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2019-2020年高中生物 第三章 第11課時 細胞與能量課時作業(yè)（含解析）浙科版必修1 目標導(dǎo)航　1.說出生物體內(nèi)或細胞中發(fā)生的各種能量形式的相互轉(zhuǎn)變。2.舉例說明細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。3.簡述ATP的化學(xué)組成和特點并解釋ATP在能量代謝中的作用。 一、能量的轉(zhuǎn)化 1．細胞內(nèi)最主要的能量形式是__________。 2．能量既不會被消滅，也不能被________。生物體內(nèi)或細胞中發(fā)生的只是________________的相互轉(zhuǎn)變。 3．生物體和細胞是開放系統(tǒng)，不斷地與外界進行________________的交換。 4．細胞中有序狀態(tài)的維持需要________。 二、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng) 1．吸能反應(yīng)：產(chǎn)物分子中的勢能比反應(yīng)物分子中的勢能________。 2．放能反應(yīng)：產(chǎn)物分子中的勢能比反應(yīng)物分子中的勢能________。 3．所有細胞中最重要的放能反應(yīng)是________________，也稱為________________。 4．放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)之間的紐帶是________。 三、ATP是細胞中的能量通貨 1．ATP的結(jié)構(gòu)組成：一個________、一個____________和三個________基團。 2．分子簡式：________，其中A代表__________，P代表________________，～代表________________，A由________和____________組成，后者是一種________________。 3．水解反應(yīng) (1)過程：ATP水解時形成________，釋放一個________________，同時釋放________。 (2)意義：釋放的能量用于________________及各項生命活動。 (3)特點：ATP易于________，是細胞中的________載體，又稱為細胞中的________________。 (4)ATP—ADP循環(huán)表達式：________________。 知識點一　能量的轉(zhuǎn)化、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng) 1．以下所列的能量的各種類型，哪項不屬于由細胞中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來 (　　) A．螢火蟲發(fā)光 B．人將重物提起 C．人的腦電波 D．光合作用合成的有機物中的能量 2．以下屬于放能反應(yīng)的是 (　　) A．光合作用 B．化能合成作用 C．細胞呼吸 D．氨基酸合成蛋白質(zhì) 知識點二　ATP是細胞中的能量通貨 3．根據(jù)反應(yīng)式，以下說法中正確的是 (　　) A．物質(zhì)和能量都是可逆的 B．物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的 C．物質(zhì)是不可逆的，能量是可逆的 D．兩者均不可逆 4．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個小試管中，各加入少量的水，使之混合，可見到試管中發(fā)出淡黃色熒光，約過15 min熒光消失。這時，再將ATP溶液加入其中一個試管中，將葡萄糖溶液加入另一個試管中，可觀察到加ATP溶液的試管中有熒光出現(xiàn)，而加葡萄糖溶液的試管中沒有熒光出現(xiàn)(如下圖)。 (1)干燥后研成粉末狀的物質(zhì)含有________。 (2)兩個試管最后的實驗現(xiàn)象說明___________________________________________。 (3)寫出螢火蟲發(fā)光過程中能量的轉(zhuǎn)化形式________________________________。 基礎(chǔ)落實 1．關(guān)于細胞中的能量的說法，不正確的是 (　　) A．細胞中的能量主要以化學(xué)能的形式存在 B．細胞中的能量可以相互轉(zhuǎn)化 C．細胞中的物質(zhì)被氧化時釋放出的化學(xué)能會逐漸消失 D．細胞的有序狀態(tài)需要利用能量維持 2．關(guān)于吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的敘述，正確的是 (　　) A．吸能反應(yīng)產(chǎn)物分子中的勢能比反應(yīng)物分子中的勢能高 B．光合作用是植物細胞中唯一的吸能反應(yīng) C．細胞呼吸是吸能反應(yīng) D．吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)完全獨立 3．下列對于細胞與周圍環(huán)境的關(guān)系的敘述中，正確的是 (　　) A．細胞與周圍環(huán)境只有物質(zhì)的交換 B．細胞與周圍環(huán)境只有能量的交換 C．細胞與周圍環(huán)境有物質(zhì)與能量的交換 D．細胞為一封閉的生命系統(tǒng) 4．ADP轉(zhuǎn)化為ATP需要 (　　) A．Pi、酶、腺苷和能量 B．Pi、能量 C．能量、腺苷和酶 D．Pi、能量和酶 5．高等植物體內(nèi)產(chǎn)生ATP的生理過程有 (　　) A．光合作用，主動轉(zhuǎn)運 B．細胞呼吸，蒸騰作用 C．細胞呼吸，滲透作用 D．光合作用，細胞呼吸 6．分析未進食的白鼠細胞內(nèi)ADP與ATP的含量比，若發(fā)現(xiàn)ADP的含量偏高時 (　　) A．表示此細胞能量充足 B．表示此細胞內(nèi)葡萄糖多被用以合成糖元 C．表示此細胞內(nèi)的葡萄糖氧化分解將加快 D．表示此細胞缺少能量 7．ATP轉(zhuǎn)化為ADP可表示如下： 式中X代表 (　　) A．H2O B．O2 C．磷脂 D．磷酸 能力提升 8．細胞呼吸是放能反應(yīng)，光合作用是吸能反應(yīng)，下列敘述中錯誤的是 (　　) A．光合作用的反應(yīng)物(二氧化碳和水)含能較少 B．光合作用的產(chǎn)物(糖)含能較多 C．細胞呼吸的反應(yīng)物(糖)含能較少 D．細胞呼吸的產(chǎn)物(二氧化碳和水)含能較少 9．以下是有關(guān)生物體內(nèi)ATP的敘述，其中正確的一項是 (　　) A．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化，在活細胞中其循環(huán)是不斷進行的 B．ATP與ADP是同一種物質(zhì)的兩種形態(tài) C．生物體內(nèi)的ATP含量很多，從而保證了生命活動所需能量的持續(xù)供應(yīng) D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，使生物體內(nèi)各項化學(xué)反應(yīng)能在常溫常壓下快速順利地進行 10．下列能使ADP含量增加的是 (　　) A．萎蔫的菜葉放在清水中 B．葡萄糖＋果糖→蔗糖 C．水分從葉片氣孔中散發(fā) D．甘油被吸收進入小腸絨毛內(nèi)毛細淋巴管中 11．下面關(guān)于ATP的敘述錯誤的是 (　　) A．細胞質(zhì)和細胞核中都有ATP的分布 B．ATP合成所需的能量由磷酸提供 C．ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸 D．正常細胞中ATP與ADP的比值在一定范圍內(nèi)變化 12.如圖表示的是ATP和ADP之間的轉(zhuǎn)化，可以確定 (　　) A．A為ADP，B為ATP B．能量1和能量2來源相同 C．酶1和酶2是同一種酶 D．X1和X2是同一種物質(zhì) 13．對“ATPADP＋Pi＋能量”的敘述中，正確的一項是 (　　) A．反應(yīng)向左進行和向右進行時所需的酶都是一樣的 B．反應(yīng)向右進行時釋放能量，向左進行時儲存能量 C．整個反應(yīng)是一個動態(tài)平衡的過程 D．植物細胞和動物細胞發(fā)生這個反應(yīng)的生理過程完全一樣 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 綜合拓展 14．如圖是有關(guān)ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源示意圖，據(jù)圖完成下列問題： (1)1分子ATP中含有______個高能磷酸鍵。 (2)圖中的a、b分別代表__________、__________。 (3)c指____________。 (4)在動物肌細胞中，進行②反應(yīng)時，能量來自_________________________________。 (5)①②反應(yīng)進行時所需要的酶一樣嗎？為什么？ ________________________________________________________________________。 (6)進行①反應(yīng)時能量用于____________，進行②反應(yīng)時能量用于________________，由此可見能量是______________，物質(zhì)是____________。 答案 知識清單 一、1.化學(xué)能　2.創(chuàng)造　能量形式　3.物質(zhì)和能量 4．能量 二、1.高　2.低　3.糖的氧化　細胞呼吸　4.ATP 三、1.核糖　腺嘌呤　磷酸　2.A—P～P～P　腺苷　磷酸基團　高能磷酸鍵　核糖　腺嘌呤　含氮堿基 3．(1)ADP　磷酸基團　能量　(2)吸能反應(yīng)　(3)再生 能量　 “能量通貨”　(4)ATP ADP＋Pi＋能量 對點訓(xùn)練 1．D　[螢火蟲發(fā)光是由有機物中的化學(xué)能釋放出來轉(zhuǎn)變成的光能。人提起重物是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成肌肉收縮的機械能。人的腦電波是由儀器測到的人腦所發(fā)出的電能。光合作用是把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存在有機物中。] 2．C　[光合作用與化能合成作用一樣，因其產(chǎn)物C6H12O6的勢能比反應(yīng)物(二氧化碳和水)要高，為吸能反應(yīng)；氨基酸的勢能要比大分子的蛋白質(zhì)低，所以也是吸能反應(yīng)；而C項中，因反應(yīng)物糖的勢能要比產(chǎn)物二氧化碳和水的高，為放能反應(yīng)。] 知識鏈接　吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的關(guān)系 細胞中有許多吸能反應(yīng)，它們所需的能量來自于細胞中的放能反應(yīng)。那么細胞中放能反應(yīng)所產(chǎn)生的能量是怎樣被吸能反應(yīng)利用的呢？兩者之間的紐帶就是ATP。 如：硝化細菌的化能合成作用： ①2NH3＋3O22HNO2＋2H2O＋能量 ②2HNO2＋O22HNO3＋能量 ③6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2 其中：①②為放能反應(yīng)，③為吸能反應(yīng)，而③的完成需①②提供能量。 方法點撥?、倬G色植物含葉綠體的細胞所進行的光合作用為吸能反應(yīng)，所需能量來自太陽光；②是不是放能反應(yīng)所釋放的能量可直接被吸能反應(yīng)所利用呢？回答是否定的。因為這中間還必須以ATP作為媒介才能完成。 3．B　[此題考查的是ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化，屬于應(yīng)用層次。上述反應(yīng)式中，當反應(yīng)向右進行時，屬于水解反應(yīng)，酶為水解酶，釋放的能量被生命活動消耗掉；當反應(yīng)向左進行時，屬于合成反應(yīng)，酶為合成酶，能量不再是原來的能量。所以在此能量是不可逆的，但物質(zhì)是可逆的。] 方法點撥　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng) 反應(yīng)式 ATP→ADP＋Pi＋能量 Pi＋ADP＋能量→ATP 類型 水解反應(yīng) 合成反應(yīng) 條件 水解酶 合成酶 場所 細胞膜、葉綠體 基質(zhì)、細胞核等 細胞溶膠、線粒體、 葉綠體的類囊體膜 能量轉(zhuǎn)化 放能 貯能 能量去向 各種生命活動消耗 儲存于ATP中 綜上所述，對反應(yīng)式“ATP ADP＋Pi＋能量”在生物體內(nèi)的過程可判斷為“物 質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，且酶也是不相同的”。 4．(1)ATP　(2)螢火蟲的熒光是由ATP釋放的能量轉(zhuǎn)化而成的　(3)ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成光能 解析　ATP是生物體內(nèi)的直接能源物質(zhì)，它釋放的能量可以直接轉(zhuǎn)化成光能、電能、機械能等。 知識鏈接　ATP中能量的轉(zhuǎn)化 ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于生物體的各項生命活動。這些形式主要有： (1)機械能。生物體內(nèi)的細胞以及細胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運動所消耗的能量就是機械能。例如，肌細胞的收縮、細胞分裂期間染色體的運動等。 (2)電能。生物體內(nèi)神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)和某些生物產(chǎn)生生物電，形成的就是電能。 (3)滲透能。細胞的主動轉(zhuǎn)運是逆濃度梯度進行的，消耗的能量也是來自ATP。 (4)化學(xué)能。在生物體的物質(zhì)代謝中，到處都需要ATP轉(zhuǎn)化的化學(xué)能。 (5)光能。目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機制還沒有完全弄清楚，但是已知道，用于發(fā)光的能量仍然直接來源于ATP。 歸納提升　生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié) (1)細胞中重要的能源物質(zhì)——葡萄糖； (2)植物細胞中貯存能量的物質(zhì)——淀粉； (3)動物細胞中貯存能量的物質(zhì)——糖元； (4)生物體內(nèi)貯存能量的物質(zhì)——油脂； (5)生物體進行各項生命活動的主要能源物質(zhì)——糖類； (6)生物體進行各項生命活動的直接能源物質(zhì)——ATP； (7)生物體進行各項生命活動的最終能源——太陽能。 課后作業(yè) 1．C　2.A 3．C　[細胞為一開放的生命系統(tǒng)，它與周圍的環(huán)境既有物質(zhì)的交換也有能量的交換。] 4．D 5．D　[高等動物體內(nèi)產(chǎn)生ATP的過程僅有細胞呼吸，而高等植物產(chǎn)生ATP的過程有光合作用和細胞呼吸。] 6．D　[由反應(yīng)式ATP ADP＋Pi＋能量可知，當體內(nèi)ADP含量偏高時，一定是ATP分解釋放能量用于生命活動，也就證明此時細胞內(nèi)缺少能量。所以A項可排除；B項中“葡萄糖多被用以合成糖元”是在能量過剩時，與題目相矛盾，也可排除。] 7．D　[兩者之間的相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式為：ATP ADP＋Pi＋能量。] 8．C　[光合作用是吸能反應(yīng)，因此其產(chǎn)物(糖)含能較多，反應(yīng)物(二氧化碳和水)含能較少。細胞呼吸是放能反應(yīng)，因此其反應(yīng)物(糖)含能較多，生成物(二氧化碳和水)含能較少。] 9．A　[活細胞中不停地進行代謝，所以ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化就會不斷地進行，ATP與ADP是兩種不同的物質(zhì)，并且ATP在生物體內(nèi)含量較低，之所以能滿足生命活動的需要就是因為ATP和ADP不斷的相互轉(zhuǎn)化，酶是能夠保障生物體各項生命活動在常溫常壓下快速順利地進行的必要條件。] 10．B　[ADP含量增加，是生命活動消耗ATP所導(dǎo)致的。水、甘油進出細胞屬物質(zhì)擴散，不消耗能量，而物質(zhì)的合成過程需要消耗ATP。] 11．B　[ATP是生物體生命活動的直接能源物質(zhì)，合成ATP時所需的能量主要來自細胞呼吸分解有機物所釋放的能量，另外還可來自光合作用。] 12．D　[本題考查對ATP和ADP之間相互轉(zhuǎn)化知識的理解和掌握。由圖中能量的方向可以看出，A為ATP，B為ADP；能量1來自ATP中高能磷酸鍵的水解所釋放的化學(xué)能，能量2在動物體內(nèi)來自有機物氧化分解釋放的化學(xué)能，在植物體內(nèi)除來自有機物氧化分解所釋放的化學(xué)能外，還可來自光能；酶1和酶2分別是水解酶和合成酶；X1和X2是同一種物質(zhì)Pi。] 13．B　[這是一道綜合分析ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的題目，有一定的難度，解題時應(yīng)從以下兩方面入手：(1)生物體進行的“ATPADP＋Pi＋能量”的過程和“ADP＋Pi＋能量ATP”的過程是兩個截然不同的生理過程，它們發(fā)生的位置、所需的酶是不同的；也正是因為兩個過程是在不同的場所、不同的酶作用下完成的，所以就不存在動態(tài)平衡問題，故A項、C項不對。(2)植物細胞可以通過光合作用產(chǎn)生ATP和消耗ATP，也可以通過細胞呼吸產(chǎn)生ATP，而動物細胞不能進行光合作用，所以D項不對。] 14．(1)2　(2)細胞呼吸　光合作用　(3)生命活動　(4)儲存在ATP中的高能磷酸鍵中的化學(xué)能　(5)不一樣，因為①和②是兩個不同的反應(yīng)，而酶具有專一性　(6)合成ATP　各項生命活動　不可逆的　可逆的 解析　本題主要考查ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用。注意從條件、場所、能量來源和去路分析，ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化是不可逆反應(yīng)。