2024届 一轮复习 人教版 酶和ATP学案

第7课酶和ATP

＞学业质量水平要求，

i.通过关于酶本质的探索和学习，认识酶的化学本质，总结出酶的作用，并能

设计实验证明酶的作用及化学本质。（生命观念、科学思维、科学探究）

2.通过分析与综合，明确酶的高效性和专一性的含义，并学会设计实验，探究

酶的专一性和温度、pH等对酶促反应的影响，进而明确酶在生产和生活中的应

用。（科学探究、科学思维、社会责任）

3.基于对细胞生命活动实例的分析，结合ATP的结构特点，认同结构和功能相

适应的观点。（生命观念、科学思维）

0属奥=构建必备知识培养关键能力

考点一F的本质、作用和特性

概念梳理」

1.酶本质的探索历程（连线）

|科学家|I主要观点或成画

a.糖类变酒精必须有醉母菌细胞死亡

①巴斯德并释放其中的物质

b.少数RNA也有生物催化功能

②李比希

从酵母菌细胞中提取引起发醉的物

质一酿酶

③毕希纳

d.从刀豆种子中提取出麻酶（第一个）

④萨姆纳e.i正明腺酶的化学本质是蛋白质，其

作用是分解尿素

⑤切赫和奥尔特曼L糖类变酒精必须有•醉母菌活细胞参与

答案：①一f（2）—a③一c@—d、e（§）—b

2.酶的本质及作用

化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA

合成原料氨基酸核糖核苔酸

合成场所核糖体主要是细胞核（真核细胞）

来源一般来说，活细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外）都能产生酶

作用场所细胞内、外或生物体外

生理功能催化作用

3.酶的作用机理分析（如下图）

①为有酶催化的反应曲线;②为没有催化剂的反应曲线;③为有无机催化剂催化

的反应曲线。

蒯以乂在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能

支ca段的含义酶降低的活化能

如一能具有催化作用，可以降低化学反应所需的活化能

,i4>/--------------

4.酶的催化特性(连线)

一种酶只能催化一种或一类

①高效性a.

化学反应

②专一性b.酶降低活化能的作用更显著

③作用条件较温和c.高温、过酸、过碱使醐失活

答案：①—b②—a③—c

5.比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验过程。

I

0bV肝脏

Fee各研磨液

)过

化

氧

过

氧

氢

化3

步骤出黑

L氢

液

溶/U/-r

三美9”

1)S3-液骂^溶液

2

4

相同处理向4支试管中分别加入2mL过氧化氢溶液

放在90c左

不同滴入2滴滴入2滴肝

不处理右的水浴中

处理FeCb溶液脏研磨液

加热

气泡基本无少较多很多

现

带火星

象无复燃有复燃复燃性较强复燃性很强

卫生香

(2)变量分析。

名有常温和高温

譬罗t无催化剂、无机催化剂（FeCh）和过氧化氢酶

^底物（过氧化氢溶液）的分解速率,可用单位时

壁岁L间内产生气泡的数目多少表示

亘®-加入过氧化氢溶液的量；实验室的温度

（3）实验结论：酶具有催化作用,同无机催化剂相比，催化效率更遹。

6.淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用

（1）实验原理。

①淀粉和蔗糖都是非还原糖,葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原糖。

②斐林试剂能鉴定溶液中有无还原糖。

③淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖，不能催化蔗糖水解。

（2）实验步骤。

序号操作步骤试管1试管2

1注入可溶性淀粉溶液2mL——

2注入蔗糖溶液——2mL

3注入新鲜的淀粉酶溶液2mL2mL

4振荡混匀，将试管的下半部浸到60C左右的热水中，保温5min

5取出试管，各加入2mL斐林试剂,振荡摇匀

将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧

6痔红色沉淀淡蓝色

杯中，煮沸1min,观察颜色变化

（3）实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。这说明酶具有专二

性。

।概念辨析」

1.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。（义）

2.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。（J）

3.酶提供了反应过程中所必需的活化能。（X）

4.酶活性的发挥离不开其特定的结构。（J）

5.同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同。（X）

6.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。（义）

7.睡液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37C。（X）

【教材细节命题】

1.(必修1P82“探究•实践”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5,小肠液的pH为

7.6,胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？丕熊。为什么？因为没有了

适宜的pH,胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。

2.(必修1P85“科学・技术•社会”)溶菌酶为什么具有抗菌消炎的作用？溶菌

酶能够溶解细菌的细胞壁，起到抗菌消炎的作用。细菌性溶菌酶丕熊(填”能”

或“不能”)用于真菌感染。为什么？由于真菌和细菌细胞壁的成分不同和酶具

有专一性等原因，细菌性溶菌酶不能用于真菌感染。

概念涿研」

1.酶相关模型的构建与解读

(1)酶的高效性。

糙［加入酶加入无机催化剂

W一少二平衡点

应加催化剂

o时间

①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

②酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反

应的平衡点。

⑵酶的专一性。

①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对此反应无催

化作用。

②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对此反应有催

化作用。

(3)影响酶活性的因素。

S

次3

克

)

图甲曲线分析：

①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。

②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，酶分子的结

构未被破坏，温度升高可恢复活性。

图乙曲线分析：

纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH=

7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的

最适温度。

（4）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响。

甲（在酶量一定的情况下）乙（在底物足量的情况下）

①图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加

而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。

②图乙：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。

2.影响因素制约酶活性的机理

（1）高温、过酸、过碱——可破坏酶分子的空间结构而导致酶永久性失活（不可逆

转）。

⑵低温——仅抑制酶活性，并不破坏酶分子的空间结构，当温度适当升高时活

性可恢复。

⑶酶活性还受某些激活剂或抑制剂的影响，前者可提升酶活性，后者则降低酶

活性。

「案例导引」

考向11酶的本质、作用和特性

1.（2022•湖南卷）洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部

分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活。此外，加热也能

使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是（）

天然状态部分解折叠完全解折叠

A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活

B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的

C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果

D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染

B解析：由题''部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失

活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热

导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后

可恢复到天然状态，因此部分加热导致的碱性蛋白酶构象改变是可逆的，B错误;

碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，

会降低加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗

涤剂的去污效果，C正确；酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和

氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油溃等污

溃，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。

2.下列有关酶的叙述，正确的是（）

A.酶的催化效率比无机催化剂更高是因为酶能降低反应的活化能

B.酶都是在核糖体上合成的，但不一定需要内质网和高尔基体的加工

C.在最适温度和最适pH的条件下，酶对细胞代谢的调节作用最强

D.酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应

D解析：酶和无机催化剂都能降低反应的活化能，酶在降低反应的活化能方面

比无机催化剂更显著，因而催化效率更高，A错误；酶不都在核糖体上合成，如

某些化学本质是RNA的酶，蛋白质类酶的合成也不一定需要内质网和高尔基体

的参与，B错误；酶在细胞代谢中有催化作用，在最适温度和最适pH的条件下，

酶的催化作用最强，C错误；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反

应，D正确。

考向2|影响酶活性的因素

3.（2022•浙江6月选考）下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，

正确的是（）

A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活

B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性

C.淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高

D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率

B解析：低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致

酶变性失活，A错误；酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，

B正确；酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活

性升高，超过最适pH后，随pH增加，酶活性降低甚至失活，C错误；淀粉酶

的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，淀粉酶会被水解，则

淀粉的水解速率会变慢，D错误。

4.下图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原

糖的结果。请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果？（）

121518时间/min

□表示一定量淀粉溶液、一定量唾液、

37%：、pH为7.0时实验结果

■表示改变某一因素后的结果

A.淀粉溶液量B.pH

C.温度D.唾液量

A解析：改变底物的量，产物的量则会减少，图中对照组的还原糖生成量一直

多于实验组的还原糖生成量，故改变的是淀粉溶液量，即降低了底物的量，A正

确；改变pH或温度（会影响酶的活性）及改变唾液淀粉酶的量，都会影响化学反

应速率，但不改变化学反应的平衡点，即产物的最终产量不变，B、C、D错误。

考点二（探究•实践）探究影响酶活性的因素

।概念梳理」

1.探究温度对酶活性的影响

（1）实验原理。

无蓝色出现

温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解,滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色

的深浅来判断酶的活性。

（2）实验材料。

质量分数为2%的淀粉酶溶液、体积分数为3%的可溶性淀粉溶液、热水、蒸储

水、冰块、碘液（相关用具省略）。

(3)实验步骤。

序号实验操作内容试管1试管2试管3

1加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL

60℃

冰块沸水

2控制不同的温度条件温水

(5min)(5min)

(5min)

1mL1mL1mL

3加入等量的新鲜唾液淀粉酶溶液

(5min)(5min)(5min)

4加入等量的碘液2滴2滴2滴

5观察实验现象蓝色无蓝色出现蓝色

(4)实验结论：温度过高、过低都会影响酶的活性，适宜温度下酶的活性最高。

2.探究pH对酶活性的影响

■｛匕

(1)实验原理：2H2。正心2H2。+02。pH影响酶的活性，从而影响。2的

生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验02的生成速率。

(2)实验材料。

质量分数为20%的肝脏研磨液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、物质的量浓度

为0.01mol/L的HC1溶液、物质的量浓度为0.01mol/L的NaOH溶液、蒸储水

(3)实验步骤。

序号实验操作内容试管1试管2试管3

加入等量的过氧化

12滴2滴2滴

氢酶溶液

1mL0.01

加入等量的不同pH1mL蒸1mL0.01mol/L

2mol/L的HC1

的溶液谯水的NaOH溶液

溶液

加入等量的体积分

3数为3%的过氧化氢2mL2mL2mL

溶液

4观察实验现象有大量气无气泡产生无气泡产生

泡产生

将带火星的卫生香

5插入试管内液面的燃烧剧烈不燃烧不燃烧

上方

（4）实验结论：过酸、过碱都会影响酶的活性，适宜pH下酶的活性最高。

।概念辨析」

1.酶活性最高时的温度不适合酶的保存。（J）

2.温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率；底物浓度和酶浓度也

能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。（J）

3.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构。（义）

4.若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液作为底物。（X）

5.温度过高、低温都能使酶活性降低，二者的作用原理不同。（J）

概念涿研」

1.实验材料选择时的注意事项

⑴在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作为实

验材料，因为过氧化氢在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响

实验结果。

（2）在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因

为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。

2.实验步骤和结果检测的注意事项

⑴在探究温度对酶活性的影响实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中

保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。

（2）在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度（排除温度干扰）,

且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预

设pH前，让反应物与酶接触。

⑶若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜

选用碘液，不能选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需要水浴加热，而该实验

需严格控制温度。

「案例导引」

考向11影响酶活性的因素的基础实验分析

1.（2023•广东深圳模拟）红平菇对纤维素的降解是菌丝分泌纤维素酶作用的结

果，纤维素酶活性影响菌株对培养基质的降解能力，影响红平菇的生产周期。某

研究团队研究了温度对红平菇纤维素酶活性的影响，结果如下图所示。下列分析

错误的是（）

温度/t

A.纤维素酶活性的测定可以用单位时间内纤维素的降解量表示

B.该实验结果表明40C为红平菇纤维素酶的最适温度

C.高温或低温对酶活性的影响机理不同

D.为指导生产，还可在此实验基础上测定pH等因素对纤维素酶活性的影响

B解析：酶活性可以用单位时间内反应物的降解量或产物的生成量来表示，A

正确；该实验结果表明纤维素酶的最适温度在30C到50C之间，不一定是40℃,

B错误；高温破坏酶的空间结构，低温没有破坏酶的空间结构，只是抑制了酶活

性，C正确；为指导生产，还需要在此实验基础上测定pH等因素对纤维素酶活

性的影响，才能确定适合红平菇生长的最适条件，D正确。

2.（2021-海南卷）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，下列有关叙述错误的是（）

0A时间

A.该酶可耐受一定的高温

B.在8时，该酶催化反应速率随温度升高而增大

C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同

D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同

D解析：由题图可知，该酶在70C条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐

受一定的高温，A正确；由图可知，在九时，酶促反应速率随温度升高而增大，

B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率（曲线变平缓）

时所需时间不同，其中70°C达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；

相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率（曲

线平缓）之后的反应速率相同，D错误。

考向刀实验的拓展和应用

3.某同学欲通过下图所示的装置进行与酶有关的实验研究，下列分析正确的是

)

滤纸片进入滤纸片浮出

液面之时M）液面之时（川

过氧化氢杯底部之时㈤

溶液

A.若不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、Fe3+,则该装置可用于探究酶的

专一性

B.该装置可用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响

C.酶促反应速率可用滤纸片进入烧杯液面到浮出烧杯液面的时间仍一用来表示

D.该装置不能用于探究pH对酶活性的影响

C解析：若滤纸片上分别附有过氧化氢酶、Fe3+,自变量是不同的催化剂，可

用来探究酶的高效性，A错误；过氧化氢在高温下分解会加快，故不能选择过氧

化氢溶液来探究温度对酶活性的影响，B错误；该装置可以用来探究pH对酶活

性的影响，D错误。

4.（2021•湖北卷）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂

主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类

是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能

通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。

实验材料和用具：蒸储水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工

合成半透膜），试管，烧杯等。

为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请

完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。

（1）实验设计思路

取支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等

量_________________,一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管

中的溶液分别装入透析袋，放入蒸储水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出

酶液，再测定各自的酶活性。

（2）实验预期结果与结论

若出现结果①：o

结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。

若出现结果②：o

结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。

若出现结果③：o

结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。

若出现结果④：O

结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。

解析：（1）由题可知，实验目的是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，

则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循

对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，

再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液（单一变量和对照原则）；一段时间后，测

定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸僧水中进

行透析处理；透析后，从透析袋中取出酶液，测定各自的酶活性。（2）由题可知，

物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和

乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机

理，可能的情况有：①甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，

两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶

的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③甲为可逆抑制剂，乙

为不可逆抑制剂，则甲组中酶活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液

组，透析后酶活性比透析前高；加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④甲为

不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中酶活性不能恢复，而乙组能恢复，故

加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变；加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析

前高。

答案：(1)2甲物质溶液、乙物质溶液(2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶

的活性高透析前后，两组的酶活性均不变加甲物质溶液组，透析后酶活性比

透析前高；加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变加甲物质溶液组，透析前后

酶活性不变；加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高

考点三ATP

।概念梳理」

1.ATP的组成元素：C、H、O、N、P。

2.ATP的分子结构

(1)分子结构式：A—P〜P〜P(简写)。

⑵组成图解(填出各部分名称)。

由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺同、二

个特殊的化学键、三个磷酸基团。

3.ATP与ADP的相互转化

(1)转化基础：ATP的化学性质不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能。

(2)ATP和ADP的相互转化过程比较

比较内容ATP水解ATP合成

酶

反应式ATP------>ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量一^ATP

酶ATP水解酶ATP合成酶

细胞质基质、线粒体、吐

场所活细胞内多种场所

绿体(植物细胞)

能量转化放能吸能

能量来源ATP的水解呼吸作用、光合作用

能量去向用于各项生命活动储存在ATP中

4.ATP为主动运输供能（以Ca2+主动运输为例）

⑴参与Ca2+主动运输的蔓便蛋包是一种能催化组B水解的酶。当膜内侧的Ca2+

与其相应位点结合时，酶活性被激活。

⑵在载体蛋白的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,

这一过程伴随着能量的转移，即载体蛋白的磷酸化。

（3）载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,

将Ca2+释放到膜外。

I概念辨析」

1.ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。（J）

2.ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。（义）

3.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。（X）

4.DNA与ATP中所含元素的种类相同。（J）

5.ATP的结构简式为A—P〜P〜P,“A”代表腺昔，“P”代表磷酸基团。

（V）

【教材细节命题】

1.（必修1P87正文）人体内，在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为

ADP,以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：ATP

与ADP时刻不停地快速地发生相互转化，并且处于动态平衡之中。

2.（必修1P89阅读材料拓展）“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉

如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是萤火虫尾部细胞中的

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，激活的荧光

素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素而发光。

概念涿研J

1.概括ATP与核昔酸的关系

腺噱吟核糖核甘酸（AMP）

脱铳腺昔三磷酸（dATP）

2.比较以下四种结构中“A”的含义

0-p~p~p

①ATP④核甘酸

结构“A”的名称“A”的分子组成

①腺昔腺喋吟和核糖

②腺噂吟脱氧核甘酸1分子腺噂吟、1分子脱氧核糖和1分子磷酸

③腺喋吟核糖核昔酸1分子腺喋吟、1分子核糖和1分子磷酸

④腺喋吟——

3.ATP的再生和利用图解

，人“皿，~色素吸收'醐发生在叶绿体

植物:嘘髓）:光能府痂ADP+PfTP今类囊体薄膜上

乳化分解一能J热能f散失'发生在细胞质

细菌f细胞呼吸:有机物•

有0减无。2盘基质和线粒体

真菌化学能因P’中（原核生物发

生在细胞质中）

动物ADP+Pi

4.ATP产生量与02供给量的关系分析

-------•哺乳动物成熟红

/细胞（某些只进行

_无氧呼吸的细胞）

0,供给食

（1）4点为无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。

（2）45段随。2供给量增多，有氧呼吸明显加强，ATP产生量逐渐增多。

（3）5。段02供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素

可能是酶、ADP、磷酸基团等。

「案例导引J

考向1|ATP的结构和功能

1.（2022•浙江1月选考改编）下列关于腺昔三磷酸分子的叙述，正确的是（）

A.由1个脱氧核糖、1个腺喋吟和3个磷酸基团组成

B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为特殊化学键

C.在水解酶的作用下不断地合成和水解

D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带

D解析：1分子的ATP是由1分子核糖、1分子腺嚓吟和3分子磷酸基团组成

的，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P〜P〜P,磷酸基团与磷酸基团

相连接的化学键是一种特殊的化学键，B错误；在水解酶的作用下ATP水解，

在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP,C错误；吸能反应一般与

ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反

应之间的纽带就是ATP,D正确。

2.ATP是腺嗯吟核昔的衍生物，下图是ATP的分子结构图，下列分析正确的是

（）

A.圆圈内所示为含氮碱基腺嗯吟

B.方框内所示为腺嚓吟核糖核甘酸

C.细胞合成蛋白质时利用①断裂释放的能量

D.②在光合作用过程中容易形成但不易断裂

A解析：ATP由腺嚅吟、核糖、磷酸基团（三个）构成，有两个特殊的化学键（图

中①②）。图中圆圈内为腺喋吟，A正确；腺喋吟与核糖一起形成方块内的结构，

即腺昔，B错误；合成蛋白质时，利用ATP中远离A的那个磷酸基团脱离，即

②断裂供能，C错误；光合作用过程中，ATP中远离A的那个磷酸基团容易结

合，也容易脱离，光反应阶段ADP与Pi利用光能形成ATP,而暗反应阶段ATP

水解（即②断裂）供能，D错误。

考向2|ATP与ADP的相互转化

3.（2022•湖北黄冈模拟）下图表示ATP与ADP的相互转化过程，下列相关叙

述错误的是（）

A.图中的M指的是腺喋吟，N指的是核糖

B.食物为ATP充电指的是呼吸作用分解来自食物中的有机物产能

C.运动时肌肉细胞中ATP的充电速率远高于其放能速率

D.ATP的“充电”和“放能”所需要的酶不同

C解析：根据题图判断，M指的是腺嚓吟，N指的是核糖，A正确；食物中稳

定的化学能转化成ATP中活跃的化学能，需通过呼吸作用来完成，B正确；ATP

的合成和分解速率始终处于一种动态平衡状态，C错误；酶具有专一性，故ATP

的合成和分解所需要的酶不同，D正确。

【易错提醒】ATP理解的两点提醒

(l)ATP不等同于能量：ATP是与能量有关的一种高能磷酸化合物，水解时会释

放出大量的能量。

(2)ATP与ADP的相互转化不可逆：从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的

场所、能量等方面来看是不可逆的。

0层级之凝练学科素养探析高考命题

【命题动态】酶和ATP是细胞代谢有序进行的必备物质和条件。“酶”的内容

主要包括酶的化学本质、作用特性以及对相关实验的分析和设计；“ATP”的内

容主栗包括ATP的结构及其在能量供应系统中的作用。从近年的高考看，该专

题主要以选择题的形式从“酶在代谢中的作用”角度考查酶的本质、种类、作用

特性以及与其他生理过程的联系，另外还常以实验题的形式考查与酶特性有关

的实验设计。预计2024年高考中该专题仍将从物质与能量的视角考查酶的作用

原理与ATP的结构及其功能。

「对接高考真题|

1.(2022•全国卷)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反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表

中“十”表示有，“一”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Mg?+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

C解析：第①组中，酶P在低浓度Mg2+条件下，有产物生成，说明酶P在该

条件下具有催化活性，A错误；第③组和第⑤组对照，无关变量是底物和蛋白质

组分，自变量是Mg2+浓度，无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg?+条件下，

两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，B、D错误；第②组和第④

组对照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2+浓度，第④组在高浓度

Mg2+条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg?+条件下没有产物生成，说明在高

浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性，C正确。

2.（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

［思维培养］

信

ATP含有必须在有ATP在细胞

息为细胞提

、、、氧条件下内的合成需卜

获CH0

供能量

合成要幅的催化

取N、P

工

知

识

调

用

B解析：ATP中含有腺喋吟、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、

P,A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成少量ATP,