人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第2节 细胞的能量“货币”ATP复习练习题

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[随堂检测]1．当条件满足时，20个腺苷和60个磷酸最多可以组成的ATP和ATP分子中所含的特殊的化学键的个数分别是(　　)A．20个，30个　　　　　 B．20个，40个C．40个，40个  D．40个，60个解析：选B。1个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸基团、2个特殊的化学键。20个腺苷，对应60个磷酸，即只能形成20个ATP分子，共含有40个特殊的化学键。2．(2020·河北黄骅中学高一月考)下图，ATP分子中哪个(些)键的水解会释放大量的能量(　　)A．a  B．bC．c  D．d解析：选A。ATP化学性质不稳定，a键易水解释放大量的能量，故选A。3．(2020·安徽芜湖高一期末)太阳光能转化成电鳗发出的电能，需要经过的主要生理过程的正确顺序是(　　)A．光合作用、消化作用、主动运输、呼吸作用、ATP水解B．光合作用、呼吸作用、消化作用、主动运输、ATP水解C．呼吸作用、ATP水解、光合作用、主动运输、消化作用D．主动运输、消化作用、ATP水解、有氧呼吸、光合作用答案：A4．枪乌贼是一种生活在海洋中的软体运动，它有巨大的神经细胞，能不断吸收K＋。科学家用一种有毒物质使枪乌贼神经细胞中毒后，其吸收K＋的功能就会丧失。如果再注入另外一种物质，神经细胞又能恢复吸收K＋的功能，一直到这种物质消耗完，则这种物质最可能是(　　)A．淀粉  B．ATPC．葡萄糖  D．麦芽糖解析：选B。枪乌贼神经细胞吸收K＋的方式是主动运输，需要消耗能量，也需要载体蛋白协助，由题干信息分析可知，细胞吸收K＋的功能的丧失和恢复最可能与能量的变化有关，有毒物质抑制了细胞的呼吸作用，没有能量供应，细胞就不能吸收K＋，而注入另一种物质后，神经细胞又能恢复吸收K＋的功能，A、B、C、D四个选项所列的物质，可直接提供能量的物质是ATP，所以再注入的物质可能是ATP。5．下图所示，甲代表生命活动的直接能源物质，下列叙述正确的是(　　)A．在主动运输过程中，甲的含量会增加B．甲→乙和丙→乙过程中，起催化作用的酶空间结构相同C．丙中不含磷酸键，它是RNA的基本组成单位之一D．丁由腺嘌呤和核糖组成，戊可用于甲的合成解析：选D。甲是ATP，主动运输过程中需要消耗ATP，甲减少，但ATP与ADP的转化处于动态平衡中，故甲不会大量减少，A错误；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，空间结构也不同，B错误；丙中含有一个普通磷酸键，C错误；丁由腺嘌呤和核糖组成，ATP合成时要消耗磷酸(戊)，D正确。6．(2020·哈六中高一检测)经研究证实ATP是细胞的能量“货币”。请分析回答下列问题：(1)ATP分子的结构简式是_______________，中文名称：______________。研究发现，正常成年人安静状态下24 h 有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是____________________________(写出方程式，标明条件)。(2)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)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，可以观察到玻璃管中发出淡黄色荧光。约过15 min荧光消失，如图所示。这时再将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溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的管中不发荧光。上述对照实验说明：①萤火虫发光是将________能转变成________能的过程。②这一过程所需的能量由__________提供。③__________不是生命活动的直接能源物质。答案：(1) A—P～P～P　腺苷三磷酸　ADP＋Pi＋能量ATP　(2)腺苷　(3)①化学　光　②ATP　③葡萄糖[课时作业]A　合格性考试1．ATP中含有的化学元素与下面哪种物质含有的化学元素种类相同(　　)A．纤维素　　　　　　　 B．核酸C．脂肪  D．蛋白质解析：选B。ATP中含有C、H、O、N、P 五种元素，纤维素和脂肪只含有C、H、O 三种元素，蛋白质含有C、H、O、N等元素。2．下图表示ATP的结构，其中表示特殊的化学键的是(　　)A．①②  B．①③C．②③  D．③④解析：选A。特殊的化学键位于磷酸基团之间，图中①②位置表示特殊的化学键。3．如果测得一个特殊的化学键的化学能是8P，那么，一个ATP分子中的磷酸键所含的化学能应该是(　　)A．8P  B．16PC．大于16P小于24P  D．24P解析：选C。ATP中含有一个普通磷酸键和两个特殊的化学键，所以ATP分子中磷酸键所含的化学能多于两个特殊的化学键的化学能(16P)，小于三个特殊的化学键的化学能(24P)。4．某书法家脑出血后导致右侧肢体偏瘫，为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：选D。ATP是人体生命活动的直接能源物质。在生活中，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。5．某同学对细胞内的葡萄糖、脂肪、ATP进行了如下总结，你认为不合理的是(　　)A．葡萄糖是生物体主要的能源物质B．ATP分子中含有的化学能比葡萄糖的多C．脂肪的氧化分解能生成ATP，脂肪的合成需消耗ATPD．ATP在细胞内含量很少，但细胞内ATP和ADP之间的转化很迅速答案：B6．下列生命活动中不需要ATP提供能量的是(　　)A．叶肉细胞合成的糖运输到果实B．吞噬细胞吞噬病原体的过程C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D．细胞中由氨基酸合成新的肽链解析：选C。在适宜的温度、pH条件下，淀粉酶催化淀粉水解，此过程释放能量，不需要ATP提供能量。7．(2020·杭州高一检测)下列过程中能使细胞内ADP的含量增加的是(　　)A．水分子进入根毛细胞B．肺泡中的氧气进入血液C．肠道中的甘油进入小肠绒毛上皮细胞D．胰腺细胞分泌胰岛素解析：选D。细胞内ADP的含量增加，说明细胞内正在进行ATP的水解反应，释放能量供生命活动所需。水分子进出细胞为被动运输，不需要消耗能量；氧气和甘油出入细胞的方式都属于自由扩散，不需要消耗能量；胰腺细胞分泌胰岛素属于细胞合成并分泌蛋白质的过程，整个过程需要消耗能量。8．下图表示生物体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法正确的是(　　)A．ATP分子水解时，图中所示的化学键③④最易断裂B．图中酶1和酶2的化学本质相同，但是两者的种类不同C．细胞中的吸能反应一般与ATP的合成相联系D．ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内解析：选B。ATP是生命活动的直接能源物质，ATP水解时，特殊的化学键④最易断裂。图中酶1为ATP水解酶，酶2为ATP合成酶，两者种类不同，但化学本质均为蛋白质。细胞中的吸能反应所需的能量由ATP水解提供，而放能反应则与ATP的合成相联系。细胞内ATP与ADP间相互转化的能量供应机制是生物界的共性之一，也存在于原核细胞中。9．分析ATP与ADP相互转化的示意图(如图所示)，回答下列问题：(1)图中Pi代表无机磷酸，则B为________，C为__________________。(2)E1的来源是_________________________________________________，E2的来源是___________________________________________________。(3)人体肌肉的收缩与图中________过程有关。解析：(1)在ATP和ADP的相互转化过程中，ATP水解产生Pi，合成则需要Pi，通过分析示意图可判断B为ATP，C为ADP。(2)光能或生物化学反应释放的能量可用于形成ATP。ATP水解时，其末端特殊的化学键断裂释放能量。(3)肌肉收缩是耗能过程，由ATP直接供能，与图中B→C这一过程有关。答案：(1)ATP　ADP(2)光能或生物化学反应释放的能量　ATP中特殊的化学键断裂释放出的能量(3)B→C10．(2020·北京东城区高一期末)ATP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动直接提供能量。为了研究ATP合成过程中的能量转换机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建了ATP体外合成体系，如下图所示。请回答下列问题：(1)ATP在供能时，末端的________断裂，将能量释放出来。(2)科学家利用人工体系进行了相关实验，如下表。组别人工体系H＋通过Ⅰ的转运H＋通过Ⅱ的转运ATP大豆磷脂构成的囊泡ⅠⅡ1＋＋＋有有产生2＋－＋无无不产生3＋＋－有无不产生注：“＋”“－”分别表示人工体系中组分的“有”“无”。①比较第1组和第2组的结果可知，Ⅰ可以转运H＋进入囊泡。进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H＋浓度________囊泡外。②比较第1组和第3组的结果可知，伴随图中的____________的过程，ADP和Pi合成ATP。(3)结合图与实验分析，说明人工体系产生ATP的能量转换过程是光能→__________→ATP中的化学能。答案：(1)特殊的化学键(2)①高于(大于)　②H＋通过Ⅱ向囊泡外转运(3)H＋电化学势能(H＋浓度梯度势能)B　等级性考试11．下列四项中，哪项能正确表示比赛时运动员肌细胞中ATP的变化(纵轴表示细胞中的ATP含量，横轴表示时间)(　　)解析：选B。比赛时首先要消耗ATP，但体内ATP含量很少，其能量供应有限，所以有减少趋势，利用后可由ADP迅速转化，随着ATP的再生，其含量又会进一步增加，故变化趋势为先降低，后升高，B正确。12．ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是ATP的分子结构图，下列有关叙述错误的是(　　)A．ATP分子的结构简式可表示为A—P～P～PB．ATP的水解，主要是指图中②处的水解C．图中虚线部分的名称是腺苷D．图中①处的化学键断裂，ATP转化为ADP解析：选D。ATP的结构简式表示为A—P～P～P；ATP水解实际上是指ATP分子中②处的水解；腺苷是由腺嘌呤和核糖连接而成的，图中虚线部分为腺苷；ATP水解时，末端的磷酸基团脱离下来，即②处的化学键断裂，ATP转化为ADP。13．下列有关ATP的叙述，正确的是(　　)A．线粒体是蓝细菌产生ATP的主要场所B．动植物合成ATP的途径分别是呼吸作用和光合作用C．ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带D．具有分泌功能的细胞内需要储存大量的ATP解析：选C。蓝细菌是原核生物，无线粒体，ATP主要在蓝细菌的细胞质中产生，A错误；动物细胞合成ATP的途径为呼吸作用，植物细胞合成ATP的途径不仅有光合作用，还有呼吸作用，B错误；ATP既是储能的物质，又是供能物质，所以ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，C正确；细胞内ATP与ADP转化迅速，细胞内不会储存大量ATP，D错误。14．科学家用含不同浓度NaF的水溶液喂养小白鼠，一段时间后，培养并测量小白鼠红细胞代谢产热量及细胞内的ATP浓度，分别获得产热量曲线和细胞内的ATP浓度数据如下。下列分析错误的是(　　) NaF浓度/(10－4g/mL)ATP浓度/(10－4 mol/L)A组02.97B组502.73C组1501.40 A．该实验的测量指标是细胞产热量和细胞内的ATP浓度B．高浓度的NaF组产热量峰值和ATP浓度均低于对照组C．NaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用D．该实验采用了空白对照和相互对照解析：选B。综合分析表格与曲线可知，该细胞产热量和细胞内的ATP浓度属于因变量，自变量是NaF浓度，A正确；该实验的对照组是A组，B组产热量峰值和ATP浓度均低于A组，C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组，B错误；表格中的数据显示，随着NaF浓度增加，ATP的生成量逐渐降低，说明NaF对细胞代谢产生ATP有抑制作用，C正确；实验中A组未做处理，作为空白对照，B组与C组处理的NaF浓度分别是50×10－4 g/mL和150×10－4 g/mL，二者互为对照，D正确。15．研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如下图所示。请分析回答下列问题：(1)结合图示分析，下列相关说法正确的是________。A．该细胞产生ATP的场所有线粒体、叶绿体、细胞质基质B．ATP是直接能源物质，在细胞中含量很多C．图中的AMP是构成RNA的基本单位之一D．作为信号分子的ATP不能分解释放能量(2)为了研究物质X对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的物质X将细胞处理24 h，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，所得数据如表所示。实验组编号ABCDEF物质X的浓度/(μg·mL－1)02481632细胞内ATP的浓度/(nmol·mL－1)8070502051细胞死亡的百分率/%1310257095①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8 μg·mL－1的X物质的饮料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是__________________________________________。答案：(1)C　(2)①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率　②细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡的百分率增加　③细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，消化酶的合成和分泌受到阻碍，影响小肠的消化功能；同时物质的主动运输也受到阻碍，影响小肠的吸收功能