内容正文:
小测卷(十一) 细胞的能量“货币”ATP
【选择题】每小题5分
1.细胞内ATP分子的总量是有限的,人体细胞内ATP总量只能维持生命活动15秒左右,但在正常情况下,细胞内的ATP是不会耗尽的。对上述现象的解释合理的是( )
A.ATP可以水解为ADP和磷酸
B.许多放能反应与ATP的合成相联系
C.ATP是细胞内的直接能源物质
D.ATP与ADP时刻发生相互转化
2.“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变,促使ATP转化成ADP,同时引起自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析错误的是( )
A.“分子马达”具有酶的功能
B.线粒体和叶绿体都含有“分子马达”
C.RNA聚合酶是沿RNA运动的“分子马达”
D.吸能反应一般与ATP水解反应相联系
3.将标记的32P注入活细胞内,随后迅速分离细胞内的ATP,测定其放射性,下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是( )
A.①代表ATP中的“A”,ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记,但是ATP的含量基本不变
D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
4.dATP是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写,其结构式可简写成dA—P~P~P(该结构式中的dA表示脱氧腺苷)。下列关于dATP和ATP的叙述,正确的是( )
A.dATP与ATP分子结构的主要区别是含氮碱基不同
B.dATP彻底水解后可形成3种有机物
C.ATP中的特殊化学键水解,可为某些吸能反应供能
D.动物细胞内生成ATP的场所主要是细胞质基质
5.如图为ATP-ADP循环示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.葡萄糖分解产生的能量①可用于光反应
B.能量②可用于肌肉收缩
C.该循环速度很快可以合成大量ATP
D.ATP的合成不会产生水分子
6.褐色脂肪组织(BAT)细胞中有一种特殊的载体蛋白(UCP),其作用机制如图所示。温度、ATP与ADP的比值会影响UCP的活性。激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP。下列叙述正确的是( )
A.膜间隙的pH大于线粒体基质
B.激活的UCP对H+的通透性小于ATP合成酶
C.UCP激活时,BAT细胞的线粒体不能产生ATP
D.寒冷激活UCP,ADP浓度上升抑制UCP活性
7.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( )
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2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
8.如图是生物界中能量“货币”ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的M指的是腺苷,N指的是核糖
B.暗反应中ATP用于固定CO2和还原C3
C.ATP的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要
D.食物为ATP“充电”指的是有机物经过氧化分解,释放能量并生成ATP
9.细胞代谢往往伴随着能量的变化,ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP的合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP的合成需要小分子之间多次脱水缩合
B.ATP的水解产物可为DNA的合成提供原料
C.ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶不同
D.ATP的水解往往伴随着吸能反应,为其提供能量
【非选择题】
10.(15分)细胞作为一个基本的生命系统,只有不断输入能量,才能维持生命活动的有序性。在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子结构式如图。
(1)从ATP的分子结构式可知,去掉两个磷酸基团后剩余部分的名称是________________。(2分)
(2)人体骨骼肌细胞中,ATP的含量仅够剧烈运动时3 s内的能量供给。在校运动会上,某同学参加100 m短跑过程中,某肌细胞中ATP相对含量变化如图所示,回答下列问题:
Ⅰ.由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明__________________________。(2分)
Ⅱ.某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象,证明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。
①必须待离体肌肉自身的____________消耗之后,才能进行实验。(2分)
②在实验程序上,采取自身前后对照的方法,先滴加____________(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”),观察__________是否发生以后,再滴加____________(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。(6分)
③如果将上述顺序颠倒一下,实验结果是否可靠?____________(填“可靠”或“不可靠”),请解释其原因:_________________________________________。(3分)
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小测卷(十一) 细胞的能量“货币”ATP
1.解析:选D。
结合题意可知,细胞内ATP分子的总量是有限的,但正常情况下ATP不会耗尽,原因是细胞内ATP与ADP的相互转化是时刻不停进行的,这也是细胞内ATP含量能维持相对稳定的原因,D符合题意。
2.解析:选C。
由题意知,“分子马达”具有催化ATP水解的作用,即具有酶的功能,A正确;线粒体和叶绿体中都能发生ATP和ADP的相互转化,因此都含有“分子马达”,B正确;RNA聚合酶用于转录过程,因此RNA聚合酶是沿DNA移动的“分子马达”,C错误;吸能反应一般与ATP水解反应相联系,D正确。
3.解析:选A。
①代表腺嘌呤,而ATP中的“A”代表腺苷,腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的,A错误;④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联,B正确;ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成,且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,故ATP的含量基本不变,磷酸基团⑤很快就会被32P标记,C正确;细胞癌变后细胞代谢增强,ATP和ADP的转化加快,D正确。
4.解析:选C。
dATP与ATP分子结构的主要区别是五碳糖不同,前者含的是脱氧核糖,后者含的是核糖,A错误;dATP彻底水解后可形成脱氧核糖和腺嘌呤共2种有机物(产物磷酸不是有机物),B错误;ATP中的特殊化学键水解,可为某些吸能反应供能,C正确;动物细胞内生成ATP的场所主要是线粒体、细胞质基质,D错误。
5.解析:选B。
能量①来源于光合作用和细胞呼吸,能量②来源于ATP水解过程。光反应需要的能量来源于光合色素吸收的光能,A错误。能量②来源于ATP水解过程,可用于肌肉收缩,B正确。ATP在生物体内可以迅速合成和分解,不会存在大量ATP,C错误。ATP的合成会产生水分子,D错误。
6.解析:选D。
由于H+由膜间隙进入线粒体基质不需要消耗能量,说明膜间隙H+浓度大于线粒体基质,膜间隙的pH小于线粒体基质,A错误;ATP与ADP的比值会影响UCP的活性,因此激活的UCP对H+的通透性远大于ATP合成酶,B错误;ATP与ADP的比值会影响UCP的活性,UCP激活时,BAT细胞的线粒体内膜不产生ATP,但线粒体基质仍可完成有氧呼吸第二阶段产生ATP,C错误;寒冷激活UCP,可使电子传递链过程不产生ATP,ADP浓度上升,从而抑制UCP活性,D正确。
7.解析:选C。
肌肉细胞可以进行细胞呼吸,也会产生ATP,A错误;ATP释放能量的过程中失去了1个磷酸基团,B错误;由题干信息可知,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肌肉细胞收缩的能量,D错误。
8.解析:选D。
根据题图分析可知,M指的是腺嘌呤,N指的是核糖,A错误;若ATP来自光反应,则这部分ATP只能用于暗反应中还原C3,固定CO2不需要消耗能量,B错误;ATP的合成和分解均需要酶的催化,C错误;食物为ATP“充电”指的是有机物经过氧化分解,释放能量并生成ATP,主要是指ATP的产生过程,D正确。
9.解析:选B。
由图可知,核糖与腺嘌呤、核糖与磷酸、磷酸与磷酸之间均有脱水缩合,故ATP合成需要小分子之间多次脱水缩合,A正确;ATP的水解产物可为某些RNA的合成提供原料,ATP脱去两分子磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,B错误;酶具有专一性,ATP水解时,催化③和④处化学键断裂的酶不相同,C正确;ATP的水解能释放能量,故ATP水解往往伴随着吸能反应,为其提供能量,D正确。
10.解析:(1)ATP分子去掉两个磷酸基团后的剩余部分是一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基(腺嘌呤)组成的化合物,即腺嘌呤核糖核苷酸。(2)Ⅰ.由于ATP的合成和分解是同时进行的,则由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零。Ⅱ.①由于细胞中有少量的ATP存在,所以需先消耗尽肌肉自身细胞中的ATP,才能进行实验。②在程序上,采取自身前后对照的方法,先滴加葡萄糖溶液,观察肌肉收缩是否发生以后,再滴加ATP溶液观察。③上述实验步骤的顺序不可以颠倒,假如颠倒后,如果滴加的外源ATP尚未耗尽,再滴加葡萄糖溶液肌肉也会出现收缩的现象,造成葡萄糖也能被肌肉细胞直接利用的假象。所以将上述顺序颠倒一下,实验结果不可靠。
答案:(1)腺嘌呤核糖核苷酸 (2)Ⅰ.ATP的合成和水解是同时进行的 Ⅱ.①ATP ②葡萄糖溶液 肌肉收缩 ATP溶液 ③不可靠 如果滴加的外源ATP尚未耗尽,滴加葡萄糖溶液肌肉也会出现收缩的现象,造成葡萄糖也能被肌肉细胞直接利用的假象
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