高三一轮复习生物：细胞代谢：酶与ATP（课件）

专题四

细胞代谢——酶与ATP（课件）

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高考生物学二轮复习讲练测合集考纲要求1.

酶在代谢中的作用（2）2.ATP在能量代谢中的作用（2）考点分布ATP2024全国甲卷（2）酶2024河北（2），2024广东（15）知识网络重难知识重难知识：关于酶的九个易错点正确说法错误说法产生场所活细胞（不考虑哺乳动物成熟的红细胞等）具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物（绝大多数为蛋白质，少数为RNA）蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只是抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均会使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等合成原料氨基酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体能否重复利用酶作为催化剂，反应前后化学性质不变，可以重复利用不能重复利用1.答案：C解析：酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶通过降低活化能来提高反应速率，B错误；细胞质基质中含有催化葡萄糖分解的酶，C正确；低温不会破坏酶的空间结构，酶的活性可恢复，D错误。2.答案：C解析：高温、强酸和强碱都会破坏酶的空间结构使其失活，低温不会使酶失活，A错误；不可选择过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，因为过氧化氢的分解本身会受到温度的影响，B错误；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数RNA也具有生物催化功能，C正确；由于蔗糖是否发生水解，都不与碘液反应，因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不能用碘液检测实验结果，D错误。典型例题：关于酶的易错点1.下列有关酶的叙述正确的是()A.酶的基本组成单位是氨基酸

B.酶通过为反应物供能来提高反应速率C.细胞质基质中含有催化葡萄糖分解的酶

D.低温能破坏酶的空间结构使其失去活性2.下列关于酶的相关叙述中，正确的是()A.高温、强酸和低温都会破坏酶的空间结构使其失活B.可选择过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响C.绝大多数酶是蛋白质，少数RNA也具有生物催化功能D.探究淀粉酶专一性实验中，若以淀粉和蔗糖为底物，可用碘液进行检测3.（2024年·河北）下列关于酶的叙述，正确的是(

)A.作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物B.胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存C.醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上D.从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶典型例题：关于酶的易错点答案：D解析：酶的特性作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。重难知识：关于酶的实验设计实验名称对照组实验组观测指标验证某种酶的本质是蛋白质已知蛋白液+双缩脲试剂等量的待测酶溶液+双缩脲试剂是否出现紫色验证酶具有催化作用底物+适量蒸馏水底物+等量的相应酶溶液底物分解速率或底物剩余量验证酶具有专一性底物+相应酶溶液同一底物+另一酶溶液或不同底物+相同酶溶液底物是否分解验证酶具有高效性底物+无机催化剂底物+等量的相应酶溶液底物分解速率或底物剩余量探究酶的最适温度温度梯度下的同一温度分别处理的底物和酶溶液混合底物分解速率或底物剩余量探究酶的最适pHpH梯度下的同一pH分别处理的底物和酶溶液混合典型例题：考点

关于酶的实验设计1.下列关于酶的叙述，正确的是(

)A.探究pH对酶活性的影响实验建议用淀粉酶B.探究温度对酶活性的影响实验建议用过氧化氢酶C.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以验证酶的专一性D.能合成激素的细胞一定能合成酶答案：D解析：A、由于酸性条件下淀粉易分解，因此淀粉不能作为探究PH对酶活性影响的实验材料，A错误；B、过氧化氢在高温下易分解，因此不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响实验，B错误；C、淀粉酶能催化淀粉水解，滴加碘液不变色；淀粉酶不能催化蔗糖水解，滴加碘液不变色；二者的实验现象一样，无法验证酶的专一性，C错误；D、活细胞都能产生酶，因此能够产生激素的细胞一定能合成酶，D正确.典型例题：考点

关于酶的实验设计答案：B解析：A、由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；B、由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；C、由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；D、需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。故选B。2.（2024·广东）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是()注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。A.Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关肽链纤维素类底物褐藻酸类底物W1W2S1S2Ce5-Ay3-Bi-CB+++++++++Ce5+++——Ay3-Bi-CB——+++++Ay3——+++++Bi————CB————1.ATP的结构和组成（1）1分子ATP＝1分子腺苷＋3分子磷酸基团。（2）ATP中含有两个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键容易水解与合成。重难知识：ATP在能量代谢中的作用2.ATP的合成、利用与细胞代谢的关系重难知识：ATP在能量代谢中的作用3.肌细胞中ATP产生速率与O2供给量之间关系的曲线解读注意：（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。重难知识：ATP在能量代谢中的作用项目ATP的合成ATP的水解所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能（光合作用）化学能（细胞呼吸）特殊的化学键中的能量能量去路形成特殊的化学键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相应生理活动主要是光合作用、细胞呼吸肌肉收缩、细胞分裂、兴奋传导等结论ATP和ADP相互转化时，反应所需要的酶、能量的来源和去路、反应的场所不同，因此两者的相互转化不是可逆的，从两者相互转化的反应式来看，物质是可逆的，但能量不可逆4.ATP和ADP的相互转化不可逆重难知识：ATP在能量代谢中的作用典型例题：考点1ATP的结构1.（2024年·全国甲卷）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是()A.ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量B.用a位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNAC.β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂D.光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键答案：C解析：离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本组成单位之一），故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA,B正确；β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，故C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键，D正确。典型例题：考点2ATP与ADP的相互转化2.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，如下图所示。下列叙述错误的是()A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C.作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响答案：B解析：由题意可知，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，改变蛋白质的空间结构，从而参与细胞信号传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号传递，B错误；由题图可知，进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP水解为其提供了磷酸基团和能量，故ATP能参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。重难知识：各类能源物质及其关系1.能源物质类型物质原因直接能源ATPATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动，面其他形式的能源物质中所储存的能量必须转移到ATP中，才能用于各项生命活动主要能源糖类生命活动所利用的能量大约70%是由糖类提供的，所以说糖类是生命活动的主要能源物质储能物质脂肪在生物体内长期储存能量的物质是脂肪。因为脂肪储存能量的效率最高，1g脂肪所储存的能量是同等质量的糖类的两倍多最终能源太阳能地球上所有生物进行生命活动所需的能量几乎全部来源于绿色植物光合作用固定的太阳能，所以说生物体生命活动的最终能源是太阳能结论在生物体内能量的转化和传递中，ATP是一种关键的物质。ATP是生物体内能量转化的“中转站”，它有利于能量的运输和协调供给2.能源物质之间的关系重难知识：各类能源物质及其关系典型例题：各类能源物质及其关系所谓细胞的直接能源物质是指通过自身水解可以释放能量，并将能量直接供给细胞内各种代谢反应和生命活动的物质，如细胞内糖原与蔗糖的合成过程，能通过UTP的水解直接供能；在磷脂的合成过程中，ATP与CTP同时为反应提供能量。下列叙述错误的是()A.细胞中的直接能源物质除ATP外，还应该有UTP、CTP、GTPB.细胞内糖原与蔗糖的合成过程需要相应酶和UTP共同提供能量C.磷脂的合成过程中，CTP可通过水解远离C的磷酸键为反应供能D.细胞呼吸产生的能量可转化成热能和ATP中的化学能，ATP又可为物质运输供能答案：B解析：由题意可知，细胞中的直接能源物质除ATP外，还应该有UTP、CTP、GTP，A项正确；细胞内糖原与蔗糖的合成过程需要UTP提供能量，而酶是催化反应的，不能提供能量，B项错误；在磷脂的合成过程中，CTP（胞苷三磷酸）可为反应提供能量，CTP通过水解远离C的磷酸键为反应供能，C项正确；细胞呼吸产生的能量可转化成热能和ATP中的化学能，ATP又可为物质运输供能，D项正确。方法突破o1常考易错的三类酶曲线1.酶的作用原理（1）ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。（2）ba段的含义是酶降低的活化能。（3）若将酶改为无机催化剂，则b值在纵轴上将向上移动。2.酶的特性（1）图1中加入酶的曲线和加入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相比，只能说明酶具有催化作用。（2）图2中两曲线比较，表明酶具有专一性（酶A和酶B对比）。3.酶促反应的影响因素（1）温度和pH图甲和图乙显示：过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温不会使酶失活。低温可抑制酶的活性，酶分子空间结构未被破坏，温度适当升高酶可恢复活性。从图丙和图丁可以看出：pH或温度的变化不影响酶作用的最适温度或pH。（2）底物浓度和酶浓度图甲中OP段酶促反应速率的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素可能为酶浓度或酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。1.图1、图2、图3、图4分别为影响酶促反应速率的四个因素（pH、温度、底物浓度、酶浓度）的曲线，相关叙述正确的是（）A.若图1中甲代表pH，处于a点条件下的酶，其空间结构可以恢复B.若图2中乙代表温度，处于b点条件下的酶，其空间结构不可恢复C.若图3中丙代表底物浓度，P点酶的数量可能是反应速率的限制因素D.若图4中丁代表酶浓度，只要底物充足，反应速率即可与丁成正比典型例题：考点

影响酶促反应速率的曲线答案：C解析：强酸、强碱会破坏酶的空间结构，使酶失活，导致其空间结构不能恢复；低温能降低酶的活性，但不会使酶失活，即酶的空间结构不被破坏，条件适宜时酶活性可恢复；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；只有在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正比。2.某同学探究温度、pH、底物浓度与酶促反应速率的关系，绘制出如下曲线图。下列有关叙述正确的是（）A.图1中，a点时酶活性很低，因此酶促反应速率也很低B.图2中，d点与f点酶的空间结构都被破坏，因此酶活性较低C.图3中，g点时将对应相关因素调至最适，酶促反应速率可以升至最高D.图1、图2、图3中的相关因素依次是底物浓度、温度、pH答案：D解析：题图1中，相关因素应该是底物浓度，底物浓度不影响酶活性，a点时反应速率低是因为底物浓度低，A错误；题图2中，相关因素应该是温度，d点表示低温状态，低温不破坏酶的空间结构，f点表示高温状态，酶的空间结构被破坏，B错误；题图3中，相关因素应该是pH，g点酶的空间结构已被破坏，活性几乎全部丧失，即使将pH调至最适，酶促反应速率也不会升至最高，C错误；题图1、题图2、题图3中的相关因素依次是底物浓度、温度、pH，D正确。典型例题：考点

影响酶促反应速率的曲线o2考察ATP的综合问题1.ATP与光合作用及细胞呼吸的关系（1）与光合作用的关系（2）与细胞呼吸的关系2.细胞内产生与消耗ATP的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，蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等3.ATP产生量与O2供给量之间的关系（1）在无氧条件下，生物细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。（2）随O2供给量增多，有氧呼吸明显加强，ATP产生量随之增加；但当O2供给量达到一定值后，ATP产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。（3）当横坐标表示呼吸强度时，ATP产生量曲线应从原点开始。1.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分子中合成ATP（A—P~P~P）。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组（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。根据实验结果，下列有关分析正确的是（）A.对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定D.实验组数据表明部分生命活动利用了ATP中靠近A的磷酸键答案：C解析：本题考查ATP的结构及ATP与ADP的相互转化。肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后AP和ADP的含