必修1-分子与细胞-跨膜运输细胞呼吸关联合成ATP小结

合成ATP的能量来源

一、主要来源有:光合作用的光反应(绿色植物),有氧呼吸第一、二、三阶段,无氧呼吸第一阶段。部分生物化能合成作用(硝化细菌)。

二、特别解读:H+浓度差(实际上是第三阶段的详细解读)。

例题1:

解偶联蛋白UCP1和ATP合酶是线粒体内膜上的两种重要蛋白质。ATP合酶能利用膜两侧的H+浓度差在运输H+的同时合成ATP,而UCP1能把H+运往线粒体基质降低H+浓度差,但不合成ATP。寒冷刺激和甲状腺激素均能促进UCP1基因的表达从而增加UCP1的数量。下列叙述正确的是(  )

A.ATP合酶和UCP1对H+:运输方向和方式均不相同

B.寒冷刺激下UCP1的数量增加有助于将呼吸作用释放的能量更多的转换为热能

C.甲亢患者代谢加快,往往会体温升高、体力增强

D.开发抑制UCP1活性的药物为研制降温退烧药提供了一条思路

答案解析

A、题意显示,UCP1蛋白能降低线粒体内膜两侧的H+存在浓度差,说明UCP1蛋白是H+的转运蛋白,其转运方式为协助扩散,该过程中氢离子的梯度势能转变成热能;ATP合酶能利用膜两侧的 H+浓度差在运输H+的同时合成ATP,该过程中氢离子梯度势能转变成ATP中活跃的化学能,可见二者均是顺浓度梯度运输H+,运输方式和方向相同,A错误;

B、寒冷刺激下UCP1 的数量增加有助于将呼吸作用释放的能量更多的转换为热能,进而维持体温的相对稳定,B正确;

C、甲亢患者代谢加快,产热量上升,往往会体温升高,但体力减弱,因为更多的能量转变成热能,C错误;

D、结合题目可知,UCP1能使有氧呼吸第三阶段的能量更多转变成热能,因此,开发抑制UCP1 活性的药物为研制降温退烧药提供了一条思路,D正确。

故选:BD。


例题2:

[不定项选择]在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知 DNP可使H进人线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是(BCD)

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A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻

B.与25℃时相比,4℃时有氧呼吸产热多

C.与25℃时相比,4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多

D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H浓度降低,生成的ATP减少

解析:DNP可使H进人线粒体基质时不经过ATP合酶,即DNP可抑制ATP的合成。由题图可知,与25℃时相比,4℃时耗氧量增加,根据题意可知,电子经线粒体内膜最终传递给O2,说明4℃时线粒体内膜上的电子传递未受阻,A项错误;由题图可知,与25℃时相比,4℃时ATP生成量较少,但是耗氧量却较多,说明4℃时有氧呼吸释放的能量多用于产热,B项正确;由题图可知,与25℃时相比,4℃时耗氧量较多,说明4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多,C项正确;DNP可促使H不经过ATP合酶进入线粒体基质中,会使线粒体内外膜间隙中H浓度降低,导致ATP合成减少,D项正确。