Question

【題目】ATP 合酶是一種功能復雜的蛋白質，與生物膜結合后能催化 ATP 的合成，其作用機理如下圖所示。請據圖回答：

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

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

（3）科學家發現，一種化學結構與 ATP 相似的物質——GTP（三磷酸鳥苷）也具有與 ATP 相似的生理功能，請從化學結構的角度解釋 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 協助擴散 線粒體內膜、類囊體薄膜 細胞膜 該酶與生物膜結合后能催化ATP的合成，而好氧型細菌的膜結構只有細胞膜 （含有兩個高能磷酸鍵，遠離鳥苷的高能磷酸容易水解斷裂，釋放能量）

【解析】

1.小分子物質跨膜運輸的方式和特點。

名　稱	運輸方向	載體	能量	實　　例
自由擴散	高濃度→低濃度	不需	不需	水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等
協助擴散	高濃度→低濃度	需要	不需	紅細胞吸收葡萄糖
主動運輸	低濃度→高濃度	需要	需要	小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+等

此外，大分子物質運輸的方式是胞吞或胞吐。
2.ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結構式是A-P～P～P，其中A-表示腺苷、T-表示三個、P-表示磷酸基團，“～”表示高能磷酸鍵。
3.ATP是一種含有高能磷酸鍵的有機化合物，是生命活動能量的直接來源，它的大量化學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，其場所是細胞質基質、葉綠體和線粒體。

（1）ATP 在細胞內的作用是生命活動的直接能源物質；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，所以該運輸方式為協助擴散。

（2）在真核細胞中，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膜、類囊體薄膜；推測好氧型細菌細胞的細胞膜也存在該酶，因為該酶與生物膜結合后能催化ATP的合成，而好氧型細菌的膜結構只有細胞膜。

（3）科學家發現，一種化學結構與 ATP 相似的物質——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，遠離鳥苷的高能磷酸容易水解斷裂，釋放能量。