高中生物高考复习：第3单元细胞的能量供应和利用（教师用书）

第亶单元细胞的能量供应和利用

第1讲酶和ATP

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

课

标到环境因素（如pH和温度等）的影响

要

求

2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质

3实.验：探究能催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素

是生命活动的直接能源物质（生命观念）

核LATP

心

素2.根据实验总结酶的化学本质与特性（科学思维）

养

3.探究温度、pH对酶促反应的影响（科学探究）

4.酶在生产和生活中的应用（社会责任）

考点一酶的本质、作用和特性

［知识•能力•素养】

教材一研.读

1.酶的本质和作用

（1）酶本质的探索历程（连线）。

科学家主要观点或成就

①巴斯德a.引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，

细胞死亡并裂解后才能起作用

②李比希b.少数RNA也具有生物催化功能

③毕希纳C.把从酵母细胞中提取出的能引起发酹的物质叫酿酶

④萨姆纳d.从刀豆种子中提取出胭酶（第一个）

⑤切赫和

奥特域e.证明服酶的化学本质（蛋白质）和作用（分解尿素）

f.糖类变成酒精必须有酵母活细胞的参与

提示：@—f@—a③一c④一d、e⑤一b

(2)酶的本质和作用。

化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA

合成原料氨基酸_核糖核一酸

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)都能产生前

作用场所细胞内、外或生物体外均可

生理功能催化作用

(3)作用机理。

①活化能：分子从赏态转变为容易发生化学反应的谴状态所需要的能量。

②作用机理：降低化学反应的活化能。

③如图曲线表示在无酶催化和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。

I.无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是②①。

H段与ba段的含义分别是无催化剂的条件下反应所需要的活化能、酶降

低的活化能。

HL若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将向上移动。

2.比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验过程。

加2滴质网分数为卫:

的溶液_］室

「过35%Fed,

程：g-2mL体枳分数为＞

Fe"催化过

比较？\13%的过氧化气溶液2

氧化气分解

过氧到「产生气泡小、少、慢

化笈m•无火焰的卫生香燃烧

筋和

加2滴肝脏研磨液_中卫

Fe“

侬曲山2mL体积分数为一=等

的催

过氧化如除

化效二)3%的过辄化翅溶液Y

催化过氧化■34

率

量的产生气泡大、多、快

无火焰的卫生香剧烈燃烧

(2)变量分析。

自变质一无机催化剂和过气化公酶

也典J—底物（％。2）的分解速率，可用此生气泡的多少表示

加入的质；实验室的诞和肝脏研

无关变质HCjFeCL

廓液的新鲜程度

3.酶的特性

C）高效性:催化效率大约是无机催化剂的107〜IO”倍。

（2）专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

（3）作用条件较温和：在最适宜的温度和PH条件下,酶的活性最高。高温、

过酸j过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低通条件下酶的活性很低，但空

间结构稳定。

。判断正误

1.酶提供了反应过程所必需的活化能。（X）

提示：酶的作用是降低活化能。

2.酶活性的发挥离不开其特定的结构。（J）

3.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。（X）

提示：低温不破坏酶的结构。

4.酶活性最高时的温度适合酶的保存。（X）

提示：酶适合保存在低温条件下。

5.嗨在催化反应完成后立即被分解。（X）

提示：酶是催化剂，其在催化反应完成后不会被分解。

6.酶只能在细胞内发挥作用。（义）

提示：酶在细胞内和细胞外都能发挥作用。

重［难

一突一破1

I.结合图示理解酶的特性

（1）高效性。

①曲线分析:酶对应曲线A,无机催化剂对应曲线B,未加催化剂对应曲线

Co

②结论：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而酶的催化效

率更高。

(2)专一性。

彦=1/-X叵I0

@回一A曲一「玲⑥田

①图形分析：

A

I.图中所示的化学反应：B一一^E+F。

II.图中C、D表示不能被该酶催化的物质。

②结论：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

(3)作用条件较温和。

①酶活性：酶对化学反应的催化效率称为酶活性。

②曲线分析：如图为温度、pH对酶活性的影响。

I.甲、乙两图横坐标分别表示温度、pH,〃点表示最适温度，e点表示最适

pHo

【I.甲图中，温度由〃变为。时，酶活性升高；由。变为。时，酶活性不变，

原因是高温时酶的空间结构被破坏且不可恢复。

IIL乙图中，pH由d变为e或由/变为e时，酶活性均不变，原因是过酸、过

碱都会导致酶的空间结构破坏且不可恢复。

③结论：在适宜的温度、pH条件下，酣的活性最高。

2.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响

(1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增

加而加快，但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)乙图：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。

入科学思维—演绎与推理勿

I.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示,

请思考：

(1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？

(2)乙酶活性改变的机制是什么？

提示：(1)观察题曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该

种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA,乙酶能被蛋白酶破坏，

活性降低，则乙酶的化学本质为蛋白质。

(2)乙酶被降解的过程中其分子空间结构会发生改变，从而使其活性丧失。

加科学思维—小纳勺檄括勿

2.温度和pH对酶促反应速率的影响与底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影

响的本质有什么不同？

提示：温度和pH影响酶促反应速率的原因是影响了酶的活性；底物浓度和

酶浓度影响酶促反应速率的原因是影响了酶分子和底物分子的结合，酶的活性并

没有改变。

及科学探究一实敷设"”

3.酶活性受多种因素的影响，如图表示抑制酶活性的两个模型，模型A中

的抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；模型B中的

抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结

合，从而使酶失活。

抑制剂底物

模型A

模型B

研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究某氨基酸降低酶G活

性的作用方式属于模型A还是模型B,简要写出⑴实验思路；（2）预期实验结果及

结论。

提示：（1）在酶G量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反应体系中加

入某氨基酸，同时不断提高底物浓度，观察酶促反应速率变化。

（2）若酶促反应速率能恢复，则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型

A;若酶促反应速率不能恢复，则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型

Bo

［考法・考技•考能】

考法考查酶本质、作用和特性

1.卜列有关前的叙述，止确的是（）

A.酶的数量因参与化学反应而减少

B.细胞中所有酶的合成都受基因控制

C.同一生物体内的各种酶的催化反应条件都相同

D.活细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用

B［酶是生物催化剂，酶促反应前后酶的数量不变，A错误；细胞中的酶是

蛋白质或RNA,它们的合成都受基因控制，B正确；同一生物体内的各种酶的催

化反应条件可能不同，C错误；活细胞都能产生酶，酶在细胞内和细胞外都能起

催化作用，D错误。］

2.下列关于酶的叙述，正确的是（）

A.酶的基本组成单位都是氨基酸

B.所有活细胞都含有与细胞呼吸有关的酶

C.酶不参与构成细胞结构也不供能，但可调节细胞代谢

D.酶能加快反应速度是因为它能显著提高化学反应的活化能

B［酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核甘酸，A错误；活细胞都要进行细

胞呼吸，因此所有活细胞都含有与细胞呼吸有关的酶，B正确；酶不参与构成细

胞结构也不供能，也不调节细胞代谢，只是起催化作用，C错误；酶能加快反应

速度是因为它能显著降低化学反应的活化能，D错误。］

明错警示・与酶相关的常见误区明示

比较项目正确说法错误说法

化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA酶的本质是蛋白质

一般来说，凡是活细胞都能产生

具有分泌功能的细胞才能产

产生部位酶（不考虑哺乳动物的成熟红细

生酶

胞）

合成原料氨基酸或核糖核甘酸氨基酸

合成场所核糖体或细胞核核糖体

酶具有调节、催化等多种功

生理功能生物催化剂，只起催化作用

能

来源在生物体内合成有的来源于食物

既可在细胞内，也可在细胞外、

作用场所只在细胞内起催化作用

体外发挥作用

低温影响酶的活性，不破坏酶的

温度影响低温会引起酶变性失活

结构，但高温易使酶失活

催化反应前后的数量和性质没有

作用前后发生催化作用后被分解

变化

考法2＞影响酶促反应的坐标曲线分析

3.甲、乙两图是温度、pH对酶活性影响的数学模型。下列有关说法错误的

是（）

A.两图中B点代表的含义分别是酶的最适温度和最适pH下的反应速率

B.两图中A点对应的值对酶活性的影响不相同

C.两图中C点对应的温度或pH对酶活性的影响相同

D.保存酶制品最好选择两图中B点对应的温度和pH

D［甲、乙两图中，在8点对应的温度和pH下，酶促反应速率最大，酶的

活性最高，分别表示酶的最适温度和最适pH,A正确。甲图中A点对应的温度

较低，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定：乙图中A点对■应的pH过低，会使

酹的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。因此，甲、乙两图中A点对应的值对酶

活性的影响不相同，B正确。甲、乙两图中。点对应的温度或pH均过高，会使

酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，C正确。低温条件下，酶的活性很低，

但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，保存酶制品最

好在低温条件下保存，即甲图中的A点，D错误0］

4.长郡中学高三生物兴趣小组为了研究pH对某种酶活性的影响，设置a、b、

c三组实验，各组pH条件均不同，其他条件相同且适宜。测定各组在不同反应时

间内的产物量，结果如图所示。下列相关分析不正确的是（）

A.a组的pH可能高于b组的pH

B.a组pH条件下，该酶降低化学反应的活化能可能最多

C.在c组pH条件下比较适宜保存酶

D.实验要求“其池条件相同且适宜”的目的是减少实验误差

C［酶的活性在最适pH条件下最高，pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降

低，在过酸或过碱的条件下，酶会变性失活。据此依题意并分析图示可知：a组

酶的活性高于b组酶的活性，因此a组的pH可能高于b组的pH,A正确；与b、

c组相比，a组酶的活性最高，说明a组pH条件下，该酶降低化学反应的活化能

可能最多，B正确；c组产物的最大生成量明显低于a、b组，说明在c组pH条

件下，酶已经变性失活，不适宜保存酶，C错误；实验中的“其他条件”为无关

变量，实脸要求“其他条件相同且适宜”的目的是减少实险误差，D正确。］

IS题指导・“四步法”分析酶促反应曲线

(1)识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵

坐标(因变量)的含义。

(2)析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变

量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。

(3)明点(特殊点)：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、

拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。

(4)判断：“先分后合巧辨析”。对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标

示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，

进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。

考点二.探究影响酶活性的因素(实验)

【实验基础】

1.实验原理

(1)酶活性：-对化学反应的催化效率。

(2)淀粉水解。

①淀粉检测：加入碘液,溶液变蓝色。

②诞粉臃可催化淀粉水解.

(3汨2。2分解。

①H2O2可分解为比。和02。

②—02可在H2O2酶的催化作用下快速分解。

③常温下H2O2易分解，高温可以使丘2。2分解加快。

2.实验方案设计与预期结果

比较

探究温度对酶活性的影响探究pH对酶活性的影响

项目

实验

淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、H2O2酶溶液

材料

无关反应物与酶的量、溶液pH反应物与酶的量、温度等

变量等应适宜且相同应适宜且相同

变量

先将反应物溶液与酶溶液先将反应物溶液与酶溶液

控制自变

在各梯度温度下分别保分别调至各梯度pH,然后

量

温，然后混合混合

因变量滴加碘液，观察溶液颜色

观察气泡产生的快慢

检测变化

预期酹活性较低时，溶液变为能活性较低时，气泡产生

结果蓝色较慢

【关键点拨】

1.探究温度影响的活性的实验不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验

材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热条件下分解会加快，从

而影响实验结果。

2.探究pH影响酶活性的实验不宜选择淀粉和淀粉酶作实验材料，因为强酸

强碱能催化淀粉水解，从而影响实验结果。

3.若选择淀粉和淀粉酶探究温度影响酶的活性，检测底物被分解的试剂宜选

用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需

严格控制温度。

4.在探究温度影响酶活性的实验中应将淀粉溶液和淀粉酶溶液在设定的温度

下先保温一段时间后再混合，而不能先混合再保温，因为酶具有高效性，酶和底

物混合后，就发挥催化作用，这样反应不是在设定的温度下完成，自变量控制不

严格。

5.在探究pH对酶活性的影响时，需要保证弱的最适温度(排除温度干扰)，

且将醐溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，不宜在未达到预

设pH前，让反应物与触接触。

【对应练习】

1.探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是（）

①取3支试管，编号，各注入2mL淀粉液；另取3支试管，编号，各自注

入1mL新鲜的淀粉醐溶液②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中，

维持各自的温度5min③向各试管中滴一滴碘液④将6支试管分成三组，每

组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分别放在60。。的热水、沸水和冰水中⑤

观察实验现象

A.①②④③©B.①③②④⑤

C.①③④②⑤D.①④②③⑤

D［实险设计要排除无关变量，酶和底物保持在相同温度下发生催化反应，

才能严格控制温度。］

2.为探究影响酶活性的因素，某班同学设计了如下实验，其中合理的是（）

选项探究课题选用材料与试剂

新制的蔗糖酶溶液可溶性淀粉溶液碘

A温度对酶活性的影响

液

新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液斐

B温度对酶活性的影响

林试剂

CpH对酶活性的影响过氧化氢溶液新鲜的肝脏研磨液

新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液碘

DpH对酶活性的影响

液

C［探究温度对酶活性的影响，自变量是温度的不同，依据酶的专一性，应

选择新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，用碘液检测淀粉的剩余量，但不能用

斐林试剂检测淀粉的水解产物还原糖，因为用斐林试剂检测需水浴（50〜65C）加

热，对实险产生干扰，A、B错误；探究pH对酶活性的影响，自变量是pH的不

同，新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶催化过氧化氢水解产生水

和氧气，因此可通过观察单位时间内气泡的产生量来推知过氧化氢酶的活怛，C

正确；因淀粉及其水解产物都能与碘液发生反应，且淀粉在酸性条件下加热，也

会发生自然水解，所以探究pH对酶活性的影响，不能使用新制的淀粉酶溶液、

可溶性淀粉溶液和碘液，D错误。］

3.由青霉菌中提取的淀粉酶在不同温度条件下分别催化淀粉反应1h和2h,

其产物麦芽糖的相对含量如图所示。相关分析正确的是()

A.第lh内，酶的最适温度在45〜50七之间

B.第1h到第2h,45℃条件下淀粉酶活性提高

C.第1h到第2h,50℃条件下酶的催化作用明显

D.若只生产1h,45°C左右时麦芽糖产量相对较高

D［由图分析可知，第lh内，酶的最适温度在40〜50℃之间，A错误；第

1h到第2h,45℃条件下淀粉酶活性并未提高，只是因为1h的时间并未将所有淀

粉分解成麦芽糖，因此，麦芽糖会在1h的基础上有所增加，B错误；第lh到第

2h,5()℃条件下，产物的量不变，说明酶的催化作用已经丧失，C错误；由图可

知，若只生产1h,45°C左右时麦芽糖产量相对较高，D正确。］

4.图表是某小组为探究“过氧化氢酶的活性是否受pH的影响”而设计的实

验操作步骤(猪肝中含有过氧化氢酶)。请回答下列问题：

操作步骤操作方法试管甲试管乙

1加体积分数为3%的H2O2溶液2mL2mL

2加质量分数为5%的盐酸溶液1mL—

3加质量分数为5%的氢氧化钠溶液—1mL

4加质量分数为20%的猪肝研磨液2滴2滴

观察相同时间内试管中产生的气泡数

5

量

(1)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：

①,②。

(2)在完成改进方案后，若实验结果为,则说

明过氧化氢能的活性受pH的影响。

(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需

的时间越长，酶的活性越________________°

(4)如果将本实验的自变量换成温度来探究“过氧化氢酶的活性是否受温度

的影响“，你认为是否合适？,原因是_______________________________o

［解析］(1)本实脸应该有蒸馈水对照、过酸、过碱这三组，并且应该是自变

量处理在前。(2)在完成改进方案后，若甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试

管中产生大量的气泡，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响；若甲、乙、丙3

支试管中产生的气泡的情况基本一样，则说明过氧化氢酶的活性不受pH的影响。

(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时

间越长，酶的活性越低。(4)过氧化氢会随温度升高分解加快，从而对实验结果造

成干扰，故不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响。

［答案］(1)①操作步骤1、4互换②增加丙试管，在加入盐酸或氢氧化钠的

步骤中换为加入1mL蒸储水，其他步骤与修正后的步骤相同

(2)甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡

⑶低(或弱)

(4)不合适过氧化氢会随温度升高分解加快，从而对实验结果造成干扰

考点三ATP的结构和功能

［知识,能力,素养】

教［材一研.读

1.ATP的结构

高能磷酸键磷酸基团

军AMP］

(腺嗓吟核糖核甘酸)

I—-ADP---

1------------------ATP——

(l)ATP的元素组成：C、H、O、N、P。

(2)ATP的化学组成：一分子腺噪吟,一分子核糖和三分子磷酸基团。

(3)ATP的结构简式：A—P〜P〜P。

(4)ATP中的能量：主要储存在高能磷酸键中。

2.ATP和ADP的相互转化

(1)转化原因：ATP的化学性质不稳定，远离腺昔的那个高能磷酸键容易断裂

与合成。

(2)转化关系及过程比较：

ATP

能见皿1用

便1酶2)

P-ADP人能珏2

项目ATP的合成ATP的水解

西存

反应式ADP+Pi+能量一--ATPATP---ADP+Pi+能量

所需酶ATP合成酶ATP水解随

能量光能(光合作用)、化学能(细胞呼

储存在高能磷酸键中的能量

来源吸)

能量

储存于形成的高能磷酸健中用于各项生命活动

去路

反应

细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位

场所

3.ATP的功能与动、植物细胞代谢

ADP+Pi

光能ATP—卜一(CMO)中的化学能

[SB跑•」能「热能(散失)ADP+Pi

物细胞—质二线粒体L见[化学能也_L能质(用于各

ADP+Pi尸AFfft友生备活动)

(1)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ATPo

(2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP一般只用于暗反应,不用于其他生命

活动；植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。

(3)ATP水解释放的能量可用丁主动运输、发九发电、肌肉收缩、物质合成、

大脑思考等。

。判断正误

1.1个ATP分子中只含有1个腺噪吟和3个磷酸基团。(X)

提示：1个ATP分子中含有1个腺噤吟、1个核糖和3个磷酸基团。

2.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(J)

3.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。（X）

提示：淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。

4.人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。（X）

提示：细胞中的ATP与ADP的含量处于动态平衡状态，保证能量供应，

5.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。（义）

提示：无氧呼吸也能产生ATP。

6.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。

（X）

提示：内质网膜上不能产生ATP。

7.ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP

时刻不停地进行相互转化。（J）

-突一破

1.ATP的再生和利用图解

植物T光合作用:光能继噬心ADP+Pi曳ATP=＞猛晨'体

'光反应）传递、转化热能.敢

细菌.薪呼吸用机物为也能遍发生于细胞质

/有6或无6小冲他基质和线粒体

口的化学、,（原核生物发

动物,广A呵生于细胞质中）

ADP+Pp

2.细胞内常见产生与消耗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

产生ATP：细胞呼吸第一阶段

细胞质基质

消耗ATP：一些吸能反应

产生ATP：光反应

叶绿体消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合

成等

产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段

线粒体

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

ns一提升1

勿生命理念一结构勺功能现勿

1.据图分析ATP的结构和特点

氏同⑥①

e

(1)图示a处应为“一H”还是“―OH”？

(2)图示b、c、d所示化学键是否相同？其中最易断裂和重建的是哪一个？

(3)图示框e中结构的名称是什么？它与RNA有何关系？

提示：(1)图示a处应为“一OH”，因为该五碳糖为核糖。

(2)图示b为普通磷酸键，c、d则为高能磷酸键，其中d处的化学键最易断裂

和重建。

(3)图示框e中结构为腺嘿吟核糖核甘酸，它是构成RNA的基本单位之一。

加科学思维—VI纳勺檄括勿

2.细胞内ATP和ADP的转化是不是可逆反应？为什么？

提示：细胞内ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路

和反应场所方面不尽相同，因此细胞内ATP和ADP的转化不是可逆反应，但

物质可以重复利用。

加科学思维—批判性思维加

3.人的心肌细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛，那么心肌细胞比口腔上皮细

胞含有的ATP多吗？

提示：ATP在细胞中的含量很少，心肌细胞含有的ATP并不比口腔上皮细胞

多，只是ATP与ADP的相互转化更迅速。

川科学探究—实验设计加

4.实验室里有金火虫尾部研磨粉、生埋盐水、匍萄糖溶液、ATP溶液，请

设计实验证明ATP是直接能源物质。写出实验步骤和实验结果。

提示：将萤火虫尾部研磨粉用生理盐水配制成悬浊液；取两支试管编号为甲、

乙，分别加入等量的已配制的悬浊液；向甲试管中加入两滴ATP溶液，向乙试管

中加入两滴葡萄糖溶液，在黑暗环境中观察两试管；观察到甲试管发出荧光，乙

试管没有发出荧光。

［考法・考技•考能】

考法1>ATP的结构及其合成和利用

1.如图表示生物体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法中正确的是

（）

A.ATP分子水解时，图中所示的化学键③④最易断裂

B.图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同

C.细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系

D.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内

B［分析图形可知，ATP分子水解时，图中所示的化学键④最易断裂，提供

能量，A错误：图中酶1和酶2的化学本质相同都是蛋白质，但是二者的种类不

同，B正确；细胞中的放能反应一般与ATP的合成反应相联系，吸能反应一般与

ATP的分解反应相联系，C错误；ATP与ADP间相互转化的能量供应机制发生在

一切细胞内，D错误。］

2.细胞内的化学反应伴随着能量的变化。以下相关叙述错误的是（）

A.ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性

B.光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量

C.有机物氧化分解释放能量并储存在ATPQ,因此属于吸能反应

D.ATP水解释放的能量也可以用于维持人体体温的相对稳定

C［放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，有机

物氧化分解释放能量并储存在ATP中，属于放能反应。］

考法2>ATP的拓展考查

3.核甘三磷酸（NTP）包括ATP、GTP、UTP、CTP等，脱氧核甘三磷酸（dNTP,

d表示脱氧）包括dATP、dGTP、dTTP、dCTPo研究发现dNTP可作为DNA合成

的原料。下列叙述正确的是（）

A.dNTP和NTP的区别体现在五碳糖的种类不同

B.dNTP含有2个高能磷酸键，可为DNA复制提供能量

C.DNA复制时需dATP、dTTP越多，则DNA结构越稳定

D.真核细胞分裂时，胞内dNTP都进入细胭核内参与DNA的复制

B［dNTP和NTP的区别在于五碳糖种类不同和碱基种类不同，A错误：DNA

复制时，dNTP需要断裂2个高能磷酸键，可为DNA复制提供能量，B正确；DNA

复制时需dCTP、dGTP越多，则DNA结构越稳定，C错误；真核细胞进行分裂

时，除核DNA进行复制外，细胞质DNA也有复制，胞内dNTP不可能全部进入

细胞核中，D错误。］

易错矫正突破选择题长句背诵突破非选择题

1.同无机催化剂相比，酶降低活化

能的作用更显著，因而催化效率更

高。

1.四个角度区别酶和激素。2.酶是活细胞产生的具有催化作用

存■生*几乎所有活细胞都产生的有机物，其中绝大多数酶是蛋白

、:尸匿匚只才i内分泌细胞才产生

质，少数是。

击■篇:绝大多数为皿质’极少数为RMRNA

酶具有专一性和高效性，作用条

浦产一唯一作用为“催化”即降低化学反应活化能3.

【机制厂激索作为“信号分子”作用于相应把细胞，改变件较温和。

一"细胞代谢状况

L»__反应前后其性质与fit均不改变，故可多次4.低温抑制酶的活性，但不破坏酶

-温*利用

^一发挥作用后将被灭活的空间结构。

2.ATP是与能量有关的一种物质，不可5.高温、过酸、过碱都会导致酶分

等同于能量。子空间结构破坏而永久失去活性，

3.细胞中ATP的含量很少，但是ATP6.ATP是为细胞生命活动提供能量

与ADP的相互转化丰常迅速，能为生命的直接能源物质。

活动提供大量能量。无论是饱食还是饥7.细胞内ATP与ADP相互转化的

饿，ATP与ADP的含量都保持动态平能量供应机制，是生物界的共性，

衡，不会剧烈变化。8.吸能反应一般与ATP水解的反应

相联系，需要ATP水解酶的催化，

同时也消耗水；放能反应一般与

ATP的合成相联系。

真题体验I感悟高考淬炼考能

［新高考・选择性考试示范］

1.（2（）21.重庆选择性考试适应性测试）下列关于酶的叙述，正确的是（）

A.细胞衰老过程中所有酶的活性降低

B,胰蛋白酶能彻底水解蛋白质

C.赤霉素能诱导a-淀粉酶产生

D.过氧化氢酶能升高过氧化氢的活化能

C［细胞衰老过程中，大部分的酶的活性降低，但与细胞衰老有关的酶的活

性可能上升，A错误；胰蛋白酶水解蛋白质成多肽，但蛋白质彻底水解需要肽酶，

B错误；赤霉素能诱导a-淀粉酶产生，使种子无需萌发即可产生a-淀粉酶，C正

确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，D错误。］

2.（2021.湖北选择性考试模拟）在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下

列关于酶的叙述，错误的是（）

A.过氧化氢酶、腺酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质

B.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成

C.胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关

D.淀粉酶和盐酸通过降低反应物的活化能催化淀粉水解

D［绝大多数酶的化学本质都是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA。而过氧

化氢酶、腺酶和麦芽糖酶的化学本质是蛋白质，A正确；DNA聚合酶能催化磷酸

二酯键的形成，从而将游离的脱氧核甘酸连接在正在合成的子链上；DNA连接酶

也能催化磷酸二酯键的形成，从而将两个DNA片段连接到一起，B正确；胰蛋

白酶属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成首先要在核糖体上合成肽链，然后还要经过

内质网和高尔基体的加工，形成一定的空间结构，C正确；淀粉酶是生物催化剂，

可以降低反应物的活化能来催化淀粉水解；而盐酸不是催化剂，不能降低反应物

的活化能，D错误。］

3.（2021・湖南招牛适应性考试）ATP是细胞牛命活动的能量“通货”。下列叙

述错误的是（）

A.糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATP

B.等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同

C.光合作用和呼吸作用都产生ATP,所需的ADP可共用

D.ATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成

A［糖类、脂肪和蛋白质等有机物中都储存着化学能，但ATP是一种高能磷

酸化合物，不能储存在这些有机物中，A错误；由于有氧呼吸能彻底分解有机物,

而酒精发酵属于无氧呼吸不能将有机物彻底分解，所以分解等量的葡萄糖有氧呼

吸产生ATP的数量比无氧呼吸多，B正确；光合作用和呼吸作用都产生ATP,所

需要的ADP都是一样的，故可共用，C正确；催化ATP与ADP相互转化的酶不

同，分别为ATP合成酶和ATP水解酶，D正确。］

4.（2020.北京等级考）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解

H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20℃条件下，向5mL

1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了

一个改变。第2组实验提高了（）

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pH

B［提高酶的浓度能够提高速率，不能提高氧气的量，A错误；提高H2O2

溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以

加快反应速率，不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH,可以改变反应

速率，不能提高产物的量，D错误。］

5.（2020・7月浙江选考）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧

化氢能的影响”的活动。下列叙述错误的是（）

A.反应小室应保待在适宜水温的托盘中

B.加入各组反应小室中含有酶的淀纸片的大小和数量应一致

C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液

D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过黛化氢酶作用的适宜pH范围

C［该实验中温度是无关变量，应处于适宜状态，A正确；含有酶的滤纸片

的大小和数量为无关变量，要保证各组加入的含有酶的滤纸片大小和数量相同，

B正确：该实验中不直接将过氧化氢溶液加到含酶的滤纸片上，而是将滤纸片粘

在反应小室一侧的内壁上，缓冲液和过氧化氮溶液依次加到反应小室下侧，C错

误；该实脸的检测指标是单位时间内收集的气体体积，D正确。］

［全国卷•命题研析借鉴］

6.(2019.天津高考)下列过程需ATP水解提供能量的是()

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.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段

B［唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的

能量，A错误：生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的

能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解产生［H］和氧气，不需要消耗ATP水

解释放的能量，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸在酶的催化作用下

转化成乳酸，此过程既不产生ATP,也不消耗ATP,D错误。］

7.(2020.全国卷HI)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成卜表。

叶绿体的

反应部位(1)_____线粒体

类囊体膜

反应物葡萄糖/丙酮酸等

光合作用有氧呼吸的

反应名称⑵______

的光反应部分过程

合成ATP的

化学能⑶______化学能

能量来源

终产物(除

乙醇、CO2⑷______⑸______

ATP外)

［解析］(1)(2)无氧条件下，某些细胞可以将葡萄糖分解成乙醉和CCh,并释

放少量能量，该过程为无氧呼吸，发生在细胞质基质中。(3)(4)在真核细胞中，光

合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体膜上，叶绿体类囊体膜上的光合色素

吸收的光能，有两方面的用途：①将水分解成［H］(NADPH)和氧，氧直接以分子的

形式释放出去，［H］(NADPH)被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂参与

到暗反应阶段的化学反应中去；②在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生

化学反应，形成ATP。(5)在线粒体中可以发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，

在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和［H］(NADH),并释放

出少量的能量；在有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段产生的［H］(NADH)经过一系

列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。因此丙酮酸等在线粒

体内氧化分解的终产物除了ATP外，还有二氧化碳和水。

［答案］(1)细胞质基质(2)无氧呼吸(3)光能(4)02、NADPH(5)比0、

CO2

第2讲细胞呼吸

1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动

课

标,可以利用的能量

要

求

2实.验：探究酵母菌的呼吸方式

1.细胞呼吸是有机物氧化分解，释放能量的过程（生命观念）

核

心

素2.比较有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程的不同（科学思维）

养

3.探究有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式（科学探究）

4.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用（社会责任）

考点一细胞呼吸的类型和过程

［知识•能力•素养】

一研.j卖

1.细胞呼吸

细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他

产物，释放出能量并生成AIR的过程。

2.有氧呼吸

（1）概念：是指细胭在氧的参与下，通过多种商的催化作用，把葡萄糖等有机

物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水,释放能量，生成大量ATP的过程。

（2）过程。

场所细胞质荔质

第一阶段

物质变化

QH42C,H4O,+4fHl

（6应式）

|内用酸匕产能情况

少htATP

场所

H,O线粒体茶质

第.阶段物班变化的