内容正文:
专题三 细胞代谢中的酶和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)
1.ATP在细胞内含量并不高,活细胞都能产生ATP,也都会消耗ATP。(√)
2.ATP含有3个高能磷酸键,但是只有一个高能磷酸键会发生断裂。(×)
3.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)
4.人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)
5.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。(×)
6.有氧条件下,植物根尖细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP。(×)
7.以酶促反应速度为纵坐标,当以反应物浓度为横坐标时会出现饱和现象,当以酶浓度为横坐标时一般不需要考虑饱和现象。(√)
8.酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质,酶的催化作用既可发生在细胞内,也可以发生在细胞外。(×)
9.同无机催化剂相比,酶所提供的活化能更多,因而催化效率更高。(×)
10.酶活性受温度、pH、底物浓度及酶量的影响。(×)
1.(教材必修1 P89“文字信息”)细胞内的吸能反应和放能反应与ATP合成和水解有怎样的联系?
提示 吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。也就是说,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。因此,可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。
2.(教材必修1 P80“文字信息”)酶是通过给化学反应提供能量来提高化学反应速率吗?
提示 不是,酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率。
3.(教材必修1 P83“学科交叉”)酸具有专一性吗?
提示 酸既能催化蛋白质水解,又能催化脂肪和淀粉水解。
4.(教材必修1 P87“科学·技术·社会”)加酶洗衣粉中的酶直接来自生物体吗?
提示 加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体,而是经过酶工程改造过的,稳定性更强。
考点一 ATP在能量代谢中的作用
1.记牢ATP的结构和组成
(1)1分子ATP=1分子腺苷+3分子磷酸基团。
(2)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。
(3)辨析几种不同物质中A代表的含义
2.理清ATP的合成、利用与细胞代谢的关系
3.肌细胞中ATP产生速率与O2供给量之间关系的曲线解读
注意 (1)当横坐标表示呼吸作用强度时,ATP产生速率的变化曲线应该从原点开始。
(2)哺乳动物成熟的红细胞中,ATP的产生速率几乎与O2供给量无关。
命题点1
以ATP的结构与功能为载体考查生命观念和科学思维
1.(2021·湖南怀化模拟)在线粒体的内外膜间隙中存在腺苷酸激酶,这种酶能催化腺苷三磷酸(ATP)末端的磷酸基团转移至腺苷酸(AMP)上从而生成腺苷二磷酸(ADP)。以下有关推测不合理的是( )
A.腺苷酸激酶参与催化的反应可与机体的吸能反应相联系
B.腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂及生成
C.腺苷酸激酶的数量一般不影响神经细胞静息电位的维持
D.腺苷酸激酶是有氧呼吸过程中必不可少的酶
D 解析:腺苷酸激酶参与催化的反应有ATP的水解,伴随着能量的产生,可与机体的吸能反应相联系,A正确;腺苷酸激酶参与催化的反应是ATP的水解和ADP的产生,ATP水解有高能磷酸键的断裂,ADP的生成有高能磷酸键的生成,B正确;神经细胞静息电位的维持主要与K+的外流有关,K+外流的方式是协助扩散,不需要消耗能量,所以与腺苷酸激酶的数量没有直接关系,C正确;有氧呼吸过程中可合成ATP,而腺苷酸激酶可催化ATP转化为ADP,所以在有氧呼吸过程中,这种酶并不是必不可少的,D错误。
2.(2021·福建漳州模拟)磷酸肌酸是一种主要分布在肌肉组织中的高能化合物,是能量的暂时储存形式。它能在肌酸激酶的催化下,将自身的磷酸基团转移到ADP分子中,合成ATP。下列说法错误的是( )
A.磷酸肌酸直接为肌肉收缩提供能量
B.ATP可以作为RNA的合成原料之一
C.磷酸肌酸和ATP均储存大量能量
D.肌肉收缩时,ATP的含量保持相对稳定
A 解析:ATP是生命活动的直接能源物质,可以直接为肌肉收缩提供能量,A错误;ATP断裂两个特殊化学键后所得的物质是腺嘌呤核糖核苷酸,可作为RNA合成的原料,B正确;通过题干信息可知,磷酸肌酸和ATP均是高能化合物,故磷酸肌酸和ATP均储存大量能量,C正确;肌肉收缩时,在肌酸激酶的催化下,磷酸肌酸将自身的磷酸基团转移到ADP分子中,合成ATP,故可使ATP的含量保持相对稳定,D正确。
命题点2
以ATP的结构与功能为载体考查科学探究
3.在生物体内能量的转化和传递中,ATP是一种关键的物质,其分子结构式如下:
图1 图2
(1)从ATP的分子结构式可知