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第1節(jié)　生命活動的直接能源——ATP 一、基礎(chǔ)鞏固 1.下面關(guān)于生物體內(nèi)ATP的敘述,正確的是(　　) A.ATP中含有三個高能磷酸鍵 B.ATP可以直接為生命活動提供能量 C.ATP化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定 D.ATP在細胞中含量很多 解析：ATP中含有兩個高能磷酸鍵; ATP化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,易水解并釋放出能量;ATP在細胞中含量低且保持相對穩(wěn)定。 答案：B 2.下列生理過程中,能生成ADP的是(　　) A.洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離 B.大麥根尖成熟區(qū)細胞的吸水 C.人體細胞從內(nèi)環(huán)境中吸收K+ D.樟樹葉片蒸騰失水 解析：能生成ADP的過程,即是消耗ATP的過程。A、B、D三項都不消耗ATP,只有C項屬于主動運輸,消耗ATP,即能生成ADP。 答案：C 3.ATP轉(zhuǎn)化為ADP可表示如下圖。圖示中X代表(　　) A.H2O B.[H] C.腺苷 D.Pi 解析：ATP失去一個磷酸基團(Pi)形成ADP,并釋放能量。 答案：D 4.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 解析：ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì),細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核中都有ATP的分布;ATP分子是由一個腺嘌呤、一個核糖和三個磷酸基團組成的,所以ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸;正常的細胞中,ATP和ADP時刻進行著相互轉(zhuǎn)化,所以ATP與ADP的比值在一定范圍內(nèi)變化;ATP合成時所需要的能量來自呼吸作用中分解有機物所釋放的能量和光合作用中光能轉(zhuǎn)化成的電能。 答案：B 5.下圖表示ATP和ADP之間的轉(zhuǎn)化,據(jù)圖可以確定 (　　) 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) 解析：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)還可來自光合作用吸收的太陽能;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。 答案：D 6.下列有關(guān)生物體ATP的敘述,正確的是(　　) A.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,在活細胞中是永無休止的 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、常壓下快速又順利地進行 解析：生命活動要消耗ATP,細胞不斷合成ATP,在活細胞中ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是永無休止的。ATP和ADP是兩種不同的物質(zhì)。細胞內(nèi)的ATP含量很少,但合成很快,以滿足生命活動對能量的需求。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化為生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)提供能量。酶具有催化作用,能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,從而保證生物體內(nèi)各項化學(xué)反應(yīng)能在常溫、常壓下快速又順利地進行。 答案：A 7.在某細胞培養(yǎng)液中加入32P標記的磷酸分子,短時間內(nèi)分離出細胞的ATP,發(fā)現(xiàn)其含量變化不大,但部分ATP的末端P已帶上放射性標記,該現(xiàn)象能夠說明(　　) ①ATP中遠離A的P容易脫離?、诓糠?2P標記的ATP是重新合成的?、跘TP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì) ④該過程中ATP既有合成又有分解 A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④ 解析：題干提供的信息不能說明ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)。 答案：C 8.下列對ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的敘述,正確的是 (　　) A.ATP水解與合成時所需要的酶是一樣的 B.ATP水解時釋放能量,合成ATP時貯存能量 C.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng) D.植物細胞和動物細胞發(fā)生ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的生理過程一樣 解析：生物體進行的“ATP→ADP+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)生的場所、所需要的酶是不同的,所以A項錯誤;因為兩個過程發(fā)生的場所、所需要的酶不同,所以不是可逆反應(yīng),所以C項錯誤;植物細胞可以通過光合作用產(chǎn)生ATP和消耗ATP,也可通過呼吸作用產(chǎn)生ATP,而動物細胞不能通過光合作用產(chǎn)生ATP,主要通過呼吸作用產(chǎn)生ATP,所以D項錯誤。 答案：B 9.一般情況下,生物體的貯能物質(zhì)、主要能源物質(zhì)、直接能源物質(zhì)依次是(　　) A.脂肪、糖類和ATP B.脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和ATP C.脂肪、糖類和ADP D.糖類、脂肪和ATP 解析：生物體內(nèi)的主要貯能物質(zhì)是脂肪,主要能源物質(zhì)是糖類,直接能源物質(zhì)是ATP。 答案：A 10.生物體內(nèi)能量代謝中ATP的合成和利用過程如下圖所示。以下說法不正確的是(　　) A.a過程和b過程分別表示呼吸作用和光合作用 B.①過程和②過程涉及的酶和場所相同 C.c表示ATP水解釋放的能量被生物體的各種生命活動所消耗 D.ATP在活細胞中的含量很少,但轉(zhuǎn)化速度很快 解析：①過程涉及的場所有胞質(zhì)溶膠、線粒體、葉綠體,②過程涉及的場所是細胞中的需能部位;兩個過程的酶也是不同的,①為合成酶,②為水解酶。 答案：B 11.下圖表示ATP水解產(chǎn)生ADP的過程。請回答下面的問題。 (1)圖中A表示　　　　,P代表　　　　　,ATP脫去2個磷酸基團后可作為　　　　　　(物質(zhì))基本結(jié)構(gòu)單位中的一種。 (2)圖中①為　　　　　　　　　,其中蘊藏著　　　　　　　　　。 (3)圖中②為　　　　　　　　　　　　　　　　　　的過程,其作用是　　　　　　　　　　　　　　。 解析：根據(jù)ATP的結(jié)構(gòu)簡式可知A代表腺苷、P是磷酸基,①是高能磷酸鍵,ATP去掉2個磷酸基團后就是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA基本結(jié)構(gòu)單位的一種。高能磷酸鍵的水解為生命活動提供能量。 答案：(1)腺苷　磷酸基　RNA　(2)高能磷酸鍵　大量化學(xué)能　(3)高能磷酸鍵水解釋放能量　為生命活動提供能量 12.人的骨骼肌細胞中,ATP含量僅夠劇烈運動時3 s以內(nèi)的能量供給。某運動員參加短跑比賽過程中ATP的相對含量隨時間的變化如圖所示,請據(jù)圖回答下面的問題。 (1)AB的變化過程,說明ATP被水解,釋放的能量用于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)BC過程中,ATP含量增加,說明　　　　　　　加強,釋放出更多的能量,供ADP合成ATP使用,以補充細胞中ATP的含量。 (3)從整個曲線來看,肌細胞中ATP的含量不會降為零,說明 　。 解析：ATP是生物體各項生命活動所需能量的直接來源,可為人體肌肉收縮直接提供能量。當ATP由于消耗而大量減少時,肌肉細胞的細胞呼吸加強,以合成ATP供細胞利用,正是由于ATP與ADP無休止地相互轉(zhuǎn)化,才使細胞內(nèi)的ATP不會用盡,以保證人體生命活動的順利進行。 答案：(1)肌肉收縮等生命活動　(2)細胞呼吸　(3)ATP 的形成和分解是同時進行的 13.為了探究肌肉收縮的直接能源是ATP還是葡萄糖,某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列實驗材料進行了相關(guān)的探究活動。請回答相關(guān)問題。 (1)提出問題:肌肉從ATP中還是從葡萄糖溶液中直接獲得能量? (2)作出假設(shè): ① 　　　　; ② 　　　　　　。 (3)實驗材料及用具:新鮮的骨骼肌標本、ATP溶液、葡萄糖溶液、蒸餾水、電極、滴管等。 (4)實驗步驟: ①選取三個新鮮的相同的骨骼肌標本,分別標記為A、B、C。 ②給A、B、C骨骼肌分別施加適宜的電刺激,直至骨骼肌不再收縮。 ③給A標本滴加適量的蒸餾水,給B標本滴加　　　　　　　　　　　　　　,給C標本滴加等量的葡萄糖溶液。 ④給A、B、C標本同時施加適宜的電刺激,觀察　　　　　　　　　　　　　　。 (5)預(yù)測結(jié)果及分析: ①如果C標本收縮,A、B標本不收縮,則說明　　　　　　　　　　　　　　。 ②如果B標本收縮,A、C標本不收縮,則說明　　　　　　　　　　　　　　。 (6)給骨骼肌施加兩次電刺激的目的是否相同?　　　。原因為　 　。 解析：(2)該實驗為探究實驗,假設(shè)就會有兩種情況:肌肉直接從ATP中獲得能量,或直接從葡萄糖溶液中獲得能量。(4)實驗體現(xiàn)了單一變量原則、對照原則和等量原則,實驗變量為對骨骼肌標本的不同處理:滴加等量的蒸餾水(對照)、ATP溶液和葡萄糖溶液(實驗)。(5)骨骼肌能否發(fā)生收縮反應(yīng)與直接能源物質(zhì)有關(guān),如果ATP是直接能源物質(zhì),滴加ATP溶液后骨骼肌就會收縮;如果葡萄糖是直接能源物質(zhì),滴加葡萄糖溶液后骨骼肌就會收縮。(6)實驗分析:第一次電刺激可以耗盡骨骼肌中的能量,使骨骼肌不再收縮,這體現(xiàn)了等量原則;第二次電刺激可以觀察到骨骼肌收縮現(xiàn)象。 答案：(2)肌肉收縮從ATP中直接獲得能量　肌肉收縮從葡萄糖溶液中直接獲得能量 (4)等量的ATP溶液　標本是否收縮 (5)①葡萄糖是直接能源物質(zhì)?、贏TP是直接能源物質(zhì) (6)不同　第一次電刺激目的是消耗完肌肉標本內(nèi)的ATP,第二次電刺激目的是觀察骨骼肌是否收縮