資源簡介

專題2　細胞代謝
微專題1　酶和ATP
1.四個角度區別酶和激素
2.酶的特性及相關探究實驗
①檢驗蛋白酶對蛋白質的水解時應選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結論，因蛋白酶本身也是蛋白質，不能用雙縮脲試劑鑒定。
②酶既可以作為催化劑，又可以作為另一個化學反應的底物。
3.影響酶促反應因素及酶的特性曲線分析
4.以ATP為核心，構建能量轉化模型
①ATP產生量與O2供給量間的關系
②除光能、有機物中的化學能之外，硝化細菌等能進行化能合成作用的細菌能利用體外環境中的某些無機物(如NH3)氧化時所釋放的能量來合成ATP。
經典考題重現
細胞進行正常生命活動是在酶的催化作用下進行的，細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，是生物界的共性。下列關于酶和ATP的說法正確的有⑥。
①麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低。(2021·湖北卷，2D)
②ATP必須在有氧條件下合成。(2021·北京卷，1B)
③酶、抗體、激素都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的。(2021·全國甲卷，1A)
④胰蛋白酶和胰島素發揮作用后都立即被滅活。(2020·海南卷，8C)
⑤線粒體、葉綠體和高爾基體都是合成ATP的場所。(2019·全國卷Ⅲ，1C)
⑥葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶。(2018·全國卷Ⅰ，1A)
高考重點訓練
考向1　圍繞ATP的結構與功能，考查科學思維能力
1.(2021·海南卷，14)研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1～2 min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是(　　)
A.該實驗表明，細胞內全部ADP都轉化成ATP
B.32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性
C.32P在ATP的3個磷酸基團中出現的概率相等
D.ATP與ADP相互轉化速度快，且轉化主要發生在細胞核內
答案　B
解析　根據題意可知，該實驗不能說明細胞內全部ADP都轉化成ATP，A錯誤；腺苷由腺嘌呤和核糖構成，不含磷元素，無放射性，B正確；根據題意可知，放射性幾乎只出現在ATP的末端磷酸基團，C錯誤；該實驗不能說明轉化主要發生在細胞核內，D錯誤。
2.(多選)(2022·江蘇揚州月考)褐色脂肪組織(BAT)細胞中有一種特殊的載體蛋白(UCP)，其作用機制如圖所示。溫度、ATP與ADP的比值會影響UCP的活性。激活的UCP可使電子傳遞鏈過程不產生ATP。下列敘述正確的是(　　)
A.膜間隙的pH大于線粒體基質
B.激活的UCP對H＋的通透性遠大于ATP合成酶
C.UCP激活時，BAT細胞的線粒體不能產生ATP
D.寒冷激活UCP，ADP濃度上升抑制UCP活性
答案　BD
解析　分析題圖，H＋通過線粒體內膜進入線粒體基質，有兩種方式，方式一：利用ATP合成酶，伴隨ATP的合成，進入線粒體基質中；方式二：在激活的UCP的作用下進入線粒體基質，并伴隨一部分能量以熱能的形式散失。由于H＋由膜間隙進入線粒體基質不需要消耗能量，說明膜間隙H＋濃度大于線粒體基質，膜間隙的pH小于線粒體基質，A錯誤；激活的UCP可使電子傳遞鏈過程不產生ATP，因此激活的UCP對H＋的通透性遠大于ATP合成酶，B正確；激活的UCP可使電子傳遞鏈過程不產生ATP，UCP激活時，BAT細胞的線粒體內膜不產生ATP，但線粒體基質仍可完成有氧呼吸第二階段產生ATP，C錯誤；寒冷激活UCP，可使電子傳遞鏈過程不產生ATP，ADP濃度上升，從而抑制UCP活性， D正確。
考向2　結合與酶有關的實驗，考查科學探究能力
3.(2022·廣東卷，13)某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見下表。下列分析錯誤的是(　　)
組別 pH CaCl2 溫度(℃) 降解率(%)
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分別表示有/無添加，反應物為Ⅰ型膠原蛋白。
A.該酶的催化活性依賴于CaCl2
B.結合①②組的相關變量分析，自變量為溫度
C.該酶催化反應的最適溫度為70 ℃，最適pH為9
D.尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物
答案　C
解析　分析②③組可知，沒有添加CaCl2，降解率為0，說明該酶的催化活性依賴于CaCl2，A正確；分析①②組變量可知，pH均為9，都添加了CaCl2，溫度分別為90 ℃、70 ℃，故自變量為溫度，B正確；②組酶的活性最高，此時pH為9，溫度為70 ℃，但由于分組較少，不能說明其最適溫度為70 ℃，最適pH為9，C錯誤；該實驗的反應物為Ⅰ型膠原蛋白，要確定該酶能否水解其他反應物還需補充實驗，D正確。
4.(2022·江蘇揚州高郵期初，4)胃腔表面的胃黏液—碳酸氫鹽屏障使胃蛋白酶不會消化胃組織自身的蛋白質。下圖是胃黏液—碳酸氫鹽屏障示意圖，下列敘述正確的是(　　)
A.胃蛋白酶原經過內質網和高爾基體的加工后形成胃蛋白酶
B.胃蛋白酶原的分泌過程會消耗能量，體現了細胞的選擇透過性
C.胃蛋白酶不會消化胃組織自身的蛋白質是由于酶的專一性
D.若①是促進作用，則胃蛋白酶的轉化過程可能存在反饋調節
答案　D
解析　胃蛋白酶原轉化為胃蛋白酶是在細胞外進行的，A錯誤；胃蛋白酶原的分泌過程會消耗能量，體現了細胞膜的流動性，B錯誤；胃蛋白酶的最適宜pH是2左右，堿性條件下會使胃蛋白酶失活，胃蛋白酶不會消化胃組織自身的蛋白質是由于酶發揮作用需要溫和的條件，HCO能中和胃酸，使胃黏膜細胞表面黏液層的pH接近7.0，從而使胃蛋白酶失活，C錯誤；若①是促進作用，則胃蛋白酶的轉化過程可能存在反饋調節，D正確。

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