内容正文:
第1讲 酶和ATP
[考纲要求] 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
考点一 ATP的结构和作用
1.ATP的生成、利用与细胞代谢的关系
(1)ATP中含有两个高能磷酸键,其中远离腺苷的高能磷酸键容易水解与合成。
(2)细胞中ATP含量很少,由于ATP与ADP间的快速转化,因此能保证生命活动的需要。
(3)ATP并非“唯一”的直接能源物质,直接能源物质除ATP外,还有GTP、CTP、UTP等。
(4)除光能、有机物中化学能之外,硝化细菌等化能合成作用的细菌可利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。
2.能源物质归纳
1.(2020·全国Ⅲ,29)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位
(1)______
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖
/
丙酮酸等
反应名称
(2)______
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源
化学能
(3)________
化学能
终产物
(除ATP外)
乙醇、CO2
(4)________
(5)________
答案 (1)细胞质基质
(2)无氧呼吸
(3)光能
(4)O2、NADPH
(5)H2O、CO2
解析 (1)(2)由反应物是葡萄糖,终产物除ATP外,还有乙醇和CO2,可知该过程是无氧呼吸,发生的场所(反应部位)是细胞质基质。(3)(4)由场所是叶绿体的类囊体膜和反应名称为光合作用的光反应,可知该过程合成ATP的能量来源是光能,终产物除ATP外,还有O2和NADPH。(5)由反应部位是线粒体,反应物是丙酮酸等,反应名称为有氧呼吸的部分过程,可知该过程是有氧呼吸的第二和第三阶段,终产物除ATP外,还有CO2、H2O。
思维延伸 判断正误:
(1)在有氧和无氧的条件下,酵母菌细胞质基质中都能形成ATP( √ )
(2)ATP在细胞中的含量高,以满足生命活动的需要( × )
(3)酶的合成需要ATP供能,ATP的合成需要酶的催化( √ )
(4)在生物体的活细胞内,ATP与ADP的转化只能单向进行( × )
(5)DNA、ATP、磷脂所含元素的种类相同( √ )
(6)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所( × )
(7)ATP中含有三个高能磷酸键( × )
2.(2016·全国Ⅰ,29节选)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。回答下列问题:
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
答案 (1)γ (2)α
解析 (1)ATP水解生成ADP的过程中,断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即β位和γ位之间的高能磷酸键,即γ位磷酸基团转移到DNA末端。要将32P标记到DNA上,带有32P的磷酸基团应在γ位上。(2)dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,即DNA的基本组成单位之一,用dATP为原料合成DNA时,要将32P标记到新合成的DNA上,则32P应在α位。
思维延伸 ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”,但在不同物质中表示的含义不同:
(1)写出图中A1~A4的含义:A1________; A2________________; A3________; A4________。
(2)图乙所示的过程可能是________或________。
答案 (1)腺苷 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 (2)转录 逆转录
1.细胞内有与ATP结构类似的GTP、CTP和UTP等高能磷酸化合物,但ATP用途较为广泛。下列有关叙述错误的是( )
A.UTP分子中含有2个高能磷酸键,彻底水解可得到3种有机物
B.ATP分子中高能磷酸键全部断裂后的产物中有某些酶的基本组成单位
C.ATP的合成常伴随放能反应,而吸能反应不一定伴随ATP的水解
D.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的过程是一个需要消耗ATP的胞吐过程
答案 A
解析 UTP(三磷酸尿苷)彻底水解的产物为尿嘧啶、核糖和磷酸,其中磷酸属于无机物,A错误;ATP分子中高能磷酸键全部断裂后的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸,其中腺嘌呤核糖核苷酸是RNA类酶的基本组成单位,B正确;某些吸能反应可能伴随GT