内容正文:
课时梯级训练(16) 细胞的能量“货币”ATP
一、选择题
1.ATP是细胞的能量“货币”。下列叙述错误的是 ( )
A.ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写
B.原核细胞和真核细胞内都有ATP
C.细胞中时刻不停地发生ADP和ATP相互转化
D.ATP是一种能量,而不是物质
D 解析:ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写,A正确;ATP是生物界通用的能量“货币”,所以原核细胞和真核细胞内都有ATP,B正确;ATP和ADP的相互转化,在正常细胞中时刻不停地发生并处于动态平衡之中,C正确;ATP是高能磷酸化合物,是一种物质,D错误。
2.(2025·南京高一检测)生命活动的顺利进行与ATP—ADP循环有关,该循环如下图所示,下列叙述正确的是 ( )
A.能量守恒定律说明能量①即是能量②
B.ATP中含有三个特殊化学键,连接三个磷酸基团
C.能量②来自ATP的水解,用于细胞内生命活动
D.ATP和ADP在细胞中含量高,即使大量消耗也不会缺
C 解析:能量①来自光能和有机物氧化分解释放的化学能,能量②来自ATP中特殊化学键的化学能,即能量①和能量②不同,A错误;ATP中含有两个特殊化学键,B错误;能量②来自ATP的水解,用于细胞内生命活动,C正确;ATP和ADP在细胞中含量很少,但可通过快速的转化来满足机体对能量的需求,D错误。
3.(不定项)下图为Ca2+转运到细胞外的示意图,细胞膜上参与Ca2+运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。下列叙述正确的是 ( )
A.图中ATP为转运Ca2+的过程提供能量
B.参与Ca2+转运的载体蛋白被磷酸化后空间结构改变
C.该过程使膜内外的Ca2+浓度趋于一致,从而维持细胞的正常代谢
D.固醇类激素进入细胞的方式与Ca2+转运到膜外的运输方式不同
ABD 解析:载体蛋白转运Ca2+需要ATP水解提供能量,A正确;参与Ca2+转运的载体蛋白被磷酸化后其空间结构会发生改变,B正确;该过程使膜内外的Ca2+浓度差越来越大,C错误;固醇类激素是脂溶性物质,进入细胞的方式与Ca2+转运到膜外的运输方式不同,D正确。
二、非选择题
4.科学家从牛胰脏中分离出一种多肽分子(Ub)。研究发现:Ub在细胞自我监测和去除某些“不适用蛋白质”(即靶蛋白)的机制中扮演着重要角色。如果某个蛋白质被贴上Ub这个标签,就会被运送到细胞内的蛋白酶体处水解掉,过程如下图所示。
请回答下列问题:
(1)完成①②过程所利用的ATP由______________(生理作用)提供,除需ATP提供能量外,图示过程的顺利进行还需要__________。ATP的形成所需能量来自________________________________________________________________________。
(2)根据“节省能量”的原则,上述过程产生的氨基酸将最大限度地被细胞再用于________________。
(3)图中AMP表示腺苷一磷酸,其分子结构可表示为________。
(4)与Ub作用相似的细胞器是________,牛胰脏产生的胰岛素通过________排出细胞,胰岛素排出过程所需能量直接来自________水解。
(5)细胞核内需要ATP,因为细胞核内的生命活动需要能量,如DNA复制需要能量,该反应属于________(填“吸能”或“放能”)反应。
答案:(1)细胞呼吸 酶 糖类等有机物的氧化分解
(2)蛋白质合成
(3)A—P
(4)溶酶体 胞吐 ATP
(5)吸能
解析:(1)动物细胞中的ATP是通过细胞呼吸产生的。由题图可知,该过程除需ATP提供能量外,还需要酶的催化。ATP的形成所需能量来自糖类等有机物的氧化分解。(2)氨基酸是合成蛋白质的原料,根据“节省能量”的原则,图示过程产生的氨基酸将最大限度地被细胞再用于蛋白质合成。(3)AMP表示腺苷一磷酸,是由ATP脱去两分子磷酸形成的,AMP的分子结构可表示为A—P。(4)Ub在细胞自我监测和去除某些“不适用蛋白质”的机制中扮演着重要角色,与Ub作用相似的细胞器是溶酶体。牛胰脏产生的胰岛素属于蛋白质,是大分子物质,需要通过胞吐排出细胞,胰岛素排出过程所需能量直接来自ATP水解。(5)DNA复制需要ATP水解提供能量,该反应属于吸能反应。
5.(情境创新题)腌制的腊肉往往含有大量的细菌,可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上腊肉中的细菌含量进行检测:①将腊肉研磨后离心处理,取一定量上清液放入分光光度计(测定发光强度的仪器)反应室内,加入适量的荧光素和荧光素酶,在适宜条件下进行反应;②记录发光强度并计算ATP含量;③测算出细菌数量。分析并回答下列问题:
(1)荧光素接受细菌细胞中________提供的能量后被激活,在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量,原因是发光强度与ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。
(2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转化的形式是________能→________能。生物细胞中ATP的水解一般与____________(填“吸能反应”或“放能反应”)相联系。
(3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后,测定酶浓度与发光强度的关系如图所示。若要节省荧光素酶的用量,可以使用________处理;高温和Hg2+处理后酶活性________(填“可以”或“不可以”)恢复;Hg2+处理后酶活性降低可能是因为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)ATP 正比
(2)化学 光 吸能反应
(3)Mg2+ 不可以 Hg2+破坏了酶的空间结构
解析:(1)ATP是生命活动所需能量的直接来源,荧光素接受ATP提供的能量,在荧光素酶的催化下,形成氧化荧光素并且发出荧光,其发光强度与ATP的含量成正比,所以根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。(2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转化是化学能转变为光能。生物细胞中的放能反应一般与ATP的合成相联系,吸能反应一般与ATP的水解相联系。(3)分析曲线图可知,用Mg2+处理后,在较低荧光素酶浓度的条件下就能达到较高的发光强度,因此使用Mg2+处理,能够节省荧光素酶的用量。高温和Hg2+处理后酶活性不可以恢复。Hg2+处理后酶活性降低可能是因为Hg2+破坏了酶的空间结构。
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