第03讲酶和ATP（讲义）

第03讲酶和ATP内容导航一、考情分析：析考情、掌规律、明预测……………1二、知识建构：理知识、建网络、知联系……………2内容导航一、考情分析：析考情、掌规律、明预测……………1二、知识建构：理知识、建网络、知联系……………2三、考点突破：考向延伸、规律探寻、题型归纳……2考点01酶……2考点02ATP……14核心提炼考向探究考向1酶、激素、抗体与神经递质的比较考向1ATP结构与能量代谢的关系考向2辨析与酶相关的三类曲线考向3探究酶特性的相关实验真题研析规律探寻真题训练、命题规律总结题型归纳

以题定考题型01酶的本质、特性题型01ATP的结构及特点题型02探究影响酶活性的因素实验题型02ATP在细胞能量代谢中的作用四、情境探究…………241.通过曲线图的形式，考察酶的特性、及酶促反应的规律；2.通过创设情境探究酶活性的影响因素，如温度、pH、抑制剂等；3.ATP的结构中远离腺苷的磷酸基团容易脱落和再连接，以此为情镜，考查ATP的结构特点4.离子泵、H+ATP酶与协同转运考点要求考题统计考情分析酶2023辽宁卷（2分）2023重庆卷（2分）2023海南卷（2分）2023天津卷（2分）2023广东卷（2分）2023浙江卷（2分）【命题规律】酶和ATP是细胞代谢的重要内容，从近5年高考的考查形势来看，细胞代谢一直是高考的重点考查内容，避不开对酶和ATP的考查。酶和ATP在细胞代谢中的作用，主要以选择题为主，而非选择题设置以酶和ATP为基点的有关代谢问题也是高频考点【命题预测】结合物质运输、神经调节等实例，并以图解的形式考查酶和ATP在生命活动中的作用；通过相关的实验设计综合考查酶的作用特性及其影响因素。ATP2023河北卷（2分）2023天津卷（3分）2023重庆卷（2分）2022浙江卷（2分）考点01酶考向1酶、激素、抗体与神经递质的比较比较酶激素抗体神经递质不同本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA蛋白质、多肽、固醇、氨基酸衍生物蛋白质乙酰胆碱、多巴胺、NO、甘氨酸等来源几乎所有活细胞均能产生一般由内分泌细胞产生只由浆细胞产生神经细胞产生作用机理催化作用，降低反应活化能调节作用，改变靶细胞、靶器官原有功能与抗原特异性结合形成沉淀，减弱抗原的致病性和对细胞的黏附能力与突触后膜受体特异性结合，引起突触后膜膜电位改变作用后去向作用前后数量及化学性质不变被灭活被吞噬消化被灭活或回收相同均需与特定物质结合后，才能发挥作用易错警示酶既不提供能量，也不起调节作用，而是降低化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。大多数活细胞都能产生酶（哺乳动物成熟的红细胞不能合成酶），条件适宜时酶在胞内胞外、体内体外都能发挥作用。酶只能催化热力学上允许进行的反应。酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学反应的平衡点。在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。用加热的方法不能降低活化能，但能提供能量。考向2辨析与酶相关的三类曲线1、酶的作用原理①由图可知，酶的作用原理是降低化学反应的活化能。②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。2、酶的特性的曲线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。各因素对酶促反应速率的影响曲线①分析图1和图2：温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。②图1和图2中使酶的空间结构遭到破坏的因素是高温、过酸和过碱。低温降低酶的活性，但不会使酶失活，即酶的空间结构不被破坏，条件适宜时酶活性可恢复，如图2。③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。考向3探究酶特性的相关实验易错警示（1）用斐林试剂检测需水浴加热，故探究温度对酶活性影响的实验不宜用斐林试剂检测。（2）酸性条件可加速淀粉水解，故探究pH对酶活性影响的实验不宜选用淀粉酶和淀粉。拓展提升：生物实验中的变量分析实验名称自变量因变量无关变量探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH(至少三种)酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌细胞呼吸的方式氧气的有无CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度)；酒精产生与否(用酸性条件下的重铬酸钾检测)葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度的生长素类似物扦插枝条的生根数量或根长度实验材料、处理时间等探究培养液中酵母菌种群数量的变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等1.（2023·广东卷）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（

）A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质【答案】C【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效性、专一性以及作用条件温和的特性。【详解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；B、发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；C、酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。故选C。2.（2023·浙江卷）某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是（

）A．温度 B．底物 C．反应时间 D．酶量【答案】B【分析】影响酶活性的因素有温度、pH、抑制剂和激活剂。由题干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物。【详解】A、由题干可知，两组实验的温度都为45℃，所以研究的因素不是温度，A错误；B、由题干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物，B正确；C、由题干可知，两组实验的反应时间均为12min，所以研究的因素不是反应时间，C错误；D、由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D错误。故选B。3．（2023·浙江卷）胰高血糖素可激活肝细胞中的磷酸化酶，促进肝糖原分解成葡萄糖，提高血糖水平，机理如图所示。下列叙述正确的是（

）A．胰高血糖素经主动运输进入肝细胞才能发挥作用B．饥饿时，肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化C．磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能D．胰岛素可直接提高磷酸化酶a的活性【答案】B【分析】分析题图：胰高血糖素与肝细胞膜上的胰高血糖素受体结合后，胞内磷酸化酶b被活化，促进肝糖原分解，葡萄糖通过膜上葡萄糖载体运输到胞外，增加血糖浓度。【详解】A、胰高血糖素属于大分子信息分子，不会进入肝细胞，需要与膜上特异性受体结合才能发挥作用，A错误；B、饥饿时，胰高血糖素分泌增加，肝细胞中有更多磷酸化酶b被活化成磷酸化酶a，加快糖原的分解，以维持血糖浓度相对稳定，B正确；C、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，C错误；D、根据题图无法判断胰岛素和磷酸化酶a的活性的关系，且胰岛素为大分子物质，不能直接进入细胞内发挥作用，D错误。故选B。本考点多以图形、图表等信息为载体，通过实验等途径展开考查，试题多以选择题主要形式命题，直接以选择题的形式考查物质出入细胞的方式或酶在细胞代谢中的作用等，试题情境多与生产生活相联系，对考生的实验探究能力、获取信息、分析问题及解决问题的能力要求很高。本考点多以图形、图表等信息为载体，通过实验等途径展开考查，试题多以选择题主要形式命题，直接以选择题的形式考查物质出入细胞的方式或酶在细胞代谢中的作用等，试题情境多与生产生活相联系，对考生的实验探究能力、获取信息、分析问题及解决问题的能力要求很高。题型01酶的本质、特性1．神经酰胺合成酶具有双重功能，既可以催化脂肪和某些氨基酸结合形成神经酰胺，还可以结合DNA的某些区域，从而开启和关闭脂质代谢的相关基因，而开启和关闭的状态与营养供应情况密切相关，如苍蝇体内神经酰胺合成酶可以读取脂肪酶3基因，从而促进脂肪的分解。据此分析错误的是（

）A．神经酰胺合成酶的双重功能的实质都是降低化学反应的活化能B．神经酰胺合成酶催化神经酰胺的合成过程会受环境条件的影响C．神经酰胺合成酶在生物体内脂肪含量上发挥了调节作用D．苍蝇体内神经酰胺合成酶读取脂肪酶3基因在营养缺乏时发生【答案】A【详解】A、神经酰胺合成酶发挥酶的作用时实质是降低化学反应的活化能，而发挥调节作用时实质是影响基因的选择性表达，A错误；B、酶的作用条件较温和，酶的催化会受环境条件的影响，B正确；C、该酶结合DNA某些区域，从而开启和关闭脂质代谢的相关基因，所以具有调节作用，C正确；D、苍蝇体内神经酰胺合成酶读取脂肪酶3基因，能使脂肪分解供能，所以发生在营养缺乏时，D正确。故选A。2．有一种名为L19RNA的核酶，可以催化某些RNA的切割和连接，其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链，下列关于该酶的叙述错误的是（

）A．L19RNA核酶的底物RNA中富含嘧啶B．L19RNA核酶作用的专一性是通过酶与底物之间的碱基互补配对实现的C．L19RNA核酶彻底水解后可得到四种核糖核苷酸D．L19RNA核酶催化RNA的切割和连接时，涉及磷酸二酯键的形成与破坏【答案】C【详解】A、L19RNA的核酶可以催化某些RNA的切割和连接，则该酶要与其底物RNA相结合。其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链，根据碱基互补配对原则，那么与L19RNA核酶结合的底物RNA中应富含嘧啶，A正确；B、L19RNA是一段有酶活性的RNA，其催化的底物为RNA。酶与底物结合才可催化底物发生反应，L19RNA与其底物之间的碱基能互补配对才能结合，所以L19RNA核酶作用的专一性是通过酶与底物之间的碱基互补配对实现的，B正确；C、L19RNA核酶彻底水解后可得到4种碱基、核糖、磷酸，C错误；D、L19RNA核酶催化RNA的切割是打断磷酸二酯键，L19RNA核酶催化RNA连接是形成磷酸二酯键，D正确；故选C。3．多酶片是一种可以治疗消化不良、食欲不振的药物，如图是多酶片的结构模式图。下列相关叙述正确的是（

）A．肠溶衣在弱碱性的环境中仍能保持结构完好无损B．多酶片进入小肠后，胃蛋白酶的活性会增强C．多酶片可以碾碎后服用，其功效与直接服用相同D．多酶片发挥作用的原理是降低食物中大分子水解所需的活化能【答案】D【详解】A、根据题图信息可知，肠溶衣不溶于胃液，而溶于肠液，肠液属于弱碱性环境，故肠溶衣在弱碱性的环境中不能保持结构完好无损，A错误；B、小肠属于弱碱性环境，胃蛋白酶的适宜环境是酸性环境；多酶片进入小肠后，胃蛋白酶的活性会减弱，B错误；C、多酶片不可以碾碎后服用，因为破坏了其结构，酶的功效丧失，其功效与直接服用不同，C错误；D、酶催化作用的机理是降低反应所需要的活化能，故多酶片发挥作用的原理是降低食物中大分子水解所需的活化能，D正确。故选D。题型02探究影响酶活性的因素实验4．猕猴桃营养价值高，但却极易腐烂。为探究猕猴桃腐烂的内在原因，研究人员选取了猕猴桃果实内的三大抗逆性酶：过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD），在保鲜条件下进行了相关实验，结果如下表。下列有关叙述正确的是（）天数/d12345615CAT酶活性（mgH2O2/gFW·min）0.0660.0630.0470.0370.0200.0170.003SOD酶活性（活力单位/g）48.4630.1028.0722.2710.386.240.40POD酶活性（g1·min1）0.0660.1280.1800.1960.1120.0450.002果实状态成熟果实开始腐烂完全腐烂A．在测定CAT酶活性时，可用单位时间内H2O2的减少量表示B．三种酶均能降低相关化学反应所需活化能，说明酶具有高效性C．猕猴桃从成熟到腐烂的过程中，三种抗逆性酶的活性均在下降D．若某种调节剂能使POD酶的活性处于较高状态，则有利于保鲜【答案】A【详解】A、过氧化物酶（CAT）能够催化过氧化氢的水解，产物是水和氧气，故在测定CAT酶活性时，可用单位时间内H2O2的减少量表示，A正确；B、酶具有高效性是指酶降低化学反应活化能的效果比无机催化剂显著，而非三种酶进行比较，B错误；C、据表可知，猕猴桃从成熟到腐烂的过程中，POD酶活性先升高后下降，C错误；D、猕猴桃的腐烂与三种酶的活性均有关，故若仅使过氧化物酶（POD）活性处于较高状态，不一定利于保鲜，D错误。故选A。5．鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸，能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶（ACP）作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼类鲜味下降外因的系列实验中，实验结果如下图所示。下列有关叙述正确的是（）A．本实验的自变量只有pH和温度，因变量是酸性磷酸酶（ACP）的相对活性B．不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同C．pH低于3.8、温度超过60℃，对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶（ACP）活性影响的机理相同D．由图可知，放置相同的时间，鮰鱼在pH6.0、温度40℃条件下，ACP活性最高，鱼肉鲜味程度最高【答案】C【详解】A、由图示曲线可知，本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类，因变量是酸性磷酸酶（ACP）的相对活性，A错误；B、ACP是一种酶，其本质是蛋白质，基因决定蛋白质的合成，不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于控制合成ACP的基因不同，B错误；C、反应温度超过60℃与pH低于3.8，鳝鱼肌肉ACP都会因为空间结构的改变失去活性，影响机理是相同的，C正确；D、由图示曲线可知，放置相同的时间，鮰鱼在pH6.0、温度40℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高，导致鱼肉鲜味下降最快，D错误。故选C。6.细胞内复杂的物质变化在温和条件下有序进行，离不开酶的催化。下列有关酶的实验，叙述正确的是（

）A．斯帕兰札尼让鹰吞下放入肉块的金属笼，一段时间后笼内的肉块消失，这说明胃对食物有化学性消化B．“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，加热、Fe3+和过氧化氢酶促使H2O2分解的原因是在不同程度上降低了化学反应的活化能C．“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可通过滴加碘液检测溶液是否变蓝来说明酶的作用是否有专一性D．“探究温度对酶活性的影响”实验中，应先将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合，再分别置于不同温度条件下保温【答案】A【详解】A、斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内，排除胃对肉块的机械摩擦消化的影响，然后让鹰吞下去，一段时间后，笼内肉块消失了，这个实验说明了胃具有化学性消化的作用，A正确；B、在“比较H2O2在不同条件下的分解”实验中，加热为H2O2分子提供了能量，Fe3+和过氧化氢酶降低了过氧化氢分解反应的活化能，B错误；C、淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖，因此在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中，可通过检测是否有还原糖来说明酶的作用具有专一性，由于无论蔗糖是否被分解均不与碘液反应呈蓝色，故不能通过滴加碘液检测溶液是否变蓝来证明酶的作用有专一性，C错误；D、在“探究温度对酶活性的影响”实验中，关键步骤是先将淀粉液和淀粉酶液分别在所对应的温度条件下保温相同时间，然后将同一温度保温下的淀粉液与淀粉酶液混合，D错误。故选A。酶的特性：酶的特性：（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。考点02ATP考向1ATP结构与能量代谢的关系1、ATP的结构与功能2、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.（2021·北京卷）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（）A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成C．胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量【答案】B【分析】A代表腺苷，P代表磷酸基团，ATP中有1个腺苷，3个磷酸基团，2个高能磷酸键，结构简式为AP～P～P。【详解】A、ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；B、在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；D、ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。故选B。2.（2021·海南卷）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2min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ATPB．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【详解】A、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；B、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。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；C、根据题干信息“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，C错误；D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。故选B。3.（2022·江苏卷）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【答案】B【详解】A、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；B、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；C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但进行有氧呼吸，C错误；D、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。故选B。（2022·天津·高考真题）利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。(1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于和等生理过程，为各项生命活动提供能量。(2)蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，是由于细胞质中的NADH被大量用于作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。(3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。注：数据单位为pmol∕OD730菌株ATPNADHNADPH初始蓝细菌6263249工程菌K8296249由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段（被抑制∕被促进∕不受影响），光反应中的水光解（被抑制∕被促进∕不受影响）。(4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D—乳酸，是因为其__________（双选）。A．光合作用产生了更多ATP B．光合作用产生了更多NADPHC．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH【答案】(1)光合作用呼吸作用(2)有氧呼吸(3)被抑制不受影响(4)AD【详解】（1）蓝细菌是原核生物，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用，能产生NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物，也能进行呼吸作用，因此蓝细菌内的ATP来源于光合作用和呼吸作用等生理过程，为各项生命活动提供能量。（2）有氧呼吸第三阶段是前两个阶段产生的NADH（呼吸过程中产生的[H]）与氧气结合形成水，同时释放大量能量，因此蓝细菌中细胞质中的NADH可被大量用于有氧呼吸第三阶段产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。（3）NADH是有氧呼吸过程中的代谢产物，在有氧呼吸第三阶段被利用，NADPH是光合作用过程中的代谢产物，是水光解的产物，据表格可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的NADH较高，NADPH相同，说明有氧呼吸第三阶段被抑制，光反应中的水光解不受影响。（4）工程菌K存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径，能使更多NADH用于生成D—乳酸，把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L，光合作用产生了更多ATP，为各项生命活动提供能量，这样有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH，这样工程菌L就能利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸，能积累更多D—乳酸，AD正确，BC错误。故选AD。ATP的相关考查，在近几年的高考试题中，无论是选择题还是非选择题都有体现，选择题主要考查ATP在细胞代谢中的作用，非选择题主要借助于具体实验或情境，考查光合作用与呼吸作用的综合运用中ATP的作用价值。ATP的相关考查，在近几年的高考试题中，无论是选择题还是非选择题都有体现，选择题主要考查ATP在细胞代谢中的作用，非选择题主要借助于具体实验或情境，考查光合作用与呼吸作用的综合运用中ATP的作用价值。题型01ATP的结构及特点1．ATP被喻为细胞中的“能量通货”，下列关于细胞中ATP说法正确的是（

）A．ATP主要由C、H、O、N、P等元素构成B．ATP的单体是腺嘌呤核糖核苷酸C．人体产生ATP的主要场所是线粒体D．放能反应一般与ATP水解相联系【答案】C【详解】A、在ATP中腺嘌呤含C、H、O、N，核糖含C、H、O，磷酸基团含H、O、P，故ATP元素组成为C、H、O、N、P五种元素，A错误；B、ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成的，B错误；C、人体细胞有氧呼吸的主要场所是线粒体，线粒体是细胞的动力车间，是人体产生ATP的主要场所，C正确；D、吸能反应一般与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量，D错误。故选C。2．研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。以下分析错误的是（）A．ATP的结构简式是A—P~P~P，神经细胞中的ATP主要来自线粒体B．ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成C．由图可知，ATP在传递信号过程中，在酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后形成腺嘌呤D．若要研究ATP能否在神经元之间起传递信号的作用，则图中神经递质属于无关变量，应予以排除【答案】C【详解】A、ATP的结构简式是A—P~P~P，线粒体是有氧呼吸的主要场所，细胞通过有氧呼吸释放大量能量，其中一部分用于合成ATP，故神经细胞中ATP主要来自线粒体，A正确；B、ATP是直接能源物质，在体内含量很少，ATP水解后转化为ADP，ADP在有关酶的作用下，接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP，ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，B正确；C、由图可知，ATP在传递信号过程中，在酶的作用下，脱离一个磷酸基团形成ADP（腺苷二磷酸），ADP再脱离一个磷酸基团形成AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），AMP再脱离一个磷酸基团形成腺苷，C错误；D、因为神经递质可以在神经元之间传递兴奋，会影响实验的结果，所以若要研究ATP能否在神经元之间起传递信号的作用，则图中神经递质属于无关变量，应予以排除，D正确。故选C。3．ATP、ADP、AMP三者间可以发生转化，ATP是腺苷三磷酸，而dATP是脱氧腺苷三磷酸。下列说法正确的是（

）A．进行细胞呼吸时，细胞质基质中可以产生大量的ATPB．一分子ADP中的两个特殊化学键水解后可释放能量C．dATP水解产生的dAMP是构成RNA的基本单位之一D．ATP转化为ADP与细胞中的某些吸能反应相联系【答案】D【详解】A、细胞质基质中可进行细胞呼吸的第一阶段，该阶段只产生少量的ATP，A错误；B、一分子ADP含有一个特殊化学键，ADP水解的实质是特殊化学键断裂释放能量，B错误；C、dATP是脱氧腺苷三磷酸，ATP是腺苷三磷酸，两者组成成分最主要的不同是dATP中含有脱氧核糖，ATP中含核糖，ATP水解产生ADP，ADP水解可产生AMP，AMP是构成RNA的基本单位之一，dATP经过水解之后可以得到dAMP，是构成DNA的基本单位之一，C错误；D、ATP转化为ADP的过程中释放大量能量，可用于细胞中某些吸能反应，D正确。故选D。题型02ATP在细胞能量代谢中的作用4．如图表示蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程，而磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”的作用。下列相关叙述正确的是（

）A．蛋白质的磷酸化和去磷酸化是一个可逆过程B．蛋白质磷酸化是一个放能过程C．蛋白质去磷酸化是一个吸能过程D．蛋白质磷酸化属于“开”，去磷酸化属于“关”【答案】D【详解】A、由题图分析可知：蛋白质的磷酸化和去磷酸化的过程中所需的酶不同，因此不是一个可逆过程，A错误；B、由题图分析可知：蛋白质磷酸化过程中伴随ATP的水解，因此是一个吸能过程，B错误；C、由题图分析可知：蛋白质去磷酸化过程属于水解，生成无活性蛋白和Pi往往伴随着能量的释放，因此是一个放能过程，C错误；D、蛋白质磷酸化以后具有活性，能参与生化反应属于“开”，去磷酸化成为无活性蛋白，不能催化生化反应，属于“关”，D正确。故选D。5．线粒体内膜上的ADP/ATP转运蛋白（AAC）转运ATP和ADP的机理如图所示。下列有关叙述中错误的是（

）A．线粒体内膜向内折叠形成嵴以增大膜面积B．AAC分别转运ATP和ADP时，构象不发生改变C．抑制AAC的活性会导致细胞能量供应不足D．AAC能将ATP从线粒体基质转运到细胞质基质【答案】B【详解】A、线粒体内膜某些部位向线粒体内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加，A正确；B、据图可知，AAC转运ATP和ADP时，构象均要发生改变，B错误；C、抑制AAC的活性，则会影响AAC将ATP从线粒体基质转运到细胞质基质，从而导致细胞能量供应不足，C正确；D、由图可知，AAC能将ATP从线粒体基质转运到线粒体内外膜间隙，有利于其进一步运到细胞质基质，D正确。故选B。6．ATP是细胞生命活动的直接能源物质，下列关于ATP的叙述错误的是（

）A．细胞质和细胞核中都有ATPB．正常细胞中ATP和ADP的比值相对稳定C．ATP可以水解为ADP和磷酸D．呼吸作用产生的ATP可用于光合作用【答案】D【详解】A、细胞质和细胞核中都需要能量，都有ATP，A正确；B、正常细胞中ATP和ADP的比值保持动态平衡，B正确；C、ATP可以水解为ADP和磷酸，C正确；D、光合作用中的ATP来自于光能，D错误。故选D。ATP的产生与消耗：ATP的产生与消耗：转化场所产生或消耗ATP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复制等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等类型一：通过曲线图的形式，考察酶的特性、及酶促反应的规律1、下图表示将A、B两种物质混合，T1时加入酶C，在最适温度下这两种物质浓度的变化。(1)适当降低反应温度，分析T2值如何变化？该图为最适温度下的物质变化，适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长，T2值会增大。(2)分析T2后B增加缓慢的原因。T2后B增加缓慢的原因是A浓度降低导致反应速率下降。（3）T1时加入酶C后，酶促反应速率变化有什么规律？T1时加入酶C后，酶促反应速率先快后慢。类型二：通过创设情境探究酶活性的影响因素，如温度、pH、抑制剂等2、小麦种子中含有α、β两种淀粉酶，某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验，步骤如下：①将等量的α­淀粉酶(70℃活性不受影响，100℃高温下失活)与β­淀粉酶(70℃处理15min即失活)加适量蒸馏水混合，分为甲、乙、丙三组；②甲组25℃下处理，乙组70℃水浴处理15min后取出，丙组100℃下处理15min后取出；③甲、乙、丙三组分别在25℃条件下加入等量且足量的淀粉溶液；④一段时间后，测得甲、乙、丙三组淀粉剩余量分别为a、b、c。请思考回答：(1)三组淀粉剩余量最多的是哪一组？原因是什么？丙组。两种淀粉酶在100℃条件下均失去活性，且降到25℃活性不能恢复。(2)利用上述实验结果，如何大致比较25℃条件下α­淀粉酶和β­淀粉酶活性的大小？比较b－a(β­淀粉酶的活性)与c－b(α­淀粉酶的活性)数值的大小。3、酶活性受多种因素的影响，下图表示抑制酶活性的两个模型，模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；模型B中的抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失活。研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究某氨基酸降低酶G的作用方式属于模型A还是模型B，简要写出(1)实验思路；(2)预期实验结果及结论。实验思路：在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸，同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化。预期实验结果及结论：若酶促反应速率能恢复，则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B。类型三：ATP的结构中远离腺苷的磷酸基团容易脱落和再连接，以此为情镜，考查ATP的结构特点在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，分析该现象得到哪些结论？(1)ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；(2)该过程中ATP既有合成又有水解；(3)部分32P标记的ATP是重新合成的。类型四：离子泵、H+ATP酶与协同转运离子泵：相关离子转运蛋白与ATP水解酶的复合体，具有两项功能，即①水解ATP；②主动运输；即水解ATP以推动离子的逆浓度梯度运输；每种离子泵只转运专一的离子。细胞内离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。质子泵即H+泵包括H+ATP泵和液泡膜上的H+焦磷酸泵。NaK泵：存在于动物细胞质膜上（水解一个ATP释放的能量，送3个Na+到胞外，同时摄取2个K+入胞，维持细胞内Na+外Na+的格局）Ca2+泵：亦称为Ca2+ATP酶，它催化质膜内侧的ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的钙离子泵出细胞或者泵入内质网腔中储存起来。由于其活性依赖于ATP与Mg2+的结合，所以又称为(Ca2+，Mg2+)ATP酶。H+—ATP酶原理是：通过H+的顺浓度梯度产生的势能，推动合成ATP，既有酶的催化功能（合成ATP），也有载体蛋白的功能（顺浓度梯度运输H+），类似于水电站发电原理，水从高处流下，水的势能转化为动能，带动轮机发电；（H+泵，一般是消耗ATP，主动运H+）协同转运：是指专一转运一种溶质（以ATP为能源)的泵又间接地推动其他电解质的主动转运。（是一类由Na+—K+泵(或H+泵)与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。）5.土壤盐化是目前的主要环境问题之一，在盐化土壤中，大量Na+迅速流入细胞，形成胁迫。耐盐植物可通过图中机制减少Na+在细胞内的积累，从而提高抗盐胁迫的能力。下列说法错误的是（

）A．图中Na+进入细胞的方式与H+进入细胞的方式相同B．多施钙肥能