2023年高考生物二轮复习 代谢中的酶与ATP

第一部分专题突破

专题二细胞代谢

第1讲代谢中的酶与ArP

【思维导图】

•薛是细胞代谢的基础

一八r∙化学本质:绝大多数是杳白质.少数是RNA

•摄含＜•作用：催化作用

酶I•作用机理:降低活化能

•特点：高效性.专一性.作用条件温和性

1•修活性:温度.pH

S•影响酹促反应速率的因素，•修浓度

酶和・雇物浓度・曲线图

s节

ATP∙Λ•最适遢度和最适PH

s•高ifl∙过酸.过城.重金夙.“失活

♦低温11活性低,但不失活

oaaa*ato■号HPH

厂•中《名称：腺普三磷酸

---------1•元素：C.ILO.N、P

ATP卜•结构简式:A-P-P-P,A:腺音（腺噫吟+核糖）.P:磷酸基团特殊化学提

・功能：直接能源物质（糖类是主要能源物质,脂肪是良好储能物质）

〔•AIP和ADP的相互转化（反应式.能量来源和去向.ATP含量少但转化迅速）

，绿色植物：光合作用和呼吸作用,转化为其他形式的能■.

用于各项生命活动

,动物和人等：呼吸作用

【考点梳理】

考点1酶

⑴酶的化学本质:绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA

・活化能:分子从常态到易发生化学反应的活跃状态所需要

的能量。

•酶降低活化能的效果比无机催化剂的效果更显著。

(2)酶的特点

①高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。.

②专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。

③作用条件温和性:在适宜的温度和PH下,酶的活性高。I

⑶影响酶活性的条件(温度和PH)

影响因温度

酶对化学反应的催化能力=>酶活性Kf

t__________4^----------------kpH

常用酶促J反应速率的大

小来判断酶活性的大小

遴*2112O+O2

2H2O2「酶活性］温度

IpH

影响因素

酶所催化的化学反应的速率=>酶促反应速率S酶浓度

常用单位时间内底物的减

少量或产物的增加量表示J底物浓度

°最适温度温度"最适PHPH

甲乙

A酶活性最大时的温,度为最适温度.酶活性最大时的PH为最

适pH。

A高温、过酸、过碱、重金属会使酶的空间结构遭到破坏,

使酶失活。

A低温酶不失活,空间结构没有被破坏•在适宜的温度下酶的

活性可恢复。

A酶制剂一般适合在低温（。〜4℃）下保存。

(4)酶浓度和底物浓度对酶促反应速率的影响

A在底物足够多的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。

A在酶有限的情况下,底物浓度较低时,反应速率与底物浓度

成正比;当所有的酶与底物结合时,反应速率达到最大值,再增加

底物,反应速率不再增加。

考点2ATP（腺甘三磷酸）

I⑴功能:ATP是生命活动的直接能源物质。

I糖类是主要能源物质;ArP是直接能源物质;脂肪是良好的储

能物质。

（2）ATP的结构简式：

IA—P〜P〜P:A代表腺首（腺喋吟+核糖）,P代表磷酸基团,〜代表

特殊化学键。■

腺甘（腺噂吟+核糖）

(3)ArP与ADP的转化:

ATP

∖A转化为其他形式的能量,

＞绿色植物：光合作用和呼吸作用_^能最I

幕,卜Pi用于各项生命活动

A动物和人等：呼吸作用

X

Pi能量

ΛDPx

A能合成ArP的过程有:光合作用和呼吸作用。能合成ArP的

场所有:细胞质基质、线粒体和叶绿体。

IA细胞内ArP的含量很少,但ATP与ADP转化迅速,能持续地为

生命活动提供能量。

(4)ATP的利用：

＞细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供

能量,如大脑思考、电爆发电、主动运输、物质合成、肌肉收缩

等都需要消耗ATP。

AATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,蛋白质

等分子磷酸化后空间结构发生变化,活性被改变。

A细胞内的化学反应分为吸能反应和放能反应。吸能反应是

需要吸收能量的,如蛋白质的合咚吸能反应总是与ArP的水解相

联系,ATP水解的反应式为:ATPqADP+Pi+能量;放能反应是释

放能量的,如葡萄糖的氧化分解,放能反应总是与ArP的合成相联

系,ATP合成的反应式为:ADP+Pi+能量ɪATPo

A能量通过吸能反应和放能反应在ADP和ArP之间流通。

典例示范一

I（2021.广州一模）酶对细胞代谢起着非常重要的作用。下列有

关酶的叙述,正确的是H

A.细胞核和细胞质中都可能有DNA聚合酶

B.光合作用的光反应阶段不需要酶的参与

C.人体细胞产生的蛋白酶的最适PH均相同

D.过氧化氢酶为H2O2的快速分解提供活化能

【答案】A

【重点归纳】酶的化学本质、作用、作用机理、特点和酶

活性的影响因素是重点考查的知识点。

【详解】DNA主要在细胞核,少量在细胞质（线粒体和叶绿

体）,哪里有DNA哪里就会进行DNA的复制和转录,DNA复制需要

DNA聚合酶,故细胞核和细胞质中都可能有DNA聚合酶,A正确；

光反应阶段,ADP+Pi+光能士ATP这个反应需要酶的参与,B错

误;不同酶的最适PH不一样,比如胃蛋白酶的最适PH是1.5〜2Q而

胰蛋白酶最适PH是7.8〜8.5之间,C错误;酶的作用是降低化学反应

所需的活化能,不能提供活化能,D错误。

变式训练一

I(2022.深圳二模广银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤”是唐代诗

人杜牧的诗句。萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素

酶。在荧光素酶的作用下,荧光素接受ATP提供的能量后被激活,

激活的荧光素与氧结合形成氧化荧光素,同时发出荧光。下列叙

A.萤火虫发光细胞中的荧光素酶主要起到调节作用

■B.萤火虫可以通过调节荧光素酶的合成来控制发光■

■C荧光素被激活过程发生的化学反应属于放能反应■

D.荧光素与氧气结合放出的能量全部转移到ATP中

【答案】B

【详解】萤火虫发光细胞中的荧光素酶主要起到催化作

用,A错误;基因可以通过控制酶的合成来控制细胞代谢进而间接

控制生物的性状,所以萤火虫可以通过调节荧光素酶的合成来控

制发光,B正确;荧光素被激活过程发生的化学反应属于吸能反

应,C错误;荧光素与氧气结合放出的能量少部分转移到ArP中,大

部分以热能的形式散失,D错误。

典例示范二

ArP是细胞的能量“通货”,是生命活动的直接能源物质,下图为

ArP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是

()

①

ATP-ADP+Pi十能量

②

图1图2

A.图1中的A代表腺昔,b、C为特殊化学键

B.图2中进行①过程时,图1中的C键断裂并释放能量■

CATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性・

D.夜间有O2存在时,图2中过程②主要发生在线粒体

【答案】A

【重点归纳】ArP的结构、ArP与ADP相互转化是重点考

查的知识点。

【详解】A项中A代表的是腺喋吟,A错误;图2中①过程进行

的是ArP水解,ATP水解时远离A的特殊化学键易断裂,也就是图1

中C键,B正确;ArP水解和ArP合成需要酶催化,酶的催化作用具有

高效性,C正确;夜间有O2存在时,主要进行有氧呼吸,有氧呼吸发

生的主要场所是线粒体,D正确。

变式训练二

I（2022.广州一模）ATP是细胞生命活动的直接能源物质,下列叙

A.人成熟红细胞可通过无氧呼吸产生ATP

■B.人体细胞ATP合成所需的能量由磷酸提供

C.ATP可用于物质逆浓度梯度跨膜运输

D.ATP释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合

【答案】B

【详解】人体成熟的红细胞无线粒体,进行无氧呼吸产生

AΓP,A正确;人体细胞ATP合成所需的能量是由有机物在氧化分解

过程中释放的能量提供的,B错误;物质逆浓度梯度跨膜运输的方

式属于主动运输,需要消耗ATP释放的能量,C正确;ArP释放的磷

酸基团能与某些蛋白质结合,例如在主动运输过程中,磷酸基团可

以和Ca?+载体蛋白结合,这是载体蛋白的磷酸化,D正确。

真题回顾

IL（2021∙广东卷）在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催

化CC½固定形成C3的酶被称为RUbiSC0。下列叙述正确的是（：

ARubisco存在于细胞质基质中

■B.激活RUbiSCo需要黑暗条件

CRubisco催化CC）2固定需要ArP

DRubisco催化C5和CO2结合

【答案】D

【解析】RUbiSCO参与植物光合作用过程中的暗反应,暗反

应场所在叶绿体基质,故RUbiSCO存在于叶绿体基质中,A错误;暗

反应在有光和无光条件下都可以进行,故参与暗反应的酶RUbiSeo

的激活对光无要求,B错误;RUbiSCO催化CO2固定不需要AΓP,C错

误;RUbiSCo催化二氧化碳的固定,即Cs和CO2结合生成C3的过程Q

正确。

2.（2021•全国甲卷）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤

脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的

■A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的

■B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架

■C①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体

D.④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质

【答案】C

【解析】大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;激素是有机物,

可能是蛋白质、固醇、氨基酸衍生物等,A错误;生物大分子有蛋

白质、核酸和多糖,激素是有机物,可能是蛋白质、固醇、氨基酸

衍生物等;脂肪不是生物大分子,B错误;①大多数酶是蛋白质,少数

酶是RNA,蛋白质的单体是氨基酸,RNA的单体是核糖核昔酸,都

含氮;②抗体是蛋白质,单体是氨基酸,含氮;⑥核酸的单体是核首

酸,含氮,C正确;糖类是主要能源物质;ATP是直接能源物质;脂肪

是良好的储能物质,D错误。

3.(2022.广东卷)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()

降解率(%)

组另UPHCaCl2温度(℃)

ɪɪ9H+H9038

ɪɪ9H+H7088

③9—700

7H+H7058

⑤5H+H4030

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①、②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70C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CaCI2,A正确;分析①②变量可知,pH均为9,

都添加了CaCI2,温度分别为90℃、70C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70C但由于温度梯度、

PH梯度较大,不能说明最适温度为70C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∙全国乙卷）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