资源描述
细胞的能量“货币”ATP
【概念·诊断】
1.从结构决定功能的观点出发,分析下列有关ATP的叙述,正确的有________。
①ATP是生物体内主要的储能物质
②ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸基团之间的化学键中
③ATP的水解实际上是ATP分子中特殊的化学键的断裂
④ATP在细胞内含量很少,但转化速度很快
⑤ATP只能在线粒体中生成
⑥ATP是可流通的能量“货币”
【解析】选③④⑥。ATP是生物体内的直接能源物质,脂肪是生物体内主要的储能物质,①错误;ATP的能量主要储存在磷酸基团之间的特殊的化学键中,②错误;ATP水解的实质是ATP分子中特殊的化学键的断裂,③正确;ATP在细胞内的含量很少,但转化速度很快,以满足生命活动的需要,④正确;合成ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质,⑤错误;ATP作为直接能源物质,是可流通的能量“货币”,⑥正确。
2.下面是ATP在酶的作用下水解后的产物及释放能量,表述正确的是 ( )
A.A-P～P+Pi+能量
B.A-P-P+Pi+能量
C.A～P-P+Pi+能量
D.A～P～P+Pi+能量
【解析】选A。ATP在酶的作用下水解生成ADP和磷酸,同时释放出能量。
3.下列关于ATP分子的叙述正确的是 ( )
A.A表示的是腺嘌呤
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C.T表示胸腺嘧啶,因而ATP的结构与核苷酸很相似
D.1 mol ATP水解,能释放出30.54 kJ的能量,这些能量储存在两个磷酸基团中
【解析】选B。ATP分子的结构式中,A表示的是腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,A错误;ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素,B正确;T表示的不是胸腺嘧啶,而是三个,C错误;30.54 kJ的能量储存在一个特殊化学键中。
【思维·跃迁】
4.酶是细胞代谢不可缺少的催化剂,ATP是生命活动的直接能源物质。下图是ATP逐级水解的过程图,其中③是腺苷,⑤是能量。下列有关叙述错误的是 ( )
A.图中①含有一个特殊化学键
B.图中②是组成RNA的基本单位之一
C.酶催化反应的实质是降低化学反应的活化能
D.酶a～c催化的反应中(底物的量相同),Ⅲ过程释放⑤最多
【解析】选D。分析图示可知:①为ATP水解得到的ADP,只含有一个特殊化学键,A正确;②为ATP水解两次得到的腺嘌呤核糖核苷酸(AMP),是RNA的基本组成单位之一,B正确;酶和其他催化剂的作用一样,都是降低化学反应的活化能,酶降低活化能的作用更显著,C正确;Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是特殊化学键,释放能量多,Ⅲ过程断裂的是一般化学键,故释放能量最少的过程是Ⅲ,D错误。
【拓展·探究】
5.蛙类的某种肌肉在收缩时以ATP为直接能源物质,ATP中的能量来自磷酸肌酸(磷酸肌酸+ADP肌酸+ATP)。该反应由肌酸激酶催化,肌肉中发生的另一个反应(2ADPATP+AMP)可使AMP增多。研究者对肌肉进行电刺激,检测对照组和实验组(肌肉用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP、ADP和AMP的量,结果如表所示。
对照组/(10-6mol·g-1)
实验组/(10-6mol·g-1)
收缩前
收缩后
收缩前
收缩后
ATP
1.30
1.30
1.30
0.75
ADP
0.60
0.60
0.60
0.95
AMP
0.10
0.10
0.10
0.30
请回答下列问题:
(1)请写出ATP为肌肉收缩直接供能的反应式:____________________________
____________________________。
(2)请解释对照组肌肉收缩前后ATP的量没有发生变化的原因是什么?
_________________________________________。
(3)根据表中数据,蛙类的1 g这种肌肉收缩所消耗的ATP的量是 ( )
A.0.55×10-6 mol
B.0.20×10-6 mol
C.0.75×10-6 mol
D.0.35×10-6 mol
【解析】(1)ATP为肌肉收缩直接供能的反应式中,应注意不要忘了酶和能量。
(2)对照组中没有添加肌酸激酶阻断剂,当肌肉收缩消耗ATP时,肌酸激酶可催化磷酸肌酸水解,释放的能量用于合成ATP。实验组中添加了肌酸激酶阻断剂,当肌肉收缩消耗ATP时,肌酸激酶不能催化磷酸肌酸水解,不能合成ATP。
(3)根据表中数据可知,实验组1 g肌肉收缩前后ATP含量减少了(1.30-0.75)×10-6mol=0.55×10-6 mol;AMP含量增加了(0.30-0.10)×10-6 mol=0.20×10-6 mol;根据2ADPATP+AMP,反应产生的ATP与AMP的量相同,则该反应产生的ATP的量为0.20×10-6 mol,则蛙类的1 g这种肌肉收缩所消耗的ATP的量为(0.55+0.20)×10-6 mol=0.75×10-6 mol。
答案:(1)ATPADP+Pi+能量
(2)对照组中没有添加肌酸激酶阻断剂,当肌肉收缩消耗ATP时,肌酸激酶可催化磷酸肌酸水解,释放的能量用于合成ATP (3)C
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