命題點(diǎn)2酶和ATP在代謝中的作用1．明辨ATP的結(jié)構(gòu)及拓展2．能量轉(zhuǎn)換過(guò)程和ATP的產(chǎn)生與消耗轉(zhuǎn)化場(chǎng)所產(chǎn)生或消耗ATP的生理過(guò)程細(xì)胞膜消耗ATP：主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復(fù)制等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等3.肌細(xì)胞中ATP產(chǎn)生速率與O2供給量關(guān)系的曲線解讀特別提醒(1)當(dāng)橫坐標(biāo)表示細(xì)胞呼吸強(qiáng)度時(shí)，ATP產(chǎn)生速率的變化曲線應(yīng)該從原點(diǎn)開(kāi)始。(2)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中，ATP的產(chǎn)生速率幾乎與O2供給量無(wú)關(guān)。4．讀懂酶的3類曲線(1)酶的作用原理酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(如圖所示)。①表示無(wú)酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行需要的活化能是ac段。②表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是bc段。③酶降低的活化能是ab段。(2)酶的作用特性①圖1中加酶的曲線和加無(wú)機(jī)催化劑的曲線比較，說(shuō)明酶具有高效性，而與不加催化劑的曲線比較只能說(shuō)明酶具有催化作用。②圖2中兩曲線比較說(shuō)明酶具有專一性。(3)酶促反應(yīng)速率的影響因素①溫度和pH圖甲和圖乙顯示：高溫、過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。從圖丙和圖丁可以看出：反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。②底物濃度和酶濃度圖甲中OP段的限制因素是底物濃度，而P點(diǎn)之后的限制因素有酶濃度和酶活性；圖乙對(duì)反應(yīng)底物的要求是底物足量。5．酶的特性及相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)6．蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解時(shí)應(yīng)選用蛋白塊，通過(guò)觀察其消失情況得出結(jié)論，因?yàn)榈鞍酌副旧硪彩堑鞍踪|(zhì)，所以不能選用雙縮脲試劑鑒定。1．(2022·江蘇，8)下列關(guān)于細(xì)胞代謝的敘述正確的是()A．光照下，葉肉細(xì)胞中的ATP均源于光能的直接轉(zhuǎn)化B．供氧不足時(shí)，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇C．藍(lán)細(xì)菌沒(méi)有線粒體，只能通過(guò)無(wú)氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATPD．供氧充足時(shí)，真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP答案B解析光照下，葉肉細(xì)胞可以進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，光合作用中產(chǎn)生的ATP來(lái)源于光能的直接轉(zhuǎn)化，有氧呼吸中產(chǎn)生的ATP來(lái)源于有機(jī)物的氧化分解，A錯(cuò)誤；供氧不足時(shí)，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行無(wú)氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，B正確；藍(lán)細(xì)菌屬于原核生物，沒(méi)有線粒體，但可以進(jìn)行有氧呼吸，C錯(cuò)誤；供氧充足時(shí)，真核生物在線粒體內(nèi)膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP，D錯(cuò)誤。2．(經(jīng)典高考題)過(guò)氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒(méi)食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過(guò)氧化物酶，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如表。下列相關(guān)敘述正確的是()管號(hào)2%H2O2/mL緩沖液/mL過(guò)氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷卻后的白菜梗提取液/mL1%焦性沒(méi)食子酸/mL122－－－222－2－－232－－2－242－－－22A.1號(hào)管為對(duì)照組，其余不都是實(shí)驗(yàn)組B．2號(hào)管為對(duì)照組，其余都為實(shí)驗(yàn)組C．若3號(hào)管顯橙紅色，無(wú)須對(duì)照就能證明白菜梗中存在過(guò)氧化物酶D．若4號(hào)管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無(wú)過(guò)氧化物酶答案A解析由表分析可知，1號(hào)管、2號(hào)管是對(duì)照組，3號(hào)管、4號(hào)管是實(shí)驗(yàn)組，A正確，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)設(shè)置必須遵循對(duì)照原則，3號(hào)與1、2號(hào)對(duì)照，3號(hào)管、2號(hào)管顯橙紅色，1號(hào)不變色，證明白菜梗中存在過(guò)氧化物酶，C錯(cuò)誤；3號(hào)管和4號(hào)管的自變量是溫度，若3號(hào)管顯橙紅色，4號(hào)管不顯橙紅色，說(shuō)明高溫使過(guò)氧化物酶變性失活，D錯(cuò)誤。思維延伸——判斷與填充(1)磷酸化酶a能為肝糖原水解提供活化能(2023·浙江1月選考，11)(×)提示：磷酸化酶a不能為肝糖原水解提供活化能，酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)所需活化能。(2)蛇毒中的磷脂酶因水解紅細(xì)胞膜蛋白而導(dǎo)致溶血(經(jīng)典高考題)(×)提示：蛇毒中的磷脂酶具有專一性，只能催化磷脂分子的水解，不能催化蛋白質(zhì)水解。(3)洗衣時(shí)，加少許白醋能增強(qiáng)加酶洗衣粉中酶的活性(經(jīng)典高考題)(×)提示：白醋呈酸性，使酶變性失活，所以洗衣時(shí)加少許白醋會(huì)導(dǎo)致加酶洗衣粉中酶的活性降低。(4)加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示，則加熱導(dǎo)致堿性蛋白酶構(gòu)象改變是不可逆的(2022·湖南，3)(×)提示：由圖示可知，加熱導(dǎo)致堿性蛋白酶由天然狀態(tài)變?yōu)椴糠纸庹郫B，部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復(fù)到天然狀態(tài)，因此適當(dāng)加熱導(dǎo)致堿性蛋白酶構(gòu)象改變是可逆的。(5)ATP是細(xì)胞內(nèi)絕大多數(shù)生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，ATP的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定(經(jīng)典高考題)(×)提示：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遠(yuǎn)離腺苷的特殊的化學(xué)鍵很容易發(fā)生斷裂和重新形成。(6)ATP脫去2個(gè)磷酸基團(tuán)后是RNA的基本組成單位之一(經(jīng)典高考題)(√)(7)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不斷地合成和水解，從而成為細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶(2022·浙江1月選考，3)(×)提示：ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP。(8)研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞，1～2min后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。則32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率不相等(2021·海南，14)(√)(9)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時(shí)加入酶C，如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。則T2后B增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的(經(jīng)典高考題)(×)提示：T2后B增加緩慢是反應(yīng)物A減少導(dǎo)致的。(10)(經(jīng)典高考題)將一個(gè)土豆(含有過(guò)氧化氫酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定體積和濃度的過(guò)氧化氫溶液的針筒中。土豆片為4片時(shí)，測(cè)得產(chǎn)生的氣體量隨時(shí)間的變化如圖中的實(shí)線所示，若土豆片為8片時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線最可能是下列c圖中的虛線。如果要獲得更多的氣體，在不改變?nèi)芤后w積的條件下，可采取的方法是增加過(guò)氧化氫濃度，其結(jié)果可用a圖中的虛線表示。為保證上述實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，需要控制其他的外界環(huán)境因素，如溫度(或氣壓等)。題組一ATP的結(jié)構(gòu)與功能1．dATP是脫氧腺苷三磷酸的英文名稱縮寫，其結(jié)構(gòu)式可簡(jiǎn)寫成dA—P～P～P(該結(jié)構(gòu)式中的dA表示脫氧腺苷)。下列關(guān)于dATP和ATP的敘述正確的是()A．dATP與ATP分子結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是含氮堿基不同B．dATP徹底水解后可形成3種有機(jī)物C．ATP經(jīng)過(guò)水解之后可以得到某種核酸的基本單位之一D．一般來(lái)說(shuō)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)生成ATP的場(chǎng)所主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)答案C解析ATP與dATP分子結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是五碳糖不同，前者含有核糖，后者含有脫氧核糖，A錯(cuò)誤；dATP徹底水解后可形成脫氧核糖和腺嘌呤2種有機(jī)物(磷酸不是有機(jī)物)，B錯(cuò)誤；ATP經(jīng)過(guò)水解之后可以得到腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本單位之一，C正確；ATP的合成可發(fā)生在線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以，動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)生成ATP的場(chǎng)所主要在線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D錯(cuò)誤。2．(2023·洛陽(yáng)高三模擬)味覺(jué)細(xì)胞感受甜味分子信息的過(guò)程如圖所示。味傳導(dǎo)蛋白由α、β和γ三個(gè)亞基構(gòu)成，當(dāng)α亞基與鳥(niǎo)苷二磷酸(GDP)結(jié)合時(shí)，該蛋白無(wú)活性，與鳥(niǎo)苷三磷酸(GTP)結(jié)合時(shí)被激活，裂解為Gα－GTP和GβGγ兩部分，Gα－GTP能夠使腺苷酸環(huán)化酶(AC)磷酸化而被激活。激活態(tài)的蛋白激酶A(PKA)可作用于K＋通道蛋白，最終引起神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。下列敘述不正確的是()A．Gα－GTP改變了AC的空間結(jié)構(gòu)，使其能催化cAMP合成B．激活態(tài)PKA能降低K＋通道蛋白磷酸化過(guò)程的活化能C．K＋通道蛋白的磷酸化會(huì)導(dǎo)致味覺(jué)細(xì)胞膜內(nèi)的電位降低D．該過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜信息交流和控制物質(zhì)進(jìn)出的功能答案C解析由題圖可知，Gα－GTP能夠使AC磷酸化而被激活，改變了AC的空間結(jié)構(gòu)，使其能催化ATP形成cAMP，A正確；K＋通道蛋白磷酸化后通道關(guān)閉，不能運(yùn)輸K＋通過(guò)細(xì)胞膜，激活態(tài)PKA(激活態(tài)的蛋白激酶A)可作用于K＋通道蛋白，降低K＋通道蛋白磷酸化過(guò)程的活化能，最終引起神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，B正確；K＋通道蛋白磷酸化后通道關(guān)閉，不能運(yùn)輸K＋通過(guò)細(xì)胞膜，膜內(nèi)的負(fù)電位被抵消一部分，故K＋通道蛋白的磷酸化會(huì)導(dǎo)致味覺(jué)細(xì)胞膜內(nèi)的電位上升，C錯(cuò)誤；味傳導(dǎo)蛋白與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，引起一系列的生理變化等，體現(xiàn)了細(xì)胞膜信息交流和控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，D正確。題組二酶的本質(zhì)、作用、特性和影響因素3．(2023·安順高三期末)豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞可合成并分泌胰蛋白酶等多種消化酶，下列相關(guān)敘述正確的是()A．胰蛋白酶能為化學(xué)反應(yīng)提供能量B．胰腺腺泡細(xì)胞中有較多的胰島素mRNAC．直接研磨胰腺容易提取到胰島素D．核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與胰蛋白酶的合成答案D解析酶具有催化作用，作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，不能為反應(yīng)提供能量，A錯(cuò)誤；胰島素只在胰島B細(xì)胞中表達(dá)，所以在胰腺腺泡細(xì)胞中不會(huì)出現(xiàn)胰島素mRNA，B錯(cuò)誤；胰腺中含有胰蛋白酶，而胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，直接提取，胰蛋白酶會(huì)水解胰島素，導(dǎo)致提取失敗，C錯(cuò)誤。4．除了溫度和pH對(duì)酶活性有影響外，一些抑制劑也會(huì)降低酶的催化效果。圖甲為酶作用機(jī)理及兩種抑制劑影響酶活性的機(jī)理示意圖，圖乙為相同酶溶液在無(wú)抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線。下列敘述不正確的是()A．圖甲中非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑降低酶活性的機(jī)理與高溫、低溫對(duì)酶活性抑制的機(jī)理不同B．根據(jù)圖甲可推知，競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與底物具有類似結(jié)構(gòu)，從而與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性位點(diǎn)C．圖乙中底物濃度相對(duì)值大于15時(shí)，限制曲線A酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶濃度D．圖乙中曲線B和曲線C分別是在酶溶液中添加了非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)果答案D解析非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶活性位點(diǎn)以外的其他位點(diǎn)結(jié)合，通過(guò)改變酶的空間結(jié)構(gòu)使酶的活性受到抑制，高溫會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞使酶的活性受到抑制，但低溫只是抑制酶的活性，酶的空間結(jié)構(gòu)沒(méi)