第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程生物必修第一册同步学习指导(人教版2019)

练案[19] 第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP 学业考达标练 A.植物体内的细胞呼吸伴随着ATP的合成，是吸 一、选择题 能反应 1.科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌 B.由氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程需要消耗 肉上滴加葡萄糖溶液，肌肉不收缩：向同一条肌肉 ATP,是放能反应 上滴加ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩。 C.放能反应一般伴随者ADP合成，吸能反应一般 这说明 伴随着ATP合成 A.葡萄糖是能源物质 D.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间 B.ATP是能源物质 流通 C.葡萄糖是直接能源物质 6.如图能体现人在100m跑步后细胞中ATP变化的 D.ATP是直接能源物质 是 (） 2.下图为ATP分子的结构式，下列相关叙述错误的 细 细 是 胞中 NH OHOHOH l2-0-P-0-P-0P-0TT 7.下列生命活动中不需要ATP提供能量的是( 0(0 A.叶肉细胞合成的糖运输到果实 0111 B.吞噬细胞吞噬病原体的过程 A.图中五碳糖为脱氧核糖 C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 B.图中虚线框中的基团是腺嘌呤 D.细胞中由氨基酸合成新的肽链 C.该分子中有两个特殊的化学键 二、非选择题 D.该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸 8.如图是腺嘌呤核苷三磷酸的分子结构，请回答下 3.下列有关生物体内元素和化合物的叙述，正确的是 列问题。 H A.组成不同生物体细胞的元素一定不同 B.ATP,磷脂、抗体的组成元素中都有C、H,O、N、P C.同一植物体中，线粒体与叶绿体的组成元素及 (0H OH 化合物的种类相同 D.固醇类物质对生物的生命活动起营养、调节等 作用 OHOH 4.在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶 腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转 (1)ATP的结构简式为 ,图中虚线部 移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上，结果产生 分的名称是 (2)一分子ATP可以看作是由 个磷酸 A.一分子AMP和一分子ADP 分子 个核糖分子和 个 B.两分子ADP 腺嘌呤缩合而成的。 C.一分子ATP和一分子ADP (3)ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的特 D.一分子ADP 殊化学键水解，水解时释放的能量是生物体进 5.细胞内有些化学反应是需要吸收能量的，有些是 行 和 释放能量的，这些过程一般与ATP的水解和合成 等生命活动所需能 相联系，请判断下列说法正确的是 量的直接来源。 —223 选择考提升练 A.此过程中既有ATP合成又有ATP分解 一、选择题 B.被”P标记的ATP是重新合成的 1.如果要验证ATP能否使一离体的新鲜骨骼肌发生 C.ATP是细胞内的直接能源物质 收缩，下列选项不符合实验要求的是 ( D.ATP中远离腺苷的磷酸基团易脱离 A.可滴加生理盐水作为对照 7.生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的结构 B.待肌肉本身的ATP消耗完后再进行实验 和功能类似，但是具体用途有一定差异（如表）。 C.先滴加生理盐水观察，然后滴加ATP溶液 下列相关推论最合理的是 ( D.先滴加ATP溶液观察，然后滴加生理盐水 高能磷酸 2.酶和ATP在细胞代谢中有重要的作用，下列有关 ATP GTP UTP CTP 化合物 酶和ATP的叙述，正确的是 ( A.酶是调节细胞代谢的信息分子，而ATP则为细 主要 能量 蛋白质 糖原 脂肪和磷 胞代谢供能 用途 “货币” 合成 合成 脂的合成 B.酶的合成只发生在核糖体，而ATP的合成只发 A.蛋白质的合成可由GTP或ATP直接供能 生在线粒体 B.GTP分子中所有特殊的化学键断裂后，可得到 C.酶的合成需要ATP供能，而ATP合成与水解也 鸟苷 需要酶催化 C.UTP分子水解掉1个磷酸基团后，可作为RNA D.酶只能在活细胞中发挥作用而ATP在细胞外 的基本单位之一 也可水解供能 D.CTP在有脂肪和磷脂合成的场所含量很高 3.据下图判断，有关叙述错误的是 二、非选择题 丁0 To 8.研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为细胞间 ○0 信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的 胸3·○ 作用机理如图所示。请分析回答： 丙 ATP 彩放4TP A.甲→ATP的过程所需的酶与酶1不同 的细 B.乙中不含特殊的化学键，是RNA基本组成单位 0 00 之一 00 典型神经递质 C,丙物质为腺苷，丁可用于某些脂质的合成 D.ATP为生命活动提供能量需要经过图示的整个 ADP AMP 过程 ATP 4.当其他条件均可满足时，20个腺苷和90个磷酸最 12Y受休 PI受体 多可以组成的ATP个数和ATP分子中所含的特殊 12X受体 按受A信号的细胞 化学键个数是 (1)由图可知，ATP分子通过细胞的 作用 A.20个和30个 B.20个和40个 释放到细胞间隙中。再在酶的作用下，磷酸基 C.40个和40个 D.30个和60个 团可以逐步从ATP分子上全部脱离，然后剩下 5.ATP是心内科常用于治疗心脑血管方面疾病的药 的是 ,它的组成元素有 种。 物。下列叙述错误的是 (2)研究发现正常成年人在安静状态下，24小时有 A.心肌炎患者可服用ATP药为人体细胞提供能量 40 kg ATP发生转化，而细胞内ATP的浓度仅 B.1分子ATP是由1分子腺苷和3分子磷酸基团 为2~10mmol/L,这是因为细胞内是通过 组成 的能量供 C.ATP脱去2个磷酸基团的产物可用来合成DNA 应机制来保证生命活动的需要。 D.ATP和ADP之间的相互转化不是可逆反应 (3)同样是储存能量的分子，在储存能量方面ATP 6.在细胞培养液中加入”P标记的磷酸分子，短时间 与葡萄糖有不同的特点，除了储存能量少，ATP 内分离出细胞的ATP,发现其含量变化不大，但部 还有什么特点 分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现 象不能说明 224示腺嘌昤核糖核苷酸：⑤是ATP的结构简式，其“○”中部分 “向同一条肌肉上滴ATP溶液，刺激肌肉很快就发生明显的 表示腺苷，是腺嘌吟和核糖组合在一起：⑥是腺嘌昤核糖核苷 收缩”说明ATP是直接能源物质，即D正确。故选D。 酸，其“○”中部分表示腺苷，是腺嘌昤和核糖组合在一起。 2.A结合分析可知，图中五碳糖为核糖，A错误：图中虚线框 所以“O”中所对应的含义最接近的是①和④、⑤和⑥，B正 中的基团是腺嘌呤，该碱基参与组成DNA和RNA,B正确：该 确，A,C、D错误。 分子中有两个特殊的化学键，其中含有较高的能量，C正确： 任务二 该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸，为RNA的基本 问题探究 单位，D正确。故选A 1.提示：消耗大，含量低，快速转化，不能长时间储存。 3.D不同生物的细胞内，元素的组成种类基本相同但含量相 2.提示：不会。ATP和ADP可以时刻不停地发生相互转化 差较大，A错误：ATP和磷脂的组成元素中都有C,H,O,N、P 3.提示：光合作用和细隐呼吸」 但抗体的化学本质是蛋白质，其元素组成主要是C,H,O,N,B 4.提示：酶I催化AP的合成，是ATP合成酶：酶2催化ATP的 错误：同一植物体中，线粒体与叶绿体的化合物的种类不完全 水解，是ATP水解酶。二者不相同 相同.如叶绿体中含有葡萄糖.但葡萄糖不能进入线粒体，C 5.提示：能量E,来自呼吸作用中糖类等有机物氧化分解棒放的 错误：固醇类物质包括胆固醇，性激素和维生素D,对生命活 能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解：②中能量E,转化 动的维持起营养（如胆固醇）、调节（如性激素具有调节作用） 为其他各种形式的能量，用于生扬的各项生命活动 等作用，D正确。故选D。 典例剖析 4.B AP分子末端的磷梭基团转移至腺嘌吟核糖核苷酸 例：DATP供能时-一股断开远离腺苷的特殊化学键，即断开， (AMP)上，即ATP分子（含3个磷酸基团）转化为ADP(含2 A错误：A表示腺骠吟，腺嘌呤和核糖组成腺苷，B错误：ATP 个磷酸基团)，AMP(含1个磷酸基团)结合磷酸转化为ADP 的水解与ATP的合成反应，在物质上是可逆的，但在能量是 (含2个磷酸基团).故选B。 不可逆的，其所需要的酶不同，C错误：在动物细胞中，ATP 5.D植物体内的细胞呼吸伴随着ATP的合成.是放能反应，A 合成时所需的能量来源于细胞呼吸，所以图2中合成ATP 错误：由氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程需要消耗ATP,是 所需能量来自呼吸作用，D正确。故选D 吸能反应，B错误：放能反应一般伴随着ATP合成.而吸能反 变式训练 应一股伴随着ATP的水解，C错误：AP是能量“通货”，能量 2.D根据分析，M为ATP,N为ADP,A错误：能量1来自于 通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，D正确。故 ATP中特殊化学键的断裂，能量2是来自于光能或化学能，来 选D 源不同，B错误：酶1是ATP水解酶，酶2是ATP合成酶，C错6.B根据题意分析，人在100m跑步过程中需要消耗大量 误：X,和X,都是磷酸，代表同一种物质，D正确。故选D。 ATP,跑步结束后，细胞中ATP含量会有所降低：但由于ATP 与ADP间存在相互转化，为维持细胞中ATP含量的相对稳 课堂达标巩固训练 定，ATP合成的速率又逐渐增大，导致ATP含量又上升。故 1.AATP的结构简式为A一P~P~P,其中A代表腺苷，由腺 B 嘌昤和核糖组成，P代表磷酸基团，~代表一种特殊化学键。7.C 本题考查生物体生理过程，属于考纲理解层次，难度中 所以能正确表示ATP的是A。故选A。 等。叶肉细胞合成的糖运输到果实，消耗能量ATP,A不符合 2.BATP水解为ADP和P时，远离腺苷的特殊的化学键④断 题意；吞嘴细胞吞嚥病原体属于胞吞过程，消耗能量ATP,B 裂，A错误：图中酶1和酶2的化学本质相同都为蛋白质，但 不符合题意：淀粉酶催化淀粉水解，只需要酶催化.不消耗能 酵1为水解酶，酶2为合成酶，B正确：细胞中的吸能反应 量ATP,C符合题意：细胞中氨基酸脱水缩合形成肽链，消耗 般与ATP的水解反应相联系，放能反应一般与ATP的合成反 ATP,D不符合题意。故选C 应相联系，C错误：ATP和ADP相互转化的能量供应机制是 8.(1)A一P-P~P腺甘 生物界的共性，D错误。故选B。 (2)311 3.(1)2 (3)肌肉收缩大脑思考离子的主动运输 (2)呼吸作用光合作用 【解析】(1)ATP的结构简式为A一P-P~P,图中虚线部分 (3)各项生命活动 的名称是腺苷。(2)ATP的结构简式中的“A”代表腺苷，是由 (4)不一样，因为①和②是两个不同的反应，而酶具有专一性 核糟和骤票岭组成，“P”代表磷酸基团，“一“代表特殊化学 (5)合成ATP各项生命活动不可逆的可逆的 健，“T”表示3个。可见，一分子ATP可以看作是由3个磷酸 【解析】(1)ATP的结构筒式为：A—P-P~P,其中“~”代 分子，I个核糖分子和1个腺零吟缩合而成的。(3)ATP水解 表特殊的化学健，因此I分子ATP中舍有2个特殊的化学 为ADP是指ATP分子中远离A的特殊化学键水解，水解时 健。(2)对于动物和人而言，形成ATP所需要的能量来自呼 释效的能量是生物体进行肌肉收缩、大脑思考、离子的主动运 吸作用：对于领色植物而言，形成ATP所需要的能量来自呼 输，生物的发电和发光、吸能反应等生命活动所需能量的直接 受作用和光合作用。可见，图中的a,b分别代表乎吸作用、光 来源 合作用。(3)ATP水解释放的能量用于生物体的各项生命活 选择考提升练 动，据此分析可知：e指各项生命活动。(4)①为AP的合成1.D生理盐水可维持骨整肌细胞正常的渗透压，A正确：待肌 反应，②)为ATP的水解反应，即①和②是两个不同的反应，而 肉本身的AP消耗完后再进行实验，可排除原有ATP对实验 酶具有专一性，因此①②反应进行时所需要的酶不一样。 的干扰，B正确：按照对照设计的原则，应该在肌肉细胞没有 (5)①为ATP的合成反应，因此进行①反应时能量用于合成 ATP时补充ATP后观察收缩情况。实验采用自身对照，即先 ATP:②为ATP的水解反应，所以进行②反应时释放的能量用 加生理盐水发现骨骼肌不发生收缩，再加AP溶液发现骨骼 于各项生命话动。由此可见ATP和ADP的相互转化过程中， 肌发生收缩，则可证明ATP能使一离体的新鲜骨骼肌发生收 使量是不可逆的，物质是可逆的。 缩，C正确，D错误。故选D 2.C 练案[19] 酶在细胞代谢中起催化作用，从而使生命活动高效而有 序的进行，对生命活动具有调节作用的物质是激素，A错误： 学业考达标练 酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA,因此酶的合成在核糖体 1,D根据题意分析，“向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡： (主要)和细胞核，ATP的合成发生在细胞质基质，线粒体和 萄糖溶液，刺激肌肉不收缩”说明葡萄糖不能直接提供能量；！ 叶绿体，B错误：酶的合成属于翻译或者转录过程，需要AP -289 供能.而ATP合成与水解也需要酶(ATP合成酶和ATP水解：二 酶)催化，C正确：酯在细胞内和细胞外都可发挥催化作用，D1.线粒体(1)暗线粒体基质(2)内膜和基质 错误。故选C。 2.C,H,0,+6H,0+60,释6C0,+12H,0+能量 3.D甲表示ADP.乙表示AMP,丙表示腺苷，丁表示无机磷酸 i,甲→AP的过程所需的酶与酶I不同，A正确：乙中不含 3.细胞质基质少量线粒体基质丙酮酸+H,0民，C0,+ 特殊的化学键，是RNA基木组成单位之一，B正确：丙物质为 [H]线粒体内膜 [H+0,H,0大量 腺苷，丁可用于磷脂的合成，C正确：ATP为生命活动提供能4.(1)ATP热能 量需主要经过图示的ATP→甲+丁过程，D错误。故选D。 5.氧多种酶二氧化碳能量AP 4.B一个ATP分子中含一个腺苷和三个磷酸基团，20个腺苷 自我检测 和90个磷酸最多可以组成20个ATP,这20个ATP分子中所 (1)×(2)×(3)×(4)V(5)×(6)×(7)× 含的特殊的化学键个数是20×2=40。综上分析，A、C、D错 :(8)× 误，B正确。故选B 【解析】(1)配制酵母菌培养液时，前萄糖溶液煮沸并冷却后 5.CATP是生物体内直接的能源物质，心肌炎忠者可服用ATP 再加入酵母，目的是防止高温杀死酵母菌。(2)酵母蕾有氧呼 药为人体细胞提供能量，A正确：ATP结构式为A一P~P一P, :吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，都能使澄清的石灰水变浑浊。 其中A表示腺苷，P表示磷酸基，因此1分子ATP是由1分 (3)重铬酸钾可检测酒精的存在，在酸性条件下与酒精反应星 子腺苷和3分子磷酸基团组成，B正确：ATP脱去2个磷酸基 灰绿色。(5)葡萄糖是有氧呼受最常利用的物质，但不是唯 团的产物是腺嘌吟核糖核苷酸，可用来合成RNA,DNA的基 的物质。(6)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞只使进行无氧 本单位是脱氧核苷酸，C错误：从两个反应所需的酶、参与条 呼吸。(7)线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌（原 件和反应场所来看.ATP和ADP之间的相互转化不是可逆反 核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。(8)葡萄糖不能在线粒 应，D正确。故选C 体中氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙關酸和[H]后，两 6.C卫P标记的ATP是重新合成的，说明有ATP的合成，且 酮酸才能进入线粒体中进一步分解。 ATP的总量变化不大，说明同时存在ATP的水解，A正确：放 射性标记来自培养液中加人的”P标记的磷酸分子，说明”P 合作探究能力提升 标记的ATP是重新合成的，B正确：本实验没体现ATP用于 任务一 生命活动，不能证明ATP是细胞内的直接能源物质，C错误： 问题探究 实验发现ATP的含量变化不大，但是部分ATP的末端酸酸基【，提示：①煮沸：灭首，除去葡萄糖溶液中的氧气。②冷却：避免 团已带上放射性标记，说明ATP中远离腺苷的末端磷酸基团 高温杀死酵母酋。 容易脱离，D正确。故选C 2.提示：吸收空气中的C02,排除空气中C02的千扰，保证使澄 7,AATP是细胞内的能量“货币”，因此蛋白质的合成可由 清石灰水变浑浊的C0,是由酵母菌有氧呼吸产生的 CTP或ATP直接供能，A正确：GTP分子中所有特殊化学健3.提示：让酵母菌耗尽瓶内O,造成无氧环境，确保产物是由酵 斯裂后，可得到鸟嘌吟核糖核苷酸，B错误：UTP分子水解掉 母菌无氧呼吸产生的 2个磷酸基团后，可作为组成RNA的基本单位之一，C错误：4.提示：保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。 ATP在细胞中的含量很少，CTT供能的机制与ATP相同，在 典例制析 有脂肪和磷脂合成的场所含量不会很高，D错误。故选A。 例：C该实验中的两套装置相互对比，即两组均为实验组，两 8,(1)胞吐腺苷四 组实验组相互对照共同探究酵母菌的呼吸方式，A错误：重 (2)ATP与ADP的快速相互转化 铬酸钾用于检测酒精，D瓶中由于缺乏O,而进行无氧呼吸 (3)ATP储存的是活跃的化学能 产生酒精，而B中因为有O2而进行有氧呼吸，不能产生酒 【解析】(1)由图可知，ATP分子存在于小泡中，通过细胞的 精，所以D瓶内的溶液会变成灰绿色，B错误：溴麝香草酚盥 胞吐作用释放到细胞问隙中。ATP由一个腺苷和三个磷酸基 溶液用于检测CO,,产生C0,的速度越快则颜色变化越快， 团组成，在族的作用下，磷酸基团可以逐步从ATP分子上全 溴麝香草酚蓝溶液变黄所需的时间越短，所以可以根据液体 部脱离，然后剩下的是腺苷，腺苷由腺嘌◆和核檀组成，它的 变黄的时间长短检测C0,的产生速率.C正确：有氧呼吸和 组成元素有C、H,0、N共四种。(2)由于细胞内是通过ATP 无氧呼吸虽然均可以产生C0,,但有氧呼吸产二氧化碳的速 与ADP的快速相互转化的能量供应机制来保证生命活动的 率快，因此，根据C瓶和E瓶中溶液变浑浊程度，能判断醇 篇要，所以正常成年人在安静状态下，24小时有40 kg ATP发 母菌的呼吸方式，D错误。故选C 生转化，而细范内ATP的浓度仅为2~10mol/L。(3)同样 变式训练 是储存能量的分子，在储存能量方面AP与南萄糖有不同的 1.D该实验的自变量是有无氧气，无氧情况下，酵母菌进行无 特点：ATP储存的是活跃的化学能，且储存的能量少，葡萄糖 氧呼吸，有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，故实验过程中氧 储存的是稳定的化学能，储存的能量多 是引起酵母菌呼吸方式不同的外界因素，A正确：有氧呼吸和 第3节 细胞呼吸的原理和应用 无氧呼吸均可释放热能，故培养酵母菌的培养液温度都有所 升高，B正确：培养液中葡萄糖浓度过高会导致酵母菌细胞尖 第1课时细胞呼吸的方式和有氧呼吸 水，进而影响酵母菌的生长和繁殖，C正确：酵母菌细胞无氧 呼吸的产物：酒精，能用酸性重铬酸钾溶液鉴定，有氧呼吸产 必备知识自主梳理 物不能用其鉴定，D错误。故选D 任务二 1.氧化分解释放能量 问题探究 2,(1)兼性厌氧菌(2)葡萄糖溶液溴麝香草酚蓝溶液 重1提示：葡萄糖可以在细胞质基质中分解，而不能在线粒体中直 络酸钾(3)高低出现灰绿色 接分解。先在细胞质基质中完成葡萄糖的初步分解，之后在 3.(2)大量C0,酒精和少量C0 线粒体中完成剩下的部分。 微思考 2.提示：NADH ATP丙酮酸 提示：保证酵母菌有充足的氧气，以近行有氧呼吸 3.提示：H,0C0 290