2025版新教材高考生物总复习第3单元第7讲酶和ATP教案

PAGEPAGE30第7讲酶和ATP考点内容核心素养解读1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响2.说明ATP是驱动细胞生命活动的干脆能源物质1.通过比较不同条件下过氧化氢的分解试验,相识酶的作用(生命观念)2.通过分析与酶有关的试验,培育学生利用数形结合分析生物学问题的科学思维习惯(科学思维)3.通过设计与酶有关的试验,培育对试验现象和结果进行说明、分析和处理的实力,培育对试验方案的评价实力(科学探究)考点一酶的本质、作用和特性必备学问·整合1.酶的本质与作用(1)本质与作用(2)作用机理:降低化学反应的活化能。

①无酶催化的反应曲线是乙,有酶催化的反应曲线是甲。

②ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所须要的活化能;ba段的含义是酶降低的活化能。

③该反应中,若将酶催化改为无机催化剂催化,则b点在纵轴上将向上移动。

2.酶的特性3.酶本质的探究历程(连线)1.细胞代谢发生在细胞中,是每时每刻进行着的很多化学反应的统称。(必修1P76正文) (√)2.酶供应了反应过程中所必需的活化能。(必修1P78正文)(✕)3.萨姆纳从刀豆种子中提取到了脲酶,并证明脲酶是蛋白质。(必修1P79思索·探讨) (√)4.酶都是活细胞产生的,具有催化和调整生命活动的作用。(必修1P81正文) (✕)5.每种酶只能催化一种化学反应。(必修1P82正文) (✕)6.高温柔低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(必修1P84正文) (✕)7.细胞中的各类化学反应之所以能有序进行,还与酶在细胞中的分布有关。(必修1P84正文) (√)8.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用。(必修1P85科学·技术·社会) (√)(必修1P84图5-2、5-3拓展)分析图示甲、乙,完成填空。(1)甲、乙两图横坐标分别为温度、pH,b点表示最适温度,e点表示最适pH。

(2)甲图中,温度由a变为b时,酶活性上升;由c变为b时,酶活性不变,缘由是高温使酶的空间结构被破坏,使酶永久失活。

(3)乙图中,pH由d变为e或由f变为e时,酶活性均不变,缘由是过酸、过碱都会导致酶空间结构被破坏,使酶永久失活。

(4)结论:在相宜的温度、pH条件下,酶的活性最高。

(5)人发烧时不想吃东西,缘由是体温上升导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢。

(6)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活,缘由是唾液淀粉酶的最适pH为6.8,而胃液的pH为0.9~1.5。

重点疑难·突破1.酶专一性的理论模型(1)图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。(2)酶和被催化的底物分子有特定的、相契合的结构。2.与酶有关的曲线分析(1)酶的高效性①由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率高。②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变更学反应的方向和平衡点。因此,酶不能变更最终生成物的量。(2)酶的专一性①在底物A中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催化底物A的反应。②在底物A中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化底物A的反应。(3)酶的化学本质的探究①将A、B两种酶分别用同一种蛋白酶处理,A酶活性不变,能反抗该种蛋白酶的降解,则其化学本质不是蛋白质,而是RNA;B酶活性降低,能被蛋白酶降解,则其化学本质为蛋白质。②B酶活性变更的缘由是B酶在被降解的过程中分子结构发生变更。(4)影响酶活性因素的相关曲线①甲曲线分析:在肯定温度(pH)范围内,随温度(pH)的上升,酶的催化作用增加,超过最适温度(pH),酶的催化作用渐渐减弱;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,酶分子的结构未被破坏,温度上升可复原活性。②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,可能为最适pH;反应溶液pH的变更不影响酶作用的最适温度。(5)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线①甲图:在其他条件相宜、酶量肯定的状况下,酶促反应速领先随底物浓度的增加而加快,当底物达到肯定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再加快。②乙图:在底物足量、其他条件相宜的状况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。关键实力·提升考向一围绕酶的本质、作用和特性,考查生命观念1.(不定项选择)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是 ()A.脲酶可与双缩脲试剂反应产生紫色络合物B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃1.答案AC脲酶的化学本质是蛋白质,能够与双缩脲试剂反应产生紫色络合物,A正确;只要赐予相宜的温度、pH等条件,由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性,B错误;盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低,但不影响蛋白质的活性,胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法,C正确;唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37℃,但是37℃不是保存该酶的最适温度,酶应当在低温条件下保存,D错误。2.(2024山东日照高三校际联考)真核细胞中,通过转录产生的RNA,往往须要在各种酶的作用下进行剪接加工,下图表示某种酶在该过程中的作用。相关叙述错误的是 ()A.该酶的基本组成单位是核糖核苷酸B.该酶为限制酶,能特异性切割磷酸二酯键C.该酶的专一性与其特定的碱基排列依次有关D.该酶能够显著降低RNA水解所须要的能量2.答案B限制酶作用的底物是DNA,B错误。题后悟道·归纳对酶在细胞代谢中作用的理解(1)酶通过降低活化能加快化学反应速率。(2)酶只能提高化学反应速率,缩短反应时间,不会改变更学平衡的位置。(3)在反应前后,酶的化学性质和数量均保持不变。(4)加热不能降低活化能。考向二围绕外界因素对酶活性的影响,考查科学思维实力3.(2024黑龙江哈尔滨六中高三开学考)下图为酶促反应曲线,Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。竞争性抑制剂与底物结构相像,可与底物竞争性结合酶的活性部位;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不行逆性结合,从而使酶的活性部位功能丢失。下列分析错误的是 ()A.Km越大,酶与底物亲和力越高B.加入竞争性抑制剂,Km增大C.加入非竞争性抑制剂,Vmax降低D.非竞争性抑制剂破坏酶的空间结构3.答案A据图分析,Km越小,达到1/2Vmax须要的底物浓度越低,说明酶与底物亲和力越高,A错误。4.(2024河北邯郸摸底)如图为淀粉—琼脂培育基,其上的6个位置分别放置经不同溶液浸泡过的滤纸片。将该培育基置于37℃条件下保温。30min后加入碘液处理,视察6个位置的颜色如表所示。位置滤纸的浸泡液碘液处理后的颜色1唾液淀粉酶溶液(pH为6.8)接近无色2蒸馏水蓝色3与HCl混合的唾液淀粉酶溶液蓝色4与NaOH混合的唾液淀粉酶溶液蓝色5煮沸后冷却的唾液淀粉酶溶液蓝色6蛋白酶溶液?下列叙述错误的是 ()A.37℃保温的目的是解除温度对试验结果的影响B.由位置1和2的试验结果可得出唾液淀粉酶具有催化作用C.将位置3的滤纸浸于pH为6.8的溶液中,酶的活性复原D.由于酶具有专一性,位置6的颜色应当是蓝色4.答案C过酸(位置3)、过碱(位置4)或温度过高(位置5)都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活,因此将位置3的滤纸浸于pH为6.8的溶液中,酶的活性不会复原,C错误。考向三结合酶特性相关的曲线等模型分析,考查科学思维实力5.(2024云南两校高三联考)如图曲线乙表示在外界条件均相宜时,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是 ()A.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素B.酶量增加后,图示反应速率可用曲线丙表示C.降低pH,重复该试验,A、B点位置都不变D.B点后,上升温度,酶活性增加,曲线将呈现甲所示的变更5.答案A酶量增加后,反应速率增大,图示反应速率可用曲线甲表示,B错误;曲线乙表示在外界条件均相宜时,反应物浓度与酶促反应速率的关系,降低pH,酶活性降低,重复该试验,A、B点位置均将下降,C错误;B点后,上升温度,酶活性下降,曲线不会呈现甲所示变更,D错误。6.(2024山东高三统一模拟)将某种酶运用到工业生产前,需测定运用该酶的最佳温度范围。下图中的曲线①表示在各种温度下该酶活性相对于最高酶活性的百分比。将该酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性,由此得到的数据为酶的热稳定性数据,即下图中的曲线②。据此作出推断,不正确的是 ()A.曲线①可知80℃是该酶活性最高的温度B.曲线②的各数据点是在对应温度下测得的C.该酶运用的最佳温度范围是60℃~70℃D.该酶的热稳定性在70℃之后急剧下降6.答案B曲线②中的数据是将酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测得的,B错误。题后悟道·方法“四看法”分析酶促反应曲线试验一比较过氧化氢在不同条件下的分解必备学问·整合1.试验原理2H2O22H2O+O22.试验设计与现象分析3.试验结论(1)①②比照,说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率。

(2)①④比照,说明酶具有催化作用,同无机催化剂一样可加快化学反应速率。

(3)③④比照,说明酶具有高效性,同无机催化剂相比,酶的催化效率更高。

重点疑难·突破1.试验胜利的4个关键点(1)若肝脏不簇新,肝细胞内的过氧化氢酶等有机物会在腐生细菌的作用下分解,使组织中酶分子的数量削减且活性降低,故宜用簇新肝脏。(2)试验中运用肝脏的“研磨”液,可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积,从而加速过氧化氢的分解。(3)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管,因为酶的催化具有高效性,少量酶混入FeCl3溶液后就会影响试验结果的精确性,使人作出错误的推断。(4)加热、Fe3+、H2O2酶,都提高了反应的速率,它们提高反应速率的原理不相同,加热为过氧化氢分子供应了能量,用于从常态转变为简单分解的活跃状态;Fe3+和过氧化氢酶没有供应能量,而是降低了过氧化氢分解反应的活化能。2.试验变量与比照分析关键实力·提升1.(2024陕西咸阳高三模拟)如图为某同学在25℃的环境中探究过氧化氢在不同条件下的分解状况,下列相关叙述正确的是()A.若该4组试验在60℃的环境中进行,则4组气泡的产生速率均增加B.若要得出酶具有高效性的结论,只能甲组与丙组进行比较C.丙组与丁组比较,可得出氯化铁能为过氧化氢分解供能的结论D.无机催化剂与酶的作用机理相像,但前者不具有专一性1.答案D题述试验在60℃的环境中进行时,甲组鸡肝脏匀浆中的酶因高温变性,活性丢失,气泡的产生速率降低,A错误;要得出酶具有高效性的结论,可以是甲组与丙组或甲组与乙组进行比较,B错误;丙组与丁组比较,可得出氯化铁能催化过氧化氢分解的结论,不能证明氯化铁能为过氧化氢分解供应能量,C错误。2.(2024四川成都石室中学高三开学考)将四支装有等量等浓度H2O2溶液的试管进行不同的处理,测定各试管在相同时间内释放的氧气量,如图所示。下列相关叙述正确的是 ()A.①②组的结果不同,二者分解等量H2O2所需的活化能相同B.比较①组、②组和④组的结果,可以说明过氧化氢酶具有高效性C.③④组结果存在差异的主要缘由是过氧化氢酶能降低反应的活化能D.若在④组的基础上增加②组条件,则相同时间内④组释放的氧气量增加2.答案A比较①组、②组和④组的结果,可以说明过氧化氢酶具有催化作用,欲说明过氧化氢酶具有高效性,须要比较①组、③组和④组的结果,B错误;无机催化剂和酶都能降低反应的活化能,其中酶降低活化能的效果更为显著,C错误;在高温条件下过氧化氢酶的活性会丢失,故若在④组的基础上增加②组条件(90℃水浴),则相同时间内④组释放的氧气量削减,D错误。试验二淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用必备学问·整合1.试验原理:淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖,还原糖能与斐林试剂反应,生成砖红色沉淀。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。

2.试验设计序号操作步骤1号试管2号试管1注入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2mL-2注入质量分数为3%的蔗糖溶液-2mL3注入质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液2mL2mL4轻轻振荡,保温5min60℃60℃5加斐林试剂,轻轻振荡2mL2mL6水浴加热煮沸并保持1min7视察溶液颜色砖红色沉淀蓝色3.试验结论:酶具有专一性,淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解。

[特殊提示]试验留意事项(1)为了试验的严谨性,试验前应先检查淀粉溶液、蔗糖溶液中是否含有还原性杂质,简便可行的方法是试验前用斐林试剂检测待测溶液,若产生砖红色沉淀,说明待测溶液中含有还原性杂质,不能用于此试验。(2)用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性时,无论蔗糖是否发生水解,都不与碘液发生颜色反应,因此不能用碘液代替斐林试剂。关键实力·提升1.(不定项选择)某同学进行了下列有关酶的试验。甲组:淀粉溶液+簇新唾液+斐林试剂→有砖红色沉淀乙组:蔗糖溶液+簇新唾液+斐林试剂→无砖红色沉淀丙组:蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+斐林试剂→?下列叙述正确的是 ()A.丙组的试验结果是“无砖红色沉淀”B.加入斐林试剂后还应水浴加热C.该同学的试验目的是验证酶的专一性D.为省去水浴加热步骤,可用碘液代替斐林试剂1.答案BC分析甲、乙、丙三组,丙组中,蔗糖酶可以把蔗糖水解为葡萄糖和果糖,二者均为还原糖,在水浴加热条件下与斐林试剂反应产生砖红色沉淀,A错误;加入斐林试剂后还应水浴加热,B正确;试验中淀粉酶能水解淀粉,不能水解蔗糖,而蔗糖只能被蔗糖酶水解,能验证酶具有专一性,C正确;碘液只能检测淀粉是否水解,而不能检测蔗糖是否水解,D错误。2.(2024山东3月联考)据表分析,下列说法正确的是 ()组别①②③④⑤⑥质量分数为3%的淀粉溶液(mL)2—2—2—质量分数为3%的蔗糖溶液(mL)—2—2—2质量分数为2%的α-淀粉酶溶液(mL)111111反应温度(℃)006060100100碘液2滴2滴2滴2滴2滴2滴注:表中“—”表示没有添加。A.α-淀粉酶溶液的用量是无关变量B.①②两组试验可用于验证酶的专一性C.②④⑥三组试验可说明温度能影响酶活性D.设计上述试验的目的是验证酶的专一性2.答案A①②两组试验的温度不是α-淀粉酶的相宜温度,此温度下α-淀粉酶不能正常发挥作用,所以不能用于验证酶的专一性,B错误;α-淀粉酶不能催化蔗糖水解,故②④⑥不能说明温度能影响酶活性,C错误;该试验的目的是探究温度对酶活性的影响,因碘液无法检测蔗糖是否被分解,所以无法验证酶的专一性,D错误。3.为了证明酶的作用具有专一性,某同学设计了如下5组试验,分别选择肯定的试剂进行检测,下列有关试验方案和检测结果的叙述,正确的是 ()组别①②③④⑤酶淀粉酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反应物蔗糖淀粉蛋白质淀粉麦芽糖A.②和③对比,用双缩脲试剂检测;②中不变紫色,③中呈现紫色B.③和④对比,用斐林试剂检测;水浴加热下③中不出现砖红色沉淀,④中出现砖红色沉淀C.①和④对比,用斐林试剂检测;水浴加热下①中不出现砖红色沉淀,④中出现砖红色沉淀D.④和⑤对比,用斐林试剂检测;水浴加热下④和⑤中均出现砖红色沉淀3.答案C蛋白酶和淀粉酶都是蛋白质,都能与双缩脲试剂反应呈现紫色,不能用来证明酶的作用具有专一性,A错误;斐林试剂可以用来检测淀粉是否水解,但不能用来检测蛋白质是否水解,不能用来证明酶的作用具有专一性,B错误;麦芽糖是还原糖,麦芽糖的水解产物(葡萄糖)也是还原糖,用斐林试剂不能检测麦芽糖是否水解,D错误。试验三影响酶活性的条件必备学问·整合1.探究温度对酶活性的影响(1)原理:温度影响淀粉酶的活性,进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝,可以依据是否出现蓝色及蓝色的深浅推断酶的活性。

蓝色淀粉麦芽糖无蓝色出现(2)试验步骤、现象及结论取6支试管,分别编号为1与1'、2与2'、3与3',并分别进行以下操作。试管编号11'22'33'试验步骤一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃温水中水浴5min在沸水中水浴5min三1与1'试管内液体混合,摇匀2与2'试管内液体混合,摇匀3与3'试管内液体混合,摇匀四在冰水中水浴数分钟在60℃温水中水浴相同时间在沸水中水浴相同时间五取出试管,分别滴加2滴碘液,摇匀,视察现象试验现象呈蓝色无蓝色出现呈蓝色结论酶发挥催化作用须要相宜的温度条件,温度过高和过低都将影响酶的活性[特殊提示]试验留意事项(1)探究温度对酶活性的影响时,肯定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间,再进行混合。(2)选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时,检测试剂不行用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应,而该试验中需严格限制温度。(3)探究温度对酶活性的影响时,不宜用H2O2作反应物,因为H2O2易分解,加热条件下其分解会加快,氧气的产生速率增加,并不能精确反映酶活性的变更。2.探究pH对酶活性的影响(1)原理:2H2O22H2O+O2。(2)步骤试验步骤试验操作内容试管1试管2试管3一注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴二注入不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL盐酸1mLNaOH溶液三注入等量的过氧化氢溶液2mL2mL2mL四视察现象有大量气泡产生基本无气泡产生基本无气泡产生(3)结论:酶的催化作用须要相宜的pH,pH偏低或偏高都会影响酶的活性。

[特殊提示]试验留意事项(1)探究pH对酶活性的影响时,必需先调pH,然后再将反应物与酶混合,否则反应物会在未调整好pH的状况下就在酶的作用下发生反应,影响试验的精确性。另外,本试验中也可将过氧化氢酶溶液和过氧化氢溶液分别调至同一pH再混合,以保证反应起先便达到预设pH。(2)探究pH对酶活性的影响时,不能用斐林试剂作指示剂,因为盐酸会和斐林试剂发生反应,使斐林试剂失去作用。(3)探究pH对酶活性的影响时,不宜采纳淀粉酶催化淀粉的反应,因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应,使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大削减,而且在酸性条件下淀粉也会被水解,从而影响试验的视察效果。关键实力·提升1.(2024安徽马鞍山一模)关于酶及其特性的试验设计,下列叙述正确的是 ()A.探究酶的专一性,可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计试验B.探究酶的高效性,因作用机理不同,加酶组比加FeCl3组产生的气体量多C.探究pH对酶活性影响的试验步骤为:加底物→调pH→加酶→混匀→视察D.探究温度对酶活性的影响,可利用淀粉酶、淀粉和斐林试剂设计试验1.答案C在探究酶的专一性试验时,不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计试验,因为无论蔗糖是否发生水解,都不与碘液发生颜色反应,A错误;无机催化剂和酶的作用机理相同,都是降低化学反应的活化能,B错误;利用斐林试剂检测产物量时,须要水浴加热,反应温度就会发生变更,影响试验结果,所以不能选用斐林试剂探究温度对酶活性的影响,D错误。2.某同学进行了温度对酶活性影响的探讨,设计了如下试验。(1)试验步骤:Ⅰ.取三支试管,分别加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。Ⅱ.将三支试管分别放入冰水、25℃的水和沸水中,在三支试管中分别加入相同温度、质量分数为2%的淀粉酶溶液,前两支试管中的pH=6.8,第三支试管中的pH=4,摇匀后维持各自的温度5min。Ⅲ.在三支试管中各滴一滴碘液,并摇匀。(2)视察并记录。(3)结论:温度过高或过低都影响酶的活性。请回答下列问题:①该试验(填“能”或“不能”)得出上述试验结论。

②指出试验步骤中的错误之处,并加以订正或补充。

。

2.答案①不能②a.试管上没有做标记,应用字母或数字标记,如三支试管应分别标记为A、B、C;b.步骤Ⅰ和步骤Ⅱ试管中加入的两种溶液没有量的描述,如步骤Ⅰ中“质量分数为3%的可溶性淀粉溶液”应改为“质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2mL”;c.步骤Ⅱ中没有设置最适温度,应把25℃改为60℃;d.试验组与比照组未遵循单一变量原则,存在pH和温度两个变量,探讨温度对酶活性的影响时,pH应相同且相宜,都为6.8(其他合理答案亦可)解析①该试验探究温度对酶活性的影响。但试验步骤中没有遵循单一变量原则,缺少最适温度等因素,导致不能得出试验结论。②依据题意分析可知:试管上没有做标记,应用字母或数字进行标记,如三支试管上应分别标记为A、B、C。步骤Ⅰ和步骤Ⅱ试管中加入的两种溶液应有量的描述,如步骤Ⅰ中“质量分数为3%的可溶性淀粉溶液”应改为“质量分数为3%的可溶性淀粉溶液2mL”。步骤Ⅱ中没有设置最适温度,应把25℃改为60℃。试验组与比照组未遵循单一变量原则,存在pH和温度两个变量,探讨温度对酶活性的影响时,pH应相同且相宜,都为6.8。考点二ATP的结构、产生和利用必备学问·整合1.ATP是一种高能磷酸化合物(1)ATP的功能ATP是驱动细胞生命活动的干脆能源物质。

(2)ATP的结构a.ATP的元素组成:C、H、O、N、P。

b.ATP的化学组成:一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团。

c.ATP的结构简式:A—P~P~P。

(3)ATP的供能原理两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等ATP中的特殊化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,即具有较高的转移势能

ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变更

(4)ATP是一种高能磷酸化合物,理由是ATP水解的过程就是释放能量的过程,1molATP水说明放的能量高达30.54kJ。

2.ATP和ADP可以相互转化(1)转化基础①ADP比ATP稳定。

②ATP水解后脱离下来的磷酸基团假如未转移给其他分子,就成为游离的磷酸(Pi)。在有关酶的作用下,ADP可以接受能量,同时与Pi结合,重新形成ATP。

(2)ATP与ADP相互转化的过程及能量来源项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量所需酶ATP合成酶

ATP水解酶

能量来源光能(光合作用)、有机物中的化学能(细胞呼吸)

储存在特殊的化学键中的能量

能量去路储存在特殊的化学键中

用于各项生命活动

反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体

生物体的需能部位(3)转化特点①这种相互转化时刻不停地发生,并且处于动态平衡之中。

②ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在全部生物的细胞内都是一样的,这体现了生物界的统一性。

3.ATP的利用(1)ATP利用的实例(2)ATP——细胞内流通的能量“货币”

①吸能反应:一般与ATP的水解反应相联系,由ATP水解供应能量。如蛋白质的合成。

②放能反应:一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物的氧化分解反应。

③能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。

1.ATP是驱动细胞生命活动的唯一的干脆能源物质。(必修1P86正文) (✕)2.ATP由腺苷、核糖和三分子磷酸组成。(必修1P86相关信息) (✕)3.ATP含有3个特殊化学键,但是只有一个特殊化学键会发生断裂。(必修1P86正文) (✕)4.人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(必修1P87正文) (✕)5.人在猛烈运动时,骨骼肌细胞ATP的合成远多于ATP的水解。(必修1P87正文) (✕)6.植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(必修1P87图5-5) (√)7.ATP水说明放的能量可用于细胞内的放能反应。(必修1P89正文) (✕)1.(必修1P86问题探讨拓展)萤火虫尾部发光的原理是萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,在ATP供应能量的前提下,荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素。

2.(必修1P86相关信息拓展)据图分析ATP的结构和特点。(1)图示a处为—OH(填“—H”或“—OH”),因为该五碳糖为核糖。

(2)图示b、c、d所示化学键中最易断裂和重建的是d。

(3)图示框e中结构的名称是腺嘌呤核糖核苷酸,它与RNA的关系是它是构成RNA的基本单位之一。

3.(必修1P87正文拓展)人体内ATP的含量很少,但在猛烈运动时,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更,其缘由是ATP与ADP时刻不停地发生相互转化。

重点疑难·突破1.关于ATP的4个易错点(1)ATP≠能量,ATP是一种高能磷酸化合物,是一种可以储存能量的物质。(2)ATP与ADP的相互转化,从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不行逆的,因此不是可逆反应。(3)细胞中的ATP与ADP的转化总是处于动态平衡中,由于ADP、Pi可重复利用,只要供应能量,生物体就可不断合成ATP,满意生物体的须要。(4)混淆DNA、RNA、ATP和核苷酸中的“A”物质结构物质名称(简称或缩写)“A”的含义A—P~P~PATP腺苷(腺嘌呤+核糖)ATP腺嘌呤核苷酸腺嘌呤DNA腺嘌呤脱氧核苷酸RNA腺嘌呤核糖核苷酸说明:上述物质的共同点为全部“A”都含有腺嘌呤2.ATP与细胞的代谢3.细胞内产生与消耗ATP的常见生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:细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP:光反应消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP:有氧呼吸其次、三阶段消耗ATP:自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP:蛋白质的合成细胞核消耗ATP:DNA复制、转录等关键实力·提升考向一围绕ATP的结构及其合成和利用,形成物质与能量观1.(2024浙江联考)ATP不仅是细胞中放能反应和吸能反应的纽带,更是细胞中的能量“货币”。下列叙述正确的是 ()A.ATP的“A”是由一个核糖和一个腺苷组成的B.ATP中有一个磷酸基团连接在脱氧核糖分子上C.ATP水解所产生的能量用于吸能反应D.在常温下细胞呼吸所释放的能量大部分转变成ATP中的化学能1.答案CATP中的“A”指腺苷,由一个腺嘌呤和一个核糖组成,A错误;ATP中没有脱氧核糖,含有的是核糖,B错误;在常温下细胞呼吸所释放的能量大部分转变成热能,少部分转变成ATP中的化学能,D错误。2.(不定项选择)下列有关ATP的叙述正确的是 ()A.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求B.图中两次ATP的水解,后者能量可用于各项生命活动C.图中两次合成ATP,前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生D.人体进行猛烈运动时,ADP的合成速率显著大于ATP的合成速率2.答案ABC细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,保证了机体对能量的需求,A正确;图中两次ATP的水解,前者能量储存在有机物中,后者能量可用于各项生命活动,B正确;图中两次合成ATP,前者ATP的合成是通过光合作用进行的,所需能量来源于光能,在人体细胞中不会发生,C正确;人体内,ATP的合成速率与ADP的合成速率基本相等,D错误。考向二借助ATP结构与功能的拓展,考查科学思维与科学探究实力3.核苷三磷酸(NTP)包括ATP、GTP、UTP、CTP等,脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP,d表示脱氧)包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。探讨发觉dNTP可作为DNA合成的原料。下列叙述正确的是 ()A.dNTP和NTP的区分体现在五碳糖的种类不同B.dNTP含有2个特殊的化学键,可为DNA复制供应能量C.DNA复制时需dATP、dTTP含量越多,则DNA结构越稳定D.真核细胞分裂时,胞内dNTP都进入细胞核内参加DNA的复制3.答案BdNTP和NTP的区分在于五碳糖种类和碱基种类不同;DNA复制时需dCTP、dGTP含量越多,则DNA结构越稳定;真核细胞进行分裂时,除核DNA进行复制外,细胞质DNA也进行复制,胞内dNTP不行能全部进入细胞核内参DNA的复制。4.(不定项选择)(2024安徽合肥高三调研)磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP(A—P~P~P)。探讨者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测比照组和试验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量,结果如下表所示,依据试验结果,下列有关分析正确的是()腺苷磷酸比照组/(10-6mol·g-1)试验组/(10-6mol·g-1)收缩前收缩后收缩前收缩后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95A.比照组中的肌肉组织细胞中有ATP和ADP的相互转化B.试验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成C.比照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定D.试验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键4.答案AC肌肉收缩须要ATP供应能量,比照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变更,故有ATP和ADP的相互转化,A正确;试验组肌肉收缩后ATP含量下降,说明有ATP分解,但依据数据无法推断有无ATP合成,B错误;磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP,故比照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定,C正确;题述试验没有测定AMP的含量变更,故不能推断是否有部分生命活动利用了靠近A的磷酸键,D错误。高考真题再现1.(2024北京,4,2分)用簇新制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的试验,两组试验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20℃条件下,向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比,第2组试验只做了一个变更。第2组试验提高了 ()A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度 D.反应体系的pH1.答案B结合题干信息分析题图,随反应时间增加,生成O2总量的相对值不断增加,达到肯定时间(第1组大约为2、第2组大约为3)以后,两组试验中产生的O2总量不再增加(即反应结束),但第2组反应结束时产生的O2总量明显高于第1组。若第2组试验提高了悬液中酶的浓度,则反应结束时产生的O2总量应与第1组相同,A错误;若第2组试验提高了H2O2溶液的浓度,则反应结束时产生的O2总量应比第1组多,B正确;若第2组试验提高了反应体系的温度(或pH),则反应结束时产生的O2总量应与第1组相同,C、D错误。2.(2024天津理综,2,6分)下列过程需ATP水解供应能量的是 ()A.唾液淀粉酶水解淀粉B.生长素的极性运输C.光反应阶段中水在光下分解D.乳酸菌无氧呼吸的其次阶段2.答案B唾液淀粉酶可以在体外相宜条件下水解淀粉,但体外环境中无ATP存在,说明该反应不须要ATP水解供应能量,A不符合题意;生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程,即须要ATP水解供应能量,B符合题意;光反应阶段水的光解不须要ATP水解供应能量,C不符合题意;乳酸菌无氧呼吸其次阶段不须要ATP,也不产生ATP,D不符合题意。3.(2024浙江4月选考,10,2分)ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是 ()A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量B.ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATPC.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解3.答案C细胞中ATP中的能量可来自细胞呼吸释放的能量,也可来自光能,A错误;ATP—ADP循环使细胞中ATP的量保持相对稳定,B错误;ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团,C正确;ATP分子中有2个高能磷酸键(特殊的化学键),远离A的高能磷酸键易断裂水解,D错误。4.(2017天津理综,3,6分)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浓度的变更曲线。叙述错误的是()A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能B.该体系中酶促反应速领先快后慢C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D.适当降低反应温度,T2值增大4.答案C由题图中A、B物质变更曲线知,A、B分别为反应物和生成物,酶C的作用是降低A生成B这一反应的活化能,A正确;随反应物浓度降低,该体系中酶促反应速领先快后慢,B正确;T2后因A浓度降低导致了反应速率下降,从而导致B浓度增加缓慢,C错误;该图为最适温度下的酶促反应曲线,若适当降低反应温度,达到反应平衡的时间会延长,T2值会增大,D正确。5.(2024课标全国Ⅲ,29,10分)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。反应部位(1)

叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖/丙酮酸等反应名称(2)

光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3)

化学能终产物(除ATP外)乙醇、CO2(4)

(5)

5.答案(1)细胞质基质(2)无氧呼吸(3)光能(4)O2、NADPH(5)H2O、CO2一、单项选择题1.(2024山东淄博高三一模)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缘由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度D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个化学反应的底物1.答案B导致酶空间结构被破坏而变性的因素有过酸、过碱、高温等,低温只是抑制酶的活性,不会破坏酶的空间结构,B错误。2.(2024广西钦州一中摸底)下列关于比较过氧化氢在不同条件下的分解试验的叙述,错误的是 ()A.加热能提高过氧化氢的分解速率,但不能降低活化能B.该试验中加肝脏研磨液和FeCl3的两组可构成对比试验C.若所用肝脏不簇新,等量过氧化氢彻底分解所得氧气将削减D.该试验能得出过氧化氢酶具有催化作用以及高效性的结论2.答案C若所用肝脏不簇新,则过氧化氢酶的活性下降,催化过氧化氢分解的速率会减慢,但不影响反应平衡,故等量过氧化氢彻底分解理论上将产生等量氧气,C错误。3.(2024山东章丘四中高三3月模拟)下列是有关酶的试验叙述,正确的是 ()A.斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内,然后让鹰吞下去,一段时间后,笼内肉块消逝了,这个试验说明白胃具有物理性消化的作用B.在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”试验中,可通过检测是否有还原糖产生来说明酶的作用具有专一性C.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”试验中,加热、Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解的缘由都是降低了过氧化氢分解反应的活化能D.在“探究温度对酶活性的影响”试验中,先将淀粉液与淀粉酶液混合后,再分别置于不同温度条件下5分钟3.答案B斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内,然后让鹰吞下去,一段时间后,笼内肉块消逝了,这个试验说明白胃具有化学性消化的作用,A错误;在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”试验中,加热能为过氧化氢分解反应供应能量,Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解的缘由是降低了过氧化氢分解反应的活化能,C错误;在“探究温度对酶活性的影响”试验中,关键步骤是先将淀粉液和淀粉酶液在不同温度条件下保温5分钟,然后将同一温度保温下的淀粉液与淀粉酶液混合,D错误。4.(2024湖南茶陵三中高三月考)下列有关细胞的能量“货币”ATP变更的叙述错误的是 ()A.ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性B.人体在惊慌或生气状态下,细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率C.ATP中的能量可以来源于光能或化学能D.人体在猛烈运动时,通过机体神经和体液的调整,细胞产生ATP的速率快速增加4.答案B人体在惊慌或生气状态下,细胞内产生ATP的速率与产生ADP的速率相当,两者速率都增大,B错误。5.(2024黑龙江大庆试验中学高三开学考)如图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图(M表示酶,Q表示能量),下列叙述正确的是 ()A.Q1可以来源于光能,Q2不能转化为光能,M1和M2不是同一种酶B.吸能反应伴随着甲的形成,能量由Q2供应C.物质乙由腺嘌呤和核糖组成,是构成RNA的基本单位之一D.葡萄糖与果糖生成蔗糖的过程中,细胞中物质甲的量削减5.答案BQ1可以来源于光能,Q2可以转化为光能(如萤火虫的发光),酶具有特异性,M1和M2不是同一种酶,A错误;物质乙为AMP,由腺嘌呤、核糖和磷酸组成,是构成RNA的基本单位之一,C错误;葡萄糖与果糖生成蔗糖的过程中要消耗能量,一般与ATP水解反应相联系,短时间内细胞中物质甲的量会增加,D错误。6.(2024黑龙江哈尔滨六中高三开学考)如图表示ATP—ADP的循环图解,下列叙述正确的是 ()A.①属于放能反应,在细胞内与其他吸能反应亲密联系B.溶酶体中蛋白质水解为氨基酸须要②过程供应能量C.人在饥饿时,细胞内的过程①和②也能达到平衡D.各种生物均能独立完成ATP—ADP的循环6.答案C据图分析,①是合成ATP的过程,属于吸能反应,在细胞内与其他放能反应亲密联系,A错误;溶酶体中蛋白质水解为氨基酸不须要消耗能量,B错误;细胞中ATP和ADP的含量很少,但是转化特别快速,人在饥饿时,细胞内的过程①和②也能达到平衡,C正确;病毒没有细胞结构,必需寄生在活细胞中才能完成各项生命活动,因此病毒不能独立完成ATP—ADP的循环,D错误。7.(2024河南联考)木聚糖酶能将木聚糖最终降解为木二糖、木三糖等聚合度低的低聚木糖。为探究木聚糖酶降解蔗渣木聚糖的最优温度和pH组合,科学家在下表所示的不同因素水平组合下,在蔗渣木聚糖粗提液中加入2%木聚糖酶,分别酶解6h,在酶解完全后离心取上清液检测低聚木糖得率及平均聚合度。下列说法不正确的是 ()酶水解因素水平设计表因素水平酶解温度/℃3540455055酶解pH4.04.55.05.56.0A.通过进行25组温度和pH组合试验可以精确测定木聚糖酶的最适温度和最适pHB.每个组合重复操作3次试验取均值,目的是解除偶然因素对试验结果的干扰C.低聚木糖得率越高、平均聚合度越低的组合是木聚糖酶降解蔗渣木聚糖的最优组合D.酶添加量2%和酶解时间6h属于试验的无关变量7.答案A本试验不能精确测定木聚糖酶的最适温度和最适pH,只能确定温度和pH的最佳组合范围,A错误;每个组合重复操作3次试验取均值,目的是解除偶然因素对试验结果的干扰,B正确;木聚糖酶能将木聚糖最终降解为木二糖、木三糖等聚合度低的低聚木糖,因此,低聚木糖得率越高、平均聚合度越低的组合是木聚糖酶降解蔗渣木聚糖的最优组合,C正确;酶添加量2%和酶解时间6h属于试验的无关变量,D正确。二、不定项选择题8.(2024山东威海高三期中)ATP合成酶广泛分布于线粒体内膜、叶绿体类囊体膜等。当H+顺浓度梯度穿过ATP合成酶时,该酶能促使ADP与Pi形成ATP。结合所学学问,推想下列说法正确的是 ()A.ATP合成酶只能存在于真核细胞中B.ATP合成酶既具有催化作用,同时也具有运输作用C.加热能加快ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATPD.ATP合成酶使ADP和Pi形成ATP时,伴随着能量的释放8.答案B原核生物也须要进行呼吸作用,产生ATP为各项生命活动供应能量,而ATP合成酶是催化形成ATP的,推想原核生物内也含有ATP合成酶,A错误;据题可知,ATP合成酶能促使ADP与Pi形成ATP,说明ATP合成酶具有催化作用,“H+顺浓度梯度穿过ATP合成酶”,推想ATP合成酶具有运输作用,B正确;ATP合成酶的活性受温度影响,超过最适温度后,随着温度的上升,酶活性降低直至变性失活,C错误;ATP合成酶使ADP和Pi形成ATP时,伴随着能量的储存,D错误。9.某同学欲通过如图所示的装置进行与酶有关的试验探讨,下列分析正确的是 ()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.该装置不能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(t3-t1)来表示D.该装置不能用于探究pH对酶活性的影响9答案BC若选用过氧化氢酶、Fe3+,自变量是不同的催化剂,可用来探究酶的高效性,A错误;过氧化氢在高温下更简单分解,故不能选择过氧化氢来探究温度对酶活性的影响,B正确;酶促反应在酶与底物接触时起先,其速率可用滤纸片从进入烧杯液面到浮出液面的时间(即t3-t1)来表示,C正确;探究pH对酶活性影响的试验中的自变量是pH,若将装置中的过氧化氢溶液设置成不同pH,该装置可以用来探究pH对酶活性的影响,D错误。10.(2024浙江诸暨适应性考试)荧光素接受ATP供应的能量后被激活,在荧光素酶的作用下激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。探讨人员用不同条件处理荧光素酶后,在添加足量的荧光素条件下测定酶浓度与发光强度间的关系如下图所示。下列说法正确的是 ()A.高温、重金属都可能破坏了酶的空间结构B.荧光素和荧光素酶可用于ATP的定量检测C.A点后发光强度不再增大,可能受荧光素量的限制D.在生产实践中应用荧光素酶,为节约用量,可用Mg2+处理10.答案ABD由图可知,用高温、重金属处理后,发光强度很低,说明荧光素酶的活性很低,高温柔重金属都可能破坏了酶的空间结构,A正确;荧光素在荧光素酶和ATP等物质的参加下可进行反应发出荧光,ATP是驱动荧光素发出荧光的干脆能源物质,发光强度与ATP的含量成正比,所以依据发光强度可以计算出试验中消耗ATP的含量,即荧光素和荧光素酶可用于ATP的定量检测,B正确;由题可知,荧光素是足量的,A点后发光强度不再增大,可能是受ATP含量等条件的限制,C错误;Mg2+处理,在较低荧光素酶浓度下就能达到较高发光强度,在生产实践中若要节约荧光素酶的用量,可以用Mg2+处理,D正确。三、非选择题11.(2024山东济宁一中二检)植物内的过氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究甘蓝梗中是否存在过氧化物酶,设计试验如表。请回答:试管编号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL甘蓝梗提取液/mL煮沸冷却后的甘蓝梗提取液/mL1222--222-2-322--2注:表中“-”表示没有添加。(1)1、2号试管中,试管是比照组,该试验的自变量是。

(2)若2号试管显橙红色,并不能证明甘蓝梗中存在过氧化物酶,你的改进措施是

。

(3)若3号试管不显橙红色,推想其缘由是

。

(4)已知白菜梗内也含过氧化物酶,经测定,相同条件下,两种植物提取液中过氧化物酶的活性不同,从其分子结构分析,缘由可能是。

(5)如何通过试验检测过氧化物酶的化学本质,并比较甘蓝梗和白菜梗内过氧化物酶的含量(假设两种植物提取液中只含过氧化物酶)。请简述设计思路:

。

11.答案(1)1号甘蓝梗提取液的有无(2)再增加一组试验,把缓冲液换成2mL过氧化物酶,其他条件与1号试管相同(3)高温使甘蓝梗提取液中的过氧化物酶变性失活(4)两种植物过氧化物酶的氨基酸序列不同(或空间结构不同)(5)将等量的白菜梗和甘蓝梗提取液分别放入两支试管中,再分别加等量且适量的双缩