【全程复习方略】高考生物一轮复习 1.5.1 1.5.2细胞的能量供应和利用课件

1、第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶第2节细胞的能量“通货”ATP考纲考情三年19考高考指数：1.酶在代谢中的作用2.ATP在能量代谢中的作用三年考题2014年(6考)：新课标全国卷T11，江苏T14、T18，福建T1，海南T10，四川T12013年(6考)：新课标全国卷T6，广东T26，安徽T2，海南T3、T4，四川T42012年(7考)：广东T1、T29，福建T26，北京T1，天津T9，海南T2、T4考情播报1.考查内容：主要是酶的本质、作用特点，温度、pH对酶活性影响的实验设计及曲线分析，ATP的组成元素、产生和作用场所等。2.考查方式：有关酶的知识多以特种酶为例来考查

2、，而ATP往往是穿插在细胞呼吸和光合作用中进行考查。3.考查题型：对酶的考查选择题和非选择题均有，以选择题为主，属于中档题。ATP的考查多在选择题中出现，所占比重较小。【知识梳理】一、降低化学反应活化能的酶1.酶的化学本质和作用机理：化学本质绝大多数是_少数是_合成原料_合成场所_主要是细胞核(真核生物)来源一般来说，_都能产生酶作用场所可在细胞内、外及体外发挥催化作用 作用机理降低化学反应的_蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体活细胞活化能2.酶的特性：(1)高效性：酶的催化效率大约是_的1071013倍。(2)专一性：每一种酶只能催化_化学反应。(3)作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶

3、的_遭到破坏，使酶永久失活；低温时，酶的活性减弱，但不会失活。 无机催化剂一种或一类空间结构二、细胞的能量“通货”ATP1.填写ATP的结构概念图：腺苷磷酸基团APPP和ADP的相互转化：ATPADP+Pi+能量(1)下列需要A过程提供能量的是_。主动运输生物发光、发电肌肉收缩淀粉合成大脑思考植物根细胞吸收水分(2)进行B过程的生命活动和场所。生命活动场所：_。AB植物：_动物：_光合作用、细胞呼吸细胞呼吸线粒体、细胞质基质、叶绿体(3)进行B过程的能量来源和去向：来源：_和有机物氧化释放的能量。去向：用于形成ATP中的_。 光能高能磷酸键【小题快练】1.考题诊断：(1)(2014四川高考T1

4、D)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。( )【分析】活细胞进行呼吸作用使ADP和Pi合成ATP，消耗能量的生命活动(如主动运输)又将ATP水解成ADP和Pi，该生命活动是双向的。(2)(2011天津高考T1A)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。( )【分析】绝大多数酶是蛋白质，还有少量为RNA，故酶的基本组成单位为氨基酸或核糖核苷酸。(3)(2011海南高考T14D)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。( )【分析】酶作为有机催化剂，在反应前后性质和数量保持不变。(4)(2011天津高考T3B)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。( )【分析】酶通过降低化学

5、反应的活化能来提高化学反应速率，但不能为反应物提供能量。2.易错诊断：(1)酶都能被蛋白酶水解而失去其活性。( )【分析】大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，蛋白酶只能催化化学本质为蛋白质的酶水解。(2)在测定唾液淀粉酶活性时，将溶液pH由3提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。( )【分析】pH能影响酶的活性，在pH为3时，唾液淀粉酶已经失活，因此，将溶液pH由3提升到6的过程中，其活性将不会发生变化。(3)反应式ADP+Pi+能量ATP中，向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解。( )【分析】ADP和Pi合成ATP过程所需的能量包括以下两种：动物、人、真菌和大多数细菌细胞呼吸释放

6、的能量；绿色植物来源于光能和细胞呼吸释放的能量。3.教材研习：(1)(必修1 P80图5-2改编)如图中曲线、分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是( )段表示在无催化剂的条件下，物质A生成物质P需要的活化能B.若将酶改为无机催化剂催化该反应，则a的高度将降低C.若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变D.若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，a的高度将降低【解析】选A。活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能应用ab段表示；一般而言，无机催化剂的

7、催化效果比酶的催化效果差，降低活化能的效果没有酶的显著，a的高度将升高；增加反应物A的量，反应所需的活化能不变，图中曲线的形状不发生改变；改变酶促条件后，酶的活性降低，降低活化能的效果变差，反应所需的活化能增加，a的高度将升高。(2)(必修1 P86基础题T3改编)下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是( )A.B.C.D.【解析】选A。从图中可以看出，图形参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形应为酶。4.在甲、乙、丙3支分别装有2 mL可溶性淀粉溶液的试管中，依次分别加入1 mL淀粉酶制剂、麦芽糖酶制剂和新

8、鲜唾液，摇匀后将试管放在适宜的温度下。过一段时间后，在3支试管中各加入一滴碘液，摇匀。试管中溶液变为蓝色的是( )A.甲试管B.乙试管C.丙试管D.甲和丙试管【解析】选B。只有试管中有淀粉存在，加入碘液才会显蓝色。甲试管中有淀粉酶，会催化分解淀粉，所以一段时间后甲试管中的可溶性淀粉会被分解，加入碘液不会显蓝色；唾液中也有淀粉酶的存在，所以丙试管一段时间后也没有淀粉存在；由于酶的专一性，乙试管中的麦芽糖酶只能催化分解麦芽糖，不能催化分解淀粉，一段时间后，乙试管中依然有淀粉存在，所以加入碘液后，就会变为蓝色。5.科学家研究发现，向刚刚失去收缩功能的离体肌肉上滴葡萄糖溶液，肌肉不收缩；向相同状况的另

9、一条肌肉上滴ATP溶液，肌肉很快就发生明显的收缩现象。这种现象说明了( )A.葡萄糖是生物体生命活动的能源物质是生物体生命活动的能源物质C.葡萄糖是生物体生命活动的直接能源物质是生物体生命活动的直接能源物质【解析】选D。题干所述现象表明，葡萄糖不能直接供给生命活动能量，而ATP可以直接提供能量，这就说明ATP是生物体生命活动的直接能源物质。6.下列有关ATP的叙述，正确的是( )A.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所B.光合作用产物中的化学能最终来自ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成D.细胞连续分裂时，伴随着ATP和ADP的相互转化【解析】选D。蓝藻属于原核生物，体内没有线粒体。光合作

10、用产物中的化学能最终来自光能。ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成。细胞连续分裂时，需要消耗能量，伴随着ATP和ADP的相互转化。7.有关酶和ATP的说法，正确的是( )A.所有酶均在核糖体上合成B.检测蛋白酶的催化作用可用双缩脲试剂检验反应物是否完全分解C.有机物氧化分解释放出的能量少部分转移到ATP中D.在ATP中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个高能磷酸键【解析】选C。酶的本质是有机物，大多数酶是蛋白质，合成场所是核糖体，极少数酶的本质是RNA，合成场所不是核糖体；蛋白酶催化蛋白质水解，蛋白酶的本质是蛋白质，也可以与双缩脲试剂发生紫色反应，所以不能用双缩脲试剂检验蛋白酶催化的反应物

11、是否完全分解；有机物氧化分解释放出来的能量大部分以热能的形式释放，少部分转移到ATP中；ATP中A代表腺苷，P代表磷酸基团，T代表三个。【速记卡片】1.酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。2.酶的作用及作用机理：(1)作用：催化作用。(2)作用机理：降低化学反应的活化能。3.酶的3个特性：(1)高效性。(2)专一性。(3)酶的作用条件较温和。的生理作用：ATP是生命活动的直接能源物质。的结构简式：APPP，A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表高能磷酸键，代表普通化学键。形成过程中能量的来源：(1)动物、人、真菌和大多数细菌：细胞呼吸分解有机物释放出的能量。(2)绿色植物：细胞呼吸分解有机

12、物释放出的能量和光合作用利用的光能。 考点一酶的本质与特性1.关于酶的几种易错说法：正确说法错误说法产生场所凡是活细胞都能产生(不考虑成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(绝大多数是蛋白质，少数是RNA)蛋白质组成单位氨基酸或核糖核苷酸氨基酸正确说法错误说法作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内发挥作用温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，高温使酶变性失活低温使酶变性失活作用只起催化作用具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的来源于食物2.酶的特性：(1)高效性。实验设计思路实验组：底物+生物催化剂(酶)检测底物分解速率对照组：底物+无机催化剂检测底物分解速

13、率实验中的单一变量：催化剂种类。(2)专一性。实验设计思路：实验组：底物+相应酶液检测底物被分解对照组：另一种底物+与实验组相同的酶液检测底物不被分解或者实验组：底物+相应酶液检测底物被分解对照组：与实验组相同的底物+另一种酶液检测底物不被分解实验中的单一变量：不同底物或者相同底物中加入不同的酶液。【高考警示】酶在代谢中作用的三点提醒(1)酶并不改变反应的平衡点，不能提供能量，只降低反应的活化能，从而缩短反应达到平衡的时间。(2)酶在反应后并不失活，反应前后酶的化学性质和数量均保持不变。(3)产生激素的细胞并不等于产生酶的细胞：产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素。 【考题

14、回访】1.(2014福建高考)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( )A.蛋白酶聚合酶C.RNAD.逆转录酶【解题指南】(1)隐含信息：用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体只有RNA。(2)关键知识：核糖体主要由蛋白质和RNA组成，是合成蛋白质的场所。【解析】选C。本题主要考查核糖体的组成和功能。核糖体主要由RNA和蛋白质构成，其功能是以mRNA为模板将氨基酸合成蛋白质；当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，余下的物质主要是RNA，仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，说明起催化作用的是RNA，故C项正

15、确。【知识总结】酶的化学本质及作用特点(1)绝大多数酶是蛋白质，基本组成单位是氨基酸。(2)少数酶是RNA，基本组成单位是核糖核苷酸。(3)酶的作用具有专一性：酶只催化一种或一类化学反应，即一种酶只作用于对应的底物。2.（2013四川高考）下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是（ ）A.利用果胶酶提高水果的出汁率B.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解C.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率D.利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率【解析】选D。本题以催化剂的作用原理为主线，考查酶及无机催化剂的有关知识。A项，果胶酶的作用是降低化学反应活化能，故正确；B项，肝脏研磨液中有过氧化

16、氢酶，其作用是降低化学反应活化能，故正确；C项，FeCl3溶液是催化剂，也能降低化学反应活化能，故正确；D项，水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率则是利用温度升高能提高胡萝卜素的溶解度的原理，与催化剂无关，故错误。3.(2013新课标全国卷)关于酶的叙述，错误的是( )A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物【解题指南】本题考查酶的相关内容，解答本题需关注以下三点：(1)酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物。(2)酶催化的实质是降低化学反应的活化能。(3

17、)影响酶活性的因素有温度、pH等。【解析】选B。有些酶是生命活动所必需的，如与呼吸作用有关的酶，在分化程度不同的细胞中都存在，A正确。导致酶空间结构发生破坏而变性的因素有过酸、过碱、高温等；低温能降低酶的活性，但不会破坏其结构，B错误。酶的作用实质是降低化学反应所需的活化能从而提高反应速率，C正确。酶是蛋白质或者RNA，可作为催化剂，如淀粉酶；也可作为底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D正确。【加固训练】1.下列有关酶的叙述正确的结论有( )产生酶的细胞都有分泌功能部分从食物中获得，部分在体内转化酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸酶是生物催化剂生长激素与呼吸酶可来自同一个细胞个个个个【解析】选B。错

18、误，所有的活细胞都会产生酶，但不一定有分泌功能，如肌细胞。错误，酶不能从食物中获得，原因是食物都是在消化道内降解成小分子物质后被吸收的。正确，现在发现的酶的本质只有蛋白质或RNA。正确，酶是生物体内产生的一种催化剂，能大大加速一些有机反应速率。正确，产生生长激素的细胞同样也需要呼吸酶。2.水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质( )A.在4 条件下易变性B.只含有C、HC.也能催化淀粉合成D.含有羧基【解析】选D。能在常温下高效分解淀粉的是淀粉酶。酶在过酸、过碱或高温下才会变性失活；淀粉酶的化学本质为蛋白质，一定含有C、H、O、N；蛋白质的基本组成单位为氨基酸，氨基酸含有羧基

19、；酶具有专一性，淀粉酶能催化淀粉分解，但不能催化淀粉合成。 考点二与酶有关的曲线和图形分析1.酶的高效性曲线：(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡的时间，不改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。2.酶专一性的图形和曲线：(1)图形：图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后的物质，C、D表示不能被该酶催化的物质。酶和被催化的物质都有特定的空间结构。(2)曲线：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B不能催化该反应。而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A能催化该反应。3.影响酶促反应的因素：(1)温度

20、和pH：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。【提分技法】“四步法”分析酶促反应曲线(1)识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲

21、线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。(2)析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。(3)明点(特殊点)：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。(4)判断：“先分后合巧辨析”。对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。 【考题回访】1.(2015成都模拟)用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，下列有关说

22、法错误的是( )A.该酶的最适催化温度不确定B.图2和图3能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.由图3实验结果可知酶具有高效性D.由实验结果可知酶具有专一性【解析】选C。本题考查酶的特性以及影响酶活性的因素。图1显示温度对酶活性的影响，但不能确定30 为该酶的最适催化温度，从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为30 左右。图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为。由图3可知该酶为麦芽糖酶，图3只能说明酶具有专一性，不能说明酶具有高效性。2.(2015衡水模拟)图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法中不正确的是( )A

23、.图甲中的T0表示淀粉酶催化反应的最适温度B.图甲中，Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别C.图乙中Tc温度，在图甲中Ta、Tb之间D.图乙中A点对应的温度是图甲的T0【解题指南】(1)关键知识：淀粉酶活性受温度的影响，淀粉酶催化淀粉形成麦芽糖。(2)图示信息：图乙中的A点麦芽糖的积累速率最大，说明酶促反应速率最大，因此A点对应的温度为该酶的最适温度。【解析】选C。酶催化活性最高时的温度为该酶的最适温度，即图甲中T0；Ta时酶活性受到抑制，Tb时酶空间结构发生变化，活性丧失；Tc时麦芽糖的含量不再增加，说明了酶已经失去活性，此时的温度大于Tb(在图甲中Tb的右侧)；图

24、乙中A点麦芽糖的积累速率最大，说明酶催化活性最高，对应温度为图甲中的T0。3.(2015乐山模拟)如图表示在最适条件下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系，有关叙述正确的是( )、b两点麦芽糖酶的利用率相同B.若温度上升5 ，b点向下方移动C.减少麦芽糖量，c点的催化速率一定下降D.可以选用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况【解析】选B。a点时由于底物麦芽糖量较低，所以酶利用率较b点低；图示为最适温度下的曲线图，所以再升高温度麦芽糖酶的活性将降低，b点向下方移动；一定范围内减少麦芽糖量，c点的催化速率可以不变；麦芽糖分解的产物是葡萄糖，二者都是还原糖，不能用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况。【延伸探究】

25、(1)若在a点增加麦芽糖酶的量，则a、b、c三点如何移动？提示：在a点增加麦芽糖酶的量后，因为单位时间内反应的底物量增加，反应速率加快，所以a、b、c三点均上移。(2)若在b点时，降低pH，试绘出麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系图。提示：【加固训练】1.人体中某一过程如图所示：如果温度增加到45 ，引起酶的活性部位改变，会引起( )A.蛋白质被消化得更快B.蛋白质被消化得较慢或不能被消化C.氨基酸缩合速度加快D.氨基酸缩合速度减慢或不能发生缩合【解析】选B。温度增加到45 ，引起酶的活性部位改变，降低酶的活性或使酶失去活性，导致蛋白质被消化得较慢或不能被消化。酶具有专一性，催化蛋白质水解的酶

26、不会影响氨基酸的缩合速度。2.对下列曲线图的相关描述，正确的是( )A.图(1)纵坐标可以是K+吸收量，横坐标可以是呼吸作用强度B.图(2)纵坐标可以是酶活性，横坐标可以是温度C.若图(3)中横坐标表示底物浓度，纵坐标表示反应速率，则可表示等量酶在不同温度下的反应速率曲线D.若图(3)中横坐标表示底物浓度，纵坐标表示反应速率，表示正常情况下反应速率与底物浓度的关系，则可表示加入抑制剂后的反应速率与底物浓度的关系【解析】选D。图(1)纵坐标若是K+吸收量，横坐标应是有氧呼吸强度，有氧呼吸为零时，细胞可通过无氧呼吸供能，进而吸收K+，故A错误。图(2)纵坐标若是酶活性，横坐标若是温度，低温时酶活性

27、不能为零，故B错误。等量酶在不同温度下的最大反应速率是不同的，而图(3)中最大反应速率相同，故C错误。若图(3)中横坐标表示底物浓度，纵坐标表示反应速率，表示正常情况下反应速率与底物浓度的关系，加入抑制剂后的反应速率减慢，达到相同反应速率需增大反应物浓度，也可能使最大反应速率降低，故D正确。 考点三ATP的结构与功能的结构及组成部分的含义：和ADP的相互转化：(1)ATPADP (2)ADPATP能量来源：储存在高能磷酸键中的能量能量去向：各项生命活动反应场所：生物体的需能部位能量来源：光合作用和细胞呼吸能量去向：形成高能磷酸键反应场所：细胞质基质、线粒体和叶绿体3.细胞内产生与消耗ATP的生

28、理过程：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：细胞呼吸第一阶段消耗ATP：细胞内的生命活动，如物质运输叶绿体产生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：蛋白质合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等【高考警示】 ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析(1)ATP结构中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA结构中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA结构中的A

29、为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸结构中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。 【考题回访】1.(2014海南高考)下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是( )A.脂肪B.钙离子C.糖【解题指南】(1)题干关键词：“直接给细胞生命活动提供能量”。(2)关键知识：细胞中的能源物质与供能特点。【解析】选D。本题主要考查细胞中的能源物质与供能的相关知识。A项中，脂肪是细胞内的主要储能物质，故A项错。B项中，细胞中的无机盐离子不是供能物质，故B项错。C项中，糖是细胞中主要的能源物质，但不直接提供能量，故C项错。D项中，细胞内的直接能源物质是ATP，故D项正确。2.(2015内江模拟)下列对ADP+Pi+能量ATP反应式中“能量”相关的叙述，正确的是( )A.向右反应需要的能量可来自细胞内蛋白质水解B.向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解C