶發(fā)揮催化作用時(shí)不確定須要ATP供能，C錯(cuò)誤；哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞無線粒體，只能通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，D正確。]7．人在激烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，每分鐘約有1.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的供能機(jī)制是生物界的共性B．細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)C．ATP水解時(shí)，轉(zhuǎn)移的基團(tuán)是一個(gè)磷?；?－POeq\o\al(2－,3))D．活細(xì)胞中，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地進(jìn)行B[ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制在全部生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性，A正確；在ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，物質(zhì)是可逆的，能量是不行逆的，因此反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，B錯(cuò)誤；ATP水解時(shí)，轉(zhuǎn)移的基團(tuán)是一個(gè)磷?；?－POeq\o\al(2－,3))，而不是磷酸基(－OPOeq\o\al(2－,3))，C正確；活細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中，D正確。]8．ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的能量貨幣，下列關(guān)于ATP的敘述中，不正確的是()A．ATP在細(xì)胞內(nèi)須要量很大，但是含量很少B．全部生物的細(xì)胞合成ATP所須要的能量都來自細(xì)胞呼吸C．細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，能避開能量的奢侈D(zhuǎn)．相同質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解合成的ATP比糖類徹底氧化分解合成的ATP多B[ATP是細(xì)胞的干脆能源物質(zhì)，ATP在細(xì)胞內(nèi)須要量很大，但是含量很少，A選項(xiàng)正確；細(xì)胞內(nèi)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，既能剛好且持續(xù)地為生命活動(dòng)供應(yīng)能量，又能避開能量的奢侈，C選項(xiàng)正確；脂肪含H的比例高于糖類，相同質(zhì)量的脂肪徹底氧化分解產(chǎn)生的能量比相同質(zhì)量的糖類高，因此合成的ATP多，D選項(xiàng)正確。]9．ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的能量貨幣，下圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法不正確的是()A．ATP是生命活動(dòng)的干脆能源物質(zhì)，圖1中的A代表腺苷B．圖2中進(jìn)行過程①時(shí)，圖1中的c鍵斷裂，通過基團(tuán)轉(zhuǎn)移供應(yīng)能量C．圖2中的①②若表示某種物質(zhì)，則①②能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能D．綠色植物葉肉細(xì)胞中，圖2中過程②可以發(fā)生在線粒體、葉綠體以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中A[ATP是生命活動(dòng)的干脆能源物質(zhì)，圖1中的A代表腺嘌呤，A錯(cuò)誤；圖2中的過程①表示ATP水解，ATP水解時(shí)，圖1中磷酐鍵c斷裂并釋放能量，B正確；圖2中的①②若表示某種物質(zhì)，則①②分別表示ATP水解酶、ATP合成酶，①②兩種酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，C正確；圖2中的過程②表示ATP的合成，其合成途徑有光合作用與細(xì)胞呼吸，因此在綠色植物葉肉細(xì)胞中，圖2中的過程②可以發(fā)生在線粒體、葉綠體以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，D正確。]10．如圖是有關(guān)ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的主要來源示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)1分子ATP中含有________個(gè)特別的化學(xué)鍵。(2)圖中的a、b代表的生理過程分別是__________、__________。(3)若動(dòng)物和人產(chǎn)生的能量可以用于c，則c指_____。(4)在動(dòng)物肌細(xì)胞中，進(jìn)行②反應(yīng)時(shí)，釋放的能量來自____________________________________________________________________。(5)進(jìn)行①②反應(yīng)時(shí)所須要的酶________(填“相同”或“不同”)，緣由是___________________________________________________________________。(6)進(jìn)行①反應(yīng)時(shí)能量用于________，進(jìn)行②反應(yīng)時(shí)能量用于________________，由此可見在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化中能量是________，物質(zhì)是________。[解析](1)每個(gè)ATP分子中三個(gè)磷酸基團(tuán)之間形成了2個(gè)磷酐鍵。(2)圖中a表示動(dòng)植物都能進(jìn)行的產(chǎn)能過程即細(xì)胞呼吸，綠色植物還能通過光合作用產(chǎn)能，所以b為光合作用。(3)ATP水解產(chǎn)生的能量用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，即c。(4)動(dòng)物肌細(xì)胞中，②過程產(chǎn)生的能量來自ATP末端磷酐鍵中的化學(xué)能。(5)反應(yīng)①②中酶是不同的，因?yàn)樗莾蓚€(gè)不同的反應(yīng)且酶具專一性，而且其作用的場所不同。(6)①反應(yīng)為ATP的合成反應(yīng)，其能量儲存在ATP中。②反應(yīng)為ATP的水解反應(yīng)，釋放的能量用于生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)。在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化中，物質(zhì)是可逆的，但能量不行逆。[答案](1)2(2)細(xì)胞呼吸光合作用(3)絕大多數(shù)生命活動(dòng)(4)末端磷酐鍵中的化學(xué)能(5)不同①和②是兩個(gè)不同的反應(yīng)，而酶具有專一性(6)合成ATP絕大多數(shù)生命活動(dòng)不行逆的可逆的11．下列有關(guān)ATP的敘述，不正確的是()A．綠色植物體內(nèi)合成的ATP可來自光合作用、細(xì)胞呼吸B．ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過程中須要酶的參加C．ATP的組成中與脂肪酶相同的元素只有C、H、OD．正常細(xì)胞中ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化處于動(dòng)態(tài)平衡C[綠色植物細(xì)胞既能進(jìn)行光合作用，又能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，合成的ATP來自光合作用和細(xì)胞呼吸，A項(xiàng)正確；ATP轉(zhuǎn)化成ADP的過程中須要ATP水解酶的參加，B項(xiàng)正確；ATP的組成元素是C、H、O、N、P，脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，主要組成元素是C、H、O、N，所以二者的組成中相同的元素是C、H、O、N，C項(xiàng)錯(cuò)誤；正常細(xì)胞中ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生，并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的，D項(xiàng)正確。]12．下列有關(guān)反應(yīng)式“ATPADP＋Pi＋能量”的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．肺泡內(nèi)的氣體交換時(shí)，不伴隨①過程的進(jìn)行B．該反應(yīng)中物質(zhì)是可逆的，能量是不行逆的C．①②反應(yīng)在活細(xì)胞中循環(huán)進(jìn)行保證了生命活動(dòng)的順當(dāng)進(jìn)行D．細(xì)胞中全部ATP均來自細(xì)胞呼吸D[肺泡內(nèi)的氣體交換是指O2和CO2進(jìn)出細(xì)胞，是通過簡潔擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的，而簡潔擴(kuò)散不消耗能量；在ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，物質(zhì)是可逆的，但能量來源不同，是不行逆的；生命活動(dòng)須要能量，能量通過ATP分子在放能反應(yīng)①和需能反應(yīng)②之間流通，保證了生命活動(dòng)的順當(dāng)進(jìn)行；對于動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞中的ATP均來自細(xì)胞呼吸，但對于綠色植物細(xì)胞，ATP的形成除來自細(xì)胞呼吸外，還來自光合作用。]13．鈣泵是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中廣泛分布的一種離子泵(載體蛋白)，也稱Ca2＋-ATP酶，它能催化質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的ATP水解，釋放出能量，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的Ca2＋泵出細(xì)胞。下列相關(guān)敘述不正確的是()A．鈣泵屬于ATP水解酶B．Ca2＋通過鈣泵轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞的方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸C．ATP水說明放的磷酸基團(tuán)可能會(huì)使鈣泵的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變D．加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)提高鈣泵運(yùn)輸Ca2＋的速率D[由題干信息可知，鈣泵能催化質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的ATP水解，釋放出能量，故其屬于ATP水解酶，A正確；Ca2＋通過鈣泵轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞須要消耗ATP釋放的能量，故其運(yùn)輸方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸，B正確；ATP水說明放的磷酸基團(tuán)會(huì)使鈣泵磷酸化，從而導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C正確；蛋白質(zhì)變性劑會(huì)使載體蛋白變性失活，加入后會(huì)使鈣泵運(yùn)輸Ca2＋的速率降低，D錯(cuò)誤。]14．下圖1為ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，圖2為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．圖1中的A為腺嘌呤，B為腺苷B．圖1中的化學(xué)鍵①在圖2中很簡潔形成或斷裂C．圖2中過程Ⅱ所需的能量都來自于細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解D．圖2中催化過程Ⅰ和過程Ⅱ的酶確定不是同一種酶D[圖1中的A為腺苷，B為腺嘌呤核糖核苷酸，A錯(cuò)誤；圖1中的磷酐②在圖2中很簡潔形成或斷裂，B錯(cuò)誤；圖2中過程Ⅱ所需的能量可以來自于細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解，也可以來自于光能，C錯(cuò)誤；ATP和ADP轉(zhuǎn)化過程中酶不同：酶Ⅰ是水解酶，酶Ⅱ是合成酶，D正確。]15．為探究ATP的生理作用，科學(xué)工作者做了如下試驗(yàn)：步驟一：剪下長約1cm、寬約0.5cm的一小條簇新的蛙腓腸肌，放在盛有質(zhì)量濃度為0.65g·dL－1的NaCl溶液(濃度與蛙細(xì)胞外液的濃度相當(dāng))的培育皿中。步驟二：在載玻片的中心滴2滴質(zhì)量濃度為0.65g·dL－1的NaCl溶液，用玻璃分針挑取該腓腸肌，放在載玻片上的NaCl溶液中，并且使肌肉呈直線狀。步驟三：將載玻片放在坐標(biāo)紙上，測量并記錄肌肉的長度。用銅鋅叉間歇刺激肌肉，直到肌肉疲憊不能收縮為止。步驟四：向剛丟失收縮功能的肌肉上滴1滴某種溶液，用銅鋅叉刺激肌肉2～3次，測量并記錄其長度。測量結(jié)果為肌肉長度不變。步驟五：用吸水紙吸去肌肉上的溶液，再向肌肉上滴1滴另一種溶液，用銅鋅叉刺激肌肉2～3次，測量并記錄其長度。測量結(jié)果為肌肉長度變短。請分析回答下列問題：(1)步驟二中，滴加NaCl溶液的目的是________________________________________________________________________。(2)步驟三中，用銅鋅叉間歇刺激肌肉，直到肌肉不能收縮為止，是為了_____________________________________________________________________。(3)步驟四、步驟五中所滴加的溶液，分別是ATP溶液和葡萄糖溶液中的哪一種？____________________________________________________________。假如將步驟四和步驟五中運(yùn)用的溶液對調(diào)，則會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)開______