2023届 二轮复习 ATP和酶 学案

明考点·析考情·谈趋势考点1.酶在代谢中的作用。2.ATP在能量代谢中的作用。3.光合作用以及对它的认识过程。4.影响光合作用速率的环境因素。5.细胞呼吸及其原理的应用。考情1.考查题型：选择题和非选择题。2.命题趋势：ATP常融合其他知识一块考查；酶、光合作用和细胞呼吸常通过曲线分析、实验结果的分析、实验设计及补充完善形式考查。1.(必修1P78正文)加热能促进过氧化氢分解的原因是加热使过氧化氢分子得到了能量从常态转变为活跃状态。Fe3＋和过氧化氢酶是通过降低过氧化氢分解反应的活化能而促进过氧化氢分解。2．(必修1P79思考·讨论)刀豆种子脲酶含量相当高，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。只有含有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。3．(必修1P81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。4．(必修1P82探究·实践)酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，其可用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。5．(必修1P83探究·实践)建议不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)。6．(必修1P84相关信息)一般来说，动物体内的酶最适温度为35～40℃；植物体内的酶最适温度在40～50℃；细菌和真菌体内的最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。动物体内的酶最适pH大多为6.5～8.0，但是胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多为4.5～6.5。7．(必修1P84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，酶活性很低，但酶的空间结构稳定。因此，酶制剂适宜在低温下保存。8．(必修1P85科学·技术·社会)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。9．(必修1P86相关信息)ATP由腺嘌呤和核糖组成。tri是“三”的意思，phosphate是磷酸盐。ATP去掉两个磷酸基团后，是形成RNA的基本单位。10．(必修1P88图5－7)参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种催化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。11．(必修1P89小字)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。12．(必修1P91探究·实践)可根据澄清石灰水混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。13．(必修1P91探究·实践)由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。14．(必修1P93相关信息)细胞呼吸产生的[H]实际上是指氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。15．(必修1P94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成葡萄糖。16．(必修1P94小字)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。17．(必修1P95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，来减弱水果和粮食的呼吸作用，以延长保质期。18．(必修1P95思考·讨论)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。19．(必修1P96拓展应用)松土可以增加土壤的透气性，促进根细胞的有氧呼吸，利于根细胞对矿质离子的吸收，促进土壤中枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，利于农作物生长。松土还促进了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的排放，从而使温室效应和全球气候变暖等问题更严重；松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素。20．(必修1P99学科交叉及图5－12)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。21．(必修1P104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，蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。C3指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)。22．(必修1P106小字)少数种类的细菌，细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是却能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。例如，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二氧化碳和水合成糖类。这些糖类就可以供硝化细菌维持自身的生命活动，这个过程称为化能合成作用。23．(必修1P106拓展应用1)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，直接限制的是光反应阶段。考点一ATP和酶1．明辨ATP的结构及拓展2．能量转换过程和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3.肌细胞中ATP产生速率与O2供给量之间关系的曲线解读特别提醒(1)当横坐标表示呼吸作用强度时，ATP产生速率的变化曲线应该从原点开始。(2)哺乳动物成熟的红细胞中，ATP的产生速率几乎与O2供给量无关。4．读懂酶的3类曲线(1)酶的作用原理酶能降低化学反应的活化能(如图所示)。①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是ac段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是bc段。③酶降低的活化能是ab段。(2)酶的作用特性①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用。②图2中两曲线比较说明酶具有专一性。(3)酶促反应速率的影响因素①温度和pH图甲和图乙显示：高温、过酸、过碱都会使酶失活，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。从图丙和图丁可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。②底物浓度和酶浓度图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。5．酶的特性及相关探究实验6．蛋白酶对蛋白质的水解实验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，不能选用双缩脲试剂鉴定。1．(经典高考题)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是()A．叶肉细胞合成的糖运输到果实B．吞噬细胞吞噬病原体的过程C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D．细胞中由氨基酸合成新的肽链答案C解析叶肉细胞合成的糖运输到果实是主动运输过程，需要消耗ATP提供的能量，故A不符合题意；吞噬细胞吞噬病原体的过程是胞吞，需要消耗ATP提供的能量，故B不符合题意；淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖，不需要消耗ATP提供的能量，故C符合题意；细胞中由氨基酸合成新的肽链，需要消耗ATP提供的能量，故D不符合题意。2．(2022·全国乙，4)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)。实验组①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA组分＋＋－＋－蛋白质组分＋－＋－＋低浓度Mg2＋＋＋＋－－高浓度Mg2＋－－－＋＋产物＋－－＋－根据实验结果可以得出的结论是()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答案C解析由①组可知，酶P在低浓度Mg2＋条件下也有产物的生成，说明并非一定要在高浓度Mg2＋条件下酶P才具有催化活性，A错误；由第③组和第⑤组对比可知，只有蛋白质组分存在时，酶P在低浓度Mg2＋和高浓度Mg2＋的条件下均无产物的生成，说明在两种条件下蛋白质组分都没有催化活性，B错误；由第④组和第⑤组对比可知，在高浓度Mg2＋条件下，第④组有产物的生成，第⑤组没有产物的生成，说明RNA组分具有催化活性，蛋白质组分没有催化活性，C正确，D错误。思维延伸——判断正误(1)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，该酶可耐受一定的高温，在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大，不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同(2021·海南，11)(√)(2)加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示，则加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的(2022·湖南，3)(×)(3)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解，从而成为细胞中吸能反应和放能反应的纽带(2022·浙江，3)(×)(4)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。则32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性(2021·海南，14)(√)(5)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，因此作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递(2021·湖南，5)(√)(6)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C，如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。则T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的(2017·天津，3)(×)题组一ATP的结构与功能1．线粒体中的腺苷酸激酶(AK)可以将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺苷一磷酸(AMP)上，使AMP磷酸化生成ADP，该过程需要Mg2＋的参与。下列叙述错误的是()A．AK的作用结果是产生了1分子ADPB．AMP除了可以合成ADP外，还能用于合成RNAC．AK使AMP磷酸化的过程中伴随特殊化学键的断裂和形成D．AK的作用过程说明了无机盐对维持细胞的生命活动有重要作用答案A解析AK可将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上而形成ADP，其结果是产生2分子ADP，A错误；AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，B正确；AK起作用时，ATP的1个特殊化学键断裂，AMP连接1个Pi形成1个特殊化学键，C正确；AK作用过程离不开Mg2＋的参与，说明无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，D正确。2．(2022·全国高三专题练习)dATP是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P(该结构式中的dA表示脱氧腺苷)。下列关于dATP和ATP的叙述正确的是()A．dATP与ATP分子结构的主要区别是含氮碱基不同B．ATP彻底水解后可形成3种有机物C．ATP经过水解之后可以得到某种核酸的基本单位之一D．一般来说动物细胞内生成ATP的场所主要在细胞质基质答案C解析ATP与dATP分子结构的主要区别是五碳糖不同，前者含的是核糖，后者含的是脱氧核糖，A错误；dATP彻底水解后可形成脱氧核糖和腺嘌呤2种有机物(磷酸不是有机物)，B错误；ATP经过水解之后可以得到腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，C正确；ATP的合成可发生在线粒体、叶绿体、细胞质基质，所以，动物细胞内生成ATP的场所主要在线粒体和细胞质基质，D错误。题组二酶的本质、作用和特性3．(2022·北京房山区高三模拟)如图为蔗糖酶作用机理示意图，甲表示蔗糖，乙表示麦芽糖。下列叙述正确的是()A．丙是果糖，丁是葡萄糖B．图示过程能说明酶具有专一性和高效性C．与甲结合的酶形状发生改变形成酶－底物复合物D．1g蔗糖酶使多少克蔗糖水解代表该酶活性的多少答案C解析蔗糖是二糖，在蔗糖酶作用下水解为葡萄糖和果糖；麦芽糖是二糖，在麦芽糖酶作用下水解为2分子葡萄糖。因此由图可知，六边形即丙，代表葡萄糖；五边形即丁，代表果糖，A错误。图中显示蔗糖在蔗糖酶作用下发生水解，而麦芽糖在蔗糖酶作用下无法水解，体现了酶的专一性，未体现高效性，B错误。酶与底物结合时，结构会有所改变，形成酶－底物复合物，C正确。酶活性可用在单位时间内产物生成量或底物消耗量表示，D错误。4．(2022·恩施第一中学高三模拟)美国科学家在对四膜虫编码rRNA前体的DNA序列的研究中发现，一段DNA转录产物可以将mRNA切断加工，也能够在特定位点切断RNA，使得它失去活性。科学家将其命名为核酶。真核生物的mRNA3′末端都有由100～200个A组成的Poly(A)尾。Poly(A)尾不是由DNA编码的，而是转录后的前mRNA以ATP为前体，由RNA末端腺苷酸转移酶，即Poly(A)聚合酶催化聚合到3′末端，如果不能及时合成Poly(A)尾巴，mRNA则不能在细胞质中被检测到。下列说法错误的是()A．核酶的化学本质是具有催化作用的蛋白质B．核酶能降低化学反应的活化能C．核酶能识别特定的核苷酸序列并断开磷酸二酯键D．Poly(A)尾很可能用于增强mRNA的稳定性，避免受到核酶降解答案A解析由题意可知，核酶是基因转录的产物，化学本质是RNA，A错误；核酶具有催化作用，能降低化学反应的活化能，B正确；由题意可知，该酶能识别特定的核苷酸序列并断开磷酸二酯键，C正确；Poly(A)尾可避免mRNA在细胞中受到核酶降解，增强mRNA的稳定性，D正确。题组三酶的影响因素及相关实验分析5．除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法不正确的是()A．图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理不同B．根据图甲可推知，竞争性抑制剂与底物具有类似结构，从而与底物竞争酶的活性位点C．图乙中底物浓度相对值大于15时，限制曲线A酶促反应速率的主要因素是酶浓度D．图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果答案D解析非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，高温会使酶的空间结构破坏使酶的活性受到抑制，但低温只是抑制酶的活性，酶的空间结构没有被破坏，A正确；竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似