高中生物细胞的能量通货ATP例题解析
高中生物细胞的能量通货ATP例题解析
(1)
【例1】 ATP在细胞中能够释放能量和储存能量，从其化学结构看，原因是（ ）
①腺苷很容易吸收能量和释放能量 ②第三个高能磷酸键很容易断裂和再结合 ③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离（即第二个高能磷酸键断裂），使ATP转变成ADP，同时释放能量
④ADP可以在酶的作用下迅速与一分子磷酸结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATP
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④
解析：解该题，需熟悉ATP结构简式A—P～P～P，其中含有两个高能磷酸键，并非三个；在酶的作用下，远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，该键又可接受能量，加上一分子磷酸重新形成ATP。在这里，高能磷酸键的断裂和再形成，保证了能量的释放和储存。
答案：C 利用ATP的结构和ATP与ADP的相互转化等知识解答此题。
【例2】对转换式ATP
ADP+Pi+能量的说法正确的是（ ）
A．能量是可逆的
B．物质和能量都是可逆的 C．物质是可逆的，能量不可逆
D．两者均是不可逆的
解析：ADP和Pi是合成ATP的原料，也是ATP分解的产物，故从转换式中的物质来看是可逆的。而从能量方面来分析，ATP合成所需要的能量主要来自生物体呼吸作用所释放出来的一部分能量，绿色植物还可来自叶绿体色素吸收的太阳能；而ATP分解，由高能磷酸键断裂释放出的能量用于各项生命活动，如物质吸收和合成、细胞分裂、动物肌肉收缩、转化为生物电能等，这些能量最终以热能的形式耗散，生物体无法再加以利用。
答案：C 正确认识ATP与ADP的相互转化过程是否是可逆反应。本题要从物质、能量、酶等方面进行分析。
(2)
【例题】用刚从蟾蜍后肢取下的两段肠肌（A和B）进行实验，A在有氧条件下（大气中），B在无氧条件下（置于氮气中），在其他条件相同时，同时给予连续的电刺激，引起肌肉收缩。请回答下列问题：
（1）先发生疲劳的肌肉是__________________。
（2）当A和B都疲劳后，休息一段时间后，再给予电刺激，哪块肌肉能恢复收缩能力？
（3）上述现象说明了什么？__________________。
解析：肌肉收缩是由于肌细胞中的ATP转变成运动的机械能，即ATP为肌肉收缩的直接供能物质。在有氧呼吸和无氧呼吸过程中都有ATP的生成。前者在相同时间内产生ATP多，肌肉运动量大。
答案：（1）B（2）A（3）肌肉收缩不一定需氧，肌肉疲劳的恢复需要氧
(3)
根据所给器材试剂，设计一个实验，证明ATP是直接能源物质。
要求：写出实验步骤，预测实验结果。
器材试剂：培养皿、试管、活萤火虫（摘下其尾部发光器备用），ATP制剂，0.1葡萄糖溶液，生理盐水、蒸馏水。
我的思路：此题是考查学生的实验设计能力。此题可采用“逆推法”，从课题要求入手，进行逆向思维，按“能源物质→发光→萤火虫→发光原理→安排步骤”的思路去设计实验方案。解题时注意以下几点：①将发光器捣碎，增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反应速度；②蒸馏水不是能源物质，葡萄糖虽然是主要的能源物质，但不是直接能源物质，ATP才是直接能源物质，因此，用葡萄糖、蒸馏水做对照实验，它们都不会使熄灭的离体发光器重新发光。本实验过程中的现象是：（ATP）供能发光→（ATP耗尽）荧光熄灭→（能否提供ATP）决定发光器是否重新发光。
答案：（1）实验步骤（B、C为对照实验组）（2）结果预测：A．恢复发光；B．不再发光；C．不再发光。
试管
步骤（1）
发光器熄灭时立即进行步骤（2）
步骤（2）
观察观察
A
捣碎的发光器、生理盐水
ATP制剂5毫升
B
捣碎的发光器、生理盐水
0.1％葡萄糖溶液5毫升
C
捣碎的发光器、生理盐水
蒸馏水5毫升