内容正文:
ATP与酶
课程标准
(1) 理解ATP的结构与功能相适应;基于酶和ATP在细胞代谢中的作用,形成物质与能量观。(生命观念)
(2) 通过比较不同条件下过氧化氢的分解实验,认识酶的作用。(科学思维、生命观念)
(3) 结合影响酶活性的相关实验和曲线图,理解温度、pH等对酶活性的影响规律。(科学探究)
考点一 ATP的结构与功能
1.ATP的结构
(1)图中各部分名称:
A腺嘌呤,①腺苷,②一磷酸腺苷(AMP),③二磷酸腺苷(ADP),④三磷酸腺苷(ATP),⑤普通化学键,⑥高能磷酸键。
(2)结构特点
①ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂,释放出能量,ATP就转化为ADP,ADP也可以接受能量而重新形成ATP。
②高能磷酸键水解时释放的能量多达 30.54 kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。
2.ATP和ADP的相互转化
(1)转化基础
ATP的化学性质不稳定,远离腺苷(A)的高能磷酸键容易断裂和重建。
(2)ATP和ADP的相互转化过程比较
3.ATP的利用实例
[易错易混·判一判]
1.DNA与ATP中所含元素的种类相同。( √ )
2.1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。( × )
3.无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。( × )
4.人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。( × )
5.在蛋白质合成过程中,ATP会转化为ADP。( √ )
[教材深耕·练一练]
1.[教材必修1 P88“相关信息”和P66“思考与讨论”]假如将ATP和磷脂分子彻底水解,其产物分别是什么?
提示: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。
2.[教材必修1 P89]ATP与萤火虫发光之间存在怎样的关系?
提示:荧光素接受ATP的能量被激活,在荧光素酶的作用下与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并发出荧光。
1.明辨不同化合物中“A”
化合物
结构简式
“A”含义
共同点
ATP
腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤
2.明晰ATP与ADP相互转化的三个易错点
(1)动态平衡:细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。由于ADP、Pi等可重复利用,只要提供能量(光能或化学能),生物体就可不断合成ATP,满足生物体的需要。
(2)不是可逆过程:ATP与ADP的相互转化过程中,物质可重复利用,但能量不可循环利用,它们不是可逆反应。
(3)ATP≠能量:ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将二者等同起来。
3.肌细胞中ATP产生速率与O2供给量之间关系的建模
特别提醒
(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。
(2021·湖南卷,T5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是( B )
A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递
C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
[解题突破]
解析:通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构,进而来实现细胞信号的传递,体现了蛋白质结构与功能相适应的观点,A正确;如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,将会使该位点无法磷酸化,进而影响细胞信号的传递,B错误;分析题图可知,进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用,而ATP为其提供了磷酸基团和能量,从而参与细胞信号传递,C正确;温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应,D正确。
鸟苷三磷酸(GTP)、尿苷三磷酸(UTP)和胞苷三磷酸(CTP),它们与腺苷三磷酸(ATP)一起构成了NTP家族,它们的结构只是碱基不同。下列叙述错误的是( B )
A.ATP的水解常与细胞内的吸能反应相联系
B.GTP彻底水解可得到3种小分子有机物
C.CTP断裂两个特殊化学键后可作为转录的原料
D.UTP可为细胞中某些生命活动提供能量
解析:ATP能为生命活动直接提供能量,因此ATP的水解常与细胞内的吸能反应相联系,A正确;GTP彻底水解可得到磷酸、核糖、鸟嘌呤,其中磷酸是无机物,因此只能得到2种小分子有机物,B错误;CTP断裂两个高能磷酸键后为胞嘧啶核糖