第三单元 第7讲 【高三一轮复习系列2021版步步高生物《大一轮复习讲义》】(001)

第7讲 ATP 和酶

[考纲要求] 1.ATP 在能量代谢中的作用(Ⅱ)。2.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。3.实验：探究影响酶活性的因素。

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 ，③代表ADP ，④代表ATP ，⑤代表高能磷酸键。

(2)特点

①A TP 分子中远离A 的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出大量的能量，ATP 就转化为ADP 。在有关酶的催化作用下，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 与ADP 的相互转化 项目

ATP 的合成 ATP 的水解 反应式

ADP ＋Pi ＋能量――→酶ATP ATP ――→酶

ADP ＋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) 储存在高能磷酸键中的能量

能量去路储存在高能磷酸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的功能与动物细胞、植物细胞的代谢

(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。

(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。

归纳总结细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程

转化场所常见的生理过程

细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐

细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段

叶绿体

产生ATP：光反应

消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等

线粒体

产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段

消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等

核糖体消耗ATP：蛋白质的合成

细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等

(1)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等(×)

(2)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP(×)

(3)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(√)

(4)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生A TP的唯一来源(×)

(5)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生ATP的合成与水解(×)

(6)“能量”就是指A TP，ATP就是“能量”(×)

易错警示(1)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。

(2)ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看

是不可逆的，因此不是可逆反应。

(3)吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，需要A TP水解提供能量；放能反应一般与A TP 的合成相联系，释放的能量储存于ATP中。

考向一ATP的结构和特点分析

据图分析ATP的结构和特点

(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”？

提示图示a处应为“—OH”，因为该五碳糖为核糖。

(2)图示框e中结构的名称是什么？它与DNA、RNA有何关系？

提示图示框e中结构的名称为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一，当发生逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。

1．(2019·广西南宁三中开学考)下列有关细胞内ATP的叙述中，正确的是()

A．在寒冷的环境中，人体细胞产生A TP的速率会下降

B．ATP中的“A”在DNA分子中通过氢键与“T”相连

C．细胞中ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能

D．每个ATP分子中只含有一个高能磷酸键

答案 C

解析在寒冷环境中，由于激素的调节作用，人体有机物氧化分解速度加快，以维持体温的相对稳定，细胞产生A TP的速率不会下降，A错误；A TP中的“A”是指腺嘌呤与核糖结合而成的腺苷，DNA分子中通过氢键与“T”相连的是腺嘌呤，二者不同，B错误；每个ATP 分子中含有两个高能磷酸键，D错误。

2．如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示A TP，下列有关叙述，错误的是()

A．甲→乙→丙→丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同

B．丙是RNA的基本组成单位之一

C．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成

D．在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加

答案 D

考向二ATP与ADP的相互转化和ATP的利用

(1)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。

(2)植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以A TP作为能量“通货”，由此说明：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源。

3．在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将A TP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有关分析中错误的是() A．腺苷酸激酶催化1分子A TP分解伴随着2分子ADP的生成

B．腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系

C．腺苷酸激酶与细胞内A TP与ADP的平衡维持有关

D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成

答案 B

解析腺苷酸激酶催化该反应会释放能量，一般与吸能反应相联系，B错误。

4．A TP酶复合体是原核细胞与真核细胞内普遍具有的一类功能蛋白，该分子由若干亚基组成，主要功能是将生物膜一侧的H＋搬运到另一侧时推动其部分亚基运转，从而催化形成A TP。请回答下列问题：

(1)该复合体的单体是__________________，合成场所是____________。

(2)该复合体搬运H＋离子时是________(填“逆”或“顺”)浓度梯度的。叶绿体中ATP酶复合体最可能位于__________上。

(3)ATP除了作为细胞生命活动的______________物质外，高能磷酸键断裂后产生的AMP还