對高考中細胞代謝結合ATP的知識點考查

樊偉寧

摘 要： 本文結合實例，從文字信息、圖形信息，以及高考試題分析﹑命題猜想角度幫助學生提高生物學解題能力。

關鍵詞： 生物高考 試題分析 歸納總結 考題猜想

近幾年，各地生物高考的非選擇題中不斷出現(xiàn)細胞代謝中ATP的結構、轉化和利用的相關考點。如何提高學生從試題分析中獲取信息的能力，需要教師加強針對性試題分析及強化訓練，歸納總結是十分重要的途徑。

一、高考題分析

例1.（2012·高考全國大綱卷）細胞中不能合成ATP的部位是

A.線粒體的內(nèi)膜

B.葉綠體進行光反應的膜結構

C.內(nèi)質網(wǎng)的膜

D.藍藻（藍細菌）進行光反應的膜結構

[解析]考查細胞的結構和功能，理解能力。線粒體的內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，產(chǎn)生大量ATP。

光合作用的光反應能利用光能合成ATP。內(nèi)質網(wǎng)是有機物合成的場所，往往需要消耗ATP。藍藻細胞里有光合作用的色素，能夠利用光能合成ATP。

[答案]C

例2.（2014·高考全國大綱卷）ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物，下列有關ATP的敘述，錯誤的是

A.線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用

B.機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP

C.在有氧與缺氧的條件下細胞質基質中都能形成ATP

D.植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用

[解析]A項，細胞核中無法進行呼吸作用，它需要的ATP主要由細胞質中的線粒體提供。B項，ATP是生命活動的直接能源物質，機體時刻都在消耗ATP。C項，有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段均在細胞質基質中進行，均有ATP生成。D項，根細胞吸收礦質元素離子主要是通過主動運輸?shù)姆绞竭M行的，其消耗的能量來源于呼吸作用產(chǎn)生的ATP。

[答案]B

[思維拓展]

1.ATP在有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是什么？

[提示]：腺苷。

2.寫出下列不同物質中“A”代表的含義。

[提示]：①ATP中的“A”為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成；

②DNA分子中的“A”為腺嘌呤脫氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成；

③RNA分子中的“A”為腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成；

④核苷酸中的“A”為腺嘌呤。

3.靜息電位狀態(tài)下K+外流，動作電位狀態(tài)下，Na+內(nèi)流需要消耗ATP嗎？

[提示]：不消耗。

4.研究發(fā)現(xiàn)，劇烈運動時肌細胞缺氧，葡萄糖消耗增加，但ATP的生成量沒有明顯增多，原因是什么？

[提示]：肌肉細胞進行厭氧呼吸，合成的ATP少。

5.心肌細胞與口腔上皮細胞相比，哪一細胞內(nèi)ATP含量多？

[提示]：二者含量基本相同。

6.繪出生物細胞ATP產(chǎn)生量與氧氣供給量之間的曲線圖。

二、歸納提升

ATP與ADP轉化發(fā)生的場所及相關生理過程

三、命題猜想

猜想1.（原創(chuàng)）ATP是生命活動的直接能源物質，據(jù)圖判斷有關敘述錯誤的是

A.黑藻細胞內(nèi)甲→ATP的過程不只發(fā)生在細胞質基質

B.乙中不含高能磷酸鍵，是RNA基本組成單位之一

C.丙中包括腺嘌呤和核糖，丁可用于某些脂質的合成

D.圖2需ATP提供能量且需要經(jīng)過圖1所示的整個過程

[解析]：選D。由題圖可知，甲為ADP，乙為AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），丙為腺苷，丁為磷酸。黑藻細胞內(nèi)可以進行光合作用和呼吸作用，ADP→ATP的過程可能發(fā)生在細胞質基質（有氧呼吸第一階段）、線粒體（有氧呼吸第二、三階段）和葉綠體類囊體薄膜上（光合作用的光反應階段），A項正確。乙中無高能磷酸鍵是RNA的基本組成單位之一，B項正確。腺苷由腺嘌呤和核糖組成，磷酸可用于某些脂質的合成，如磷脂，C項正確。ATP→ADP的過程為生命活動提供能量，D項錯誤。

猜想2.下列有關ATP的敘述中，不正確的是

A.ATP中的能量可以來源于光能或化學能

B.人體細胞合成ATP時不一定都需要氧氣的參與

C.人體在緊張或憤怒狀態(tài)下，細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的速率大大超過產(chǎn)生ADP的速率

D.人體劇烈運動中，機體通過神經(jīng)和體液調節(jié)，使細胞產(chǎn)生ATP的速率迅速增加

[解析]：選C。光合作用光反應階段產(chǎn)生的ATP中的能量來源于光能，呼吸作用過程分解有機物釋放出來的一部分能量儲存于ATP中，A正確。人體細胞呼吸的第一、二階段或無氧呼吸產(chǎn)生ATP不需要氧氣的參與，B正確。在任何狀態(tài)下，機體ATP的合成和分解都處于動態(tài)平衡狀態(tài)，C錯誤。劇烈運動時，機體通過神經(jīng)和體液調節(jié)使有機物分解加快、ATP合成加快，D正確。

四、易錯點撥

1.解答ATP的結構與功能試題要注意的問題

（1）注意其結構特點，即含有兩個高能磷酸鍵，且遠離腺苷的那個容易斷開。

（2）應注意動物和植物體內(nèi)ATP的來源不同，前者主要通過細胞呼吸產(chǎn)生，場所是細胞質基質和線粒體；后者的形成途徑包括細胞呼吸和光合作用的光反應階段，場所包括細胞質基質、線粒體和葉綠體，光反應階段產(chǎn)生的ATP僅用于光合作用的暗反應，其他生命活動所需能量由細胞呼吸提供。

（3）“物質合成”如細胞分裂間期蛋白質的合成和DNA的復制、葡萄糖合成糖原、甘油和脂肪酸合成脂肪等，需要消耗ATP，但蛋白質在消化道內(nèi)被消化為氨基酸的過程，不消耗ATP。

（4）“神經(jīng)傳導”在神經(jīng)纖維上表現(xiàn)為動作電位，需要消耗ATP；在突觸上，進行神經(jīng)遞質的合成與釋放，需要消耗ATP。

2.關于ATP與能量誤區(qū)分析

（1）光能是生物體生命活動所需能量的根本來源，但不是直接能源物質。

（2）能量不能循環(huán)。例如：ATP與ADP的相互轉化屬于可逆反應的說法是錯誤的，因為在ATP與ADP的相互轉化過程中，物質是可循環(huán)利用的，而能量是不可循環(huán)的。

（3）病毒等少數(shù)種類的微生物不能獨立進行代謝活動，其生命活動消耗能量來自宿主細胞的代謝。認為病毒不能進行代謝活動是不正確的。

（4）光能進入生物群落后，以化學能的形式儲存于有機物中，以有機物為載體通過食物鏈流動。

（5）能量在生物群落中是單向流動的，不能重復利用。