一種形式(來自太陽能或化學能)的儲備能量被用于另一種形式(機體運動、物質合成、某些物質的運輸和生物電等),必須要有某種途徑將產能與需能過程連接起來,即:暫時把來自于放能反應的能量儲存起來,以便用于推進另一個吸能反應。而ATP就是將其連接起來的物質,所以可以說ATP是能量代謝的樞紐。細胞的能量通貨──ATP是高中生物學學習中的一個重點,也是高考?嫉闹R點。本文以高考題為例,從命題的角度來看ATP常考的考題類型。
1 單純的考查ATP
1.1 考查ATP的結構
[例1] 三磷酸腺苷的分子簡式和18個三磷酸腺苷所含的高能磷酸鍵的數(shù)目分別是( )
A.A-P-P和18個 B.A-P~P~P和18個
C.A-P~P~P和36個 D.A-P~P-P和36個
[解析]從ATP的分子簡式A-P~P~P可知,一個ATP分子由一個腺苷和三個磷酸基團構成,含有2個高能磷酸鍵,所以18個三磷酸腺苷應含有36個高能磷酸鍵。
答案:C
1.2 考查ATP與ADP的相互轉化
[例2] ATP轉化為ADP可表示為下圖,其中X和Y分別代表( )
A.H2O、[H] B.Pi、H2O
C.H2O、Pi D.能量、Pi
[解析]ATP在酶的作用下水解成ADP和磷酸的過程,也和其他物質比如蛋白質的水解一樣也是需要水的參與的,所以X表示水。這一點是教材中沒有提到的,但我們在學習ATP時要知道這里的水在寫反應式時是省略了的。
答案:C
2 和核酸一起考查二者的結構
2.1 考查元素組成?梢耘c細胞中的其他分子比如蛋白質、脂質、糖類、核酸等一起來考查這些物質的組成元素。
[例3](10江蘇卷,1)下列關于核酸的敘述中,正確的是( )
A.DNA和RNA中的五碳糖相同
B.
C.組成DNA與ATP的元素種類不同
D.
E.T2噬苗體的遺傳信息貯存在RNA中
F.
G.雙鏈DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)
H.
[解析]本題主要考查核酸的組成、結構和功能。從核酸和ATP的結構可以知道都是由C、H、O、N、P五種元素組成,B項錯誤。另外蛋白質的組成元素主要是C、H、O、N,有些還含有S、P等;糖類、脂肪、固醇的組成元素都只有C、H、O;磷脂的組成元素也和ATP一樣。
答案:D
2.2 考查結構。常以圖示或簡式的形式要求考生能正確判斷圖示的含義。
[例4] 在下列四種化合物的化學組成中,“○”中所對應的含義最接近的是 ( )
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.①和④
[解析]ATP脫去兩個磷酸基團后是RNA的基本組成單位之一──腺嘌呤核糖核苷酸,即①“○”中表示的含義;②中的A表示腺嘌呤;③和④分別表示DNA和RNA的片段,③中的A表示腺嘌呤脫氧核苷酸;④中的A表示腺嘌呤核糖核苷酸,所以①和④“○”中所對應的含義最接近。
答案:D
3 與主動運輸?shù)木C合
ATP水解釋放能量,細胞絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的。比如主動運輸、細胞分別等生命活動。所以這些過程也常常和ATP一起考查。
[例5](10廣東卷,31) 圖1是植物從土壤中吸收某礦物質離子示意圖。據(jù)圖判斷,該離子跨膜進入根毛細胞的方式為
A. 自由擴散 B. 協(xié)助擴散
C. 主動運輸 D. 被動運輸
[解析]考查學生獲取信息的能力和理解能力。主動運輸是指物質逆濃度梯度,在載體的協(xié)助下,在能量的作用下運進或運出細胞膜的過程。結合圖示可以看出,該礦質離子的跨膜運輸是逆濃度梯度的并且需要載體蛋白的協(xié)助同時消耗ATP,故應為主動運輸。
答案:C
4 與細胞呼吸和光合作用的綜合
4.1 考查合成ATP的部位
[例6](12北京,1)細胞中不能合成ATP的部位是( )
A.線粒體的內膜 B.葉綠體中進行光反應的膜結構
C.內質網的膜 D.藍藻(藍細菌)中進行光反應的膜結構
[解析]本題雖直接考查ATP的合成部位,實則考查光合作用和細胞呼吸的過程和原理。真核生物有氧呼吸第三階段在線粒體內膜上進行,生成大量ATP;綠色植物光合作用的光反應階段在類囊體薄膜上將光能轉化為電能再轉化為儲存在ATP上的活躍化學能;藍藻進行光合作用在光合片層的薄膜上,將光能轉化ATP;內質網無法生成ATP。通過光合作用和細胞呼吸的過程和原理我們可以知道合成ATP的場所有細胞質基質、線粒體(基質和內膜)、葉綠體類囊體膜。
答案:C
4.2 考查合成ATP的途徑及能量來源
[例7](08廣東,4).關于葉肉細胞在光照條件下產生ATP的描述,正確的是
A.無氧條件下,光合作用是細胞ATP的唯一來源
B.有氧條件下,線粒體、葉綠體和細胞質基質都能產生ATP
C.線粒體和葉綠體合成ATP都依賴氧
D.細胞質中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體
[解析]無氧條件下植能物也可以通過無氧呼吸形成ATP,A錯;只有有氧呼吸第三階段形成ATP有氧的參與,C錯;細胞質中消耗的ATP也可以來自細胞呼吸第一階段,第一階段在細胞質基質進行,D錯。通過光合作用和細胞呼吸的過程和原理我們可以知道合成ATP的能量來源主要是細胞呼吸,其次是光合作用。合成ATP的途徑有有氧呼吸的三個階段、無氧呼吸的第一階段和光合作用的光反應階段。
答案:B
5 小結
高考對ATP的考查一般以選擇題的形式,并且不單獨考查ATP,非選擇題對ATP的考查一般都是滲透在細胞呼吸和光合作用中,大都難度不大。如11年廣東26題等。
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