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(共21张PPT)
考点三 ATP的结构与功能
ATP
中文名
腺苷三磷酸
地位
直接能源物质
结构
一个腺苷
两个特殊的化学键
三个磷酸基团
腺嘌呤
核糖
本质
一种高能磷酸化合物
功能
为主动运输提供能量
细胞内流通的能量“货币”
ATP与ADP
ATP水解
ATP合成
吸能反应
放能反应
ATP的合成 ATP的水解
反应式
酶
场所
能量来源
能量去路
共性
ADP+Pi+能量→ATP
ATP合成酶
细胞质基质
光能
储存在特殊化学键中
转化在所有生物的细胞内是统一的
ATP水解酶
耗能部位
远离腺苷的特殊化学键
转化为其他形式的能量
ATP→ADP+Pi+能量
线粒体
叶绿体
化学能
光合
呼吸
用于各项生命活动
含量很少，转化很迅速且及时
【考点速览 诊断】
(1)ATP必须在有氧条件下合成。( )
提示　无氧呼吸也可产生ATP。
(2)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ，1C)( )
提示　高尔基体不能合成ATP。
(3)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。( )
提示　淀粉水解不需要消耗ATP。
(4)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶(2018·全国卷Ⅰ，1A)( )
×
×
×
√
(5)水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量。( )
提示　水在叶绿体中分解产生氧气依靠光能提供能量。
(6)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生；神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP。( )
×
√
【情境推理·探究】
1.“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是_____________________________________________________________________________________________________________________
__________________。
萤火虫尾部的发光细胞中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素而发光
2.科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：_______________________________________________________________。
含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量
3.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是：_______________________________________________________
________________________________________________。
①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；②该过程中ATP既有合成又有水解；③部分32P标记的ATP是重新合成的
A
考向
围绕ATP的结构和特点，考查生命观念
A
2.(2023·山东菏泽调研)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是(　　)
A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸
B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联
C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变
D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
C
3.(2023·广东中山调研)ATP是细胞内一种不稳定的高能磷酸化合物，也是生物体内直接的能源物质。下列有关ATP的叙述错误的是(　　)
A.一个ATP分子中含有三个磷酸，两个特殊化学键
B.无氧条件下，酵母菌的细胞质基质也能合成ATP
C.蓝细菌细胞中的ATP全部来自有氧呼吸
D.ATP和ADP的生成都需要相关酶的催化
考向
围绕ATP与ADP的相互转化和ATP的利用，考查科学思维
B
4.(2023·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　)
A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜
B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能
C.图中产生的ATP可用于一切生命活动
D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康
1.(2021·北京卷，1)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是(　　)
A.含有C、H、O、N、P
B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化
D.可直接为细胞提供能量
B
重温真题
5.(2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　)
A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
B
7.(2023·重庆一中质检)ATP为Ca2＋跨膜运输供能的过程如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)
D
A.图中物质A既具有物质运输功能，又具有催化功能
B.载体蛋白磷酸化伴随着能量的转移，载体蛋白活性也被改变
C.Ca2＋与物质A结合后，最终导致物质A的空间结构发生变化，使结合位点转向膜的另一侧
D.加入蛋白质变性剂会提高Ca2＋的跨膜运输速率
限时强化练
8.(2023·安徽安庆一中调研)ATP是细胞的能量“货币”。下列有关叙述正确的是(　　)
A.细胞中并不是需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量
B.ATP中特殊化学键全部水解后的产物能作为合成DNA分子的原料
C.线粒体中O2和[H]结合直接产生水和ATP
D.ATP的合成常伴随放能反应，吸能反应也一定伴随ATP的水解
A
9.(2023·北京西城区期末)细胞内的马达蛋白与囊泡结合，沿细胞骨架定向移动，其机理如图所示。以下叙述错误的是(　　)
D
A.马达蛋白和ATP相同的组成元素有C、H、O、N
B.合成马达蛋白的场所是核糖体
C.ATP水解可引起马达蛋白空间结构改变
D.浆细胞中马达蛋白功能异常不影响抗体分泌
10.(2023·中原名校联盟)某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。请结合实验回答问题：
实验步骤：
一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液；
二、在每支试管中加入等量的底物溶液；
三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0；
四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。
(1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正：_______________
______________________________________________________________________________________________。
应将步骤二、
三顺序调换；步骤四更正为：将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下，定时检测产物浓度
(2)在实验操作正确的情况下，实验结果如图。
①该实验中酶促反应速率用____________
_____________________________________________表示。实验开始1 min后A组产物浓度不再增加的原因是
单位时间内
产物的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量)
底物的量有限(或底物浓度是一定的)
__________________________________。
②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为____________________范围开展实验。请写出实验设计思路：
_________________________________________________________________________________________________________________。
0～7.0(或大于0小于7)
在pH 0～7.0之间每隔一定pH设置一个实验组，其他实验条件适宜且保持一致。反应一定时间后检测产物浓度，确定最适pH
11.(2023·襄阳四中质检)ATP合酶是一种功能复杂的蛋白质，与生物膜结合后能催化ATP的合成，其作用机理如图所示。请据图回答：
(1)生物膜结构的基本支架是______________，在
磷脂双分子层
线粒体内膜、类囊体薄膜
真核细胞中，ATP合酶主要分布于________________________(填生物膜名称)。
(2)分析此图可知H＋跨越该膜的运输方式是__________，判断依据是_________________________________________。
协助扩散
顺浓度梯度，需载体蛋白协助且不消耗能量
(3)ATP在细胞内的作用是__________________________；推测好氧型细菌细胞的________上存在该酶，理由是_______________________
______________________________________________。
生命活动的直接能源物质
细胞膜　
该酶与生物膜结合后能催
化ATP的合成，而好氧型细菌的膜结构只有细胞膜
(4)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质——GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：______________________________________
___________________________________。
含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量

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