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专题2　细胞代谢
微专题1　酶和ATP
1.四个角度区别酶和激素
2.酶的特性及相关探究实验
①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，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。
②酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。
3.影响酶促反应因素及酶的特性曲线分析
4.以ATP为核心，构建能量转化模型
①ATP产生量与O2供给量间的关系
②除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等能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。
经典考题重现
细胞进行正常生命活动是在酶的催化作用下进行的，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。下列关于酶和ATP的说法正确的有⑥。
①麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。(2021·湖北卷，2D)
②ATP必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷，1B)
③酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(2021·全国甲卷，1A)
④胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。(2020·海南卷，8C)
⑤线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ，1C)
⑥叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。(2018·全国卷Ⅰ，1A)
高考重点训练
考向1　围绕ATP的结构与功能，考查科学思维能力
1.(2021·海南卷，14)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
答案　B
解析　根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；腺苷由腺嘌呤和核糖构成，不含磷元素，无放射性，B正确；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。
2.(多选)(2022·江苏扬州月考)褐色脂肪组织(BAT)细胞中有一种特殊的载体蛋白(UCP)，其作用机制如图所示。温度、ATP与ADP的比值会影响UCP的活性。激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP。下列叙述正确的是(　　)
A.膜间隙的pH大于线粒体基质
B.激活的UCP对H＋的通透性远大于ATP合成酶
C.UCP激活时，BAT细胞的线粒体不能产生ATP
D.寒冷激活UCP，ADP浓度上升抑制UCP活性
答案　BD
解析　分析题图，H＋通过线粒体内膜进入线粒体基质，有两种方式，方式一：利用ATP合成酶，伴随ATP的合成，进入线粒体基质中；方式二：在激活的UCP的作用下进入线粒体基质，并伴随一部分能量以热能的形式散失。由于H＋由膜间隙进入线粒体基质不需要消耗能量，说明膜间隙H＋浓度大于线粒体基质，膜间隙的pH小于线粒体基质，A错误；激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP，因此激活的UCP对H＋的通透性远大于ATP合成酶，B正确；激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP，UCP激活时，BAT细胞的线粒体内膜不产生ATP，但线粒体基质仍可完成有氧呼吸第二阶段产生ATP，C错误；寒冷激活UCP，可使电子传递链过程不产生ATP，ADP浓度上升，从而抑制UCP活性， D正确。
考向2　结合与酶有关的实验，考查科学探究能力
3.(2022·广东卷，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。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
答案　C
解析　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；分析①②组变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，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，不能说明其最适温度为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。
4.(2022·江苏扬州高邮期初，4)胃腔表面的胃黏液—碳酸氢盐屏障使胃蛋白酶不会消化胃组织自身的蛋白质。下图是胃黏液—碳酸氢盐屏障示意图，下列叙述正确的是(　　)
A.胃蛋白酶原经过内质网和高尔基体的加工后形成胃蛋白酶
B.胃蛋白酶原的分泌过程会消耗能量，体现了细胞的选择透过性
C.胃蛋白酶不会消化胃组织自身的蛋白质是由于酶的专一性
D.若①是促进作用，则胃蛋白酶的转化过程可能存在反馈调节
答案　D
解析　胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶是在细胞外进行的，A错误；胃蛋白酶原的分泌过程会消耗能量，体现了细胞膜的流动性，B错误；胃蛋白酶的最适宜pH是2左右，碱性条件下会使胃蛋白酶失活，胃蛋白酶不会消化胃组织自身的蛋白质是由于酶发挥作用需要温和的条件，HCO能中和胃酸，使胃黏膜细胞表面黏液层的pH接近7.0，从而使胃蛋白酶失活，C错误；若①是促进作用，则胃蛋白酶的转化过程可能存在反馈调节，D正确。

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