第2节 细胞的能量通货ATP.docx
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第2节细胞的能量通货ATP
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
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知识点
题号
1.ATP的组成、结构及特点
1,2,9
2.ATP和ADP的相互转化
8,13
3.ATP的功能与利用
4,5,10,11,14
4.综合考查
3,6,7,12,15
A级 合格性水平训练
1.下面关于生物体内ATP的叙述,正确的是（ B ）
A.ATP中含有三个高能磷酸键
B.ATP可以直接为生命活动提供能量
C.ATP化学性质很稳定
D.ATP在细胞中含量很多
解析:
ATP中含有两个高能磷酸键;ATP的化学性质很不稳定,很容易水解和重新合成;ATP在细胞中含量很少,但是转化非常迅速。
2.ATP分子在细胞内能够储存能量、释放能量,从结构上看,原因是（ C ）
①腺苷很容易吸收能量和释放能量
②三个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合
③远离腺苷A的磷酸基团很容易从ATP上脱离,使ATP转变成ADP
④ADP可以迅速与磷酸结合,吸收能量形成高能磷酸键,使ADP转变成ATP
A.①③B.②④C.③④D.①④
解析:
ATP分子很活跃,其中远离腺苷A的磷酸基团很容易从ATP上脱离,使ATP转变成ADP,并释放能量;ADP也可以迅速与磷酸结合,吸收能量形成高能磷酸键,使ADP转变成ATP,并储存能量。
3.下列关于ATP→ADP+Pi+能量的反应的叙述中,不正确的是（ B ）
A.上述过程存在着能量的释放
B.所有生物体内ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用
C.这一反应无休止地在活细胞中进行
D.这一过程保证了生命活动的顺利进行
解析:
生物体内合成ATP的途径,对于动物来说,主要来自呼吸作用;对于绿色植物,除了来自呼吸作用外,还可来自光合作用,所以合成ATP所需能量还可来自光能转化。
4.下列生理过程中,细胞内能形成ADP的是（ D ）
A.水分子进入根毛细胞
B.肺泡中的氧气进入血液
C.肠道中甘油进入小肠绒毛上皮细胞
D.胰腺细胞分泌胰岛素
解析:
水分子进入根毛细胞、肺泡中的氧气进入血液、肠道中甘油进入小肠绒毛上皮细胞,均通过自由扩散方式,不需要消耗ATP;胰腺细胞通过胞吐分泌胰岛素,需要消耗ATP。
5.下列有关ATP的叙述错误的是（ B ）
A.ATP是细胞吸能反应与放能反应的纽带
B.ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成
C.ATP中连接两个磷酸基团之间的磷酸键比较不稳定
D.ATP水解反应所释放的能量可用于另一吸能反应
解析:
ATP由3个磷酸基团和1个腺苷构成。
6.下列有关ATP的叙述不正确的是（ C ）
A.绿色植物体内合成的ATP可来自光合作用、呼吸作用
B.ATP转化成ADP的过程中需要酶的参与
C.ATP的组成中与脂肪酶相同的元素只有C、H、O
D.正常细胞中ATP与ADP之间的转化处于动态平衡
解析:
绿色植物细胞既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,合成的ATP来自光合作用和呼吸作用,A项正确;ATP转化成ADP的过程中需要ATP水解酶的参与,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。
7.ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。
关于ATP的叙述,错误的是（ D ）
A.ATP水解释放的能量可用于各项生命活动
B.ATP可为肌肉收缩、大脑思考、物质运输提供能量
C.ATP水解时,释放出的能量来源于高能磷酸键断裂
D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸基团组成
解析:
ATP水解释放的能量可用于各项生命活动;ATP作为直接能源物质,可为肌肉收缩、大脑思考、物质运输提供能量;ATP中高能磷酸键水解可释放能量,用于各种生命活动;ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。
8.下图1为ATP的结构简图,图2为ATP与ADP相互转化的关系式。
下列说法错误的是（ A ）
A.图1中字母A代表的是腺苷,b、c为高能磷酸键
B.图2中反应向右进行时,图1中的c键断裂并释放能量
C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性
D.图2中酶1和酶2代表的酶一定不是同一种酶
解析:
图1中字母A代表的是腺嘌呤;图2中反应向右进行时为ATP的水解,远离腺苷的高能磷酸键（c处键）断裂并释放能量;ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性;图2中,酶1是水解ATP的酶,酶2是合成ATP的酶,种类不同,一定不是同一种酶。
9.下图是ATP在不同酶的催化下的反应过程,请回答下列问题:
（1）ATP的全名称是 ,含 个高能磷酸键。
（2）ATP含有的元素为 。
（3）酶1、酶2和酶3催化的反应中能量释放最少的是 。
（4）人体细胞中的ATP的能量来自 。
解析:
从题图中提取有效信息准确定位甲~丁的名称（依次为ADP、腺嘌呤核糖核苷酸、腺苷、磷酸基团）,进而进行相关问题的解答。
酶1和酶2催化的都是高能磷酸键水解,而酶3催化的是普通化学键水解,因此酶1、酶2和酶3催化的反应中能量释放最少的是酶3。
答案:
（1）三磷酸腺苷 2
（2）C、H、O、N、P （3）酶3 （4）有机物的氧化分解（或细胞呼吸）
B级 等级性水平训练
10.ATP是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述中,不正确的是（ C ）
A.ATP可以水解,为细胞提供能量,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
C.在ADP与ATP相互转化的过程中,能量的来源都是光合作用
D.主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质都是ATP
解析:
ADP转化成ATP,能量的来源是光合作用与呼吸作用。
11.如图所示为ATP来源及部分用途,下列相关叙述,正确的是（ B ）
A.图中①可表示光合作用,该过程产生的ATP可用于发光发电
B.图中酶1与酶2是两种不同的酶,两者均具有专一性
C.图中②所示分子也是组成RNA的原料之一,即腺嘌呤核糖核苷酸
D.若图中③指的是物质进出细胞方式,则该方式一定为主动运输
解析:
合成ATP所需的能量来源可以是通过呼吸作用分解有机物释放,也可以是光合作用中吸收的光能转化,所以图中①可表示光合作用,光合作用产生的ATP只能用于光合作用的暗反应;图中酶1是合成ATP的酶,酶2是水解ATP的酶,由于酶具有专一性,两种酶是不同的;图中②为ADP,由两个磷酸、1个腺嘌呤和1个核糖组成不能作为组成RNA的原料;物质进出细胞方式除主动运输需要消耗ATP外,胞吞和胞吐也要ATP水解供能。
12.如图ATP（甲）是生命活动的直接能源物质,下列叙述正确的是（ D ）
A.在主动运输过程中,乙的含量会显著增加
B.甲→乙和丙→乙过程,起催化作用的酶空间结构相同
C.丙中不含磷酸键,是RNA的基本组成单位之一
D.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成
解析:
生物体内ATP与ADP的含量比较少,且处于动态平衡;甲→乙过程是水解酶起作用,而丙→乙过程是合成酶起作用,酶的种类不同,空间结构不相同;丙中含有一个普通磷酸键;ATP合成时要消耗磷酸（戊）。
13.细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP之间的关系式来表示,称为能荷,公式如下:
能荷=
其中AMP为一磷酸腺苷。
能荷对代谢起着重要的调节作用,高能荷时,ATP生成过程被抑制,而ATP的利用过程被激发;低能荷时,其效应相反。
下列说法不正确的是（ C ）
A.根据能荷的公式组成,推测一般情况下细胞能荷数值小于1
B.细胞中ATP、ADP和AMP之间可以相互转化
C.细胞在吸收Mg2+时,能荷较低
D.能荷及其调节是生物界的共性
解析:
根据能荷公式的组成,当细胞内所有的腺苷（酸）充分磷酸化为ATP时,荷数值为1,当细胞内有腺苷（酸）去磷化为AMP时,能荷值为零,据此推测能荷数值的变动范围0~1之间;细胞中ATP、ADP和AMP之间可以相互转化;已知高能荷时,ATP生成过程被抑制,而ATP的利用过程被激发,细胞在吸收Mg2+时消耗ATP,所以能荷较高;细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性,所以能荷及其调节是生物界的共性。
14.请回答下列有关ATP的问题。
（1）人的骨骼肌细胞中,ATP含量仅够剧烈运动时3s以内的能量供给。
运动员参加短跑比赛过程中,肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化如下图所示。
图中A→B的变化过程,说明ATP被水解,释放的能量用于 ;B→C过程中,ATP含量增加说明 增强,从而促进ADP形成ATP,以弥补细胞中ATP含量的不足;从整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明 。
（2）纯净的ATP呈白色粉末状,能够溶于水,作为一种药物常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、心肌炎等疾病。
ATP片剂可以口服,注射液可供肌肉注射或静脉滴注。
据此,你认为在人体消化道中 （填“存在”或“不存在”）ATP水解酶;ATP的药用效果是 。
（3）某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼产生收缩这一现象,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①实验中,必须待离体肌肉自身的 消耗之后,才能进行实验。
②在程序上,采取自身前后对照的方法:
先滴加 （填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”）,观察 与否以后,再滴加 （填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”）。
③如果将上述实验顺序颠倒,实验结果是否可靠,并说明原因:
。
解析:
（1）图中A→B的过程中,ATP被水解,释放的能量用于肌肉收缩等生命活动;B→C过程中,通过细胞呼吸生成ATP,使ATP含量增加。
ATP水解和生成同时进行,所以肌细胞中ATP的含量不会降为零。
（2）ATP片剂可以口服,说明在人体消化道中不存在ATP水解酶,否则口服后会被水解而不能发挥作用;ATP可以直接为生命活动提供能量。
（3）实验中,必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后,才能进行实验。
在程序上,采取自身前后对照的方法:
先滴加葡萄糖溶液,观察肌肉是否收缩,再滴加ATP溶液;如果将上述实验顺序颠倒,可能会有外源ATP尚未耗尽,滴加葡萄糖溶液肌肉也会有收缩的现象,不能得出ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
答案:
（1）肌肉收缩等生命活动 呼吸作用 ATP的生成和分解是同时进行的
（2）不存在 直接为生命活动提供能量
（3）①ATP ②葡萄糖溶液 肌肉收缩 ATP溶液 ③不可靠;如果外源ATP尚未耗尽,会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象,造成葡萄糖也能为肌肉直接提供能量的假象
15.经研究证实ATP是细胞的能量“通货”。
请分析回答问题。
（1）ATP分子结构简式是 。
研究发现,正常成年人安静状态下24h有40kgATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10mmol/L,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是 。
（2）细胞中的ATP在有关酶的作用下,3个磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是 。
（3）为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24h,然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验后,所得数据如下表所示:
实验组
编号
X物质的浓度/
（mg·mL-1）
细胞内ATP浓度/
（mmol·mL-1）
细胞
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该实验的因变量是 。
②实验数据表明,该实验的因变量之间有何联系?
。
③若用混有浓度为2mg·mL-1的X物质的饲料饲喂大鼠,其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是 （写出两条）。
解析:
（1）ATP分子结构简式是A—P~P~P。
细胞中的ATP的含量非常少,但是ATP与ADP的相互转化非常迅速,所以能满足细胞对能量的需要。
（2）ATP全称叫三磷酸腺苷,全部磷酸基团脱落,得到的结构为腺苷。
（3）①由“研究X物质对动物细胞的影响”和“测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率”可知该实验的自变量是X物质的浓度,因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。
②由实验数据可知,细胞内ATP的浓度下降,能量供应减少,使细胞死亡率增加。
③由题目信息可知,2mg·mL-1的物质X,会降低细胞内ATP的浓度,因此若用混有浓度为2mg·mL-1的X物质的饲料饲喂大鼠,其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是X物质阻碍消化酶的合成和分泌,影响消化;阻碍主动运输,影响营养物质的吸收。
答案:
（1）A—P~P~P ATP与ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率
②细胞内ATP的浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加
③X物质阻碍消化酶的合成和分泌,影响消化;X物质妨碍主动运输,影响营养物质的吸收
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