第5章 第2节 细胞的能量“货币”ATP-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义教师用书word（人教版2019 不定项）

第2节　细胞的能量“货币”ATP [学习目标]　1.说出ATP的结构。　2.阐述ATP与ADP之间的相互转化。　3.举例说明ATP在细胞代谢中的作用。 知识点一　ATP是一种高能磷酸化合物 1．ATP的结构 (1)中文名称：腺苷三磷酸。 (2)结构简式：A－P～P～P。 符号含义 2．ATP的特点 (1)高能量：ATP水解释放的能量高达30.54 kJ/mol，是细胞内的一种高能磷酸化合物。 (2)能量易释放 3．ATP的功能 ATP能够直接为细胞生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 生物体内的能源物质辨析 1．能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。 2．主要能源物质：糖类。 3．储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。 4．直接能源物质：ATP。 5．最终能量来源：太阳能。 [精通教材] 　(教材P86“相关信息”)根据ATP的结构式思考下列问题： (1)图中①②③的结构分别是________________________。 提示：腺嘌呤、核糖、磷酸基团 (2)腺苷是由图中________(填序号)组成的。 提示：①② (3)若ATP完全水解，会得到的成分是______________。 提示：腺嘌呤、核糖、磷酸 任务　分析ATP的结构 α、β和γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，现有甲、乙两组ATP溶液，甲组用32P标记ATP的β位的磷酸基团，乙组用32P标记ATP的γ位的磷酸基团，然后分别加入等量的ATP水解酶，短时间后迅速分离溶液中游离的磷酸基团，结果发现只有乙组中游离的磷酸基团带有放射性。 (1)从实验结果可知ATP中哪一个化学键更容易断裂？为什么？ 提示：β位与γ位磷酸基团之间的化学键更容易断裂。因为ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。 (2)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？ 提示：腺嘌呤核糖核苷酸。 (3)为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？(一般将水解时释放20.92 kJ/mol及以上能量的化合物叫作高能化合物) 提示：因为1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ。 学生用书↓第98页 应用1.下列图示能正确表示ATP的是(　　) A. B. C. D. 答案：A 解析：ATP的分子结构式可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，P代表磷酸基团，正确的连接方式为A项。 应用2.下列有关ATP的叙述，正确的是(　　) A．图中的a是构成DNA的基本单位之一 B．图中的A代表腺苷，b、c代表特殊的化学键 C．ATP中的“A”与RNA中的碱基“A”表示的不是同一种物质 D．ATP与ADP的化学元素组成不同 答案：C 解析：图中的a表示腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，A错误；图中的A代表腺嘌呤，b、c代表特殊的化学键，B错误；ATP中的“A”表示腺苷，RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤，二者表示的不是同一种物质，C正确；ATP与ADP的化学元素组成相同，都是C、H、O、N、P，D错误。 1．ATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。 2．ATP中的A代表腺苷，RNA中的A代表腺嘌呤核糖核苷酸，DNA中的A代表腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。　　 知识点二　ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 1．ATP与ADP之间的相互转化 (1)相互转化的过程及能量来源图解 ①ATP的水解：在酶Ⅰ(ATP水解酶)的作用下，ATP分子中末端磷酸基团脱离下来，形成游离的Pi(磷酸)，同时释放能量用于各种生命活动。 ②ATP的合成：在酶Ⅱ(ATP合成酶)的作用下，ADP可以接受来自光合作用或呼吸作用的能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。 (2)ATP与ADP转化的特点 ①ATP与ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处在动态平衡之中的。 ②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。 2．ATP的利用 (1)ATP的利用 (2)ATP为主动运输供能的机理 (3)ATP是细胞内流通的能量“货币” ①吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。 ②放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。 ③能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 学生用书↓第99页 [精通教材] 1．(教材P89小字内容)萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在ATP提供能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素。 2．(教材P89“拓展应用”)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“货币”，这说明了生物界的统一性。 任务一　分析ATP和ADP的相互转化 1．阅读下列材料，回答问题。 材料1　将用32P标记的磷酸加入细胞培养液，并在短时间内快速分离出细胞的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带有放射性标记。 材料2　经测定，一个成年人每天大约消耗45 kg ATP，但每一时刻储存在人体内的ATP、ADP的总含量不到1 g，即每个细胞每秒钟可形成1 000万个ATP且同时有等量的ATP被分解。 (1)材料1中，细胞内的ATP只有末端磷酸基团带有放射性标记，该现象说明了________ ________________________________________________________________________。 提示：ATP中末端磷酸基团容易水解和重新生成 (2)材料2说明_________________________________________________________。 提示：ATP和ADP之间的相互转化快速、时刻不停地进行，处于动态平衡 2．ATP和ADP的相互转化是否是可逆反应？请完善下表并得出结论。 反应 ATPADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量ATP 反应类型 水解反应 合成反应 酶的类型 水解酶 合成酶 场所 活细胞所有部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质等 能量来源 特殊的化学键中的化学能 有机物中的化学能、光能 能量去向 用于各项生命活动 储存于特殊的化学键中 结论：物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是(填“是”或“不是”)可逆反应。 任务二　分析ATP的利用 3．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，如大脑思考、电鳐发电和物质的主动运输都需要消耗ATP。下图是ATP为主动运输供能示意图。 (1)由甲→乙过程中，ATP转化为ADP。磷酸基团的去向及其作用是什么？ 提示：ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 (2)从Ca2＋的转运过程看，Ca2＋的载体蛋白有什么作用？ 提示：参与主动运输转运Ca2＋的载体蛋白有两种作用，一是运输作用，结合Ca2＋进行跨膜运输；二是催化作用，能催化ATP水解。 应用1.（2023·山东济南期末）如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，下列相关叙述错误的是（不定项）(　　) A．在一个活细胞中，时刻进行着过程①和②，①和②处于动态平衡 B．小麦根尖成熟区细胞发生过程①的结构有线粒体和叶绿体 C．①和②也可以发生在同一个细胞器内 D．细胞中的吸能反应通常与①相联系 答案：BD 解析：ATP为直接能源物质，在一个活细胞中，时刻进行着ATP和ADP的相互转化过程，细胞中ATP含量很少，但转化很快，二者处于动态平衡，A正确；小麦根尖成熟区细胞没有叶绿体，B错误；①和②也可以发生在同一个细胞器内，如叶绿体，既可产生ATP，也会消耗ATP，C正确；细胞中的吸能反应通常与②相联系，细胞中的放能反应通常与①相联系，D错误。 应用2.(2023·安徽高一检测)“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。”诗人杜牧描绘的风景美如画。萤火虫发荧光的相关化学变化如图所示，下列有关叙述错误的是(　　) 学生用书↓第100页 A．催化荧光素氧化反应的酶与催化ATP水解的酶不是同一种酶 B．萤火虫尾部的发光细胞内含有大量的ATP，以保证其正常发光 C．萤火虫发荧光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化 D．荧光素被氧化发出荧光的过程为吸能反应，伴随着ATP的水解 答案：B 解析：荧光素酶催化荧光素氧化反应，ATP水解酶催化ATP水解，两种酶不同，A正确；细胞中ATP含量少，但ADP和ATP的转化非常迅速并处于动态平衡之中，B错误；题图中荧光产生的过程体现了ATP中活跃的化学能转变为光能，C正确；荧光素与氧气发生化学反应的过程需要ATP水解提供能量，为吸能反应，D正确。 思维导图 要语必背 1.ATP名称是腺苷三磷酸。结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。 2.ATP中末端磷酸基团有较高的转移势能，容易脱离下来。 3.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 4.吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。 1．一分子ATP中，含有的特殊的化学键和磷酸基团的数目分别是(　　) A．2和3　　 B．1和3 C．2和2　　 D．4和6 答案：A 解析：ATP的分子结构可简写为A—P～P～P，其中P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。因此，一分子ATP中含有2个特殊的化学键和3个磷酸基团，A正确。 2．ATP是细胞内的能量“货币”，下列有关叙述，错误的是(　　) A．ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的特殊的化学键的水解 B．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性 C．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 D．ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考等生命活动的直接能源物质 答案：C 解析：ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的特殊的化学键的水解，A正确；ATP是直接能源物质，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，B正确；ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成，C错误；ATP是细胞内的直接能源物质，可直接为主动运输、肌肉收缩、大脑思考等提供能量，D正确。 3. 如图为细胞中两种重要化合物的相互转化示意图，下列有关叙述错误的是(　　) A．物质X指的是ATP B．过程①和②不可能发生在同一个细胞内 C．过程①中需要的能量不是过程②释放的 D．在一个活细胞中，时刻进行着过程①和② 答案：B 解析：由题图信息可知，物质X应为ATP，A正确；细胞内同时存在吸能反应和放能反应，ATP的合成与水解可以发生在同一个细胞内，B错误；过程①为ATP的合成过程，需要的能量来自细胞呼吸或光合作用，过程②的能量则用于各项生命活动，C正确；活细胞中，时刻进行着ATP与ADP的相互转化过程，D正确。 4．(2023·安徽安庆高一期末)如图所示为ATP合成的“机器”——ATP合成酶，图1为结构模式图，图2为三维结构图，则下列论述不正确的是(　　) A．该结构存在于线粒体、叶绿体等细胞器中，在代谢旺盛的细胞内含量居多 B．当细胞合成分泌蛋白时，该“机器”活动频繁，产生大量的ATP，造成细胞内ATP含量上升 C．ATP的合成过程需要腺苷二磷酸、Pi等原料 D．该结构可与双缩脲试剂反应呈现紫色，构成该结构的单体可参与红细胞内血红蛋白的合成 答案：B 解析：该结构为ATP合成酶，与ATP的合成有关，存在于线粒体、叶绿体等细胞器中，在代谢旺盛的细胞内含量居多，A正确；当细胞合成分泌蛋白时，消耗大量的ATP，因此ATP合成酶活动频繁，产生大量的ATP，但不会造成细胞内ATP含量上升，因为ATP可以和ADP迅速相互转化，故细胞内不会有大量的ATP积累，B错误；ATP的合成过程需要腺苷二磷酸(ADP)、Pi等原料，其合成场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体，C正确；该结构为蛋白质，构成该结构的单体为氨基酸，其中含有肽键，可与双缩脲试剂反应呈现紫色，其基本单位氨基酸可参与红细胞内血红蛋白的合成，D正确。 5．下图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图（M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物），下列叙述正确的是（不定项）(　　) 学生用书↓第101页 A．吸能反应伴随着甲的形成，能量由Q2提供 B．蛋白质的合成过程中，物质甲的量减少 C．物质乙由腺嘌呤和核糖组成，是构成RNA的基本单位之一 D．Q1可以来源于光能，Q2不能转化为光能，M1和M2不是同一种酶 答案：A 解析：吸能反应常伴随着ATP的水解，ATP水解可形成甲ADP，其释放的能量Q2可为生命活动供能，A正确；蛋白质的合成需要消耗ATP，但在生物体内ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，所以物质甲的量并不会减少，B错误；物质乙为AMP，由一分子腺苷和一个磷酸基团组成，一分子腺苷由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成，所以物质乙AMP是构成RNA的基本单位之一，C错误；Q1可以来源于光能，能被色素吸收用于光合作用合成ATP，Q2可以转化为光能，如萤火虫发光，M1为ATP合成酶，M2为ATP水解酶，D错误。 课时测评16　细胞的能量“货币”ATP (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) （选择题1－10题每小题2分，11－13题每小题4分，共32分） 知识点一　ATP的结构和功能 1．(2023·江苏宿迁市月考)ATP是细胞中各种生命活动的通用能量“货币”。下列相关叙述正确的是(　　) A．ATP中的A代表腺苷 B．ATP中的T代表胸腺嘧啶 C．细胞中ATP分子的含量很高 D．ATP分子的结构可以简写成A～T～P 答案：A 解析：ATP中的A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子的核糖组成，A正确；ATP中的T代表三个，B错误；细胞中ATP分子的含量较少，但ATP与ADP相互转化的供能模式在生物界普遍存在，能满足正常生命活动所需，C错误；ATP分子的结构可以简写成A－P～P～P，D错误。 2．如图所示的ATP结构模式图中有多处错误，下列相关叙述错误的是(　　) A．①处应为腺嘌呤(A) B．②处应为氢原子(H) C．③处应为氧原子(O) D．④处应为特殊的化学键(～) 答案：B 解析：①处应为腺嘌呤(A)，A正确；ATP中的五碳糖为核糖，因此②处就是—OH，B错误；③处应为氧原子(O)，C正确；ATP分子中，磷酸基团之间的化学键为特殊的化学键，即④处应为特殊的化学键(～)，D正确。 3．(2023·江苏盐城月考)如图是ATP的分子结构式，下列叙述错误的是(　　) A．ATP中含有C、H、O、N、P五种元素 B．图中虚线框中部分代表腺苷 C．ATP分子中①处断裂后形成了ADP D．ATP水解释放的能量可直接用于各项生命活动 答案：C 解析：ATP分子中②的断裂与形成是其与ADP相互转化的基础，C错误。 知识点二　ATP与ADP之间的相互转化 4．(2023·浙江嘉兴期中)下图是细胞中ATP—ADP循环示意图。下列叙述错误的是(　　) A．ATP和ADP分子中都含有腺嘌呤和核糖 B．原核细胞和真核细胞内都可以发生甲、乙过程 C．能量①可来自放能反应，能量②可用于吸能反应 D．离体肌肉收缩时可以由ATP和葡萄糖直接供能 答案：D 解析：ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的，ADP是由1个核糖、1个腺嘌呤和2个磷酸基团组成的，两者都含有腺嘌呤和核糖，A正确；甲是ATP的合成，乙是ATP的水解，原核细胞和真核细胞内都可以发生两过程，B正确；ATP的合成过程，要吸收能量，所需的能量来自细胞呼吸或光合作用，能量②是ATP水解释放的能量，可用于吸能反应，C正确；肌肉收缩是吸能反应，需要ATP供能，与ATP的水解有关，而葡萄糖不能直接供能，D错误。 5．(2023·江苏连云港期末)下图是生物体内ATP和ADP相互转化表达式，下列相关叙述正确的是(　　) ATPADP＋Pi＋能量 A．反应需要的酶1和酶2是同一种酶 B．ATP与ADP相互转化处于动态平衡 C．该反应物质与能量变化都是可逆的 D．ATP释放的能量主要用于再合成ATP 答案：B 解析：由图可知，酶1是ATP水解酶，酶2是ATP合成酶，因此，酶1和酶2不是同一种酶，A错误；细胞中ATP的含量很少，但ATP和ADP的转化非常迅速并处于动态平衡之中，B正确；此过程物质变化是可逆的，而能量变化是不可逆的，C错误；ATP释放的能量直接用于其他生命活动，而ATP合成的能量来自光能和有机物中的化学能，D错误。 6．(2023·湖北宜昌月考)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。下列相关叙述错误的是(　　) A．ATP分子结构简式中的“A”表示腺嘌呤 B．放能反应与ATP的合成相联系 C．ATP水解产生的磷酸基团可使蛋白质因磷酸化而发生空间结构的改变 D．剧烈运动时，细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态 答案：A 解析：ATP分子结构简式中的“A”表示腺苷，包括腺嘌呤和核糖，A错误；放能反应一般伴随着ATP合成，释放的能量储存在ATP末端的那个特殊的化学键中，B正确；ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团与蛋白质结合，使蛋白质发生磷酸化，从而使其空间结构发生变化，C正确；剧烈运动时，ATP消耗增多，产生也会相应增多，即细胞中ATP的合成与水解处于相对平衡状态，D正确。 知识点三　ATP的利用 7．萤火虫腹部的发光器由部分组织细胞构成，离体的发光器会逐渐失去发光能力。将发光器研磨液分为两组，分别滴加等体积的ATP溶液和葡萄糖溶液后，ATP组立即重新出现荧光，葡萄糖组重新出现荧光的时间滞后。下列叙述不正确的是(　　) A．发光器离体后细胞内能源物质逐渐耗尽 B．实验结果说明ATP是直接的能源物质 C．实验结果说明葡萄糖不能作为能源物质 D．有机物中的化学能可转化为发光的光能 答案：C 解析：实验结果说明葡萄糖不是发光器发光的直接能源，但是不能说明葡萄糖不能作为能源物质，C错误。 8．下列生理过程伴随着形状改变，其中不一定需要ATP供能的是(　　) A．在胰岛素分泌过程中细胞膜的形状发生改变 B．在篮球比赛等运动过程中骨骼肌发生收缩 C．载体蛋白协助运输葡萄糖过程中形状发生改变 D．植物细胞在KNO3溶液中发生质壁分离及复原 答案：C 解析：胰岛素分泌到细胞外的过程属于胞吐，需要ATP供能，A不符合题意。在篮球比赛等运动过程中，骨骼肌的收缩需要消耗ATP，B不符合题意。载体蛋白运输葡萄糖时可能不需要ATP，如葡萄糖通过协助扩散进入哺乳动物成熟的红细胞；也可能需要ATP，如葡萄糖通过主动运输进入小肠上皮细胞，C符合题意。植物细胞会通过主动运输吸收K＋和NO，需要ATP供能，当细胞液浓度增大后，会吸水而发生质壁分离的复原，D不符合题意。 9．生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的用途有一定差异(如下表)。下列相关叙述正确的是(　　) 种类 ATP GTP UTP CTP 作用 能量“货币” 蛋白质合成 糖原合成 脂肪和磷脂的合成 A．GTP中的“G”就是碱基鸟嘌呤 B．在糖原、蛋白质和磷脂等的合成过程中，消耗的能量均可来自ATP C．UTP分子中所有的特殊的化学键断裂后，可得到尿嘧啶脱氧核苷酸 D．葡萄糖和果糖反应生成麦芽糖的过程中，可由ATP直接供能 答案：B 解析：GTP中的“G”表示由鸟嘌呤和核糖形成的化合物鸟苷，A错误；ATP是细胞内能量“货币”，因此，蛋白质、糖原、脂肪和磷脂的合成也可由ATP直接供能，B正确；UTP分子中所有特殊的化学键断裂后，可得到尿嘧啶核糖核苷酸，C错误；合成反应需要消耗能量，葡萄糖和果糖反应生成蔗糖的过程中，可由ATP直接供能，D错误。 10．(2023·河南濮阳高一期中)下列关于ATP的叙述错误的是(　　) A．磷脂分子与ATP的元素组成相同 B．a的中文名称为腺嘌呤核糖核苷酸 C．细胞中蛋白质的合成伴随着酶1催化的过程 D．对于人来说，ATP合成所需能量全部来自有氧呼吸 答案：D 解析：磷脂分子的组成元素有C、H、O、N、P，与ATP的元素组成相同，A正确；a是核糖、腺嘌呤、磷酸组成的，其中文名称为腺嘌呤核糖核苷酸，B正确；细胞中蛋白质的合成需要能量，伴随着酶1催化的过程，C正确；对于人来说，ATP合成所需能量来自有氧呼吸和无氧呼吸，例如人的骨骼肌相对缺氧时可进行无氧呼吸，D错误。 11．如图是ATP中化学键逐级水解的过程。据图判断，有关叙述正确的是（不定项）(　　) A．在温和条件下甲转化为ATP可快速发生是因为ADP含量高 B．胰岛素的分泌会加速细胞中的ATP→甲过程 C．由于两个相邻的磷酸基团都带有正电荷而相互排斥等，使得特殊的化学键不稳定 D．ATP→甲与甲→ATP的过程属于可逆反应 答案：B 解析：在温和条件下甲转化为ATP可快速发生，是因为有关酶的催化，细胞内ADP含量不高，A错误；胰岛素的分泌消耗能量，需要ATP水解供能，会加速细胞中的ATP→甲过程，B正确；由于两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等，使得特殊的化学键不稳定，C错误；ATP→甲与甲→ATP的过程的酶和能量变化不同，不属于可逆反应，D错误。 12．ATP结合到肌球蛋白上并释放能量，从而改变其构象，进而驱动肌肉细胞的收缩，机理如图所示。下列说法正确的是（不定项）(　　) A．肌肉细胞中只消耗ATP，不会产生ATP B．ATP释放能量过程中失去了一个磷酸基团 C．肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能 D．该过程中ATP中的化学能转化成了热能 答案：BC 解析：肌肉细胞进行细胞呼吸，会产生ATP，A错误；ATP释放能量过程中，变为ADP，失去了一个磷酸基团，B正确；看图可知，肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能，C正确；该过程中ATP中的化学能转化成了机械能，D错误。 13．ATP是一种非常重要的化合物，它是细胞的能量“货币”，其结构简式为A—P～P～P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能，下图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述正确的是（不定项）(　　) A．ATP中离“A”远的两个磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的基本单位之一 B．参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶 C．在运输Ca2+的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移 D．由图可知，细胞中Ca2+的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输，而ATP水解总是跟放能反应有关 答案：ABC 解析：ATP中的～代表一种特殊的化学键，断开两个这种化学键，就形成A—P，又叫AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），它是组成RNA的基本单位之一，A正确；如题图所示，参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，酶就被激活了，B正确；在运输Ca2+的载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移，此过程就是载体蛋白的磷酸化，C正确；细胞中Ca2+的跨膜运输是主动运输，需要ATP水解释放能量为其供能，而细胞内许多吸能反应与ATP水解的反应有关，D错误。 14．(13分)钠钾泵位于动物细胞的细胞膜上，钠钾泵通过磷酸化和去磷酸化过程发生空间结构的变化，导致与Na＋、K＋的亲和力发生变化，具体过程如下图所示： (1)ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸上，导致钠钾泵的____________变化，________被排出，其移出膜外的跨膜运输方式是____________；胞外的________结合上去，其结合能导致____________释放，恢复钠钾泵的空间结构，如此循环重复。 (2)钠钾泵的化学本质是________，据图推测钠钾泵在物质跨膜运输过程中的作用有：①协助Na＋、K＋跨膜运输；②__________________________________________________________。 答案：(1)空间结构　Na＋　主动运输　K＋　磷酸基团　(2)蛋白质　催化ATP水解，为Na＋、K＋跨膜运输提供能量 解析：(1)由题图可知，ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵上，导致钠钾泵的空间结构变化，Na＋被排出，此过程需要ATP提供能量，运输方式是主动运输；胞外的K＋结合上去，其结合能导致磷酸基团释放，恢复钠钾泵的空间结构，如此循环重复。 (2)钠钾泵的化学本质是蛋白质，据图推测钠钾泵在物质跨膜运输过程中的作用有：①协助Na＋、K＋跨膜运输；②催化ATP水解，为Na＋、K＋跨膜运输提供能量。 15．(15分)在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请根据所给材料及提示设计实验，探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。 实验材料：萤火虫晒干后研成的荧光器粉末、ATP粉末、蒸馏水、相同的小烧杯若干、相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。 (1)实验步骤： ①配制不同浓度的ATP溶液，置于小烧杯中，贴上标签； ②将____________分成若干等份，分别放入试管中，贴上标签； ③在每支试管中加入______________________； ④观察发光现象并记录。 (2)实验现象预测及结论： 现象预测 结论 a.随ATP浓度升高，发光现象逐渐增强 荧光强度与ATP浓度呈________(填“正相关”或“负相关”) b.随ATP浓度升高，发光现象__________ 荧光强度与ATP浓度呈____________(填“正相关”或“负相关”) c.________________________________________________________________________ 荧光强度与ATP浓度无关 (3)实验讨论： ①最可能的实验结果是(2)中的哪一个？________________________________________。 ②萤火虫发光是__________能转变成________能的过程。 答案：(1)②荧光器粉末　③等量不同浓度的ATP溶液　(2)正相关　逐渐减弱　负相关　发光现象没有变化　(3)①a　②化学　光 解析：(1)本实验要探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系，故试管中应放入等量的荧光器粉末，自变量为不同浓度的ATP溶液，故在每支试管中加入等量不同浓度的ATP溶液，因变量为萤火虫的发光强度，其他无关变量应相同且适宜，并观察发光现象记录实验结果。 (2)预测实验现象时要全面，要预测出可能出现的几种情况，本实验较简单，可根据实验结论预测相应的现象，如果随ATP浓度升高，发光现象逐渐增强，说明ATP溶液浓度与发光强度成正相关，否则相反。如果发光现象没有变化，则说明荧光强度与ATP浓度无关。 (3)最可能的实验结果是a，随ATP溶液浓度升高荧光强度逐渐增强；萤火虫发光是ATP释放的化学能转变成光能的过程。 学科网（北京）股份有限公司 $$