第8讲 ATP与细胞呼吸
考纲、考情——知考向
核心素养——提考能
最新考纲
1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
2.细胞呼吸(Ⅱ)。
3.实验:探究酵母菌的呼吸方式。
生命观念
物质与能量观:ATP是直接能源物质,
ATP的来源包括细胞呼吸、光合作用等
全国卷考情
2018·全国卷Ⅱ(4)、2018·全国卷Ⅲ(5)、
2016·全国卷Ⅰ(29)、2015·全国卷Ⅱ、
2013·全国卷Ⅱ
科学思维
分类与比较:比较有氧呼吸和无氧呼吸场所、过程的不同
科学探究
实验设计与实验结果分析:探究有氧和无氧条件下酵母菌的呼吸方式
设计实验探究生物材料呼吸类型
考点一 ATP的结构、功能和作用
1.ATP的结构
归纳如下:
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
1.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b、c、d所示化学键是否相同?其中最易断裂和重建的是哪一个?
提示 图示b为普通磷酸键,c、d则为高能磷酸键,其中d处的键最易断裂和重建。
(3)图示框e的名称是什么?它与DNA、RNA有何关系?
提示 图示框e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。
2.下图表示ATP产生量与O2供给量的关系,请思考:
(1)图中A点、AB段含义是什么?
(2)图中BC段限制因子可能有哪些?
(3)若用上图模式表示哺乳动物成熟红细胞中ATP产生量与O2供给量关系,应如何绘制?
提示 (1)、(2)如图所示
(3)如图所示(哺乳动物成熟红细胞通过无氧呼吸产生ATP,与O2无关)
教材高考
1.高考重组 判断正误
(1)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量(2018·全国卷Ⅲ,2A)( )
(2)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶(2018·全国卷Ⅰ,1A)( )
(3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(2017·海南卷,5A)( )
(4)含有2个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一(2016·海南卷,11A)( )
(5)DNA与ATP中所含元素的种类相同(2015·全国卷,1A)( )
提示 (1)× 细胞增殖过程涉及很多生物化学反应,某些过程如DNA的复制等都会消耗能量。
(2)√
(3)× 淀粉水解过程中不伴随产生ATP。
(4)× 不含高能磷酸键的AMP是RNA的基本组成单位之一。
(5)√
2.教材·拓展·拾遗
(教材P88“问题探讨”,P90“思考与讨论”改编)请思考下列与ATP相关的问题:
(1)萤火虫发光的过程有能量转换吗?“发光”对萤火虫有何生物学意义?
提示 有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能,只有在转变成光能时,萤火虫才能发光。萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号,以便交尾、繁衍后代。
(2)有人将糖类和脂肪比作“大额支票”,而将ATP比作“现金”,你认为有科学道理吗?请说明理由。
提示 有道理。糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定,不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能,方能被细胞直接利用。
巧借ATP的结构和功能,考查结构与功能观
1.(2016·全国卷Ⅰ,29)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