高考生物一輪復(fù)習(xí)講義-新高考:酶和ATP(第二課時(shí))含解析_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

酶和ATP(第二課時(shí))

01考情透視?目標(biāo)導(dǎo)航................................................1

02知識(shí)導(dǎo)圖?思維領(lǐng)航................................................2

03考點(diǎn)突破?考法探究................................................3

考點(diǎn)一ATP的結(jié)構(gòu)和功能.......................................................3

知識(shí)點(diǎn)1ATP的結(jié)構(gòu)....................................................................3

知識(shí)點(diǎn)2ATP的功能....................................................................4

考向1結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)和功能,考查結(jié)構(gòu)與功能觀.........................................5

二2

」TP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用....................................7

點(diǎn)

識(shí)1ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化......................................................7

點(diǎn)

諛2細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過(guò)程(??键c(diǎn))...................................8

點(diǎn)

謝3ATP的供能機(jī)制................................................................9

識(shí)

點(diǎn)4構(gòu)建ATP產(chǎn)生量與02供給量曲線模型.........................................10

向1

圍繞ATP的轉(zhuǎn)化和利用,考查物質(zhì)與能量觀.......................................11

04真題練習(xí)?命題洞見(jiàn)...............................................13

05長(zhǎng)句分析?規(guī)范作答...............................................16

教材深挖拓展16

考點(diǎn)由高考知核心知識(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)

(2022?浙江)ATP的結(jié)構(gòu)

(2021?海南)ATP的結(jié)構(gòu)

考點(diǎn)一:ATP的結(jié)構(gòu)和功能(2023?天津)ATP的功能

題型:選擇題

(3年12考,全國(guó)卷3年0考)(2022?江蘇)ATP的功能

(2021?北京)ATP的功能內(nèi)容:

細(xì)胞的能量

(2021?湖南)ATP的功能(1)本專題知識(shí)難度較低、基礎(chǔ)

“貨幣”ATP

(2022?浙江)吸能反應(yīng)與性強(qiáng)。常結(jié)合物質(zhì)出入細(xì)胞的方

考點(diǎn)二:ATP與ADP可以相互放能反應(yīng)式、光合作用和呼吸作用綜合等考

(2021?北京)ATP與ADP

轉(zhuǎn)化及ATP的利用查

的相互轉(zhuǎn)化

(3年6考,全國(guó)卷3年0考)

(2021?海南)ATP與ADP

的相互轉(zhuǎn)化

課標(biāo)要求1.解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。

增:①ATP供能機(jī)制及實(shí)例:②“?”特殊化學(xué)鍵不穩(wěn)定的原因;③吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)的實(shí)例。

新舊教材對(duì)比

改:①ATP中文名稱,“?”代表特殊的化學(xué)鍵,不再說(shuō)高能磷酸鍵;②能量“通貨”改為能量“貨幣”。

通過(guò)對(duì)ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特通過(guò)“探究生命活動(dòng)的直接能

點(diǎn)的學(xué)習(xí),認(rèn)同ATP的結(jié)構(gòu)與其源物質(zhì)”實(shí)驗(yàn),掌握對(duì)生物學(xué)

功能和適應(yīng)。問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力。

生命觀念科學(xué)探究

ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化;理通過(guò)情景創(chuàng)設(shè),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興

解ATP是馱動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的趣,并滲透熱愛(ài)自然和生命的情感

H接能源物質(zhì)。教育,關(guān)注ATP在醫(yī)學(xué)上的運(yùn)用。

科學(xué)思維社會(huì)責(zé)任

ATP的結(jié)構(gòu)oH

lO—H

p

n一P-H

oO

?功能:ATP是細(xì)胞內(nèi)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)

?供能機(jī)制:ATP與ADP之間相互轉(zhuǎn)化。

ATP的功能。能量貨幣:能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)放能

反應(yīng)之間流通。

0拓展:ATP的其他作用及ATP進(jìn)出細(xì)胞的方式

葡3

差占空樂(lè)店?考法招g(shù)交

考點(diǎn)一ATP的結(jié)構(gòu)和功能

------------HM

知識(shí)固本

知識(shí)點(diǎn)1ATP的結(jié)構(gòu)

1.ATP是一種高能磷酸化合物

(DATP的中文名稱腺昔三磷酸(ATP)。

(2)ATP的組成元素:C、H、0、N、P。

(3)ATP結(jié)構(gòu)筒式:A—P?P?P。

(4)A、T、P、?的含義:其中“A”表示腺背,“T”表小三,“P"表不磷酸基團(tuán),“?”代表一種特

殊的化學(xué)鍵(這種特殊的化學(xué)鍵不鬼定)。

三個(gè)磷酸基團(tuán)

OO

HH

P-P-

II

OO

--

腺昔(A)

AMP(腺首一磷酸)

ADP(腺昔二磷酸)

ATP(腺昔三磷酸)

【歸納總結(jié)】“A”的含義

8p~p

腺堞聆核糖孩甘酸腺瞟聆腺噤嶺脫氧核百酸微籥

P~P~P

腺首

(5)ATP為什么不穩(wěn)定:?代表特殊的化學(xué)鍵,兩個(gè)相鄰磷酸都帶負(fù)電相互排斥等原因,使得這種化學(xué)鍵

不穩(wěn)定,末端磷酸基團(tuán)有一種離開(kāi)ATP與其他分子結(jié)合的趨勢(shì),具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。

(6)ATP是高能磷酸化合物的原因是:ImolATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ,所以說(shuō)ATP是一種高能磷

注意:NTP與dNTP均是高能磷酸化合物,可用作RNA或DNA的合成原料,合成過(guò)程中會(huì)脫去兩個(gè)磷

酸基團(tuán),并釋放出大量的能量。

2.應(yīng)用:ATP熒光檢測(cè)儀

ATP熒光檢測(cè)儀基于螢火和發(fā)光原理(PS9).利用“熒光素幅一熒光素體系”快速檢測(cè)二磷酸腺甘(ATP工

由于所有生物活細(xì)胞中含有恒量的ATP,所以ATP含量可以清晰地表明樣品中(食品、藥品、水體等)微生

物與其他生物殘余的多少,用于判斷衛(wèi)生狀況。

熒光素酶

熒光素+02+ATP氧化熒光素(發(fā)出熒光)

熒光強(qiáng)度越強(qiáng)一ATP含量越多一微生物數(shù)量越多

考向1結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)和功能,考查結(jié)構(gòu)與功能觀

例1.如圖是ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,圖中①?表示一種特殊的化學(xué)鍵。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

飛一警

A.②斷裂后的產(chǎn)物可直接與Pi結(jié)合形成ATP

B.①斷裂后的產(chǎn)物可作為合成RNA的原料

C細(xì)胞中的高能磷酸化合物不止ATP一種

D.ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性

【答案】A

【解析】②斷裂后的產(chǎn)物是ADP,ADP在有關(guān)酶的作用下,可以接受能量與一個(gè)游離的Pi結(jié)合形成ATP,

A錯(cuò)誤;①斷裂后的產(chǎn)物是腺喋吟核糖核甘酸,是構(gòu)成RNA的基本組成單位之一,B正確;根據(jù)ATP的結(jié)

構(gòu)簡(jiǎn)式可以推測(cè)細(xì)胞中可能還會(huì)有GTP、CTP、UTP等高能磷酸化合物,C正確:ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的

能量供應(yīng)機(jī)制,在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的,這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性,D正確。

【變式訓(xùn)練】1.生物體內(nèi)的高能磷酸化合物有多種,它們?cè)谌梭w合成代謝中有一定差異,如表所示。下列相

關(guān)敘述最為準(zhǔn)確的是()

高能磷酸化合物ATPGTPUTPCTP

主要用途能量“貨幣”蛋白質(zhì)合成糖原合成脂肪和磷脂的合成

A.GTP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)是DNA的合成的原料之一

B.UTP除「用于糖原合成,還可作為轉(zhuǎn)錄的原料

C.無(wú)光情況下,葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場(chǎng)所是線粒體

D.在糖原、脂肪和磷脂的合成過(guò)程中,消耗的能量均不能來(lái)自ATP

【答案】B

【解析】GTP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后,可得到鳥(niǎo)喋吟核糖核甘酸,是組成RNA的基本單位之A不符合

題意;由表可知,UTP可用于糖原合成,其脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后可得到尿喀咤核糖核甘酸,可作為合成RNA

的原料,因而可作為轉(zhuǎn)錄的原料,B符合題意;無(wú)光情況下,葉肉細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用,此時(shí)葉肉細(xì)胞只

能通過(guò)細(xì)胞呼吸合成ATP,場(chǎng)所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),C不符合題意;ATP作為能量“貨幣”,在糖原、

脂肪和磷脂的合成過(guò)程中,消耗的能量可來(lái)自ATP,D不符合題意。

【變式訓(xùn)練】2.ATP是細(xì)胞的能量“通貨”,關(guān)于ATP的敘述錯(cuò)誤的是()

A.含有C、H、0、N、P

B.必須在有氧條件下合成

C.胞內(nèi)合成需要酹的催化

D.可直接為細(xì)胞提供能量

【答案】B

【解析】ATP中含有腺噤吟、核糖與磷酸基團(tuán),故元素組成為C、H、0、N、P,A正確:在無(wú)氧條件下,

無(wú)氧呼吸過(guò)程中也能合成ATP,B錯(cuò)誤;ATP合成過(guò)程中需要ATP合成酶的催化,C正確;ATP是生物體

的直接能源物質(zhì),可直接為細(xì)胞提供能量,D正確。

【變式訓(xùn)練】3.下列關(guān)于ATP分子的敘述,正確的是()

A.A表示腺喋吟,P表示磷酸基團(tuán)

B.ATP分子中含有C、H、0、N、P五種元素

C.ImolATP水解,釋放出30.54kJ的能量來(lái)自兩個(gè)特殊化學(xué)鍵的斷裂

D.T表示胸腺喀咤,因而ATP的結(jié)構(gòu)與核甘酸很相似

【答案】B

【解析】ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A-P?P?P,其中的A代表腺昔,由核糖和腺喋吟組成,P代表磷酸基

團(tuán),?代表一種特殊的化學(xué)鍵,T表示三個(gè)(磷酸基團(tuán)),可見(jiàn),ATP分子中含有C、H、0、N、P五種元素,

A、D錯(cuò)誤,B正確:1molATP水解釋放出30.54kJ的能量來(lái)自遠(yuǎn)離“腺昔”的那個(gè)特殊化學(xué)鍵的斷裂,C

錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用

知識(shí)固本

知識(shí)點(diǎn)1ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化

1.ATP的水解.:需要水解酶的參與。

反應(yīng)類型?放能反應(yīng)

能址來(lái)源遠(yuǎn)離腺昔(A)的那個(gè)特殊

"的化學(xué)鍵

葉綠體中專用于喑反應(yīng)

能量去向

細(xì)胞呼吸一用于各項(xiàng)生命

產(chǎn)生的ATP活動(dòng)

2.ATP的合成:需要ATP合成酶的參與。

植物細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、

場(chǎng)所廣一葉綠體

迪q細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體

真菌等-------------------

反應(yīng)類型.吸能反應(yīng)

PiATP

7光合作用(光反應(yīng))w"

ADP能一來(lái)源產(chǎn)二--------"光能

能顯.細(xì)胞呼咚有機(jī)物中的化學(xué)能

能過(guò)大.儲(chǔ)存于ATP(遠(yuǎn)建A的那個(gè)特

殊的化學(xué)鍵)中

注意:不是可逆反應(yīng),物質(zhì)可逆,但所需的酶、場(chǎng)所、能量的來(lái)源是不同的。

3.放能反應(yīng)與吸能反應(yīng):

(1)吸能反應(yīng)總是與ATP的水解相聯(lián)系,由ATP水解提供能量;

放能反應(yīng)總是與__ATP的合成_相聯(lián)系,釋放的能量貯存在ATP中。

(2)能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。

糖類、脂肪等有機(jī)物儲(chǔ)存有大量的能量,但不能被直接利用t(釋放儲(chǔ)存)ATP儲(chǔ)存的能量相對(duì)較少,但

能被直接利用。

結(jié)論:ATP是細(xì)胞的能量“貨幣”。

【教材隱性知識(shí)】

(1)源于必修1Ps“圖5—4":人體內(nèi)ATP的含量很少,但在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化

為ADP,釋放能量,以供運(yùn)動(dòng)之需,但人體內(nèi)ATP總含量并沒(méi)有太大變化,請(qǐng)分析原因:ATP與ADP時(shí)刻不

停地發(fā)生快速相互轉(zhuǎn)化.并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。

(2)源于必修1P艙“拓展應(yīng)用”:在植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi),都是以ATP作為能量“貨幣”的,

由此說(shuō)明:生物界具有統(tǒng)一性,也說(shuō)明種類繁多的生物有多共同的起源。

【歸納總結(jié)】ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化相關(guān)知識(shí)

(1)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不可逆:ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,從物質(zhì)方面來(lái)看是可逆的,從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、

能量方面來(lái)看是不可逆的。

(2)ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不可等同于能量:ATP是一種高能磷酸化合物,高能磷酸鍵水解時(shí)能

夠釋放出高達(dá)30.54kJ/mol的能量。

(3)ATP轉(zhuǎn)化為ADP消耗水:ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱為“ATP的水解反應(yīng)”,這一過(guò)程需ATP水解酶的催化,

同時(shí)也需要消耗水。蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。

(4)ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能化合物,高能化合物在生物體內(nèi)有很多種,如存在于各種生物體細(xì)胞內(nèi)

的UTP、GTP、CTP及動(dòng)物體內(nèi)的磷酸肌酸。

(5)細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制,是生物界的共性。

知識(shí)點(diǎn)2細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過(guò)程(??键c(diǎn))

【歸納總結(jié)】總結(jié)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過(guò)程

轉(zhuǎn)化場(chǎng)所常見(jiàn)的生理過(guò)程

細(xì)胞膜消耗ATP:主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐

產(chǎn)生ATP:細(xì)胞呼吸第一階段;

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

消耗ATP:一些需能反應(yīng)

產(chǎn)生ATP:光反應(yīng);

葉綠體

消耗ATP:暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成等

線粒體產(chǎn)生ATP:有氧呼吸第二、三階段;

消耗ATP:自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄,蛋白質(zhì)合成等

核糖體消耗ATP:蛋白質(zhì)的合成

細(xì)胞核消耗ATP:DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等

知識(shí)點(diǎn)3ATP的供能機(jī)制

1.ATP為主動(dòng)運(yùn)輸提供能量的過(guò)程

°。而參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酹。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的

Ca2+與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí),其酶活性就被激活了。

obATP

"a"

在載體蛋白這種前的作用下,ATP分工的末端磷酸茶團(tuán)脫離下來(lái)與載體蛋

白結(jié)合,這一過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移,這就是載體蛋白的磷酸化。

1°XDP

0。1溫oc於

載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使Ca?’的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外

側(cè),將Ca2+釋放到膜外。

OADP

2.ATP供能機(jī)制

,hmm4

LA"JL

fAT尸^^ADP

ATP水解釋放磷酸基團(tuán)一蛋白質(zhì)等分子磷酸化一分子空間結(jié)構(gòu)改變,活性也被改變一參與各種化學(xué)反應(yīng)。

【名師點(diǎn)撥】ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通的模型圖。

低能化合物

低能化合物A-P~P~P

/一皴基酸

能能

也6續(xù)雨反

反瓜

糖類鄙@ISTT蛋白質(zhì)

0

A-P~P高能化合物

高能化合物

知識(shí)點(diǎn)4構(gòu)建ATP產(chǎn)生量與02供給量曲線模型

0甲。2供給量0乙。2供給量

(1)甲圖:

①A點(diǎn):表示在無(wú)氧條件下,細(xì)胞可通過(guò)無(wú)氧呼吸分解有機(jī)物,產(chǎn)生少量ATP。

②AB段:表示隨&供給量的增多,有氧呼吸明顯增強(qiáng),通過(guò)有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多,ATP的產(chǎn)

生量隨之增加。

③BC段:表示a供給量超過(guò)一定范圍后,ATP的產(chǎn)生量不再增加,此時(shí)的限制因素可能是酣ATP、磷酸等。

(2)乙圖:可表示哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞中的ATP來(lái)自無(wú)氧呼吸與(%供給量無(wú)關(guān)。

【易錯(cuò)辨析】

1.ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的唯一的近接能源物歷。(必修1P86正文)(X)

提示:ATP并不是細(xì)胞內(nèi)唯一的高能化合物,高能化合物在生物體內(nèi)有很多種

2.ATP由腺昔、核糖和三分子磷酸組成。(必修1P86相關(guān)信息)(X)

提示:ATP由腺喋吟、核糖和磷酸組成,是構(gòu)成RNA的基本單位之一

3.ATP含有3個(gè)特殊化學(xué)鍵,但是只有一個(gè)特殊化學(xué)鍵會(huì)發(fā)生斷裂。(必修1P86正文)(X)

提示:ATP含有2個(gè)特殊化學(xué)鍵

4.植物細(xì)胞可以通過(guò)光合作用和細(xì)胞呼吸形成ATP,而動(dòng)物細(xì)胞只能通過(guò)細(xì)胞呼吸形成ATP。(必修1P87

圖5-5)(V)

5.ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)。(必修1P89正文)(X)

提示:吸能反應(yīng)

■“0

考向洞察

考向1圍繞ATP的轉(zhuǎn)化和利用,考查物質(zhì)與能量觀

例I.蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化被比喻為一種“分子開(kāi)關(guān)”,分子開(kāi)關(guān)的機(jī)理如圖所示。卜.列有關(guān)分子開(kāi)

關(guān)的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是()

A.劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中分子開(kāi)關(guān)的頻率遠(yuǎn)高于靜息狀態(tài)

B.“分子開(kāi)關(guān)”的磷酸化與去磷酸化過(guò)程屬于可逆反應(yīng)

C.蛋白質(zhì)的磷酸化是翻譯后的修飾

D.細(xì)胞膜上存在蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化

【答案】B

【解析】劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,細(xì)胞代謝加快,需要的有活性蛋白增多,推測(cè)分子開(kāi)關(guān)頻率更高,A正確:

蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化所需要的酶分別為蛋白激酹和蛋白磷酸酶,不屬于可逆反應(yīng),B錯(cuò)誤:蛋白質(zhì)磷

酸化使無(wú)活性蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘鞍?,屬于翻譯后的修飾,C正確;細(xì)胞膜上行使主動(dòng)運(yùn)輸功能的載體蛋白

存在蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化,D正確。

【變式訓(xùn)練】1.如圖所示為ATP合成的結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制。H+沿著線粒體內(nèi)膜上ATP合成酹內(nèi)部的通道

流回線粒體基質(zhì),推動(dòng)ATP的合成。某些減肥藥物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H+的通透性,降低H+膜內(nèi)外

濃度差。下列相關(guān)敘述正確的是()

線粒體

外膜

口步出飛、9中膜間隙

H+%H

線粒體

內(nèi)膜

基質(zhì)

A.ATP合成酶還存在于葉綠體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜

B.圖中合成ATP的能量來(lái)自H+濃度差產(chǎn)生的勢(shì)能

C.圖中產(chǎn)生的ATP可用于一切生命活動(dòng)

D.減肥藥物會(huì)加快ATP的產(chǎn)生,有利于健康

【答案】B

【解析】線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體薄膜上都存在ATP合成酶,但葉綠體內(nèi)膜上不存在ATP合成酶,A

錯(cuò)誤;由圖可知,合成ATP的能量來(lái)自H+濃度差產(chǎn)生的勢(shì)能,B正確:光合作用暗反應(yīng)階段需要的ATP

來(lái)自光反應(yīng)階段(葉綠體類囊體薄膜產(chǎn)生的)而力來(lái)白線粒體,C錯(cuò)識(shí);減肥藥物能夠增加線粒體內(nèi)膜對(duì)H+

的通透性,降低H+膜內(nèi)外的濃度差,減慢ATP的產(chǎn)生,不利7健康,D錯(cuò)誤。

【思維建?!?/p>

(DATP的來(lái)源和去向小結(jié)

植光合作用光

■^rADP+Pi-ATPO綠體類裳

(先反應(yīng))能收、傳”乜.L

發(fā)生在細(xì)胞

植物、質(zhì)基質(zhì)和線

細(xì)菌、散失1粒體中(原核

真菌、,生物發(fā)生在

動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

ADP+Pi中和細(xì)胞膜

上)

(2)磷酸化和去磷酸化

在相應(yīng)的位置上,加上璘酸基團(tuán)稱為磷酸化,將璘酸基團(tuán)去除稱為去磷酸化。腺苔二磷酸加二磷酸基團(tuán)發(fā)

生在葉綠體內(nèi),稱光合磷酸化;腺苔二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在線粒體內(nèi),稱氧化磷酸化。這兩種磷酸化

過(guò)程中,都伴隨著能量向ATP的轉(zhuǎn)移。若蛋白質(zhì)分子加上磷酸寒團(tuán),稱蛋白質(zhì)分子的磷酸化,已磷酸化的

蛋白質(zhì)分子去除磷酸基團(tuán),稱蛋白質(zhì)分子的去磷酸化。磷酸化和去磷酸化,一般指的是蛋白質(zhì)分子的磷酸

化和去磷酸化。

蛋白質(zhì)分子的磷酸化過(guò)程,往往伴隨著ATP水解,提供磷酸基團(tuán)。

【變式訓(xùn)練】2.如圖是生物界中能量“貨幣”ATP的循環(huán)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是()

太處光-WP充電入T「ATP放能

食物-

A.圖中的M指的是腺昔,N指的是核糖

B.暗反應(yīng)中ATP用于固定CO2和還原C3

C.ATP的“充電”需要能的催化,而“放能”不需要

D.食物為ATP“充電”指的是有機(jī)物經(jīng)過(guò)氧化分解,釋放能量并生成ATP

【答案】D

【解析】根據(jù)題圖分析可知,M指的是腺喋吟、N為核糖,A錯(cuò)誤;如果ATP來(lái)自光反應(yīng),則這部分ATP

只能用于暗反應(yīng)中還原C3,固定C02不需要消耗能量,B錯(cuò)誤;ATP的合成和分解均需要防的催化,C錯(cuò)

誤:食物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能,需通過(guò)呼吸作用來(lái)完成,D正確。

【變式訓(xùn)練】3.根據(jù)所消耗能量的來(lái)源不同,主動(dòng)運(yùn)輸分為三種類型,如圖a、b、c所示,■、▲、O代表

跨膜的離子或小分子。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.圖中屬于膜外側(cè)的是P側(cè)

B.a類型主動(dòng)運(yùn)輸可能不消耗能量

C.b類型所需ATP可以產(chǎn)生于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體

D.藍(lán)細(xì)菌有可能存在c類型的主動(dòng)運(yùn)輸

【答案】B

【解析】由于圖中P側(cè)有糖蛋白,所以屬于膜外側(cè)的是P側(cè),A正確;X物質(zhì)運(yùn)輸是順濃度梯度,屬于

協(xié)助擴(kuò)散,Y物質(zhì)是由低濃度向高濃度一側(cè)運(yùn)輸,應(yīng)屬于主動(dòng)運(yùn)輸,Y與X通過(guò)同一個(gè)載體運(yùn)輸,可知Y

轉(zhuǎn)運(yùn)所需的能量來(lái)源于X通過(guò)載體蛋白順濃度梯度運(yùn)輸產(chǎn)生的勢(shì)能.B錯(cuò)誤:b方式是消耗ATP的主動(dòng)運(yùn)

輸,消耗的ATP來(lái)自呼吸作用,而呼吸作用發(fā)生的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,C正確;藍(lán)細(xì)菌含有葉綠

素和藻藍(lán)素,可以進(jìn)行光合作用,有可能存在c類型的主動(dòng)運(yùn)輸,D正確。

1.(2021?海南?高考真題)研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞,1?2min后迅速分離得到細(xì)

胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記,并測(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度

幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是()

A.該實(shí)驗(yàn)表明,細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP

B.32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺背沒(méi)有放射性

C.32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率相等

D.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快,且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)

【答案】B

【分析】ATP又叫三磷酸腺甘,簡(jiǎn)稱為ATP,其結(jié)構(gòu)式是:A-P?P?P,A-表示腺背、T-表示三個(gè)、P-表示

磷酸基團(tuán),“?”表示高能磷酸鍵。

【詳解】A、根據(jù)題意可知:該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP,A錯(cuò)誤:

B、根據(jù)題干信息“結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記,并測(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射

性強(qiáng)度幾乎一致?!闭f(shuō)明:32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺背沒(méi)有放射性,B正確;

C、根據(jù)題干信息“放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團(tuán)”可知,32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)

的概率不同,C錯(cuò)誤;

D、該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi),D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.(2021?湖南?高考真題)某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位點(diǎn)發(fā)生磷酸

化和去磷酸化,參與細(xì)胞信號(hào)傳遞,如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()

ADP

A正,

信號(hào)進(jìn)今/jg贏、

Pi

A.這些蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化過(guò)程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)

B.這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的級(jí)基酸缺失,不影響細(xì)胞信號(hào)傳遞

C.作為能量“通貨”的ATP能參與細(xì)胞信號(hào)傳遞

D.蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響

【答案】B

【分析】分析圖形,在信號(hào)的刺激下,蛋白激酶催化ATP將蛋白質(zhì)磷酸化,形成ADP和磷酸化的蛋白質(zhì),

使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變;用蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白質(zhì)上的磷酸基團(tuán)脫落,形成去磷酸化

的蛋白質(zhì),從而使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的恢復(fù)。

【詳解】A、通過(guò)蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),進(jìn)而來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞信號(hào)的傳遞,體現(xiàn)出蛋

白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn),A正確:

B、如果這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失,將會(huì)使該位點(diǎn)無(wú)法磷酸化,進(jìn)而影響細(xì)胞信號(hào)的傳遞,

B錯(cuò)誤;

C、根據(jù)題干信息:進(jìn)行細(xì)胞信息傳遞的蛋白質(zhì)需要磷酸化才能起作用,而ATP為其提供了磷酸基團(tuán)和能

量,從而參與細(xì)胞信號(hào)傳遞,C正確;

D、溫度會(huì)影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng),D正魂。

故選Bo

【題后悟道?歸納】

(1)細(xì)胞中ATP含量很少,ATP與ADP轉(zhuǎn)化非常迅速及時(shí)。無(wú)論是飽食還是饑餓,ATP與ADP含量都保持動(dòng)

態(tài)平衡。(2)吸能反應(yīng)一般與ATP的水解反應(yīng)相聯(lián)系,需要ATP水解提供能量:放能反應(yīng)一般與ATP的合成

相聯(lián)系,釋放的能量?jī)?chǔ)存于ATP中。

(3)動(dòng)態(tài)平衡:細(xì)胞中的ATP與ADP的轉(zhuǎn)化總是處于動(dòng)態(tài)平衡中的,由于ADP、Pi等可重復(fù)利用,只要提供

能量,生物體就可不斷合成ATP、滿足生物體的需要。

⑷不是可逆過(guò)程:ATP與ADP的用互轉(zhuǎn)化過(guò)程中,部分物質(zhì)可直復(fù)利用,但所需酹不同,能量不可循環(huán)利

用,它們之間的轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。

(5)ATP手能量,ATP是一種高能磷酸化合物,是一種儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。

3.(2021?北京?高考真題)ATP是細(xì)胞的能量“通貨”,關(guān)于ATP的敘述錯(cuò)誤的是()

A.含有C、H、0、N、P

B.必須在有氧條件下合成

C.胞內(nèi)合成需要酷的催化

D.可直接為細(xì)胞提供能最

【答案】B

【分析】A代表腺昔,P代表磷酸基團(tuán),ATP中有1個(gè)腺甘,3個(gè)磷酸基團(tuán),2個(gè)高能磷酸鍵,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

A-P?P?P。

【詳解】A、ATP中含有腺喋吟、核糖與磷酸基團(tuán),故元素組成為C、H、0、N、P,A正確;

B、在無(wú)氧條件下,無(wú)氧呼吸過(guò)程中也能合成ATP,B錯(cuò)誤:

C、ATP合成過(guò)程中需要ATP合成陋的催化,C正確;

D、ATP是生物體的直接能源物質(zhì),可直接為細(xì)胞提供能量,D正確.

故選Bo

4.(2023?重慶?高考真題)哺乳動(dòng)物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為NADH([H])o

研究者以小鼠為模型,探究了哺乳動(dòng)物與腸道菌群之間NAA代謝的關(guān)系,如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.靜脈注射標(biāo)記的NA,腸腔內(nèi)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NAM

B.靜脈注射標(biāo)記的NAM,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)會(huì)出現(xiàn)標(biāo)記的NADH

C.食物中缺乏NAM時(shí),組織細(xì)胞仍可用NAM合成NAD+

D.腸道中的厭氧菌合成ATP所需的能量主要來(lái)自于NADH

【答案】D

【分析】無(wú)氧呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),葡萄糖分解生成丙酮酸,釋放少量能量,生成少量ATP;

無(wú)氧呼吸第二階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),丙酮酸與還原氫反應(yīng)生成乳酸或二氧化碳和酒精,不釋放能量。

【詳解】A、靜脈注射標(biāo)記的NA,NA可以在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為NAD+,NAD,

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