专题二 细胞的代谢（上）（教师用书WORD）-【正禾一本通】2025年高考生物高三二轮专题复习高效讲义（新教材，不定项版）

【课程标准】1.绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。3.植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。4.生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 一、易漏填空 (1)(必修1 P79·思考·讨论)刀豆种子中脲酶含量相当高，该酶能使尿素分解成氨和二氧化碳。脲酶可用丙酮作为溶剂来提取，其本质是蛋白质。 (2)(必修1 P81·正文)酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。 (3)(必修1 P82·探究·实践)酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 (4)(必修1 P84·正文)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。 (5)(必修1 P86·相关信息)ATP中的腺苷由腺嘌呤和核糖组成。因此ATP去掉两个磷酸基团后，是RNA的基本单位之一。 (6)(必修1 P88·图5­7)参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，在其作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，该过程伴随着能量的转移，这一过程就是载体蛋白的磷酸化。 (7)(必修1 P89·楷体文字)萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。 (8)(必修1 P91·参考资料)可根据澄清石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 (9)(必修1 P93·相关信息)细胞呼吸产生[H]的过程实际上是指氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。 (10)(必修1 P94·相关信息)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。 (11)(必修1 P94·楷体文字)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 (12)(必修1 P95·思考·讨论)储藏水果、粮食的仓库，常通过降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱水果、粮食的呼吸作用，以延长保质期。破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，该菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌容易大量繁殖。 (13)(必修1 P99·学科交叉及图5­12)一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，而不吸收红光。 (14)(必修1 P104·相关信息)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖，其可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 (15)(必修1 P106·楷体文字)生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸氧化成硝酸(HNO3)。这两个化学反应中释放出的化学能，就被硝化细菌用来将CO2和H2O合成糖类。这些糖类就可以供硝化细菌维持自身的生命活动。 (16)(必修1 P106·拓展应用)夏季晴朗的白天，中午光合速率下降的原因是光照过强、温度过高，有些植物为了减少水分的散失会关闭部分气孔，导致CO2供应不足，直接限制暗反应阶段；早晨和傍晚光合速率较低的原因是光照较弱，直接限制光反应阶段。 二、长句表达 (1)(必修1 P83·探究·实践)不建议用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，原因是温度本身会影响过氧化氢自然分解的速度。不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，原因是盐酸可催化淀粉水解。 (2)(必修1 P85·科学·技术·社会)溶菌酶具有抗菌消炎的作用，细菌性溶菌酶能否抵御真菌感染？ 提示：不能。溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，但由于真菌和细菌细胞壁的成分不同且酶具有专一性等原因，细菌性溶菌酶不能抵御真菌感染。 (3)(必修1 P89·拓展应用)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的。从进化的角度分析：这种现象说明了生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源。 (4)(必修1 P96·拓展应用)松土对农作物生长的意义是使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长；对全球气候变暖可能带来的影响是吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象。 (5)(必修1 P97·问题探讨改编)大棚蔬菜生产中，用无色透明的塑料薄膜做顶棚时产量高，原因是有色塑料薄膜主要透过同色光，其他颜色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；太阳光中各种颜色的光均能透过无色透明的塑料薄膜，光照强度较大，作物光合效率高。 (6)(必修1 P101·拓展应用改编)从水层透光与植物光能捕获两方面解释海洋中红藻、褐藻和绿藻的水层分布状况，原因是光的波长越短，在水中的穿透性越强，所以吸收红光的绿藻分布于海水的浅层，吸收黄绿光的褐藻分布于海水的中层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深处。 考点1·酶和ATP 考向1　酶的作用、本质和特性 1．(2024·河北高考)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：选D。作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，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·广东高考)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB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 Ce5－Ay3－Bi－CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ Ce5 ＋ ＋＋ — — Ay3－Bi－CB — — ＋＋ ＋＋＋ 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：选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，Ay3－Bi－CB与Ce5－Ay3－Bi－CB相比，当缺少Ce5时不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时能催化纤维素类底物，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，Ay3－Bi－CB与Ce5－Ay3－Bi－CB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Ce5－Ay3－Bi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．(多选)(2023·辽宁高考)基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是(　　) A．SDS可以提高MMP2和MMP9活性 B．10 ℃保温降低了MMP2和MMP9活性 C．缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性 D．MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性 解析：选BC。37 ℃保温、加SDS、加缓冲液组比37 ℃保温、不加SDS、加缓冲液组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积小，说明被降解的明胶少，故MMP2和MMP9活性低，因此SDS可降低MMP2和MMP9活性，A错误；与37 ℃、不加SDS、加缓冲液组相比，10 ℃、不加SDS、加缓冲液组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积小，说明被降解的明胶少，故MMP2和MMP9活性低，因此，10 ℃保温降低了MMP2和MMP9活性，B正确；缓冲液可以维持pH的稳定，从而维持MMP2和MMP9活性，C正确；MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。 1．常见酶的种类及作用 2．“模型”法分析与酶有关的曲线 (1)酶的作用原理曲线 ①由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能。 ②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。 ③用加热的方法不能降低活化能，但会提供能量。 (2)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。 (3)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点以后的限制因素是酶浓度。 1．(2024·安徽合肥一模)14C呼气实验是检测机体是否感染幽门螺杆菌的常用方法，被检测者先口服尿素(14C)胶囊，若胃部存在幽门螺杆菌，其产生的高活性的脲酶能水解尿素生成NH3和14CO2，通过检测呼出的气体中14CO2的相对含量即可诊断。下列说法错误的是(　　) A．该检测方法利用了酶具有专一性的特性 B．幽门螺杆菌在细胞质核糖体上合成脲酶 C．NH3可以中和胃内破坏幽门螺杆菌的胃酸 D．使用该方法检测应该避免在空腹时进行 解析：选D。酶的专一性是指一种酶催化一种或一类化学反应，若胃部存在幽门螺杆菌，其产生的高活性的脲酶能水解尿素生成NH3和14CO2，该检测方法利用了酶具有专一性的特性，A正确；脲酶的本质为蛋白质，幽门螺杆菌在细胞质核糖体上合成脲酶，B正确；NH3能与酸发生反应，因此可以中和胃内破坏幽门螺杆菌的胃酸，C正确；结合题干，被检测者先口服尿素(14C)胶囊，为排除体内其他物质分解产生CO2而影响呼出气体中14CO2的相对含量对实验结果产生的干扰，使用该方法检测应该尽量在空腹时进行，D错误。 2．(2024·山东日照二模)细胞中L酶上的两个位点(位点1和位点2)可以与ATP和亮氨酸结合，进而催化tRNA与亮氨酸结合，促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A.L酶可为tRNA与亮氨酸结合提供能量 B．突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合 C．ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合 D．ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合 解析：选D。酶不能为化学反应提供能量，A错误；根据左图，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明突变体细胞L1中L酶能与ATP结合，B错误；据左图可知，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明该突变不影响与ATP结合，而突变体细胞L2中检测到的放射性明显降低，说明该突变不能结合ATP，故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合，C错误；亮氨酸与L酶的位点1结合，根据右图，突变体细胞L2检测到的放射性极低，说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合，D正确。 3．(多选)(2024·山东德州二模)胰腺炎的发生与胰蛋白酶的过量分泌有关，临床上常用胰蛋白酶抑制剂类药物进行治疗。研究发现，柑橘黄酮对胰蛋白酶具有抑制作用，其抑制率的高低与两者之间作用力的大小呈正相关，相关实验结果如图所示。下列说法错误的是(　　) A.胰蛋白酶以胞吐的方式从胰腺细胞进入组织液，成为内环境的重要成分 B．催化蛋白质水解时，胰蛋白酶比无机催化剂提供的活化能更多 C．同一浓度下，低温时柑橘黄酮与胰蛋白酶之间的作用力较大 D．本实验自变量是柑橘黄酮的浓度，各组使用的胰蛋白酶浓度应相同 解析：选ABD。胰蛋白酶从胰腺细胞分泌出来之后进入消化道，不属于内环境的成分，A错误；酶的作用是降低化学反应的活化能，催化蛋白质水解时，胰蛋白酶比无机催化剂降低的活化能更多，B错误；根据图示信息可知，相同浓度下，27 ℃时的抑制率比37 ℃、47 ℃时的抑制率高，而抑制率的高低与柑橘黄酮和胰蛋白酶之间作用力的大小呈正相关，因此低温时柑橘黄酮与胰蛋白酶之间的作用力较大，C正确；根据图示信息可以看出，本实验的自变量是柑橘黄酮的浓度、处理的温度，为保证无关变量相同且适宜，各组使用的胰蛋白酶的浓度应相同，D错误。 考向2　与酶有关的实验 1．(2024·浙江1月选考)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液(6 mol/L) － 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置于30 ℃水浴1 h ⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL － ⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量 下列叙述错误的是(　　) A．低温提取以避免PAL失活 B．30 ℃水浴1 h使苯丙氨酸完全消耗 C．步骤④加入H2O补齐反应体系体积 D．步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 解析：选B。温度过高会使酶失活，因此本实验应在低温条件下对PAL进行提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在步骤②中加入了HCl溶液，PAL已经变性失活，故试管②底物苯丙氨酸不会被PAL催化消耗，B错误；步骤④加入0.2 mL H2O，补齐了步骤②试管1中没有加入的液体(0.2 mL HCl溶液)的体积，C正确；pH过低或过高酶均会失活，故步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。 2．(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)，根据实验结果可以得出的结论是(　　) 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性 B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高 C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性 D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性 解析：选C。实验组①中，酶P在低浓度Mg2＋条件下有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A不符合题意；实验组③和实验组⑤只有酶P的蛋白质组分，自变量是Mg2＋浓度，无论是高浓度Mg2＋条件下还是低浓度Mg2＋条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，B、D不符合题意；实验组②和实验组④只有酶P的RNA组分，自变量是Mg2＋浓度，实验组④在高浓度Mg2＋条件下有产物生成，实验组②在低浓度Mg2＋条件下没有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性，C符合题意。 3．(2022·广东高考)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见表。下列分析错误的是(　　) 组别 pH CaCl2 温度/℃ 降解率/% ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 A.该酶的催化活性依赖于CaCl2 B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度 C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 解析：选C。分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；①②组的pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故①②组的自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。 1．验证类实验 实验名称 对照组 实验组 衡量标准 验证某种酶的本质 已知蛋白液＋双缩脲试剂 待测酶液＋双缩脲试剂 是否出现紫色 验证酶具有催化作用 底物＋适量蒸馏水 底物＋等量的相应酶液 底物分解速率 验证酶具有专一性 底物＋相应酶液 同一底物＋不同酶液或不同底物＋相同酶液 底物是否分解 验证酶具有高效性 底物＋无机催化剂 底物＋等量的相应酶液 底物分解速率 2.探究类实验——探究酶的最适温度或最适pH (1)实验设计思路及程序 (2)确定酶的最适温度或最适pH的技巧 在一定的温度或pH范围内，设置多个不同温度或pH的梯度，分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值，峰值所对应的温度或pH即为最适温度或最适pH，否则继续扩大范围，直到测得峰值。 1．(2024·安徽黄山一模)如图是某研究小组在探究不同条件对α­淀粉酶活性影响时绘制的实验结果曲线(1～5号试管的pH或温度按等梯度逐渐升高)。下列相关叙述正确的是(　　) A．图中3号试管为对照组，其余试管为实验组 B.探究pH对酶活性的影响时，不宜选用α­淀粉酶 C.探究pH对该酶活性影响实验时，反应一段时间后，将5号试管条件改为3号条件后，淀粉水解时间明显变短 D．探究温度对该酶活性的影响实验时，2、4号试管中酶催化速率相同，酶的结构和功能状态也相同 解析：选B。图中1～5号试管均为实验组，A错误；酸性条件会使淀粉水解，故探究pH对酶活性的影响时不宜选用α­淀粉酶，B正确；探究pH对酶活性的影响时，3号试管的pH为最适pH，5号试管的pH为强碱性，其中的酶在强碱性条件下已经变性失活，所以再将5号试管条件改为3号的条件，淀粉水解时间不变，C错误；探究温度对该酶活性的影响时，2、4号试管中酶催化速率相同的原因不同，2号试管中酶的活性因低温而受到抑制，酶的空间结构并未改变，4号试管中的酶因高温而导致其空间结构遭到破坏，引起酶的活性降低，D错误。 2．(2024·黑龙江哈尔滨三模)酶分子具有相应底物的活性中心，用于结合并催化底物反应。在最适温度、适宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2＋、Cl－对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，实验结果如下图所示，已知Na＋和SO几乎不影响该反应。下列分析正确的是(　　) A．实验中的自变量有一个，因变量有一个 B．实验过程中唾液淀粉酶催化淀粉水解时提高了反应的活化能 C.由实验结果可知，Cu2＋、Cl－可能改变了酶的空间结构 D．降低温度，a、c两点会向左下方移动，b点不变 解析：选C。自变量有2个：离子种类、淀粉溶液浓度，A错误；实验过程中唾液淀粉酶催化淀粉水解时降低了反应的活化能，B错误；由图可知，与对照组相比，加入了Cu2＋、Cl－的实验组反应速率发生改变，由物质结构决定功能的观点可推测，加入的Cu2＋、Cl－可能改变了酶的空间结构，进而影响了酶的活性，使反应速率发生改变，C正确；图中唾液淀粉酶是在最适温度下催化的，降低温度a、b、c均会向左下方移动，D错误。 3．(多选)(2024·湖南长沙一模)麦胚富含营养，但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质。为了延长麦胚储藏期，科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响。下列分析错误的是(　　) A．实验的自变量是无机盐的浓度和种类，温度和pH属于无关变量 B．将实验温度保持在0 ℃对实验曲线没有影响 C．图中不同浓度的CaCl2均可以提高脂肪酶的活性 D.KCl对脂肪酶活性的影响最小，可用于延长麦胚储藏期 解析：选BD。由图可知，横坐标为无机盐浓度，即无机盐浓度为自变量，图中共有三条曲线，故无机盐的种类也为本实验的自变量，温度和pH属于无关变量，A正确；实验过程中，需要保持各组温度和pH相同且适宜，将温度保持在0 ℃对实验曲线有影响，B错误；由图中曲线可知，随CaCl2浓度增大，酶活性一直在增强，且其活性均高于100%，C正确；KCl对脂肪酶活性的影响曲线趋势较为平稳，基本稳定在100%，故KCl对脂肪酶活性影响较小，结合题干“但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质”，可知KCl并不能延长麦胚储藏期，D错误。 考向3　细胞的能量“货币”ATP 1．(2024·全国甲卷)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位磷酸基团之间的特殊化学键 解析：选C。离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一)，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键，D正确。 2．(2021·海南高考)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。下列有关叙述正确的是(　　) A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快且转化主要发生在细胞核内 解析：选B。根据题意可知，该实验不能表明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题干信息“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”可知，32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，且32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，B正确，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 3．(2021·湖南高考)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递 D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 解析：选B。蛋白质通过磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。 1．“模型”法建构以ATP为核心的能量转化模型 (1)图中以热能散失的能量是生态系统中能量逐级递减不循环的原因。 (2)细胞内的直接能源物质并非只有ATP，还有GTP、CTP、UTP等。 (3)除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等进行化能合成作用的细菌能利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。 2．能量转化过程和ATP的产生与消耗 项目 转化场所 生理过程 产生ATP 细胞质基质 细胞呼吸第一阶段 叶绿体 光反应 线粒体 有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP 细胞膜 主动运输、胞吞、胞吐等 叶绿体 暗反应和自身DNA复制等 线粒体 自身DNA复制等 核糖体 合成肽链 细胞核 DNA复制、转录等 1．(2024·北京朝阳二模)丙酮酸激酶(PK)可参与下图所示的生化反应。人体红细胞中缺乏PK会引起Na＋积累，造成溶血，导致丙酮酸激酶缺乏症(PKD)。以下推测正确的是(　　) A．该反应发生在红细胞的线粒体中 B．该反应与细胞内的吸能反应相联系 C．Na＋积累会引起红细胞渗透压升高 D．使用PK抑制剂能够有效治疗PKD 解析：选C。人体成熟的红细胞中没有线粒体，A错误；该反应涉及ATP的合成，与许多放能反应相联系，释放的能量储存在ATP中，B错误；Na＋积累导致细胞内离子的浓度增加，会引起红细胞渗透压升高，C正确；人体红细胞中缺乏PK会引起PKD，使用PK抑制剂不能治疗PKD，D错误。 2．(2024·四川成都三模)GTP的结构和ATP类似，只是含有的碱基不同。研究发现细胞内某个信号转导过程中，GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP。下列说法正确的是(　　) A.GTP的水解伴随着细胞内某些放能反应的进行 B．GTP在细胞中的作用是降低化学反应所需的活化能 C．GTP脱掉两个磷酸基团后可作为合成RNA的原料 D．GTP水解为GDP时离G最近的特殊的化学键发生断裂 解析：选C。GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP，伴随着细胞内某些吸能反应的进行，A错误；GTP在细胞中的作用是提供能量，B错误；GTP脱掉两个磷酸基团后为鸟嘌呤核糖核苷酸，可作为合成RNA的原料，C正确；GTP水解为GDP时离G最远的特殊的化学键发生断裂，D错误。 3．(2024·安徽黄山一模)ATP荧光检测仪是基于萤火虫发光原理(如图所示)设计的仪器，它可以通过快速检测ATP的含量以确定样品中微生物的数量，用于判断卫生状况。下列有关说法正确的是(　　) A．该检测仪的使用原理体现了生物界的统一性 B．荧光素转变为荧光素酰腺苷酸是一个放能反应 C．检测结果中荧光的强度很高说明该微生物细胞中一直存在大量ATP D．反应过程中形成的AMP是一种高能磷酸化合物 解析：选A。该检测仪的使用原理中涉及了ATP的水解过程，所有生物细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性，A正确；荧光素转化为荧光素酰腺苷酸的过程需要消耗ATP，是一个吸能反应，B错误；细胞内储存的ATP很少，C错误；AMP是ATP脱掉两个磷酸基团后的产物，不含有特殊的化学键，不是高能磷酸化合物，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$