1.ATP的結(jié)構(gòu)和功能(1)ATP的功能ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的　　　　　　　　　　。?
(3)ATP的供能原理
2.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化
3.ATP的利用(1)ATP為主動運(yùn)輸供能
ATP水解釋放的　　　　　　　　使蛋白質(zhì)等分子磷酸化,這些分子被磷酸化后,　　　　　　　　發(fā)生變化,　　　　也被改變,因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。?
(2)ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”
4.ATP與O2之間的關(guān)系模型分析
鏈高考·前掛后連(1)人長時間劇烈運(yùn)動時,骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等。(　　)(2)無氧條件下,光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。(　　)(3)ATP含有C、H、O、N、P,可直接為細(xì)胞提供能量。[2021·北京卷](　　)(4)唾液淀粉酶水解淀粉的過程需ATP水解提供能量。[2019·天津卷](　　)(5)葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶。[2018·全國Ⅰ卷](　　)(6)水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量。[2017·海南卷](　　)(7)ATP能在神經(jīng)元線粒體的內(nèi)膜上產(chǎn)生;神經(jīng)細(xì)胞興奮后恢復(fù)為靜息狀態(tài)消耗ATP。[2016·全國Ⅰ卷](　　)
1.辨析DNA、RNA、ATP和核苷酸中的“A”
2.歸納總結(jié)ATP與核苷酸的關(guān)系
練思維·考教銜接ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)。此外細(xì)胞內(nèi)有多種高能磷酸化合物,如NTP和dNTP。每個NTP分子失去兩個磷酸基團(tuán)后的產(chǎn)物是核糖核苷酸,而每個dNTP分子失去兩個磷酸基團(tuán)后的產(chǎn)物是脫氧核糖核苷酸。下圖為ATP的結(jié)構(gòu)式、NTP和dNTP的結(jié)構(gòu)式。(注:d表示脫氧,N表示堿基)
(1)據(jù)此分析作答。下列敘述錯誤的是　　　　　。?①a和b再加一個磷酸基團(tuán)形成的整體,是構(gòu)成DNA的基本單位②c處化學(xué)鍵不穩(wěn)定是因?yàn)橄噜彽牧姿峄鶊F(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥③dATP的末端磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移,可為某些吸能反應(yīng)供能④dATP脫去β、γ位磷酸基團(tuán)后即為DNA的單體⑤若圖中2'連接的X表示H,則該結(jié)構(gòu)代表物質(zhì)NTP
(2)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上,同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上,那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的　　　(填“α”“β”或“γ”)位上。?(3)若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的　　　(填“α”“β”或“γ”)位上。?(4)GTP是細(xì)胞中的另一種直接能源物質(zhì),其與ATP結(jié)構(gòu)基本相同,GTP結(jié)構(gòu)式可簡寫為G—P~P~P,GTP中G代表　　　　。GTP除了可以提供能量外,也可以作為細(xì)胞內(nèi)合成RNA分子的原料來源之一,GTP需丟失　　　個Pi后方可參與RNA的合成。?
1.(2024·廣東揭陽統(tǒng)考)dATP是脫氧腺苷三磷酸的英文名稱縮寫,其結(jié)構(gòu)式可簡寫成dA—P~P~P(該結(jié)構(gòu)式中的dA表示脫氧腺苷)。下列關(guān)于dATP和ATP的敘述,正確的是(　　)A.ATP與dATP分子結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是五碳糖不同B.ATP中的特殊的化學(xué)鍵水解可為某些放能反應(yīng)提供能量C.dATP經(jīng)過水解之后可以得到RNA的基本單位之一D.一般來說,動物細(xì)胞內(nèi)生成ATP的場所主要為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
解析 ATP與dATP分子結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是五碳糖不同,前者含的是核糖,后者含的是脫氧核糖,A項(xiàng)正確;ATP中的特殊的化學(xué)鍵水解可為某些吸能反應(yīng)提供能量,B項(xiàng)錯誤;dATP經(jīng)過水解之后可以得到腺嘌呤脫氧核糖核苷酸,是構(gòu)成DNA的基本單位之一,C項(xiàng)錯誤;ATP合成發(fā)生在線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,所以,動物細(xì)胞內(nèi)生成ATP的場所主要為線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),D項(xiàng)錯誤。
考向二 圍繞ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化與利用,考查生命觀念2.下列關(guān)于ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的敘述,正確的是(　　)A.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化是一種可逆反應(yīng)B.ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量可以是有機(jī)物氧化分解釋放的能量,也可以來自光能和熱能C.正常細(xì)胞中,ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化時刻發(fā)生且處于動態(tài)平衡中D.細(xì)胞中許多吸能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系
解析 ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng),A項(xiàng)錯誤;熱能不能用于合成ATP, B項(xiàng)錯誤;正常細(xì)胞中,ATP含量不高,所以ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化時刻發(fā)生,并且處于動態(tài)平衡中,C項(xiàng)正確;細(xì)胞中許多吸能反應(yīng)與ATP的水解相聯(lián)系,放能反應(yīng)和ATP的合成相聯(lián)系,D項(xiàng)錯誤。
3.ATP結(jié)合到肌球蛋白上并釋放能量,從而改變其構(gòu)象,進(jìn)而驅(qū)動肌肉細(xì)胞的收縮,機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是(　　)A.肌肉細(xì)胞中只消耗ATP,不會產(chǎn)生ATPB.ATP釋放能量過程中失去了兩個磷酸基團(tuán)C.肌球蛋白構(gòu)象的改變依賴于ATP水解供能D.該過程中ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能
解析 肌肉細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞呼吸,會產(chǎn)生ATP,A項(xiàng)錯誤;ATP釋放能量過程中,變?yōu)锳DP,失去了一個磷酸基團(tuán),B項(xiàng)錯誤;由圖可知,肌球蛋白構(gòu)象的改變依賴于ATP水解供能,C項(xiàng)正確;該過程中ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能,D項(xiàng)錯誤。
考向三 借助磷酸化與去磷酸化,考查新情境下的問題分析能力4.(2023·山東青島期末)一般認(rèn)為生物膜上存在一些能攜帶離子通過膜的載體分子,載體分子對一定的離子有專一的結(jié)合部位,能選擇性地攜帶某種離子通過膜,載體的活化需要ATP,其轉(zhuǎn)運(yùn)離子的情況如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)A.據(jù)圖分析可知,載體分子與酶都具有專一性B.溫度通過影響呼吸酶的活性來影響植物根系對礦質(zhì)元素的吸收C.磷酸激酶與ATP水解有關(guān),磷酸酯酶與ATP合成有關(guān)D.未活化的載體在膜中磷酸激酶和ATP的作用下又可使其磷酸化,而再度活化
解析 據(jù)圖分析,磷酸激酶的作用是催化ATP水解,將一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到未活化載體上轉(zhuǎn)化為活化載體;磷酸酯酶通過催化磷酸酯鍵水解使載體去磷酸化,C項(xiàng)錯誤。
1.(2021·湖南卷)某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位點(diǎn)發(fā)生磷酸化和去磷酸化,參與細(xì)胞信號傳遞,如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)A.這些蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化的過程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)B.這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失,不影響細(xì)胞信號傳遞C.作為能量“貨幣”的ATP能參與細(xì)胞信號傳遞D.蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響
解析 磷酸化是指蛋白質(zhì)在蛋白激酶的作用下,其氨基酸的羥基被磷酸基團(tuán)取代,變成有活性有功能的蛋白質(zhì);去磷酸化是指磷酸化的蛋白質(zhì)在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基團(tuán),復(fù)原成羥基,失去活性的過程,這些過程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn),A項(xiàng)正確。磷酸化需要特定的氨基酸序列,失去特定氨基酸,將無法磷酸化,因此這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失,會影響細(xì)胞信號傳遞,B項(xiàng)錯誤。ATP在蛋白質(zhì)磷酸化的過程中提供能量,參與細(xì)胞信號傳遞過程,C項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化要在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下進(jìn)行,溫度會影響酶的活性,因此蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響,D項(xiàng)正確。
2.(2021·海南卷)研究人員將含32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞,1~2 min后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記,并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.該實(shí)驗(yàn)表明,細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATPB.含32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性C.32P在ATP的3個磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率相等D.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快,且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)
解析 根據(jù)題意可知,該實(shí)驗(yàn)不能說明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP,A項(xiàng)錯誤;腺苷由腺嘌呤和核糖構(gòu)成,不含磷元素,無放射性,B項(xiàng)正確;根據(jù)題意可知,放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團(tuán),C項(xiàng)錯誤;該實(shí)驗(yàn)不能說明ATP與ADP的轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi),D項(xiàng)錯誤。

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