第1篇 专题3 微专题2 酶和ATP第1篇 专题3 微专题2 酶和ATP（word教参）-【创新教程】2025年高考生物大二轮专题增分方案（单选）

微专题2　酶和ATP 1．四个角度区别酶和激素 2．辨析酶的特性及影响因素的三类曲线 (1)酶的特性曲线 ①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有　高效性　 ②图2中两曲线比较，表明酶具有　专一性　 (2)影响酶促反应速率的因素曲线 ①分析图1和图2：　温度　和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率 ②分析图3：OP段的限制因素是　底物浓度　，P点以后的限制因素则是酶浓度 　解答坐标曲线题的“四步曲” 3．酶的相关实验探究 4．细胞内ATP的产生与消耗 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：　主动运输　、胞吞、　胞吐　 细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸　第一　阶段 叶绿体 产生ATP：　光反应　 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、蛋白质合成等 线粒体 产生ATP：有氧呼吸　第二、三　阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录、蛋白质合成等 核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等 (1)ATP≠能量 ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储能物质，不能将两者等同起来。 (2)生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。其供应取决于ATP与ADP之间快速转化。 (3)ATP合成时可产生水，ATP水解时需消耗水。 (4)ATP并非“唯一”的直接能源物质，直接能源物质除ATP外，还有GTP、CTP、UTP等。 (5)光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应，不能用于其他生命活动。 ►[命题点1]　酶的本质、作用特性及实验 1．(2024·河北卷，2)下列关于酶的叙述，正确的是(　　) A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 解析：D　[作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错误；酶应在低温和最适pH条件下保存，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。] 2．(2024·广东卷，15)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5­Ay3­Bi­CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5­Ay3­Bi­CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ Ce5 ＋ ＋＋ — — Ay3­Bi­CB — — ＋＋ ＋＋＋ Ay3 — — ＋＋＋ ＋＋ Bi — — — — CB — — — — 注：—表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 解析：B　[由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3­Bi­CB与Ce5­Ay3­Bi­CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；由表可知，Ay3­Bi­CB与Ce5­Ay3­Bi­CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5­Ay3­Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。] 3．(2024·浙江杭州模拟)多酶片适应于消化不良、食欲缺乏，其为肠溶衣与糖衣的双层包衣片，内层为胰酶(其包括胰淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶等)，外层为胃蛋白酶。下列有关多酶片的叙述，错误的是(　　) A．为了便于吞咽，可以将药片嚼碎后吞服 B．糖衣有保护胃蛋白酶的作用，且能在胃中溶解 C．肠溶衣的作用是保护胰酶，避免胰酶被胃蛋白酶催化 D．胰酶可以消化淀粉、蛋白质和脂肪等物质 解析：A　[嚼碎服用时，肠溶衣包裹的酶释放后会在酸性的胃液中失去活性，无法发挥作用，所以为充分发挥多酶片的作用，使用时应整片吞服，A错误；多酶片的成分：胰酶、胃蛋白酶、糖衣层(遇酸易溶化)，肠溶衣层(遇碱易溶化)，为了让多酶片在胃和小肠都发挥作用，多酶片自外而内的成分依次是糖衣层、胃蛋白酶 肠溶衣层、胰酶，使多酶片逐一酶解而发挥功能，B正确；肠溶衣层(遇碱易溶化)，可以保护胰酶，避免胰酶被胃蛋白酶催化，C正确；胰酶(其包括胰淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶等)因为酶具有专一性，所以胰酶可以消化淀粉、蛋白质和脂肪等物质，D正确。] 4．(2024·福建漳州模拟)姜撞奶以新鲜牛奶和现榨姜汁为主要原料制成。70 ℃左右，生姜蛋白酶水解牛奶胶体颗粒表面的酪蛋白，使其内部结构暴露出来与Ca2＋作用形成凝胶体。温度及生姜蛋白酶量等会影响凝胶体形成效果。下列叙述错误的是(　　) A．榨姜可以破坏细胞以获得生姜蛋白酶 B．生姜蛋白酶降低酪蛋白水解所需活化能 C．撞奶温度过高可能导致酶失活而影响凝乳 D．生姜蛋白酶量越大，形成凝胶体的时间越长 解析：D　[生姜蛋白酶属于胞内酶，榨姜可以破坏细胞以获得生姜蛋白酶，A正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，所以生姜蛋白酶降低酪蛋白水解所需活化能，B正确；酶的作用条件比较温和，撞奶温度过高可能导致酶失活而影响凝乳，C正确；由题干信息可知，温度及生姜蛋白酶量等会影响凝胶体形成效果，所以在一定的范围内，随着生姜蛋白酶量增大，形成凝胶体的时间越短，但也不是生姜蛋白酶量越大越好，D错误。] ►[命题点2]　ATP的结构和功能 5．(2024·安徽卷，4)在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是(　　) A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体 B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D．活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 解析：D　[由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误；ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。] 6．(2024·全国甲卷，2)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键(特殊化学键)，下列叙述错误的是(　　) A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键(特殊化学键)不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键(特殊化学键) 解析：C　[ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确；ATP分子水解两个高能磷酸键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为rRNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用光反应，可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的高能磷酸键中，故光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。] 7．(2024·湖北模拟)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用，AT1蛋白可通过调节细胞膜上PIP2s蛋白的磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．PIP2s蛋白磷酸化后，其空间结构会发生改变 B．抑制AT1基因表达，可提高植物的耐盐碱能力 C．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，可减轻H2O2对细胞的毒害 D．植物细胞大量失水后胞内渗透压升高，吸水能力增强 解析：C　[PIP2s蛋白是载体蛋白，磷酸化后空间结构会改变，A正确；根据图示可知，AT1蛋白缺陷可以提高PIP2s蛋白磷酸化，促进细胞外排H2O2，从而提高植物的抗氧化胁迫能力，提高植物成活率，因此，抑制AT1基因表达，可提高植物耐盐碱的能力，B正确；AT1通过抑制PIP2s蛋白磷酸化而抑制细胞外排H2O2，导致抗氧化胁迫能力弱，从而引起细胞死亡，C错误；植物细胞大量失水后，胞内渗透压升高，吸水能力增强，D正确。] 8．(2024·山东菏泽模拟)细胞中生命活动绝大多数所需要的能量都是由ATP直接提供的，ATP是细胞的能量“货币”。研究发现，ATP还可以传导信号和作为神经递质发挥作用，其转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．ATP通过途径①转运到细胞外的过程不需要消耗能量，但要与通道蛋白结合 B．ATP通过途径②转运到细胞外时会发生载体蛋白构象的改变 C．若ATP作为神经递质，需要经过途径③，既消耗能量也需要载体 D．ATP的能量主要储存在腺苷和磷酸之间的特殊化学键中 解析：B　[ATP经过途径①是不需要与通道蛋白结合的，属于协助扩散、不消耗能量，A错误；ATP通过途径②转运到细胞外时需要与载体蛋白结合，会发生载体蛋白构象的改变，B正确；若ATP作为神经递质，需要经过途径③胞吐的方式，该方式需要消耗能量但不需要载体，C错误；ATP的能量主要储存在相邻的磷酸基团之间的特殊化学键中，D错误。] 一、特殊跨膜运输图解 (1)Na＋－K＋泵 (2)质子泵 (3)协同运输 1．(2024·浙江6月卷，15)植物细胞胞质溶胶中的Cl－、NO通过离子通道进入液泡，Na＋、Ca2＋逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误　的是(　　) A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H＋浓度梯度 B．Cl－、NO通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C．Na＋、Ca2＋进入液泡需要载体蛋白协助，不需要消耗能量 D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 解析：C　[由图可知，细胞液的pH为3～6，胞质溶胶的pH为7.5，说明细胞液的H＋浓度高于胞质溶胶，若要长期维持膜内外的H＋浓度梯度，需通过主动运输将胞质溶胶中的H＋运输到细胞液中，A正确；通过离子通道运输为协助扩散，Cl－、NO通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确；液泡膜上的载体蛋白能将H＋转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na＋、Ca2＋转运到液泡内，说明Na＋、Ca2＋进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H＋电化学梯度，因此该过程Na＋、Ca2＋的进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H＋电化学梯度提供，C错误；白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。] 2．(2024·甘肃酒泉模拟)小肠上皮细胞的细胞膜上有多种载体蛋白，如肠腔侧膜上的载体为钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT)，基底侧膜上的载体分别为葡萄糖转运体(GLUT­2)和Na＋－K＋泵。如图为小肠上皮细胞物质跨膜运输示意图。下列叙述错误的是(　　) A．SGLT逆浓度梯度将葡萄糖从肠腔侧转运进小肠上皮细胞 B．SGLT顺浓度梯度将Na＋从肠腔侧转运进小肠上皮细胞 C．细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有关 D．Na＋进出该细胞的运输速率均不受氧气浓度的影响 解析：D　[由题图可知，即SGLT逆浓度梯度将葡萄糖从肠腔侧转运进小肠上皮细胞，葡萄糖逆浓度梯度进入细胞的驱动力是利用了Na＋浓度梯度所蕴含的势能，其运输方式为主动运输，A正确；SGLT顺浓度梯度将Na＋从肠腔侧转运进小肠上皮细胞，该运输方式为协助扩散，B正确；一种载体蛋白往往只适合转运特定的物质，细胞膜上载体蛋白的种类、数量、载体蛋白空间结构的变化对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有关，C正确；Na＋进细胞的运输方式是顺浓度进行的协助扩散，不需要消耗ATP，运输速率不受氧气浓度的影响，Na＋出细胞的运输方式是逆浓度进行的主动运输，需要消耗ATP，运输速率会受氧气浓度的影响，D错误。] 二、ARF的循环机制 　ARF与其他小G蛋白一样，它的活性是通过GTP与GDP循环来实现的(如图)。它受到3种细胞因子的调节：1.鸟苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factors，GEFs)，2.GTP酶激活蛋白(GTP酶activating proteins, GAPs)，3.鸟苷酸解离抑制因子(guanine nucleotide dissociation inhibitors，GDIs)。在ARF无活性的状态下，ARF以GDP结合形式存在于胞质中；当被GEF激活后，ARF转化为GTP结合形式，此时ARF处于活化状态，它能与下游不同的效应器分子相互作用，从而执行生理功能。GTP酶激活蛋白(GAPs)则具有不同的活性，它激活ARF内在的GTP酶活性，使其形成GDP结合形式，失活后的ARF不再和效应器结合；最后失活态的ARF与GDI结合，从膜上转移到胞质，为下一次循环做准备。ARF小G蛋白复合体这种调节方式和生理功能在所有真核生物中保守存在，虽然它的分子量很小，但是对于生物的生命活动发挥着至关重要的作用。 3．(2024·广东佛山高三模拟)ARF家族蛋白是分泌、内吞等过程的关键引发因子，ARF家族蛋白在与GDP结合的非活性状态和与GTP结合的活性状态之间循环(GTP和ATP的结构和性质相似，仅是碱基 A 被 G替代)。活性状态的 ARF家族蛋白能募集胞质蛋白进入囊泡，然后运输到特定的亚细胞位点。以下叙述正确的是(　　) A．GDP是由鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成 B．ARF由非活跃状态转化为活跃状态，其空间结构不会发生改变 C．ARF由非活跃状态转化为活跃状态是一个吸能反应 D．运输货物蛋白的囊泡可能来自核糖体、内质网或高尔基体 解析：C　[GTP中G表示鸟苷，P表示磷酸基团，则GTP是由鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成，A错误；ARF由非活跃状态转化为活跃状态，增加一个磷酸，其空间结构发生改变，B错误；ARF结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状态，则ARF由不活跃状态转化为活跃状态需要储存能量，属于吸能反应，C正确；核糖体无膜，运输货物蛋白的囊泡可能来自内质网或高尔基体，体现膜的流动性，D错误。] 4．(2024·河北普通高中模拟)GTP结合蛋白是一类参与信号传递的开关蛋白，该类开关蛋白与GTP结合后被激活，输出信号后，开关蛋白具有的GTP水解活性将与其结合的GTP水解成GDP，使开关处于非活性态。下列说法错误的是(　　) A．开关蛋白具有降低化学反应活化能的能力 B．信号输入过程中GDP需结合一个磷酸形成GTP C．GDP释放出一个磷酸后的产物可参与形成RNA D．活化和非活化的开关蛋白都可与双缩脲试剂发生紫色反应 解析：B　[根据题干信息可知，开关蛋白具有GTP水解酶的作用，可以降低化学反应的活化能，A正确；图中显示信号输入过程需提供额外的GTP替换开关蛋白上的GDP，B错误；GDP释放出一个磷酸后变为鸟嘌呤核糖核苷酸，可参与形成RNA，C正确；活化和非活化的开关蛋白都含有肽键，故都可与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$