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1、
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(gè)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(xì)胞中含量很多
解析:ATP中含有兩個(gè)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(xì)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(xì)胞的質(zhì)壁分離
B.大麥根尖成熟區(qū)細(xì)胞的吸水
C.人體細(xì)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、
2、D三項(xiàng)都不消耗ATP,只有C項(xiàng)屬于主動運(yùn)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(gè)磷酸基團(tuán)(Pi)形成ADP,并釋放能量。
答案:D
4.下面關(guān)于ATP的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.細(xì)胞質(zhì)和細(xì)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(gè)核苷酸和兩個(gè)磷酸
D.正常細(xì)胞中ATP與ADP的比值在一定范圍內(nèi)變化
解析:ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì),細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布;ATP分子是由一個(gè)腺嘌
3、呤、一個(gè)核糖和三個(gè)磷酸基團(tuán)組成的,所以ATP可以水解為一個(gè)核苷酸和兩個(gè)磷酸;正常的細(xì)胞中,ATP和ADP時(shí)刻進(jìn)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(shí)所需要的能量來自呼吸作用中分解有機(jī)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(jī)物氧化分解
4、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(xì)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(xiàng)化學(xué)反應(yīng)能在常溫、常壓下快速又順利地進(jìn)行
解析:生命活動要消耗ATP,細(xì)胞不斷合成ATP,在活細(xì)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(xì)胞內(nèi)的ATP含量很少,但合成很
5、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(xiàng)化學(xué)反應(yīng)能在常溫、常壓下快速又順利地進(jìn)行。
答案:A
7.在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入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的末端P已帶上放射性標(biāo)記,該現(xiàn)象能夠說明( )
①ATP中遠(yuǎn)離A的P容易脫離 ②部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的?、跘TP是細(xì)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(xì)胞內(nèi)的直
6、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(shí)所需要的酶是一樣的
B.ATP水解時(shí)釋放能量,合成ATP時(shí)貯存能量
C.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)
D.植物細(xì)胞和動物細(xì)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(jìn)行的“ATP→ADP+Pi+能量”的過程和“ADP+Pi+能量→ATP”的過程是兩個(gè)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(xiàng)錯(cuò)誤;因?yàn)閮蓚€(gè)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(xiàng)錯(cuò)誤;植物細(xì)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
7、產(chǎn)生ATP,而動物細(xì)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(xiàng)錯(cuò)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
8、物體的各種生命活動所消耗
D.ATP在活細(xì)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(xì)胞中的需能部位;兩個(gè)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(gè)磷酸基團(tuán)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(yùn)藏著 。
(3)圖中②為 的過程,其作用是 。
解析:根據(jù)A
9、TP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(gè)磷酸基團(tuán)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(xì)胞中,ATP含量僅夠劇烈運(yùn)動時(shí)3 s以內(nèi)的能量供給。某運(yùn)動員參加短跑比賽過程中ATP的相對含量隨時(shí)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
10、 加強(qiáng),釋放出更多的能量,供ADP合成ATP使用,以補(bǔ)充細(xì)胞中ATP的含量。
(3)從整個(gè)曲線來看,肌細(xì)胞中ATP的含量不會降為零,說明
。
解析:ATP是生物體各項(xiàng)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(dāng)ATP由于消耗而大量減少時(shí),肌肉細(xì)胞的細(xì)胞呼吸加強(qiáng),以合成ATP供細(xì)胞利用,正是由于ATP與ADP無休止地相互轉(zhuǎn)化,才使細(xì)胞內(nèi)的ATP不會用盡,以保證人體生命活動的順利進(jìn)行。
答案:(1)肌肉收縮等生命活動 (2)細(xì)胞呼吸 (3)ATP 的形成和分解是同時(shí)進(jìn)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(shí)驗(yàn)材料
11、進(jìn)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(shí)驗(yàn)材料及用具:新鮮的骨骼肌標(biāo)本、ATP溶液、葡萄糖溶液、蒸餾水、電極、滴管等。
(4)實(shí)驗(yàn)步驟:
①選取三個(gè)新鮮的相同的骨骼肌標(biāo)本,分別標(biāo)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(biāo)本滴加適量的蒸餾水,給B標(biāo)本滴加 ,給C標(biāo)本滴加等量的葡萄糖溶液。
④給A、B、C標(biāo)本同時(shí)施加適宜的電刺激,觀察 。
(5)預(yù)測
12、結(jié)果及分析:
①如果C標(biāo)本收縮,A、B標(biāo)本不收縮,則說明 。
②如果B標(biāo)本收縮,A、C標(biāo)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?yàn)椤?
。
解析:(2)該實(shí)驗(yàn)為探究實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了單一變量原則、對照原則和等量原則,實(shí)驗(yàn)變量為對骨骼肌標(biāo)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(shí)驗(yàn))。(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;
13、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(shí)驗(yàn)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(biāo)本是否收縮
(5)①葡萄糖是直接能源物質(zhì) ②ATP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(biāo)本內(nèi)的ATP,第二次電刺激目的是觀察骨骼肌是否收縮
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