（新教材）2019新人教版高中生物必修一第2节　细胞的能量“货币”ATP练习.doc

1、第第 2 节节细胞的能量细胞的能量“货币货币”ATP内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.简述 ATP 的化学组成和特点。2.简述ATP和ADP的相互转化。3.解释 ATP 在能量代谢中的作用。1.生命观念结构与功能观： 认同ATP 的结构与功能相适应。水平一2.科学思维分析与综合：ATP与 ADP 之间的相互转化；理解 ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。水平二研读教材梳理探究ATP 分子的结构及特点知识梳理1.ATP 的分子结构2.ATP 的名称与简式典例 1 下列关于 ATP 的叙述中，错误的是()A.ATP 分子中含有三个特殊化学键B.正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值在一定

2、范围内变化C.ATP 分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸D.ATP 中的“A”与构成 DNA、RNA 中的碱基“A”表示的不是同一种物质解析ATP 分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的，它含有一个普通磷酸键和两个特殊化学键，水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸，A 错误，C 正确；细胞中 ATP 的含量不多，但能不断地合成和水解，从而保证细胞中稳定的供能环境，B 正确；ATP 分子中的“A”代表腺苷，而 DNA、RNA 中的碱基“A”表示腺嘌呤，D 正确。答案A联想质疑ATP 的分子结构1.ATP 中含有的能量是什么能？主要储存在哪些部位？提示：化学能；特殊的化学键。2.20 个

3、腺苷和 60 个磷酸最多可以组成多少个 ATP？这些 ATP 分子中所含的特殊的化学键有多少个？提示：20；40。ATP 与 ADP 的相互转化及利用知识梳理一、ATP 与 ADP 的相互转化1.ATP 与 ADP 转化的实质： ATP 中能量的储存与释放主要通过末端磷酸基团的结合和脱离来实现。2.转化的过程(1)ATP 水解产物：二磷酸腺苷(ADP)和无机磷酸(Pi)，同时释放出能量。(2)转化的反应式：ATP酶 1酶 2ADPPi能量。(3)细胞内 ATP 含量与转化特点含量很少但转化迅速，细胞内 ATP 含量总处于动态平衡的状态，从而保证了能量的持续供应。(4)合成 ATP 所需能量的来

4、源：所有活细胞均可通过细胞呼吸释放的能量合成 ATP人、动物、真菌、大多数细菌：来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。绿色植物：除来自呼吸作用所释放的能量，还可以来自光能。二、ATP 的生理功能1.细胞中绝大多数消耗能量的生命活动是由 ATP 直接供能。2.功能举例素养提升生命观念ATP 与 ADP 的相互转化与利用如图为 ATP 与 ADP 的相互转化示意图，请回答下列问题：(1)图中的酶 1 和酶 2 相同吗？提示不相同。酶 1 催化 ATP 的合成，是一种合成反应，属于合成酶；酶 2 催化ATP 的水解，是一种水解反应，属于水解酶。(2)ATP 发生水解和合成反应时能量的变化是否

5、相同？提示不相同。 能量的变化是： ATP 发生水解时释放能量， 合成 ATP 时储存能量。(3)ATP 是细胞的能量“通货”，为什么还说细胞的主要能源物质是糖类？它们有何内在联系？提示糖类是主要的能源物质，但糖类氧化分解时所释放的能量需转移到 ATP中，方可被用于各种耗能反应，事实上，细胞中 ATP 形成时所需能量正是源于多种生化反应所释放的能量。(4)生物体的各种生命活动都需要能量，因此生物体内储存着很多的 ATP，这种说法是否正确？为什么？提示不正确。生物体活细胞中 ATP 和 ADP 在不停地相互转化，这既可避免一时用不尽的能量白白流失掉，又保证了及时供应生命活动所需的能量，因此生物体

6、内并没有储存较多的 ATP。典例 2 如图表示 ATP 与 ADP 之间的转化图，下列分析错误的是()A.A 为 ATP，B 为 ADPB.能量 1 和能量 2 来源不同C.酶 1 和酶 2 是同一种酶D.C1和 C2是同一种物质解析在水解酶的作用下，ATP 远离腺苷 A 的那个磷酸基团脱离形成磷酸，同时储存的能量释放出来，ATP 转化成 ADP; 在另一种酶的催化作用下，ADP 可以吸收能量，与磷酸结合形成 ATP。分析图示可知，A 为 ATP，B 为 ADP，C1、C2都为磷酸。答案C【一题多变】(1)从两个相邻磷酸基团之间特殊化学键的稳定性方面分析，为什么 ATP 与 ADP间能迅速地相

7、互转化？提示因为末端磷酸基团稳定性较低，当 ATP 在 ATP 酶的作用下水解时，脱离下来的磷酸基团使能量与其他分子结合，从而使之发生变化，容易合成也容易水解。(2)如果图中的变化发生于人体的骨骼肌，能量 2 来自哪里？能量 1 又用于哪些过程？提示能量 2 来自呼吸作用，能量 1 用于骨骼肌的收缩及其他一些吸能反应。联想质疑在剧烈运动时，每小时约要消耗 30 kgATP，但 ATP 在细胞内含量很少，转化速度很快！萤火虫的发光，电鳗的放电都伴随着 ATP 和 ADP 的转化。ATP 与 ADP 的相互转化。ADP 转化成 ATP 时能量的主要来源课堂小结随堂检测1.ATP 在一定条件下很容易

8、断裂和重新形成的化学键是()A.A 与 P 之间的化学键B.前两个 P 之间特殊化学键C.离 A 较近的那个特殊化学键D.远离 A 的那个特殊化学键解析ATP 分子中远离腺苷的那个特殊的化学键易断裂，也容易重新形成。答案D2.下图表示 ATP 的结构，相关叙述正确的是()A.b 键断裂后形成 ADP 和 PiB.图中的 3 表示 ATP 中的字母 AC.由 1、2、3 各一分子形成的物质是组成 DNA 的基本单位D.组成 ATP 的化学元素是 C、H、O、N、P解析图中 3 是腺嘌呤，a 键断裂后形成 ADP 和 Pi，由 1、2、3 各一分子形成的物质是组成 RNA 的基本单位。答案D3.A

9、TP 分子在细胞内能够释放能量和储存能量，从结构上看，其原因是()腺嘌呤核苷很容易吸收能量和释放能量三个磷酸基团很容易从 ATP 上脱离和结合远离腺苷的磷酸基团很容易从 ATP 上脱离，使 ATP 转变成 ADPADP 可以迅速地与磷酸结合， 吸收能量形成特殊的化学键， 使 ADP 转变成 ATPA.B.C.D.解析从 ATP 的结构简式 APPP 可知，分子中含有两个特殊的化学键。末端的特殊的化学键很容易吸收能量和释放能量，错误；末端的磷酸基团很容易从 ATP 上脱离和结合，错误；在酶的作用下，末端的磷酸基团很容易从 ATP上脱离，使 ATP 转变成 ADP，正确；ADP 可以迅速地与磷酸基

10、团结合，吸收能量形成第二个特殊的化学键，使 ADP 转变成 ATP，正确。答案B4.下列关于 ATP 与 ADP 相互转化的叙述，正确的是()A.ATP 和 ADP 相互转化是一种可逆反应B.细胞可以利用热能将 ADP 转化为 ATPC.ATP 转化成 ADP 时，所有的特殊化学键都断裂D.动植物、细菌和真菌的细胞内都是以 ATP 作为能量“通货”的，说明了生物界具有统一性解析ATP 和 ADP 相互转化所需的酶不同，不是可逆反应；ADP 转化为 ATP 时的能量来自呼吸作用和光合作用，热能不能转化为 ATP 中的能量；ATP 转化成ADP 时是末端的特殊化学键断裂。答案D课时作业(时间：30

11、 分钟)知识点 1ATP 分子结构与特点1.萤火虫尾部发光，是荧光素接受 ATP 中的能量后，将化学能转化成光能所致，这个化学能来自中的哪个化学键()A.B.C.D.解析ATP 的化学性质不稳定，在有关酶的作用下，ATP 末端的那个特殊化学键很容易水解且水解时能释放出大量的能量供给生命活动利用。在萤火虫体内，给荧光素提供能量的是远离腺苷的那个特殊化学键。答案D2.下列关于 ATP 的叙述，与事实不符的是()A.合成 ATP 所需的能量由磷酸提供B.细胞质和细胞核中都有 ATP 分布C.ATP 可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D.正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值在一定范围内波动解析合成 AT

12、P 所需的能量来自于光合作用中的光能或者是来自于细胞呼吸中的化学能；只要是需要 ATP 的场所均有 ATP 的分布；ATP 可以水解为腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸；ATP 与 ADP 的含量比值在一定范围内波动。答案A3.当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢 ATP 这种化学物质。新的研究显示，ATP 这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是()A.ATP 与能量供应相关B.作为信息分子的 ATP 不能提供能量C.ATP 也可作为信息传递分子D.神经细胞膜外表面可能有 ATP 的受体答案B4.1 分子 ADP 含有

13、腺苷、磷酸基团和特殊化学键的数目依次是()A.1、2、2B.1、2、1C.2、1、2D.2、1、1解析ADP 是二磷酸腺苷，它的分子式可以简写成 APP，从分子式中可以看出 ADP 比 ATP 少了一个磷酸基团和一个特殊化学键，关于 ATP、ADP、AMP 的关系可以表示如下图：答案B知识点 2ATP 与 ADP 的转化及利用5.ATP 和 ADP 在细胞中的含量都很少。但一个成年人在安静状态下，24 h 内竟有40 kg 的 ATP 发生转化，这说明()A.ATP 在人体细胞中分布广泛B.ATP 容易分解成 ADPC.ATP 容易合成 ADP 而储存起来D.ATP 和 ADP 的相互转化十分

14、迅速解析ATP 和 ADP 在细胞中含量很少，但一个成年人在安静状态下 24 h 内有 40kg ATP 发生转化，证明 ATP 与 ADP 的相互转化十分迅速。答案D6.下列有关人体细胞内 ATP 的叙述，正确的是()A.寒冷时，细胞产生 ATP 的速率下降B.紧张状态下，细胞内 ATP 的合成速率大大超过分解速率C.剧烈运动时，肌肉细胞产生 ATP 的速率迅速加快D.饥饿时，细胞内 ATP 的合成速率大大超过分解速率解析为维持体温，寒冷时，细胞产生 ATP 的速率上升；ATP 和 ADP 的转化处于动态平衡中，细胞内 ATP 的合成速率不会大大超过分解速率；剧烈运动时，消耗能量增加，肌肉细

15、胞产生 ATP 的速率迅速加快。答案C7.下列有关能量的表述，正确的是()A.正常情况下，生物体的最终能量来源、主要能源物质、储备能源物质、直接能源物质分别是光能、糖类、蛋白质、ATPB.消化道内蛋白质的消化会使 ADP 含量增加C.细胞膜主动运输消耗的能量不是由 ATP 水解提供的D.每克脂肪储存的能量多于每克糖类的主要原因是脂肪分子中含 C、H 比例高答案D8.某人脑溢血后导致右侧肢体偏瘫，为尽快改善患者的新陈代谢，尽快恢复其右手书写能力，在治疗时可用下列哪种方法辅助治疗()A.静脉滴注葡萄糖溶液B.口服钙片C.服用多种维生素液D.肌肉注射 ATP 制剂解析ATP 是人体生命活动的直接能源

16、物质。在实际生活中，常作为一种药品，有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用，常用于辅助治疗肌肉萎缩，心肌炎等疾病。答案D9.在某细胞培养液中加入32P 标记的磷酸分子， 短时间内分离出细胞的 ATP， 发现其含量变化不大，但部分 ATP 的末端磷酸基团已带上放射性标记。该现象不能说明()A.ATP 是细胞内的直接能源物质B.部分32P 标记的 ATP 是重新合成的C.ATP 末端的磷酸基团容易脱离D.该过程中 ATP 既有合成又有分解解析该现象 ATP 含量变化不大，但部分 ATP 的末端磷酸基团已带上放射性标记，说明部分标记的 ATP 是新合成的。末端的磷酸基团带上标记，说明 ATP 末端的

17、磷酸基团容易脱离。含量变化不大说明该过程中既有 ATP 合成又有分解。答案A10.下列哪些过程会使细胞中 ADP 的含量增加()葡萄糖进入红细胞血红蛋白变成氧合血红蛋白K、Na进入小肠绒毛上皮细胞原尿中葡萄糖进入肾小管上皮细胞A.B.C.D.解析葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，氧气扩散进入红细胞中与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白的过程属于自由扩散，两者都不需要消耗 ATP，所以 ADP 的含量不会增加；而 K、Na进入小肠绒毛上皮细胞和原尿中葡萄糖进入肾小管上皮细胞都属于主动运输过程，需要消耗 ATP，所以 ADP 的含量增加。答案B11.分析 ATP 与 ADP 相互转化示意图(如图所示)， 下

18、列有关说法正确的是()A.若图中 Pi 代表磷酸，则 B 为 ADP，C 为 ATPB.在 BC 的反应中，产生的 E2来源于高能磷酸键的断裂释放出的能量C.E1不是物质，对于人、动物、真菌、植物和细菌来说，E1来自细胞呼吸D.CB 与 BC 都可以伴随着放能反应和吸能反应解析若图中 Pi 代表磷酸，则 B 为 ATP，C 为 ADP。E1、E2为能量；对于人、动物、真菌和大多数细菌来说，E1来自呼吸作用，对于绿色植物来说，则来自光合作用和呼吸作用。 CB 为合成 ATP 的过程，伴随着放能反应；而 BC 表示ATP 的水解过程，伴随着吸能反应。答案B12.下图表示 ATP 水解产生 ADP

19、的过程。请回答下列问题。(1)图中 A 表示_，P 代表_，ATP 脱去两个磷酸基后可作为_(物质)基本结构单位的一种。(2)图中表示_，其中蕴藏着_。(3)图中表示_的过程，其作用是_。(4)催化该过程的酶与催化 ATP 生成的酶_(“是”或“不是”)同一种酶。解析(1)由 ATP 的结构简式可知，A 表示腺苷、P 表示磷酸基团、代表特殊化学键，ATP 水解掉两个特殊化学键后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可作为形成 RNA的原料。(2)特殊化学键中蕴藏有大量能量。(3)特殊化学键水解时，可释放大量能量供生命活动所需。(4)催化 ATP 水解与生成的酶不同。答案(1)腺苷磷酸基团RNA(2)特殊化学键

20、大量化学能(3)特殊化学键水解释放能量为生命活动提供能量(4)不是13. 根据下列能量释放、转移和利用的模式图，回答有关问题：(1)在一般情况下，人体生理活动所需能量都是通过分解_等能源物质获得的。(2)上述过程产生的能量，一部分以_的形式散失，一部分以化学能的形式储存在 B 里，B 代表_，B 是由 ADP 和 C_结合而来。(3)储存在 B 内的能量释放后供人体各项生理活动所需， 除了肌肉收缩及吸收和分泌外，还可供 D_及 E_等生理活动的需要。解析本题为识图作答题。因此，首先应明确图解的含义：糖类、脂质、蛋白质等能源物质经氧化分解释放能量，释放出的能量一部分以热能的形式散失，另一部分贮存

21、在 ATP 中，即：ADPPi能量 酶ATP。ATP 又可断裂远离腺苷的那个特殊化学键释放能量，即：ATP酶ADPPi能量，ATP 水解释放的能量可用于人体的各项生命活动，如肌肉收缩、生物发电和发光、大脑思考、吸收和分泌等。答案(1)糖类、 脂质、 蛋白质(2)热能ATP磷酸(Pi)(3)生物发电和发光大脑思考(合理即可)14.用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入两只小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色荧光，约过 15 min 荧光消失，如下图。再将 ATP 溶液加入其中一只玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一只玻璃管中，发现加 ATP 溶液

22、的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的玻璃管中不发荧光。(1)向 A、B 两管中加水后，两管均发荧光，这能说明水对生物正常的生命活动有何重要意义？这也说明了发光器研磨成的粉末中含有哪种物质？_。(2)上述对照实验说明：萤火虫发光是将_能转变成_能的过程；这一过程所需的能量由_直接提供；_不是生命活动的直接能源物质。(3)若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，你认为会发荧光吗？为什么？_。解析发光器之所以发光是因其内有荧光素和荧光素酶， 该过程需要 ATP 作为直接供能物质提供能量，而葡萄糖不是直接供能物质。刚切下的萤火虫发光器，构成它的细胞可利用葡萄糖氧化分解释放能量，合成 ATP，以供发光利用，这一系列反应能够发生，还必须提供一个液体环境。答案(1)生物体内许多重要的生物化学反应均要在水中才能进行。粉末中含有少量的 ATP(2)化学光ATP葡萄糖(3)会发荧光。因为葡萄糖进入组成发光器的细胞中后可被氧化分解，使细胞中生成 ATP 供发光用