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生物學：細胞的能量通貨ATP例題解析

【例1】 ATP在細胞中能夠釋放能量和儲存能量，從其化學結構看，原因是( )

①腺苷很容易吸收能量和釋放能量 ②第三個高能磷酸鍵很容易斷裂和再結合 ③第三個磷酸基團很容易從ATP上脫離(即第二個高能磷酸鍵斷裂)，使ATP轉變成ADP，同時釋放能量

④ADP可以在酶的作用下迅速與一分子磷酸結合，吸收能量形成第二個高能磷酸鍵，使ADP轉變成ATP

A.①③　　　B.②④ C.③④ D.①④

解析：解該題，需熟悉ATP結構簡式A—P～P～P，其中含有兩個高能磷酸鍵，并非三個;在酶的作用下，遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，形成ADP和Pi，該鍵又可接受能量，加上一分子磷酸重新形成ATP。在這里，高能磷酸鍵的斷裂和再形成，保證了能量的釋放和儲存。

答案：C 利用ATP的結構和ATP與ADP的相互轉化等知識解答此題。

【例2】對轉換式ATP

ADP+Pi+能量的說法正確的是( )

A.能量是可逆的

B.物質和能量都是可逆的 C.物質是可逆的，能量不可逆

D.兩者均是不可逆的

解析：ADP和Pi是合成ATP的原料，也是ATP分解的產物，故從轉換式中的物質來看是可逆的。而從能量方面來分析，ATP合成所需要的能量主要來自生物體呼吸作用所釋放出來的一部分能量，綠色植物還可來自葉綠體色素吸收的太陽能;而ATP分解，由高能磷酸鍵斷裂釋放出的能量用于各項生命活動，如物質吸收和合成、細胞分裂、動物肌肉收縮、轉化為生物電能等，這些能量最終以熱能的形式耗散，生物體無法再加以利用。

答案：C 正確認識ATP與ADP的相互轉化過程是否是可逆反應。本題要從物質、能量、酶等方面進行分析。

(2)

【例題】用剛從蟾蜍后肢取下的兩段腸肌(A和B)進行實驗，A在有氧條件下(大氣中)，B在無氧條件下(置于氮氣中)，在其他條件相同時，同時給予連續(xù)的電刺激，引起肌肉收縮。請回答下列問題：

(1)先發(fā)生疲勞的肌肉是__________________。

(2)當A和B都疲勞后，休息一段時間后，再給予電刺激，哪塊肌肉能恢復收縮能力?

(3)上述現象說明了什么?__________________。

解析：肌肉收縮是由于肌細胞中的ATP轉變成運動的機械能，即ATP為肌肉收縮的直接供能物質。在有氧呼吸和無氧呼吸過程中都有ATP的生成。前者在相同時間內產生ATP多，肌肉運動量大。

答案：(1)B(2)A(3)肌肉收縮不一定需氧，肌肉疲勞的恢復需要氧

(3)

根據所給器材試劑，設計一個實驗，證明ATP是直接能源物質。

要求：寫出實驗步驟，預測實驗結果。

器材試劑：培養(yǎng)皿、試管、活螢火蟲(摘下其尾部發(fā)光器備用)，ATP制劑，0.1葡萄糖溶液，生理鹽水、蒸餾水。

我的思路：此題是考查學生的實驗設計能力。此題可采用“逆推法”，從課題要求入手，進行逆向思維，按“能源物質→發(fā)光→螢火蟲→發(fā)光原理→安排步驟”的思路去設計實驗方案。解題時注意以下幾點：①將發(fā)光器搗碎，增大發(fā)光細胞與溶液接觸面積，加快化學反應速度;②蒸餾水不是能源物質，葡萄糖雖然是主要的能源物質，但不是直接能源物質，ATP才是直接能源物質，因此，用葡萄糖、蒸餾水做對照實驗，它們都不會使熄滅的離體發(fā)光器重新發(fā)光。本實驗過程中的現象是：(ATP)供能發(fā)光→(ATP耗盡)熒光熄滅→(能否提供ATP)決定發(fā)光器是否重新發(fā)光。

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