第03講酶和ATP（講義）

第03講酶和ATP內(nèi)容導(dǎo)航一、考情分析：析考情、掌規(guī)律、明預(yù)測……………1二、知識建構(gòu)：理知識、建網(wǎng)絡(luò)、知聯(lián)系……………2內(nèi)容導(dǎo)航一、考情分析：析考情、掌規(guī)律、明預(yù)測……………1二、知識建構(gòu)：理知識、建網(wǎng)絡(luò)、知聯(lián)系……………2三、考點突破：考向延伸、規(guī)律探尋、題型歸納……2考點01酶……2考點02ATP……14核心提煉考向探究考向1酶、激素、抗體與神經(jīng)遞質(zhì)的比較考向1ATP結(jié)構(gòu)與能量代謝的關(guān)系考向2辨析與酶相關(guān)的三類曲線考向3探究酶特性的相關(guān)實驗真題研析規(guī)律探尋真題訓(xùn)練、命題規(guī)律總結(jié)題型歸納

以題定考題型01酶的本質(zhì)、特性題型01ATP的結(jié)構(gòu)及特點題型02探究影響酶活性的因素實驗題型02ATP在細(xì)胞能量代謝中的作用四、情境探究…………241.通過曲線圖的形式，考察酶的特性、及酶促反應(yīng)的規(guī)律；2.通過創(chuàng)設(shè)情境探究酶活性的影響因素，如溫度、pH、抑制劑等；3.ATP的結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團容易脫落和再連接，以此為情鏡，考查ATP的結(jié)構(gòu)特點4.離子泵、H+ATP酶與協(xié)同轉(zhuǎn)運考點要求考題統(tǒng)計考情分析酶2023遼寧卷（2分）2023重慶卷（2分）2023海南卷（2分）2023天津卷（2分）2023廣東卷（2分）2023浙江卷（2分）【命題規(guī)律】酶和ATP是細(xì)胞代謝的重要內(nèi)容，從近5年高考的考查形勢來看，細(xì)胞代謝一直是高考的重點考查內(nèi)容，避不開對酶和ATP的考查。酶和ATP在細(xì)胞代謝中的作用，主要以選擇題為主，而非選擇題設(shè)置以酶和ATP為基點的有關(guān)代謝問題也是高頻考點【命題預(yù)測】結(jié)合物質(zhì)運輸、神經(jīng)調(diào)節(jié)等實例，并以圖解的形式考查酶和ATP在生命活動中的作用；通過相關(guān)的實驗設(shè)計綜合考查酶的作用特性及其影響因素。ATP2023河北卷（2分）2023天津卷（3分）2023重慶卷（2分）2022浙江卷（2分）考點01酶考向1酶、激素、抗體與神經(jīng)遞質(zhì)的比較比較酶激素抗體神經(jīng)遞質(zhì)不同本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA蛋白質(zhì)、多肽、固醇、氨基酸衍生物蛋白質(zhì)乙酰膽堿、多巴胺、NO、甘氨酸等來源幾乎所有活細(xì)胞均能產(chǎn)生一般由內(nèi)分泌細(xì)胞產(chǎn)生只由漿細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生作用機理催化作用，降低反應(yīng)活化能調(diào)節(jié)作用，改變靶細(xì)胞、靶器官原有功能與抗原特異性結(jié)合形成沉淀，減弱抗原的致病性和對細(xì)胞的黏附能力與突觸后膜受體特異性結(jié)合，引起突觸后膜膜電位改變作用后去向作用前后數(shù)量及化學(xué)性質(zhì)不變被滅活被吞噬消化被滅活或回收相同均需與特定物質(zhì)結(jié)合后，才能發(fā)揮作用易錯警示酶既不提供能量，也不起調(diào)節(jié)作用，而是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物。大多數(shù)活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶（哺乳動物成熟的紅細(xì)胞不能合成酶），條件適宜時酶在胞內(nèi)胞外、體內(nèi)體外都能發(fā)揮作用。酶只能催化熱力學(xué)上允許進行的反應(yīng)。酶只提高化學(xué)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，不會改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。在反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量將保持不變。用加熱的方法不能降低活化能，但能提供能量?？枷?辨析與酶相關(guān)的三類曲線1、酶的作用原理①由圖可知，酶的作用原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。②若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能。2、酶的特性的曲線①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較表明：酶具有高效性。②圖2中兩曲線比較表明：酶具有專一性。各因素對酶促反應(yīng)速率的影響曲線①分析圖1和圖2：溫度或pH通過影響酶的活性來影響酶促反應(yīng)速率。②圖1和圖2中使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞的因素是高溫、過酸和過堿。低溫降低酶的活性，但不會使酶失活，即酶的空間結(jié)構(gòu)不被破壞，條件適宜時酶活性可恢復(fù)，如圖2。③分析圖3：OP段的限制因素是底物濃度，P點以后的限制因素則是酶濃度。考向3探究酶特性的相關(guān)實驗易錯警示（1）用斐林試劑檢測需水浴加熱，故探究溫度對酶活性影響的實驗不宜用斐林試劑檢測。（2）酸性條件可加速淀粉水解，故探究pH對酶活性影響的實驗不宜選用淀粉酶和淀粉。拓展提升：生物實驗中的變量分析實驗名稱自變量因變量無關(guān)變量探究溫度對淀粉酶活性的影響不同溫度(至少三種)酶的活性(加碘液后溶液顏色的變化)pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時間、操作程序等探究pH對過氧化氫酶活性的影響不同pH(至少三種)酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度)溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時間、操作程序等探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式氧氣的有無CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度)；酒精產(chǎn)生與否(用酸性條件下的重鉻酸鉀檢測)葡萄糖溶液、石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度等探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度不同濃度的生長素類似物扦插枝條的生根數(shù)量或根長度實驗材料、處理時間等探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化時間酵母菌種群數(shù)量培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)條件、空間等1.（2023·廣東卷）中國制茶工藝源遠(yuǎn)流長。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發(fā)酵、高溫干燥等工序，其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風(fēng)味形成的關(guān)鍵。下列敘述錯誤的是（

）A．揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)使多酚氧化酶與茶多酚接觸B．發(fā)酵時保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性C．發(fā)酵時有機酸含量增加不會影響多酚氧化酶活性D．高溫滅活多酚氧化酶以防止過度氧化影響茶品質(zhì)【答案】C【分析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化能力的有機物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。酶的特性：高效性、專一性以及作用條件溫和的特性?！驹斀狻緼、紅茶制作時揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使其釋放的多酚氧化酶與茶多酚接觸，A正確；B、發(fā)酵過程的實質(zhì)就是酶促反應(yīng)過程，需要將溫度設(shè)置在酶的最適溫度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能獲得更多的茶黃素，B正確；C、酶的作用條件較溫和，發(fā)酵時有機酸含量增加會降低多酚氧化酶的活性，C錯誤；D、高溫條件會使多酚氧化酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞而失活，以防止過度氧化影響茶品質(zhì)，D正確。故選C。2.（2023·浙江卷）某同學(xué)研究某因素對酶活性的影響，實驗處理及結(jié)果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。該同學(xué)研究的因素是（

）A．溫度 B．底物 C．反應(yīng)時間 D．酶量【答案】B【分析】影響酶活性的因素有溫度、pH、抑制劑和激活劑。由題干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。這兩組實驗的不同條件在于是否加入底物?！驹斀狻緼、由題干可知，兩組實驗的溫度都為45℃，所以研究的因素不是溫度，A錯誤；B、由題干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。這兩組實驗的不同條件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物，B正確；C、由題干可知，兩組實驗的反應(yīng)時間均為12min，所以研究的因素不是反應(yīng)時間，C錯誤；D、由題干可知，兩組實驗的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D錯誤。故選B。3．（2023·浙江卷）胰高血糖素可激活肝細(xì)胞中的磷酸化酶，促進肝糖原分解成葡萄糖，提高血糖水平，機理如圖所示。下列敘述正確的是（

）A．胰高血糖素經(jīng)主動運輸進入肝細(xì)胞才能發(fā)揮作用B．饑餓時，肝細(xì)胞中有更多磷酸化酶b被活化C．磷酸化酶a能為肝糖原水解提供活化能D．胰島素可直接提高磷酸化酶a的活性【答案】B【分析】分析題圖：胰高血糖素與肝細(xì)胞膜上的胰高血糖素受體結(jié)合后，胞內(nèi)磷酸化酶b被活化，促進肝糖原分解，葡萄糖通過膜上葡萄糖載體運輸?shù)桨?，增加血糖濃度?！驹斀狻緼、胰高血糖素屬于大分子信息分子，不會進入肝細(xì)胞，需要與膜上特異性受體結(jié)合才能發(fā)揮作用，A錯誤；B、饑餓時，胰高血糖素分泌增加，肝細(xì)胞中有更多磷酸化酶b被活化成磷酸化酶a，加快糖原的分解，以維持血糖濃度相對穩(wěn)定，B正確；C、磷酸化酶a不能為肝糖原水解提供活化能，酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)所需活化能，C錯誤；D、根據(jù)題圖無法判斷胰島素和磷酸化酶a的活性的關(guān)系，且胰島素為大分子物質(zhì)，不能直接進入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，D錯誤。故選B。本考點多以圖形、圖表等信息為載體，通過實驗等途徑展開考查，試題多以選擇題主要形式命題，直接以選擇題的形式考查物質(zhì)出入細(xì)胞的方式或酶在細(xì)胞代謝中的作用等，試題情境多與生產(chǎn)生活相聯(lián)系，對考生的實驗探究能力、獲取信息、分析問題及解決問題的能力要求很高。本考點多以圖形、圖表等信息為載體，通過實驗等途徑展開考查，試題多以選擇題主要形式命題，直接以選擇題的形式考查物質(zhì)出入細(xì)胞的方式或酶在細(xì)胞代謝中的作用等，試題情境多與生產(chǎn)生活相聯(lián)系，對考生的實驗探究能力、獲取信息、分析問題及解決問題的能力要求很高。題型01酶的本質(zhì)、特性1．神經(jīng)酰胺合成酶具有雙重功能，既可以催化脂肪和某些氨基酸結(jié)合形成神經(jīng)酰胺，還可以結(jié)合DNA的某些區(qū)域，從而開啟和關(guān)閉脂質(zhì)代謝的相關(guān)基因，而開啟和關(guān)閉的狀態(tài)與營養(yǎng)供應(yīng)情況密切相關(guān)，如蒼蠅體內(nèi)神經(jīng)酰胺合成酶可以讀取脂肪酶3基因，從而促進脂肪的分解。據(jù)此分析錯誤的是（

）A．神經(jīng)酰胺合成酶的雙重功能的實質(zhì)都是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能B．神經(jīng)酰胺合成酶催化神經(jīng)酰胺的合成過程會受環(huán)境條件的影響C．神經(jīng)酰胺合成酶在生物體內(nèi)脂肪含量上發(fā)揮了調(diào)節(jié)作用D．蒼蠅體內(nèi)神經(jīng)酰胺合成酶讀取脂肪酶3基因在營養(yǎng)缺乏時發(fā)生【答案】A【詳解】A、神經(jīng)酰胺合成酶發(fā)揮酶的作用時實質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用時實質(zhì)是影響基因的選擇性表達，A錯誤；B、酶的作用條件較溫和，酶的催化會受環(huán)境條件的影響，B正確；C、該酶結(jié)合DNA某些區(qū)域，從而開啟和關(guān)閉脂質(zhì)代謝的相關(guān)基因，所以具有調(diào)節(jié)作用，C正確；D、蒼蠅體內(nèi)神經(jīng)酰胺合成酶讀取脂肪酶3基因，能使脂肪分解供能，所以發(fā)生在營養(yǎng)缺乏時，D正確。故選A。2．有一種名為L19RNA的核酶，可以催化某些RNA的切割和連接，其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸鏈，下列關(guān)于該酶的敘述錯誤的是（

）A．L19RNA核酶的底物RNA中富含嘧啶B．L19RNA核酶作用的專一性是通過酶與底物之間的堿基互補配對實現(xiàn)的C．L19RNA核酶徹底水解后可得到四種核糖核苷酸D．L19RNA核酶催化RNA的切割和連接時，涉及磷酸二酯鍵的形成與破壞【答案】C【詳解】A、L19RNA的核酶可以催化某些RNA的切割和連接，則該酶要與其底物RNA相結(jié)合。其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸鏈，根據(jù)堿基互補配對原則，那么與L19RNA核酶結(jié)合的底物RNA中應(yīng)富含嘧啶，A正確；B、L19RNA是一段有酶活性的RNA，其催化的底物為RNA。酶與底物結(jié)合才可催化底物發(fā)生反應(yīng)，L19RNA與其底物之間的堿基能互補配對才能結(jié)合，所以L19RNA核酶作用的專一性是通過酶與底物之間的堿基互補配對實現(xiàn)的，B正確；C、L19RNA核酶徹底水解后可得到4種堿基、核糖、磷酸，C錯誤；D、L19RNA核酶催化RNA的切割是打斷磷酸二酯鍵，L19RNA核酶催化RNA連接是形成磷酸二酯鍵，D正確；故選C。3．多酶片是一種可以治療消化不良、食欲不振的藥物，如圖是多酶片的結(jié)構(gòu)模式圖。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．腸溶衣在弱堿性的環(huán)境中仍能保持結(jié)構(gòu)完好無損B．多酶片進入小腸后，胃蛋白酶的活性會增強C．多酶片可以碾碎后服用，其功效與直接服用相同D．多酶片發(fā)揮作用的原理是降低食物中大分子水解所需的活化能【答案】D【詳解】A、根據(jù)題圖信息可知，腸溶衣不溶于胃液，而溶于腸液，腸液屬于弱堿性環(huán)境，故腸溶衣在弱堿性的環(huán)境中不能保持結(jié)構(gòu)完好無損，A錯誤；B、小腸屬于弱堿性環(huán)境，胃蛋白酶的適宜環(huán)境是酸性環(huán)境；多酶片進入小腸后，胃蛋白酶的活性會減弱，B錯誤；C、多酶片不可以碾碎后服用，因為破壞了其結(jié)構(gòu)，酶的功效喪失，其功效與直接服用不同，C錯誤；D、酶催化作用的機理是降低反應(yīng)所需要的活化能，故多酶片發(fā)揮作用的原理是降低食物中大分子水解所需的活化能，D正確。故選D。題型02探究影響酶活性的因素實驗4．獼猴桃營養(yǎng)價值高，但卻極易腐爛。為探究獼猴桃腐爛的內(nèi)在原因，研究人員選取了獼猴桃果實內(nèi)的三大抗逆性酶：過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD），在保鮮條件下進行了相關(guān)實驗，結(jié)果如下表。下列有關(guān)敘述正確的是（）天數(shù)/d12345615CAT酶活性（mgH2O2/gFW·min）0.0660.0630.0470.0370.0200.0170.003SOD酶活性（活力單位/g）48.4630.1028.0722.2710.386.240.40POD酶活性（g1·min1）0.0660.1280.1800.1960.1120.0450.002果實狀態(tài)成熟果實開始腐爛完全腐爛A．在測定CAT酶活性時，可用單位時間內(nèi)H2O2的減少量表示B．三種酶均能降低相關(guān)化學(xué)反應(yīng)所需活化能，說明酶具有高效性C．獼猴桃從成熟到腐爛的過程中，三種抗逆性酶的活性均在下降D．若某種調(diào)節(jié)劑能使POD酶的活性處于較高狀態(tài)，則有利于保鮮【答案】A【詳解】A、過氧化物酶（CAT）能夠催化過氧化氫的水解，產(chǎn)物是水和氧氣，故在測定CAT酶活性時，可用單位時間內(nèi)H2O2的減少量表示，A正確；B、酶具有高效性是指酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的效果比無機催化劑顯著，而非三種酶進行比較，B錯誤；C、據(jù)表可知，獼猴桃從成熟到腐爛的過程中，POD酶活性先升高后下降，C錯誤；D、獼猴桃的腐爛與三種酶的活性均有關(guān)，故若僅使過氧化物酶（POD）活性處于較高狀態(tài)，不一定利于保鮮，D錯誤。故選A。5．魚宰殺后魚肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸，能極大地提升魚肉鮮味。肌苷酸在酸性磷酸酶（ACP）作用下降解又導(dǎo)致魚肉鮮味下降。在探究魚類鮮味下降外因的系列實驗中，實驗結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（）A．本實驗的自變量只有pH和溫度，因變量是酸性磷酸酶（ACP）的相對活性B．不同魚的ACP的最適溫度和pH有差異，根本原因在于不同魚體內(nèi)的ACP結(jié)構(gòu)不同C．pH低于3.8、溫度超過60℃，對鱔魚肌肉酸性磷酸酶（ACP）活性影響的機理相同D．由圖可知，放置相同的時間，鮰魚在pH6.0、溫度40℃條件下，ACP活性最高，魚肉鮮味程度最高【答案】C【詳解】A、由圖示曲線可知，本實驗的自變量是pH、溫度和魚的種類，因變量是酸性磷酸酶（ACP）的相對活性，A錯誤；B、ACP是一種酶，其本質(zhì)是蛋白質(zhì)，基因決定蛋白質(zhì)的合成，不同魚的ACP的最適溫度和pH有差異，根本原因在于控制合成ACP的基因不同，B錯誤；C、反應(yīng)溫度超過60℃與pH低于3.8，鱔魚肌肉ACP都會因為空間結(jié)構(gòu)的改變失去活性，影響機理是相同的，C正確；D、由圖示曲線可知，放置相同的時間，鮰魚在pH6.0、溫度40℃條件下酸性磷酸酶相對活性最高，導(dǎo)致魚肉鮮味下降最快，D錯誤。故選C。6.細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的物質(zhì)變化在溫和條件下有序進行，離不開酶的催化。下列有關(guān)酶的實驗，敘述正確的是（

）A．斯帕蘭札尼讓鷹吞下放入肉塊的金屬籠，一段時間后籠內(nèi)的肉塊消失，這說明胃對食物有化學(xué)性消化B．“比較H2O2在不同條件下的分解”實驗中，加熱、Fe3+和過氧化氫酶促使H2O2分解的原因是在不同程度上降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能C．“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”實驗中，可通過滴加碘液檢測溶液是否變藍來說明酶的作用是否有專一性D．“探究溫度對酶活性的影響”實驗中，應(yīng)先將淀粉溶液與淀粉酶溶液混合，再分別置于不同溫度條件下保溫【答案】A【詳解】A、斯帕蘭札尼將肉塊放入金屬籠內(nèi)，排除胃對肉塊的機械摩擦消化的影響，然后讓鷹吞下去，一段時間后，籠內(nèi)肉塊消失了，這個實驗說明了胃具有化學(xué)性消化的作用，A正確；B、在“比較H2O2在不同條件下的分解”實驗中，加熱為H2O2分子提供了能量，F(xiàn)e3+和過氧化氫酶降低了過氧化氫分解反應(yīng)的活化能，B錯誤；C、淀粉和蔗糖的水解產(chǎn)物都是還原糖，因此在“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”實驗中，可通過檢測是否有還原糖來說明酶的作用具有專一性，由于無論蔗糖是否被分解均不與碘液反應(yīng)呈藍色，故不能通過滴加碘液檢測溶液是否變藍來證明酶的作用有專一性，C錯誤；D、在“探究溫度對酶活性的影響”實驗中，關(guān)鍵步驟是先將淀粉液和淀粉酶液分別在所對應(yīng)的溫度條件下保溫相同時間，然后將同一溫度保溫下的淀粉液與淀粉酶液混合，D錯誤。故選A。酶的特性：酶的特性：（1）高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107~1013倍。（2）專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。（3）作用條件較溫和：高溫、過酸、過堿都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；在低溫下，酶的活性降低，但不會失活?？键c02ATP考向1ATP結(jié)構(gòu)與能量代謝的關(guān)系1、ATP的結(jié)構(gòu)與功能2、細(xì)胞內(nèi)ATP的產(chǎn)生與消耗轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細(xì)胞膜消耗ATP：主動運輸、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、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)合成等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)合成等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等1.（2021·北京卷）ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，關(guān)于ATP的敘述錯誤的是（）A．含有C、H、O、N、P B．必須在有氧條件下合成C．胞內(nèi)合成需要酶的催化 D．可直接為細(xì)胞提供能量【答案】B【分析】A代表腺苷，P代表磷酸基團，ATP中有1個腺苷，3個磷酸基團，2個高能磷酸鍵，結(jié)構(gòu)簡式為AP～P～P?！驹斀狻緼、ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；B、在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯誤；C、ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；D、ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可直接為細(xì)胞提供能量，D正確。故選B。2.（2021·海南卷）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的末端磷酸基團被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．該實驗表明，細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATPB．32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性C．32P在ATP的3個磷酸基團中出現(xiàn)的概率相等D．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快，且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)【答案】B【詳解】A、根據(jù)題意可知：該實驗不能說明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP，A錯誤；B、根據(jù)題干信息“結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強度幾乎一致?！闭f明：32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性，B正確；C、根據(jù)題干信息“放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團”可知，32P在ATP的3個磷酸基團中出現(xiàn)的概率不同，C錯誤；D、該實驗不能說明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯誤。故選B。3.（2022·江蘇卷）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，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇C．藍細(xì)菌沒有線粒體，只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATPD．供氧充足時，真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP【答案】B【詳解】A、光照下，葉肉細(xì)胞可以進行光合作用和有氧呼吸，光合作用中產(chǎn)生的ATP來源于光能的轉(zhuǎn)化，有氧呼吸中產(chǎn)生的ATP來源于有機物的氧化分解，A錯誤；B、供氧不足時，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，B正確；C、藍細(xì)菌屬于原核生物，沒有線粒體，但進行有氧呼吸，C錯誤；D、供氧充足時，真核生物在線粒體內(nèi)膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP，D錯誤。故選B。（2022·天津·高考真題）利用藍細(xì)菌將CO2轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料，有助于實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。(1)藍細(xì)菌是原核生物，細(xì)胞質(zhì)中同時含有ATP、NADPH、NADH（呼吸過程中產(chǎn)生的[H]）和丙酮酸等中間代謝物。ATP來源于和等生理過程，為各項生命活動提供能量。(2)藍細(xì)菌可通過D—乳酸脫氫酶（Ldh），利用NADH將丙酮酸還原為D—乳酸這種重要的工業(yè)原料。研究者構(gòu)建了大量表達外源Ldh基因的工程藍細(xì)菌，以期提高D—乳酸產(chǎn)量，但結(jié)果并不理想。分析發(fā)現(xiàn)，是由于細(xì)胞質(zhì)中的NADH被大量用于作用產(chǎn)生ATP，無法為Ldh提供充足的NADH。(3)藍細(xì)菌還存在一種只產(chǎn)生ATP不參與水光解的光合作用途徑。研究者構(gòu)建了該途徑被強化的工程菌K，以補充ATP產(chǎn)量，使更多NADH用于生成D—乳酸。測定初始藍細(xì)菌、工程菌K中細(xì)胞質(zhì)ATP、NADH和NADPH含量，結(jié)果如下表。注：數(shù)據(jù)單位為pmol∕OD730菌株ATPNADHNADPH初始藍細(xì)菌6263249工程菌K8296249由表可知，與初始藍細(xì)菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三階段（被抑制∕被促進∕不受影響），光反應(yīng)中的水光解（被抑制∕被促進∕不受影響）。(4)研究人員進一步把Ldh基因引入工程菌K中，構(gòu)建工程菌L。與初始藍細(xì)菌相比，工程菌L能積累更多D—乳酸，是因為其__________（雙選）。A．光合作用產(chǎn)生了更多ATP B．光合作用產(chǎn)生了更多NADPHC．有氧呼吸第三階段產(chǎn)生了更多ATP D．有氧呼吸第三階段節(jié)省了更多NADH【答案】(1)光合作用呼吸作用(2)有氧呼吸(3)被抑制不受影響(4)AD【詳解】（1）藍細(xì)菌是原核生物，但含有葉綠素和藻藍素，能進行光合作用，能產(chǎn)生NADH（呼吸過程中產(chǎn)生的[H]）和丙酮酸等中間代謝物，也能進行呼吸作用，因此藍細(xì)菌內(nèi)的ATP來源于光合作用和呼吸作用等生理過程，為各項生命活動提供能量。（2）有氧呼吸第三階段是前兩個階段產(chǎn)生的NADH（呼吸過程中產(chǎn)生的[H]）與氧氣結(jié)合形成水，同時釋放大量能量，因此藍細(xì)菌中細(xì)胞質(zhì)中的NADH可被大量用于有氧呼吸第三階段產(chǎn)生ATP，無法為Ldh提供充足的NADH。（3）NADH是有氧呼吸過程中的代謝產(chǎn)物，在有氧呼吸第三階段被利用，NADPH是光合作用過程中的代謝產(chǎn)物，是水光解的產(chǎn)物，據(jù)表格可知，與初始藍細(xì)菌相比，工程菌K的NADH較高，NADPH相同，說明有氧呼吸第三階段被抑制，光反應(yīng)中的水光解不受影響。（4）工程菌K存在一種只產(chǎn)生ATP不參與水光解的光合作用途徑，能使更多NADH用于生成D—乳酸，把Ldh基因引入工程菌K中，構(gòu)建工程菌L，光合作用產(chǎn)生了更多ATP，為各項生命活動提供能量，這樣有氧呼吸第三階段節(jié)省了更多NADH，這樣工程菌L就能利用NADH將丙酮酸還原為D—乳酸，能積累更多D—乳酸，AD正確，BC錯誤。故選AD。ATP的相關(guān)考查，在近幾年的高考試題中，無論是選擇題還是非選擇題都有體現(xiàn)，選擇題主要考查ATP在細(xì)胞代謝中的作用，非選擇題主要借助于具體實驗或情境，考查光合作用與呼吸作用的綜合運用中ATP的作用價值。ATP的相關(guān)考查，在近幾年的高考試題中，無論是選擇題還是非選擇題都有體現(xiàn)，選擇題主要考查ATP在細(xì)胞代謝中的作用，非選擇題主要借助于具體實驗或情境，考查光合作用與呼吸作用的綜合運用中ATP的作用價值。題型01ATP的結(jié)構(gòu)及特點1．ATP被喻為細(xì)胞中的“能量通貨”，下列關(guān)于細(xì)胞中ATP說法正確的是（

）A．ATP主要由C、H、O、N、P等元素構(gòu)成B．ATP的單體是腺嘌呤核糖核苷酸C．人體產(chǎn)生ATP的主要場所是線粒體D．放能反應(yīng)一般與ATP水解相聯(lián)系【答案】C【詳解】A、在ATP中腺嘌呤含C、H、O、N，核糖含C、H、O，磷酸基團含H、O、P，故ATP元素組成為C、H、O、N、P五種元素，A錯誤；B、ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸組成的，B錯誤；C、人體細(xì)胞有氧呼吸的主要場所是線粒體，線粒體是細(xì)胞的動力車間，是人體產(chǎn)生ATP的主要場所，C正確；D、吸能反應(yīng)一般與ATP水解反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量，D錯誤。故選C。2．研究證實ATP既是能量“貨幣”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如圖所示。以下分析錯誤的是（）A．ATP的結(jié)構(gòu)簡式是A—P~P~P，神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自線粒體B．ATP是直接能源物質(zhì)，在體內(nèi)含量很少，可通過ATP與ADP迅速相互轉(zhuǎn)化而形成C．由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后形成腺嘌呤D．若要研究ATP能否在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，則圖中神經(jīng)遞質(zhì)屬于無關(guān)變量，應(yīng)予以排除【答案】C【詳解】A、ATP的結(jié)構(gòu)簡式是A—P~P~P，線粒體是有氧呼吸的主要場所，細(xì)胞通過有氧呼吸釋放大量能量，其中一部分用于合成ATP，故神經(jīng)細(xì)胞中ATP主要來自線粒體，A正確；B、ATP是直接能源物質(zhì)，在體內(nèi)含量很少，ATP水解后轉(zhuǎn)化為ADP，ADP在有關(guān)酶的作用下，接受能量，同時與Pi結(jié)合，重新形成ATP，ATP和ADP的這種相互轉(zhuǎn)化，是時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中的，B正確；C、由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在酶的作用下，脫離一個磷酸基團形成ADP（腺苷二磷酸），ADP再脫離一個磷酸基團形成AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），AMP再脫離一個磷酸基團形成腺苷，C錯誤；D、因為神經(jīng)遞質(zhì)可以在神經(jīng)元之間傳遞興奮，會影響實驗的結(jié)果，所以若要研究ATP能否在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，則圖中神經(jīng)遞質(zhì)屬于無關(guān)變量，應(yīng)予以排除，D正確。故選C。3．ATP、ADP、AMP三者間可以發(fā)生轉(zhuǎn)化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脫氧腺苷三磷酸。下列說法正確的是（

）A．進行細(xì)胞呼吸時，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可以產(chǎn)生大量的ATPB．一分子ADP中的兩個特殊化學(xué)鍵水解后可釋放能量C．dATP水解產(chǎn)生的dAMP是構(gòu)成RNA的基本單位之一D．ATP轉(zhuǎn)化為ADP與細(xì)胞中的某些吸能反應(yīng)相聯(lián)系【答案】D【詳解】A、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可進行細(xì)胞呼吸的第一階段，該階段只產(chǎn)生少量的ATP，A錯誤；B、一分子ADP含有一個特殊化學(xué)鍵，ADP水解的實質(zhì)是特殊化學(xué)鍵斷裂釋放能量，B錯誤；C、dATP是脫氧腺苷三磷酸，ATP是腺苷三磷酸，兩者組成成分最主要的不同是dATP中含有脫氧核糖，ATP中含核糖，ATP水解產(chǎn)生ADP，ADP水解可產(chǎn)生AMP，AMP是構(gòu)成RNA的基本單位之一，dATP經(jīng)過水解之后可以得到dAMP，是構(gòu)成DNA的基本單位之一，C錯誤；D、ATP轉(zhuǎn)化為ADP的過程中釋放大量能量，可用于細(xì)胞中某些吸能反應(yīng)，D正確。故選D。題型02ATP在細(xì)胞能量代謝中的作用4．如圖表示蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化過程，而磷酸基團的添加或除去（去磷酸化）對許多反應(yīng)起著生物“開/關(guān)”的作用。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化是一個可逆過程B．蛋白質(zhì)磷酸化是一個放能過程C．蛋白質(zhì)去磷酸化是一個吸能過程D．蛋白質(zhì)磷酸化屬于“開”，去磷酸化屬于“關(guān)”【答案】D【詳解】A、由題圖分析可知：蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化的過程中所需的酶不同，因此不是一個可逆過程，A錯誤；B、由題圖分析可知：蛋白質(zhì)磷酸化過程中伴隨ATP的水解，因此是一個吸能過程，B錯誤；C、由題圖分析可知：蛋白質(zhì)去磷酸化過程屬于水解，生成無活性蛋白和Pi往往伴隨著能量的釋放，因此是一個放能過程，C錯誤；D、蛋白質(zhì)磷酸化以后具有活性，能參與生化反應(yīng)屬于“開”，去磷酸化成為無活性蛋白，不能催化生化反應(yīng)，屬于“關(guān)”，D正確。故選D。5．線粒體內(nèi)膜上的ADP/ATP轉(zhuǎn)運蛋白（AAC）轉(zhuǎn)運ATP和ADP的機理如圖所示。下列有關(guān)敘述中錯誤的是（

）A．線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴以增大膜面積B．AAC分別轉(zhuǎn)運ATP和ADP時，構(gòu)象不發(fā)生改變C．抑制AAC的活性會導(dǎo)致細(xì)胞能量供應(yīng)不足D．AAC能將ATP從線粒體基質(zhì)轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)【答案】B【詳解】A、線粒體內(nèi)膜某些部位向線粒體內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加，A正確；B、據(jù)圖可知，AAC轉(zhuǎn)運ATP和ADP時，構(gòu)象均要發(fā)生改變，B錯誤；C、抑制AAC的活性，則會影響AAC將ATP從線粒體基質(zhì)轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，從而導(dǎo)致細(xì)胞能量供應(yīng)不足，C正確；D、由圖可知，AAC能將ATP從線粒體基質(zhì)轉(zhuǎn)運到線粒體內(nèi)外膜間隙，有利于其進一步運到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D正確。故選B。6．ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)，下列關(guān)于ATP的敘述錯誤的是（

）A．細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATPB．正常細(xì)胞中ATP和ADP的比值相對穩(wěn)定C．ATP可以水解為ADP和磷酸D．呼吸作用產(chǎn)生的ATP可用于光合作用【答案】D【詳解】A、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都需要能量，都有ATP，A正確；B、正常細(xì)胞中ATP和ADP的比值保持動態(tài)平衡，B正確；C、ATP可以水解為ADP和磷酸，C正確；D、光合作用中的ATP來自于光能，D錯誤。故選D。ATP的產(chǎn)生與消耗：ATP的產(chǎn)生與消耗：轉(zhuǎn)化場所產(chǎn)生或消耗ATP的生理過程細(xì)胞膜消耗ATP：主動運輸、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)錄等類型一：通過曲線圖的形式，考察酶的特性、及酶促反應(yīng)的規(guī)律1、下圖表示將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時加入酶C，在最適溫度下這兩種物質(zhì)濃度的變化。(1)適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，分析T2值如何變化？該圖為最適溫度下的物質(zhì)變化，適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，達到反應(yīng)平衡的時間會延長，T2值會增大。(2)分析T2后B增加緩慢的原因。T2后B增加緩慢的原因是A濃度降低導(dǎo)致反應(yīng)速率下降。（3）T1時加入酶C后，酶促反應(yīng)速率變化有什么規(guī)律？T1時加入酶C后，酶促反應(yīng)速率先快后慢。類型二：通過創(chuàng)設(shè)情境探究酶活性的影響因素，如溫度、pH、抑制劑等2、小麥種子中含有α、β兩種淀粉酶，某學(xué)習(xí)小組對這兩種淀粉酶活性進行探究實驗，步驟如下：①將等量的α-淀粉酶(70℃活性不受影響，100℃高溫下失活)與β-淀粉酶(70℃處理15min即失活)加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組；②甲組25℃下處理，乙組70℃水浴處理15min后取出，丙組100℃下處理15min后取出；③甲、乙、丙三組分別在25℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液；④一段時間后，測得甲、乙、丙三組淀粉剩余量分別為a、b、c。請思考回答：(1)三組淀粉剩余量最多的是哪一組？原因是什么？丙組。兩種淀粉酶在100℃條件下均失去活性，且降到25℃活性不能恢復(fù)。(2)利用上述實驗結(jié)果，如何大致比較25℃條件下α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的大??？比較b－a(β-淀粉酶的活性)與c－b(α-淀粉酶的活性)數(shù)值的大小。3、酶活性受多種因素的影響，下圖表示抑制酶活性的兩個模型，模型A中的抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應(yīng)；模型B中的抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結(jié)合，能改變酶的構(gòu)型，使酶不能與底物結(jié)合，從而使酶失活。研究發(fā)現(xiàn)某氨基酸能降低酶G的活性。請設(shè)計實驗探究某氨基酸降低酶G的作用方式屬于模型A還是模型B，簡要寫出(1)實驗思路；(2)預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。實驗思路：在酶G量一定且底物濃度合適的反應(yīng)體系中加入某氨基酸，同時不斷提高底物濃度，測定酶促反應(yīng)速率變化。預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論：若酶促反應(yīng)速率能恢復(fù)，則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型A；若酶促反應(yīng)速率不能恢復(fù)，則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型B。類型三：ATP的結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)離腺苷的磷酸基團容易脫落和再連接，以此為情鏡，考查ATP的結(jié)構(gòu)特點在某細(xì)胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子，短時間后分離出細(xì)胞中的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端P已帶上放射性標(biāo)記，分析該現(xiàn)象得到哪些結(jié)論？(1)ATP中遠(yuǎn)離A的磷酸基團容易脫離；(2)該過程中ATP既有合成又有水解；(3)部分32P標(biāo)記的ATP是重新合成的。類型四：離子泵、H+ATP酶與協(xié)同轉(zhuǎn)運離子泵：相關(guān)離子轉(zhuǎn)運蛋白與ATP水解酶的復(fù)合體，具有兩項功能，即①水解ATP；②主動運輸；即水解ATP以推動離子的逆濃度梯度運輸；每種離子泵只轉(zhuǎn)運專一的離子。細(xì)胞內(nèi)離子泵主要有鈉鉀泵、鈣泵和質(zhì)子泵。質(zhì)子泵即H+泵包括H+ATP泵和液泡膜上的H+焦磷酸泵。NaK泵：存在于動物細(xì)胞質(zhì)膜上（水解一個ATP釋放的能量，送3個Na+到胞外，同時攝取2個K+入胞，維持細(xì)胞內(nèi)Na+外Na+的格局）Ca2+泵：亦稱為Ca2+ATP酶，它催化質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的ATP水解，釋放出能量，驅(qū)動細(xì)胞內(nèi)的鈣離子泵出細(xì)胞或者泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中儲存起來。由于其活性依賴于ATP與Mg2+的結(jié)合，所以又稱為(Ca2+，Mg2+)ATP酶。H+—ATP酶原理是：通過H+的順濃度梯度產(chǎn)生的勢能，推動合成ATP，既有酶的催化功能（合成ATP），也有載體蛋白的功能（順濃度梯度運輸H+），類似于水電站發(fā)電原理，水從高處流下，水的勢能轉(zhuǎn)化為動能，帶動輪機發(fā)電；（H+泵，一般是消耗ATP，主動運H+）協(xié)同轉(zhuǎn)運：是指專一轉(zhuǎn)運一種溶質(zhì)（以ATP為能源)的泵又間接地推動其他電解質(zhì)的主動轉(zhuǎn)運。（是一類由Na+—K+泵(或H+泵)與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式。）5.土壤鹽化是目前的主要環(huán)境問題之一，在鹽化土壤中，大量Na+迅速流入細(xì)胞，形成脅迫。耐鹽植物可通過圖中機制減少Na+在細(xì)胞內(nèi)的積累，從而提高抗鹽脅迫的能力。下列說法錯誤的是（

）A．圖中Na+進入細(xì)胞的方式與H+進入細(xì)胞的方式相同B．多施鈣肥能