第一篇　主题一　专题(三)　命题点2　酶和ATP在代谢中的作用 2024年高考生物二轮复习课件+讲义

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酶和ATP在代谢中的作用
1.明辨ATP的结构及拓展
2.能量转换过程和ATP的产生与消耗
3.肌细胞中ATP产生速率与O2供给量关系的曲线解读
特别提醒　(1)当横坐标表示细胞呼吸强度时，ATP产生速率的变化曲线应该从原点开始。(2)哺乳动物成熟的红细胞中，ATP的产生速率几乎与O2供给量无关。
4.读懂酶的3类曲线(1)酶的作用原理酶能降低化学反应的活化能(如图所示)。①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是ac段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是bc段。③酶降低的活化能是ab段。
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用。②图2中两曲线比较说明酶具有专一性。
(3)酶促反应速率的影响因素①温度和pH
图甲和图乙显示：高温、过酸、过碱都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。从图丙和图丁可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。
5.酶的特性及相关探究实验
6.蛋白酶对蛋白质的水解实验检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因为蛋白酶本身也是蛋白质，所以不能选用双缩脲试剂鉴定。
1.(2022·江苏，8)下列关于细胞代谢的叙述正确的是A.光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化B.供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇C.蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATPD.供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳，B正确；蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但可以进行有氧呼吸，C错误；供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP，D错误。
2.(经典高考题)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如表。下列相关叙述正确的是
A.1号管为对照组，其余不都是实验组B.2号管为对照组，其余都为实验组C.若3号管显橙红色，无须对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶
由表分析可知，1号管、2号管是对照组，3号管、4号管是实验组，A正确，B错误；
实验设置必须遵循对照原则，3号与1、2号对照，3号管、2号管显橙红色，1号不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C错误；
3号管和4号管的自变量是温度，若3号管显橙红色，4号管不显橙红色，说明高温使过氧化物酶变性失活，D错误。
(1)磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能(2023·浙江1月选考，11)(　　)
提示：磷酸化酶a不能为肝糖原水解提供活化能，酶的作用机理是降低化学反应所需活化能。
(2)蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血(经典高考题)(　　)
提示：蛇毒中的磷脂酶具有专一性，只能催化磷脂分子的水解，不能催化蛋白质水解。
(3)洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性(经典高考题)(　　)
提示：白醋呈酸性，使酶变性失活，所以洗衣时加少许白醋会导致加酶洗衣粉中酶的活性降低。
(4)加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示，则加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的(2022·湖南，3)(　　)
提示：由图示可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此适当加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的。
(5)ATP是细胞内绝大多数生命活动的直接能源物质，ATP的化学性质十分稳定(经典高考题)(　　)
提示：ATP的化学性质不稳定，远离腺苷的特殊的化学键很容易发生断裂和重新形成。
(6)ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一(经典高考题)(　　)
(7)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解，从而成为细胞中吸能反应和放能反应的纽带(2022·浙江1月选考，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)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。则32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等(2021·海南，14)(　　)
(9)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C，如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。则T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的(经典高考题)(　　)
提示：T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的。
(10)(经典高考题)将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中。土豆片为4片时，测得产生的气体量随时间的变化如图中的实线所示，若土豆片为8片时，实验结果的曲线最可能是下列 图中的虚线。如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是 ，其结果可用 图中的虚线表示。为保证上述实验的科学性，需要控制其他的外界环境因素，如 。
题组一　ATP的结构与功能1.dATP是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P(该结构式中的dA表示脱氧腺苷)。下列关于dATP和ATP的叙述正确的是A.dATP与ATP分子结构的主要区别是含氮碱基不同B.dATP彻底水解后可形成3种有机物C.ATP经过水解之后可以得到某种核酸的基本单位之一D.一般来说动物细胞内生成ATP的场所主要在细胞质基质
ATP与dATP分子结构的主要区别是五碳糖不同，前者含有核糖，后者含有脱氧核糖，A错误；dATP彻底水解后可形成脱氧核糖和腺嘌呤2种有机物(磷酸不是有机物)，B错误；ATP经过水解之后可以得到腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，C正确；ATP的合成可发生在线粒体、叶绿体、细胞质基质，所以，动物细胞内生成ATP的场所主要在线粒体和细胞质基质，D错误。
2.(2023·洛阳高三模拟)味觉细胞感受甜味分子信息的过程如图所示。味传导蛋白由α、β和γ三个亚基构成，当α亚基与鸟苷二磷酸(GDP)结合时，该蛋白无活性，与鸟苷三磷酸(GTP)结合时被激活，裂解为Gα－GTP和GβGγ两部分，Gα－GTP能够使腺苷酸环化酶(AC)磷酸化而被激活。激活态的蛋白激酶A(PKA)可作用于K＋通道蛋白，最终引起神经递质的释放。下列叙述不正确的是
A.Gα－GTP改变了AC的空间结构，使其能催化cAMP合成B.激活态PKA能降低K＋通道蛋白磷酸化过程的活化能C.K＋通道蛋白的磷酸化会导致味觉细胞膜内的电位降低D.该过程体现了细胞膜信息交流和控制物质进出的功能
由题图可知，Gα－GTP能够使AC磷酸化而被激活，改变了AC的空间结构，使其能催化ATP形成cAMP，A正确；K＋通道蛋白磷酸化后通道关闭，不能运输K＋通过细胞膜，激活态PKA(激活态的蛋白激酶A)可作用于 K＋ 通道蛋白，降低K＋通道蛋白磷酸化过程的活化能，最终引起神经递质的释放，B正确；
K＋通道蛋白磷酸化后通道关闭，不能运输K＋通过细胞膜，膜内的负电位被抵消一部分，故K＋通道蛋白的磷酸化会导致味觉细胞膜内的电位上升，C错误；味传导蛋白与细胞膜上的受体结合，引起一系列的生理变化等，体现了细胞膜信息交流和控制物质进出的功能，D正确。
题组二　酶的本质、作用、特性和影响因素3.(2023·安顺高三期末)豚鼠胰腺腺泡细胞可合成并分泌胰蛋白酶等多种消化酶，下列相关叙述正确的是A.胰蛋白酶能为化学反应提供能量B.胰腺腺泡细胞中有较多的胰岛素mRNAC.直接研磨胰腺容易提取到胰岛素D.核糖体和内质网参与胰蛋白酶的合成
酶具有催化作用，作用机理是降低化学反应所需的活化能，不能为反应提供能量，A错误；胰岛素只在胰岛B细胞中表达，所以在胰腺腺泡细胞中不会出现胰岛素mRNA，B错误；胰腺中含有胰蛋白酶，而胰岛素的化学本质是蛋白质，直接提取，胰蛋白酶会水解胰岛素，导致提取失败，C错误。
4.除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列叙述不正确的是
A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理不同B.根据图甲可推知，竞争性抑制剂与底物具有类似结构，从而与底物竞争酶的活　性位点C.图乙中底物浓度相对值大于15时，限制曲线A酶促反应速率的主要因素是酶浓度D.图乙中曲线B和曲线C分别是在酶溶液中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂　的结果
非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的空间结构使酶的活性受到抑制，高温会使酶的空间结构被破坏使酶的活性受到抑制，但低温只是抑制酶的活性，酶的空间结构没有被破坏，A正确；
分析图甲可知，竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似结构，B正确；底物浓度相对值大于15时，曲线A中的酶促反应速率随着底物浓度的增加不再增加，表明此时底物浓度不再是限制酶促反应速率的因素，此后限制曲线A酶促反应速率的主要因素是酶浓度，C正确；
曲线B表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，曲线C表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，D错误。