高考生物总复习第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全

第5章细胞能量供给和利用第1页考纲内容能力要求命题分析1.酶在代谢中作用2.ATP在能量代谢中作用3.光合作用基本过程4.影响光合作用速率环境原因5.细胞呼吸试验：(1)探究影响酶活性原因(2)叶绿体色素提取和分离(3)探究酵母菌呼吸方式ⅡⅡⅡⅡⅡ试验与探究能力试验与探究能力试验与探究能力1.近几年新课标卷主要以选择题形式考查了ATP组成、结构和功效，光合作用与呼吸作用过程和意义等；以非选择题形式，并结合图表，综合考查光合作用与呼吸作用过程，影响原因及在实际生产中应用。年考查了影响酶原因及其试验设计，ATP结2.命题趋势：以选择题或非选择题形式，考查ATP组成、结构与功效，酶特征相关试验，光合作用和呼吸作用反应过程和应用等，并结合曲线图等对二者之间综合考查，以及对线粒体和叶绿体结构与功效，色素提取和分离，酵母菌呼吸方式探究考查。构特点，光合作用及其影响原因等内容。第2页第1、2节降低化学反应活化能酶、细胞能量“通货”——ATP第3页化学本质蛋白质(绝大多数)RNA(少数)合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要在细胞核(真核生物)起源①__________________作用场所细胞内、外或生物体外生理功效②________________________作用原理③________________________________一、酶本质、作用及特征1．酶本质与作用：活细胞生物催化作用降低化学反应活化能第4页2.酶特征：高效性专一性高(1)__________：催化效率是无机催化剂107～1013倍。(2)__________：每一个酶只能催化一个或一类化学反应。(3)作用条件较温和：在温和条件下，酶活性最____。第5页二、ATP在能量代谢中作用1．ATP结构及特点：(1)结构简式：_____________。其中“A”代表_______，“～”代表______________。A－P～P～P腺苷(2)特点：远离A那个高能磷酸键容易断裂和重新生成。(3)主要功效：细胞内一个高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量__________。高能磷酸键直接起源第6页2．ATP形成与利用：

3．吸能反应和放能反应与ATP关系：吸能反应普通与ATP________反应相联络，由ATP水解提供能量；放能反应普通与ATP_______相联络，释放能量储存在________中。水解合成ATP热能(散失)能量(CH2O)中稳定化学能第7页[判断正误]1．若要长久保留酶，应将其放在低温环境下。(2．酶是活细胞产生含有催化作用蛋白质。())3．ATP中含有一个高能磷酸键。())4．酶提供了反应过程所必需活化能。(5．伴随温度降低，酶促反应活化能下降。()答案：1.√2.×3.×4.×5.×第8页考点一酶催化作用试验验证

2．试验设计及现象：试管试剂处理现象①2mLH2O2常温几乎无气泡产生②2mLH2O290℃有较少气泡③2mLH2O23.5%FeCl3溶液2滴有较多气泡④2mLH2O2新鲜肝脏研磨液2滴有大量气泡第9页3.试验结论：(1)酶含有催化作用，和无机催化剂一样，都能够加紧化学反应速率。(2)酶含有高效性，和无机催化剂相比，酶催化效率更高。酶发挥作用场所

(1)酶由活细胞产生，能够在细胞内发挥作用，如细胞内呼吸酶、RNA聚合酶等；也能够分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶。(2)在生物体外适宜条件下也能发挥作用，如证实唾液淀粉酶水解淀粉试验。第10页◎高考探究◎考向酶概述[典例](年海南高考)关于生物体产生酶叙述，错误是()A．酶化学本质是蛋白质或RNAB．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁第11页

[解析]绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类；细菌细胞壁主要成份是肽聚糖，纤维素酶不能降解细菌细胞壁。[答案]D第12页【考点练透】

1．(年烟台一模)下列图是生物体内常见一个生理作用图示，以下叙述不正确是()(导学号57130023)

A．②成份有可能是蛋白质 B．图中显示①含有高效性，反应完成后，①性质未发生改变第13页C．③和④生成速率能够表示酶促反应速率D．假如探究底物浓度对酶促反应速度影响，②数量就是试验自变量

解析：①是酶，②是底物，底物可能是蛋白质；图中显示①含有专一性，反应完成后，①性质未发生改变；生成物生成速率能够表示酶促反应速率；如果探究底物浓度对酶促反应速率影响，②数量就是试验自变量。答案：B第14页考点二与酶相关曲线分析

1．表示酶高效性曲线： (1)与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能作用更显著，因而催化效率更高。 (2)酶只能缩短到达化学平衡所需时间，不改改变学反应平衡点。 (3)酶只能催化已存在化学反应。第15页2．表示酶专一性曲线：

在b反应中，加入酶A后反应速率和无酶条件下反应速率相同，说明酶A不能催化b反应；在a反应中，加入酶A后，反应速率在一定浓度范围内，随反应物浓度增大，反应速率显著加紧；综上说明酶A只能催化a反应，不能催化b反应，即酶含有专一性。第16页3．影响酶促反应原因：(1)温度和pH：

①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)升高，酶催化作用增强，超出这一范围，酶催化作用逐步减弱。 ②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 ③从图丙能够看出：反应溶液pH改变不影响酶作用最适温度。第17页(2)底物浓度和酶浓度：

①图甲：在其它条件适宜、酶量一定情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加紧，但当底物到达一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。②图乙：在底物充分、其它条件适宜情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。第18页◎高考探究◎考向影响酶促反应相关曲线

[典例](年新课标卷Ⅱ)为了研究温度对某种酶活性影响，设置三个试验组：A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃)，测定各组在不一样反应时间内产物浓度(其它条件相同)，结果以下列图。回答以下问题：(导学号57130024)第19页(1)三个温度条件下，该酶活性最高是________组。(2)在时间t1

之前，假如A组温度提升10℃，那么A组酶催化反应速度会______________。

(3)假如在时间t2

时，向C组反应体系中增加2倍量底物，其它条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量____________，原因是______________________________________________。 (4)生物体内酶化学本质是__________________，其特征有__________________(答出两点即可)。第20页

[解析](1)曲线图显示：在反应开始一段时间内，40℃时产物浓度增加最快，说明酶活性最高，而B组控制温度是40℃。(2)A组控制温度是20℃。在时间t1

之前，假如A组温度提升10℃，则酶活性增强，故A组酶催化反应速度会加紧。(3)对比分析图示中3条曲线可推知，在时间t2

时，C组酶在60℃条件下已经失活，所以假如在时间t2

时，向C组反应体系中增加2倍量底物，其它条件保持不变，在t3

时，C组产物总量不变。(4)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶含有高效性、专一性，酶作用条件较温和等特征。第21页[答案](1)B(2)加紧(3)不变60℃条件下，t2

时酶已失活，即使增加底物，产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性、专一性第22页内容正确说法错误说法影响酶促反应原因与影响酶活性因素区分影响酶活性原因一定影响酶促反应，而影响酶促反应原因未必影响酶活性二者等同反应速率 有酶时催化速率不一定比无机催化剂快(有酶时要 看外界条件是否适宜)同一反应速率，有 酶时一定比没有酶 快酶失活 与抑制高温、过酸、过碱等改变酶结构，酶失活，活性不可恢复；低温使酶活性暂时受 抑制，条件适宜可恢复高温、过酸、过碱等 条件下酶无催化作用，条件适宜可恢复第23页【考点练透】

2．(年黄山质检)下列图中，甲图表示某植物淀粉酶与人肠淀粉酶活性受pH影响情况，乙图表示3种脱氢酶(A、B、C)活性受温度影响情况。下面分析正确是()甲乙第24页①两淀粉酶活性相同时pH能够不一样②若pH由中性变为酸性，两种淀粉酶活性渐渐升高③A、B酶活性相同时，温度对酶影响相同④C酶活性最适温度等于或大于40℃A．①②B．①③C．②③D．①④

解析：由图甲可知，植物和人两淀粉酶最适pH不一样，但活性在不一样pH时可相同，①正确；pH由中性变为酸性，人肠淀粉酶活性渐渐降低，②错误；由图乙可知，最适温度时酶活性最高，高于或低于最适温度酶活性降低，A、B酶活性相同时，温度对酶影响可能不一样，③错误；因为图中C酶活性随温度升高处于上升趋势，所以C酶活性最适温度等于或大于40℃，④正确。

答案：D第25页

3．(年湖北武汉模拟)下列图表示是在有酶催化和无酶催化条件下某化学反应过程能量改变，以下相关说法正确是()第26页A．曲线A表示有酶催化化学反应B．E表示酶降低化学反应活化能C．该化学反应经常伴伴随ATP合成D．该结果表示酶催化作用含有专一性

解析：曲线A表示没有酶催化时化学反应；该化学反应需要消耗能量，经常伴伴随ATP水解；该结果不能表示酶催化作用含有专一性。答案：B第27页项目ATP合成ATP水解反应式

酶ADP＋Pi＋能量―→ATP

酶ATP―→ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量起源光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存于高能磷酸键中能量能量去路储存于形成高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体需能部位考点三ATP起源与去路第28页(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分快速，从而使细胞中ATP供给稳定。

(2)ATP与ADP相互转化不是可逆反应，因为转化过程中反应类型、所需酶、能量起源和去路及反应场所都不完全相同，不过物质是可循环利用。(3)ATP形成需要2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。另外合成ATP过程中有水生成。(4)ATP初步水解只能断裂远离腺苷(A)高能磷酸键；若进一步水解则两个高能磷酸键全断裂。第29页◎高考探究◎考向ATP概述[典例](年海南卷)ATP是直接为细胞生命活动提供能)量有机物。关于ATP叙述，错误是( A．酒精发酵过程中有ATP生成 B．ATP可为物质跨膜运输提供能量 C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量 D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成第30页

[解析]酒精发酵为无氧呼吸过程，第一阶段中有ATP生成，A正确；ATP作为直接能源物质，可为物质跨膜运输提供能量，B正确；ATP中高能磷酸键水解可释放能量，用于各项生命活动，C正确；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。[答案]D第31页ATP产生量与O2

供给量之间关系曲线解读(1)A点表示在无氧条件下，细胞可经过进行无氧呼吸分解有机物，产生少许ATP。

(2)AB段表示随O2供给量增多，有氧呼吸显著加强。经过有氧呼吸分解有机物释放能量增多，ATP产生量随之增加。

(3)BC段表示O2

供给量超出一定范围后，ATP产生量不再增加，此时限制原因可能是酶、ADP、磷酸等。第32页【考点练透】

4．下列图为ATP结构和ATP与ADP相互转化关系式。相关说法不正确是()A．图甲中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B．图乙中进行①过程时，图甲中c键断裂并释放能量C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用含有高效性D．夜间有O2

存在时，图乙中过程②主要发生在线粒体第33页

解析：甲中A代表是腺嘌呤；ATP水解普通是远离A高能磷酸键断裂，也就是c键；酶催化作用高效性可使ATP与ADP进行快速转化；夜间有O2存在时，ATP合成主要场所是线粒体。答案：A第34页梯度法——探究酶最适温度和最适pH1．设计思绪：组别编号12…n试验材料等量同种底物、酶等pHa1a2…an温度T1T2…Tn衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量多少，或底物剩下多少试验结论生成物量最多一组，或底物剩下最少一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)第35页2.试验操作：(1)探究酶最适温度：第36页第37页

(1)在探究温度对酶活性影响试验中，不宜选取过氧化氢酶催化H2O2

分解，因为H2O2

在加热条件下分解会加紧。

(2)在探究酶最适温度试验中，不宜选取斐林试剂检测，因为斐林试剂与还原糖需要在水浴加热到50℃～65℃条件下才能生成砖红色沉淀，但该试验需要控制变量是温度。

(3)试验中所用酶起源不一样，则最适温度也不一样。若淀粉酶为市售α－淀粉酶，其最适温度为50℃～75℃；若淀粉酶来自人体或生物组织，则最适温度为37℃左右。第38页

[典例]重金属离子会造成蛋白质分子变性，某小组进行实验探究铜离子对唾液淀粉酶活性影响，步骤以下。请回答： (1)试验原理：①唾液淀粉酶能够催化淀粉水解为还原性糖；②____________________。(2)试验步骤：

①取两支洁净试管，编号A、B，A试管加入1%CuSO4溶液和pH6.8缓冲液各1mL，B试管中加入________。 ②向两支试管分别加入相同浓度唾液淀粉酶溶液1mL。 ③向两支试管分别加入__________1mL。第39页④放置适宜温度下保温一段时间。⑤取出试管，各加入斐林试剂1mL,50℃～65℃水浴加热2分钟，观察颜色改变。(3)预估结果：A试管：________；B试管：________。(4)试验结论：__________。

[解析](1)淀粉可被水解为还原糖，还原糖能够与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀。(2)①试验设计要遵照对照标准，所以试验中设置B组目标是起对照作用；另外试验还要遵照单一变量标准，该试验单一变量是有没有CuSO4

溶液，其它变量都要相同且适宜，所以“试验步骤”中B处应为蒸馏水和pH第40页6.8缓冲液。因为②向两支试管各加入等量相同浓度唾液淀粉酶溶液1mL，唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，故③往两支试管各加入等量相同浓度底物淀粉溶液1mL。(3)因为重金属离子会造成蛋白质分子变性，所以A组淀粉不能被分解，无砖红色沉淀；B组淀粉酶将淀粉水解，产生了葡萄糖，与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀。(4)依据(3)试验结果，能够说明铜离子使唾液淀粉酶发生了变性，其活性丧失。

[答案](1)②还原性糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀(2)①蒸馏水和pH6.8缓冲液各1mL③相同浓度淀粉溶液(3)无砖红色沉淀(或蓝色)出现砖红色沉淀(4)铜离子使唾液淀粉酶发生了变性，其活性丧失第41页与酶相关试验分析试验名称试验组对照组自变量因变量试验组衡量标准验证酶是蛋白质待测酶液＋双缩脲试剂已知蛋白液＋双缩脲试剂待测酶液和已知蛋白液紫色反应是否出现紫色验证酶含有催化作用底物＋对应酶液底物＋等量蒸馏水对应酶液有没有底物是否被分解底物是否被分解验证酶含有高效性底物＋对应酶液底物＋无机催化剂无机催化剂和酶底物分解速率底物分解速率验证酶专一性底物＋对应酶液另一底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液不一样底物或不一样酶液底物是否被分解底物是否被分解第42页试验名称试验组对照组自变量因变量 试验组衡量标准探究酶最适温度不一样温度处理后底物和酶(同一组底物和酶处理温度相同)不一样温度处理试验组形成相互对照不一样温度底物分解速率或底物剩余量底物分解速率或底物剩余量探究酶 最适pH不同pH处理后底物和酶(同一组底物和酶处理pH相同)不一样pH处理试验组形成相互对照不一样pH底物分解速率或底物剩余量底物分解速率或底物剩余量（续表）第43页

[举一反三](年黄冈模拟)学校生物试验室有一批存量淀粉酶制剂，因保留时间较长，可能失去活性。下面是这种淀粉酶制剂使用说明书部分内容：

产品特征：1.热稳定性：最适作用温度在60～75℃，伴随温度升高，其反应速度加紧，但失活也快，温度低能够适当延长反应时间；2.pH稳定性：pH在6.0～7.0时较稳定，最适pH＝6.0，pH＝5.0以下失活严重。第44页某生物兴趣小组想经过比较该存量淀粉酶制剂和唾液淀粉酶催化效率，判定这批存量淀粉酶制剂活性。试验目标：试验原理：略

试验材料与试剂：存量淀粉酶制剂、大小烧杯若干、试管若干、淀粉糊、斐林试剂、碘液、量筒、酒精灯等。试验步骤：(1)取唾液：将口漱净，含一块脱脂棉，片刻后取出，将唾液挤入小烧杯中，重复几次。(2)取两个烧杯，分别编号为A、B，各加入适量____________________________。第45页

再往A烧杯中加入适量唾液，B烧杯中加入__________________________________________________________________，在相同条件下，催化适当时间。

(3)取两支试管分别编号为A1、A2，各加入A烧杯中溶液2mL。另取两支试管分别编号为B1、B2，各加入B烧杯中溶液2mL。(4)向试管A1、B1

中加入等量碘液，观察试管中颜色改变。(5)________________________________________________________________________。第46页预测结果，得出结论：试管A1

中溶液为褐色，试管A2

中出现砖红色沉淀；①试管B1中溶液呈蓝色，试管B2

中无砖红色沉淀，说明______________________；②试管B1中溶液呈蓝色，试管B2

中有砖红色沉淀，说明该存量淀粉酶制剂有部分活性；③________________________________________________________________________，说明该存量淀粉酶制剂活性正常。第47页

解析：(2)本试验自变量是存量淀粉酶制剂和唾液淀粉酶，试验应遵照单一变量标准，故两组试验除自变量不一样外，无关变量需适宜且相同。在两个烧杯中加入适量且相同淀粉糊，向A烧杯中加入适量唾液，向B烧杯中加入等量存量淀粉酶制剂。(5)试验测量催化效率是经过观察“加碘液和加斐林试剂颜色反应”来实现，试验步骤(4)已加入碘液，观察颜色反应，步骤(5)中可向试管A2、B2中加入等量新配制斐林试剂，并进行水浴加热，观察试管中颜色改变。试验结果与结论：若该存量淀粉酶制剂完全失活，则试管B1

中溶液颜色呈蓝色，试管B2中无砖红色沉淀；若该存量淀粉酶制剂活性正常，则试管B1中溶液为褐色，试管B2中出现砖红色沉淀。第48页答案：(2)淀粉糊等量存量淀粉酶制剂

(5)分别向试管A2、B2

中加入等量新配制斐林试剂，并进行水浴加热，观察试管中颜色改变 试验结果与结论：①该存量淀粉酶制剂完全失活 ③试管B1

中溶液呈褐色，试管B2中有砖红色沉淀第49页)1．以下关于酶和ATP叙述，不正确是(A．ATP合成与分解都需要酶催化B．ATP和有些酶化学元素组成相同C．酶和ATP在细胞代谢中都起主要作用D．酶催化作用都需要ATP提供能量第50页

解析：ATP合成需要合成酶，水解时需要水解酶，A正确；少数酶是RNA，与ATP组成元素都是C、H、O、N、P，B正确；酶在细胞代谢中起催化作用，ATP在细胞代谢中提供能量，C正确；酶催化过程不一定需要能量，如蛋白质水解过程，D错误。答案：D第51页

2．下列图甲表示细胞中ATP反应链，图中a、b、c代表酶，A、B、C代表化合物；图乙表示酶活性与温度关系。以下叙述正确是()甲乙

A．图甲中B含有2个高能磷酸键，C为腺嘌呤核糖核苷酸 B．神经细胞吸收K＋时，a催化反应加紧，c催化反应被抑制第52页神经细胞吸收K＋是主动运输，消耗能量，a催化反应加速，C．研究酶活性与温度关系时，能够选择H2O2

和H2O2酶为试验材料D．图乙中温度m比n时酶活性低，此时更有利于酶保存解析：图甲中B是ADP，含有1个高能磷酸键，A错误；但c催化反应也会加速，B错误；H2O2

在不一样温度下，分解不一样，研究酶活性与温度关系时，不能选择H2O2

和H2O2

酶为试验材料，C错误；低温抑制酶活性，温度为m时比n时，更有利于酶保留，D正确。答案：D第53页3．以下关于酶特征试验设计叙述中，正确是()

A．验证酶专一性时，自变量一定是酶种类 B．验证酶高效性时，自变量是酶浓度 C．探究温度对酶活性影响时，自变量是温度 D．探究酶催化作用最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组第54页

解析：酶专一性是指一个酶只能催化一个或一类化学反应特征，验证酶专一性时，自变量能够是不一样底物或不同酶种类，A错误；酶高效性是和无机催化剂相比，所以验证酶高效性时，自变量是催化剂种类(酶和无机催化剂)，不是酶浓度，B错误；酶活性受温度影响，每一个酶都有其最适宜温度，温度过高或过低都会使酶活性降低，探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，C正确；酶活性受pH影响，每一个酶都有其最适宜pH，pH过高或过低都会使酶活性降低，甚至失去活性，探究酶催化作用最适pH时，设置pH梯度要细，甚至要进行预试验，不能只设置过酸、过碱、中性三组，因为这三组可能都不是最适宜pH，D错误。答案：C第55页

4．猪笼草是一个食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶。某学生设计了两组试验，以下列图所表示。在35℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂。对试验现象预测正确是()

A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失 B．甲中溶液呈紫色、乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失第56页C．甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失D．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失

解析：蛋白质在蛋白酶作用下水解成多肽，且蛋白酶本身也为蛋白质，因为蛋白质和多肽均能与双缩脲试剂反应，所以甲、乙溶液呈紫色；丙中蛋白块被分泌液中蛋白酶水解而消失，丁中蛋白块因无蛋白酶而不发生水解。答案：C第57页步骤第1组第2组第3组1mol/LHCl溶液浸泡5min——1mol/LNaOH溶液—①—蒸馏水——浸泡5min取出后，用吸水纸吸去马铃薯块茎圆片上多出液体3%过氧化氢溶液5滴5滴5滴及时观察现象第1、2组马铃薯块茎 圆片上均无气泡产生②5．为了探究pH对过氧化氢酶活性影响，某小组同学进行了以下试验。(导学号57130025)试验材料：直径4cm、厚度0.5cm马铃