2025版高考生物二轮复习课件 第一部分 专题二 保分点专攻1 细胞代谢中的酶和ATP

细胞代谢中的酶和ATP保分点专攻

1建网络

抓主干①_______②______激素、神经递质、细胞因子、抗体的本质、来源及作用比较有机物本质联系催化作用③_______④_______作用条件较温和特性显著降低⑤_______机理温度、pH、底物浓度、酶浓度等影响因素联系相关曲线模型分析及实验设计等为ATP转化提供条件酶细胞代谢ATP为酶合成供能条件条件元素组成：⑥________________简式：⑦__________转化：ATP水解酶合成酶ADP+Pi+能量联系磷酸化和去磷酸化⑧_________再生途径动植物共有植物特有⑨_________联系具体产生场所作用：生物体各项生命活动的⑩______________联系也可作为信号分子蛋白质RNA高效性专一性活化能C、H、O、N、PA-P~P~P细胞呼吸光合作用直接能源物质一

核心提炼1.酶的相关辨析(1)酶具有催化(降低反应分子活化能)作用，它不具有调节功能，也不能作为能源(或组成)物质。(2)辨析酶、激素、神经递质、抗体①四者均具有特异性(专一性)、高效性等特性。②激素、神经递质、抗体都是由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作用后即被灭活，而酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用，且可以多次发挥作用。③绝大多数活细胞能产生酶(哺乳动物的成熟红细胞不能)，但只有少数特异性细胞能合成并分泌激素、神经递质、抗体。(3)酶促反应速率≠酶的活性。酶催化化学反应的能力称为酶活性，酶催化的化学反应的速率称为酶促反应速率。通常以测出的酶促反应速率来衡量酶活性，但是酶促反应速率并不等于酶活性，如高温使过氧化氢酶活性为零时(不起催化作用)，过氧化氢的分解速率并不为零。2.ATP的四个易错点(1)ATP的产生场所①绿色植物叶肉细胞中产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。②动物及其他真核生物产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体。③原核细胞产生ATP的场所为细胞质基质和细胞膜。(2)ATP≠能量ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。因此，线粒体不仅可分解有机物，也能合成有机物(ATP)。(3)不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，只是转化非常迅速及时。(4)不可认为ATP分解大于合成或合成大于分解，事实上，ATP与ADP的相互转化总处于动态平衡中。耗能较多时，ATP水解迅速，但其合成也迅速。3.调控蛋白质的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引发构象变化类型蛋白质的磷酸化蛋白质的去磷酸化概念在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程类型蛋白质的磷酸化蛋白质的去磷酸化图示过程

意义磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活判断下列有关酶和ATP的叙述(1)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的(

)提示：少数酶的化学本质是RNA；激素的化学本质不都是蛋白质。×(2)酶和激素都必须和特异性受体结合才能发挥作用(

)提示：酶和底物特异性结合发挥作用。×(3)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(

)√(4)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用斐林试剂也可用碘液检测(

)提示：用斐林试剂进行检测时，需要水浴加热，会影响实验结果。×(5)淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖、细胞中由氨基酸合成新的肽链均需要ATP提供能量(

)提示：淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要ATP提供能量。×(6)蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血(

)提示：蛇毒中的磷脂酶具有专一性，只能催化磷脂分子的水解，不能催化蛋白质水解。×(7)麦芽中的淀粉酶比人体中唾液淀粉酶的最适温度低(

)提示：一般而言，植物体内酶的最适温度高于动物，故麦芽中的淀粉酶比人体中唾液淀粉酶的最适温度高。×(8)蛋白质磷酸化一般指在蛋白激酶催化下把ATP磷酸基团转移到底物蛋白质的氨基酸残基上的过程，因此蛋白激酶能为相关蛋白质磷酸化过程提供活化能(

)提示：蛋白激酶能降低蛋白质磷酸化的活化能，不能提供能量。×二

真题演练1.(2024·河北，2)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√一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物为无机物，A错误；酶应在低温和最适pH条件下保存，因此，胃蛋白酶应在酸性、低温条件下保存，B错误；醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体，C错误；成年牛、羊等食草类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。2.(2021·海南，11)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A.该酶可耐受一定的高温B.在t1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√相同温度下，不同反应时间内该酶的催化反应速率可能相同，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。3.(不定项)(2023·辽宁，19)基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据图分析，下列叙述正确的是A.SDS可以提高MMP2和MMP9活性B.10℃保温降低了MMP2和MMP9活性C.缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性D.MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性√√37℃保温、加SDS、加缓冲液组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明被降解的明胶更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，SDS可降低MMP2和MMP9活性，A错误；与37℃(不加SDS)相比，10℃(不加SDS)时MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明被降解的明胶更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10℃保温降低了MMP2和MMP9活性，B正确；缓冲液可以维持pH的稳定，从而维持MMP2和MMP9活性，C正确；MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。4.(2021·湖南，5)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√通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，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，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息可知，进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，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。5.(2023·福建，14)肌细胞质基质中Ca2＋浓度升高将引起肌收缩，静息状态下，肌细胞质基质Ca2＋浓度极低，此时胞内Ca2＋主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2＋载体，能催化水解ATP实现Ca2＋逆浓度跨膜运输，该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。下列相关叙述错误的是A.该载体对Ca2＋的转运过程利用

了ATP水解所释放的能量B.E2中该载体通过构象变化向细

胞质基质运输Ca2＋导致肌收缩C.若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常D.随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率先增加后稳定√图示中载体的E1状态是载体蛋白的磷酸化，通过其空间结构变化完成Ca2＋的逆浓度梯度运输，E2是去磷酸化状态，恢复可以重新结合Ca2＋的状态，因此这个主动运输过程是将Ca2＋向肌质网中运输，降低了肌细胞质基质中Ca2＋浓度，肌细胞由收缩恢复为舒张状态，B错误；肌质网膜上的Ca2＋载体数量不足或功能减弱，不利于肌质网回收Ca2＋，使肌细胞质基质中Ca2＋维持较高浓度，引起肌细胞持续收缩，C正确；主动运输中，在一定范围内随着待转运Ca2＋浓度的增加，该载体的运输速率增大，但受到载体数量的限制，达到最大速率后保持稳定，D正确。6.(2021·海南，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内√根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”可知，32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据题干信息可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不同，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。三

模拟预测1.(2024·青岛高三三模)小麦的穗发芽会影响其产量和品质，某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加等量的蒸馏水研磨，制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如表(“＋”数目越多表示蓝色越深)。步骤红粒管白粒管对照管加样0.5mL提取液0.5mL提取液a加缓冲液/mL111加淀粉溶液/mL11b37℃保温适当时间后终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色观察显色结果＋＋＋＋＋＋＋＋＋下列说法正确的是A.表中a和b分别是0.5mL淀粉酶和1mL淀粉溶液B.研究表明白粒小麦中的淀粉酶活性比红粒小麦低C.根据实验推测，一定范围内淀粉酶活性越低，小麦穗的发芽率越低D.若减小淀粉溶液浓度，为保持显色结果不变，则保温时间应延长√步骤红粒管白粒管对照管加样0.5mL提取液0.5mL提取液a加缓冲液/mL111加淀粉溶液/mL11b37℃保温适当时间后终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色观察显色结果＋＋＋＋＋＋＋＋＋实验自变量为红、白粒小麦种子中的淀粉酶，作为对照组，表中a和b分别是0.5mL蒸馏水和1mL淀粉溶液，A错误；红粒管显色结果比白粒管深，这说明白粒小麦中的淀粉酶活性比红粒小麦高，B错误；红粒小麦的淀粉酶活性较低，由“引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”可以推测，一定范围内淀粉酶活性越低，小麦穗的发芽率越低，C正确；若减小淀粉溶液浓度，为保持显色结果不变(剩余淀粉量不变)，则保温时间应缩短，使分解量减少，D错误。2.除了温度和pH对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列叙述错误的是A.非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与低温

对酶活性抑制的机理不同B.据图可推知，竞争性抑制剂与底物具有类

似结构从而与底物竞争酶的活性位点C.底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲酶

促反应速率的主要因素是酶浓度D.曲线甲和曲线乙分别是在酶溶液中添加了

非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果√非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，但低温只是抑制酶的活性，酶的空间结构没有改变，A正确；曲线甲是无抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，曲线乙是加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，D错误。3.(2024·菏泽高三模拟)板栗壳中的板栗壳黄酮因能抑制胰脂肪酶(PL)的活性而具有降脂减肥的功效。如图表示不同pH条件下板栗壳黄酮对PL活性的影响。下列叙述正确的是A.本实验中的自变量为pH，酶的用

量为无关变量B.PL能催化脂肪的分解，但不能作

为酶的作用底物C.pH为7.4时，板栗壳黄酮对PL活性的抑制作用最显著D.实验时应先加入PL和脂肪，再加入不同pH的缓冲液处理√本实验中的自变量为pH和是否加入板栗壳黄酮，酶的用量为无关变量，A错误；PL能催化脂肪的分解，也能作为酶(如蛋白酶)的作用底物，B错误；应使用不同pH的缓冲液处理PL后再与脂肪混合，若PL和脂肪提前接触，酶促反应会在非相应pH条件下提前发生，影响实验结果，D错误。4.(2024·济南高三模拟)天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)具有催化亚基和调节亚基，ATP和CTP均可与调节亚基结合。在反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP，反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是A.据图可知，ATP和CTP分别是ATCase的

激活剂和抑制剂B.ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化

仍具专一性C.底物浓度相同时，加入CTP组比对照组的最终生成物量会减少D.同时加入适量ATP和CTP可能会使CTP对ATCase的作用减弱√CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，从曲线图可以看出，与对照相比，加入ATP后反应速率加快，加入CTP后反应速率变慢，说明ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂，A正确；ATCase的调节亚基虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性，B正确；产物的多少取决于底物量，CTP只是