内容正文:
专题一 酶与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)。
状元笔记
1.ATP中相关的2个注意点
(1)ATP中的“A”表示腺苷,并非“腺嘌呤”。ATP水解掉两个高能磷酸键后,就成为“腺嘌呤核糖核苷酸”,是RNA的组成单位之一。
(2)ATP≠能量。ATP是一种含有能量的物质,并不是能量。
2.与酶有关审答题的4点提醒
(1)只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为RNA,一般认定为蛋白质(如各种消化酶、DNA聚合酶等)。
(2)酶只能由活细胞产生,不能来自食物,且几乎所有活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)均可产生酶(一般产生场所为核糖体)。
(3)催化作用(降低化学反应活化能)是酶唯一的功能,它不具有调节功能,也不作为能源(或组成)物质,切不可额外夸大其功能。
(4)酶促反应前后量不变;只改变反应速率,不改变反应平衡点。
3.低温、高温、强酸和强碱对酶活性的影响
(1)低温:降低酶活性,不会使酶失活,条件适宜时酶活性恢复。
(2)高温、强酸和强碱:破坏酶的空间结构,使酶失活,不能恢复。
状元反思
1.对验证酶专一性实验的检测试剂有何要求?
提示:底物为淀粉和蔗糖时,检测试剂应为斐林试剂,不能用碘液。因为碘液不能检测蔗糖是否水解。
2.探究酶活性最适温度实验的底物为什么不用过氧化氢?检测试剂为何不用斐林试剂?
提示:(1)因为过氧化氢高温时易分解,使实验结果受到干扰。
(2)底物为淀粉时,检测试剂应为碘液,不能用斐林试剂。因为斐林试剂需要加热,会影响自变量。
3.在探究温度或pH对酶活性影响的实验中,控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不能颠倒顺序?
提示:若控制条件的步骤和酶量控制的步骤颠倒顺序,会在调节温度或pH的过程中,酶先将底物分解,导致实验失败。
考点一 ATP的合成、利用与能量代谢
1.(2014·全国卷,2)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述,错误的是( )
A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B.机体在运动时消耗ATP,睡眠时则不消耗ATP
C.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP
D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用
解析 细胞核无法进行细胞呼吸,细胞核需要的ATP主要由线粒体提供,A正确;ATP是生命活动直接的能源物质,机体无时无刻不在消耗ATP,睡眠时生命活动并没停止,也需要消耗能量,故B错误;有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中进行,有ATP形成,C正确;根细胞主要通过主动运输的形式吸收矿质离子,其消耗的能量来源于细胞呼吸,故D正确。
答案 B
2.[2016·全国课标卷Ⅰ,29(1)(2)]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。
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。
答案 (1)γ (2)α
本考点多结合代谢过程、耗能的具体生理过程考查ATP的来源、功能及ATP与ADP之间的转化过程,也可从ATP的组成成分与其它有机分子的关系进行命题。2016年课标卷Ⅰ,29就考查了ATP中三个磷酸基团位置及相关化学键断裂后结果分析。
与ATP相关的6个易错点
(1)ATP≠能量
ATP是一种高能磷酸化合物,是一种储能物质,不能将两者等同起来。
(2)生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。其供应取决于ATP与ADP间快速转化。
(3)ATP合成时可产生水、ATP水解时需消耗水。
(4)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。
(5)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无机物(如NH3)氧化时所释放能量来合成ATP。
(6)ATP产生与O2间的关系
命题点1 ATP的化学组成及功能