内容正文:
专题三 细胞代谢中的酶和ATP
1.(教材必修1 P78文字)与无机催化剂相比,酶能为反应物提供能量。(×)
2.(教材必修1 P79“思考·讨论”)1716年《康熙字典》收录了酶字,并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酒精。(×)
3.(教材必修1 P82文字)能够促使唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶。(×)
4.(教材必修1 P84文字)过酸、过碱或温度过高、过低,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。(×)
5.(教材必修1 P86文字)ATP的末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势。(√)
6.(教材必修1 P88文字)ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这在细胞中不常见。(×)
7.(教材必修1 P88文字)细胞中所有需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量。(×)
8.(教材必修1 P89文字)吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。(√)
1.(教材必修1 P85 “科学·技术·社会”,改编)溶菌酶有怎样的作用?溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用,能增强抗生素的疗效。
2.(教材必修1 P86 “相关信息”和P42 “思考·讨论”改编)假如将ATP和磷脂分子彻底水解,其产物分别是什么?1个ATP分子彻底水解形成1个核糖分子、1个腺嘌呤和3个磷酸基团;1个磷脂分子彻底水解形成2个脂肪酸分子,1个甘油分子,1个磷酸基团和1个含氮化合物。
3.(教材必修1 P89“文字信息”改编)在萤火虫发光的过程中发生了怎样的能量转化?荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。
4.(教材必修1 P89拓展应用2)同样是能源物质,ATP与葡萄糖具有不同的特点,请你概括出ATP具有哪些特点。从能量储存方面,ATP不同于葡萄糖的有2个特点。一是ATP分子中含有的化学能比较少,一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94;二是ATP分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。
考点一 ATP在能量代谢中的作用
1.ATP的结构
(1)图中各部分名称:A代表腺嘌呤,P代表磷酸基团,①代表腺苷,②代表AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,③代表ADP,④代表ATP,⑤代表特殊的化学键。
(2)特点
①ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得特殊的化学键不稳定,末端磷酸基团有较高的转移势能。
②ATP的水解过程就是释放能量的过程,1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
③ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。
2.ATP与ADP的相互转化
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP+Pi+能量ATP
ATPADP+Pi+能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在特殊化学键中的能量
能量去路
储存在特殊化学键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
3.ATP的利用
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