Question

【題目】ATP 合酶是一種功能復(fù)雜的蛋白質(zhì)，與生物膜結(jié)合后能催化 ATP 的合成，其作用機(jī)理如下圖所示。請據(jù)圖回答：

（1）ATP 在細(xì)胞內(nèi)的作用是__________________；分析此圖可知H＋跨越該膜的運(yùn)輸方式是______。

（2）在真核細(xì)胞中，該酶主要分布于____________________（填生物膜名稱）。推測好氧型細(xì)菌細(xì)胞的________（填結(jié)構(gòu)名稱）存在該酶，理由是____________________________。

（3）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與 ATP 相似的物質(zhì)——GTP（三磷酸鳥苷）也具有與 ATP 相似的生理功能，請從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度解釋 GTP 也具有相似功能的原因：________________________。

Answer 1

【答案】生命活動的直接能源物質(zhì) 協(xié)助擴(kuò)散 線粒體內(nèi)膜、類囊體薄膜 細(xì)胞膜 該酶與生物膜結(jié)合后能催化ATP的合成，而好氧型細(xì)菌的膜結(jié)構(gòu)只有細(xì)胞膜 （含有兩個高能磷酸鍵，遠(yuǎn)離鳥苷的高能磷酸容易水解斷裂，釋放能量）

【解析】

1.小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞胶吞攸c。

名　稱	運(yùn)輸方向	載體	能量	實　　例
自由擴(kuò)散	高濃度→低濃度	不需	不需	水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等
協(xié)助擴(kuò)散	高濃度→低濃度	需要	不需	紅細(xì)胞吸收葡萄糖
主動運(yùn)輸	低濃度→高濃度	需要	需要	小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+等

此外，大分子物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞绞前�吞或胞吐�?/span>
2.ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結(jié)構(gòu)式是A-P～P～P，其中A-表示腺苷、T-表示三個、P-表示磷酸基團(tuán)，“～”表示高能磷酸鍵。
3.ATP是一種含有高能磷酸鍵的有機(jī)化合物，是生命活動能量的直接來源，它的大量化學(xué)能就儲存在高能磷酸鍵中，ATP水解釋放的能量來自末端的那個高能磷酸鍵的斷裂，合成ATP所需能量來源于光合作用和呼吸作用，其場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體和線粒體。

（1）ATP 在細(xì)胞內(nèi)的作用是生命活動的直接能源物質(zhì)；H＋跨越該膜是從高濃度到低濃度且需要載體蛋白，不需要能量的，所以該運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。

（2）在真核細(xì)胞中，光合作用和呼吸作用會釋放大量能量，所以該酶主要分布于線粒體內(nèi)膜、類囊體薄膜；推測好氧型細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞膜也存在該酶，因為該酶與生物膜結(jié)合后能催化ATP的合成，而好氧型細(xì)菌的膜結(jié)構(gòu)只有細(xì)胞膜。

（3）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與 ATP 相似的物質(zhì)——GTP（三磷酸鳥苷）也具有與 ATP 相似的生理功能，這是因為含有兩個高能磷酸鍵，遠(yuǎn)離鳥苷的高能磷酸容易水解斷裂，釋放能量。