高一生物單元速記與巧練（人教版）第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用（一）速記清單（原卷版）

細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用（一）第一節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶考點(diǎn)1:酶的作用和本質(zhì)細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝，包括代謝和代謝。2.酶在細(xì)胞代謝中的作用（1）作用：。（2）作用機(jī)理：。（3）意義：正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速有序地進(jìn)行。【探究實(shí)踐】比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解123434123434實(shí)驗(yàn)討論：①1.2號(hào)管現(xiàn)象與1號(hào)管不同，說(shuō)明了什么？【答案】；②2.3號(hào)和4號(hào)管并未加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明什么？【答案】；③3號(hào)試管Fe3+數(shù)比4號(hào)試管H2O2酶高25萬(wàn)倍，但4號(hào)反應(yīng)速率更快,這說(shuō)明什么？【答案】。④2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多,為什么？【答案】。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）水浴加熱、FeCl3、過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫分解的速率。（2）與無(wú)機(jī)催化劑FeCl3相比，過(guò)氧化氫酶的催化效率要高得多。（3）過(guò)氧化氫酶在細(xì)胞外（或體外）也能發(fā)揮作用。3.酶的作用機(jī)理（1）在常態(tài)下，幾乎所有H2O2分子都不易分解，為什么加熱后，一小部分則可以分解?！敬鸢浮??；罨埽悍肿訌某B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需的能量。（2）無(wú)機(jī)催化劑和酶是通過(guò)怎樣的途徑加快化學(xué)反應(yīng)速率的？【答案】（3）為什么酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑快？【答案】（4）為什么說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞代謝的順利進(jìn)行至關(guān)重要？【答案】細(xì)胞的正常代謝需要在條件下快速進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，而酶滿足以上要求。4.分析酶的作用機(jī)理曲線①表示無(wú)酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是①表示無(wú)酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是段。②表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所需要的活化能是段。③表示酶降低的活化能是段。酶的本質(zhì)（1）本質(zhì)：絕大多數(shù)是，少數(shù)是。（2）合成原料：、。（3）合成場(chǎng)所：等。（4）來(lái)源：大多數(shù)活細(xì)胞。（5）功能：具有作用?！咀⒁狻糠磻?yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量保持不變?！就卣埂胯b定酶本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)原理和方法例題：某科研小組經(jīng)研究得知X酶存在于人的肝細(xì)胞中，能將糖原分解為還原糖。酶必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，請(qǐng)利用這一原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究X酶的化學(xué)本質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是RNA。簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論(要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組)。A.酶解法B.試劑檢測(cè)法從酶的化學(xué)本質(zhì)上來(lái)講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。因此可利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)，RNA與吡羅紅染液作用顯紅色的原理?？键c(diǎn)2:酶的特性酶具有（1）含義：與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的107～103倍。（2）圖解：（3）分析：①酶比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率更；②酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變。③酶不能改變最終。酶具有專一性（1）含義：每一種酶只能催化化學(xué)反應(yīng)。（2）圖解：加入酶B的反應(yīng)速率和無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同，說(shuō)明酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用。而加入酶A的反應(yīng)速率明顯較快，說(shuō)明酶A可催化該反應(yīng)，即酶具有。（3）圖解酶的專一性如圖表示酶促反應(yīng)的過(guò)程,圖中A表示酶,B表示被催化的,C、D表示,酶在反應(yīng)前后的性質(zhì)和數(shù)量均不發(fā)生變化。3.酶的作用條件較溫和（1）含義：酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較條件下進(jìn)行的。（2）圖解：①在條件下，酶的活性最高，溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會(huì)。②過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高，會(huì)使酶的遭到破壞，使酶永久失活。考點(diǎn)3:影響酶促反應(yīng)速率的因素1.酶促反應(yīng)速率:在酶的催化作用下化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的速率稱為酶促反應(yīng)速率,一般用單位時(shí)間內(nèi)底物的或產(chǎn)物的來(lái)表示。2.酶活性:可用在一定條件下酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的速率表示。3.影響酶促反應(yīng)速率的因素可分為影響酶活性的因素和不影響酶活性的因素,前者通過(guò)影響酶的影響酶活性,包括、、抑制劑、激活劑、重金屬等;后者包括、。4.影響酶促反應(yīng)的因素曲線分析(1)溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響①在一定溫度(pH)范圍內(nèi),隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用,超過(guò)這一范圍,酶的催化作用逐漸。②過(guò)酸、過(guò)堿、高溫會(huì)使酶的遭到破壞而永久失活;低溫只是會(huì)影響酶促反應(yīng)速率,但不會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu),在適宜升高溫度的情況下,酶促反應(yīng)速率會(huì)逐步提高。③在0℃左右時(shí),酶促反應(yīng)速率很低,但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因此酶制劑適宜在保存。④從下圖可以看出:反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。(2)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響乙甲乙甲a.甲圖:在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃度的增加而加快,但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,受的限制,酶促反應(yīng)速率不再增加。b.乙圖:在其他條件適宜、底物充足的情況下,酶促反應(yīng)速率與成正比。第二節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP考點(diǎn)1:ATP的分子結(jié)構(gòu)與功能1.組成元素：。2.名稱：。3.化學(xué)組成：。4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：。ATP中，A代表，由和構(gòu)成；T代表三，P代表磷酸基團(tuán)；一代表普通化學(xué)鍵，～代表一種。5.特點(diǎn)（1）ATP是一種高能磷酸化合物，含有2個(gè)“~”。（2）由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥，使得“～”不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開(kāi)ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。（6）功能：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的?！咀⒁狻可矬w內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié)(1)能源物質(zhì)：。(2)主要能源物質(zhì)：。(3)儲(chǔ)能物質(zhì)：、(植物細(xì)胞)、(動(dòng)物細(xì)胞)。(4)主要儲(chǔ)能物質(zhì)：。(5)直接能源物質(zhì)：。(6)最終能量來(lái)源：?？键c(diǎn)2:ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化原因ATP中遠(yuǎn)離腺苷的“～”既容易水解，也容易形成，伴隨著“～”的水解實(shí)現(xiàn)ATP到ADP的轉(zhuǎn)化，而“～”的形成與ADP到ATP的轉(zhuǎn)化相伴隨。ATP與ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化分析項(xiàng)目ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式能量來(lái)源能量去路形成特殊的化學(xué)鍵用于各項(xiàng)生命活動(dòng)反應(yīng)場(chǎng)所聯(lián)系（1）ATP在生物體內(nèi)含量少，但轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細(xì)胞中的ATP和ADP總是處于一種動(dòng)態(tài)平衡（2）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。因?yàn)檗D(zhuǎn)化過(guò)程中所需的酶、能量的來(lái)源和去路及反應(yīng)場(chǎng)所不完全相同（3）合成ATP的過(guò)程中有水生成，水解ATP的過(guò)程中有水消耗意義（1）保證細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的能量供應(yīng)庫(kù)。（2）ATP在能源物質(zhì)供能過(guò)程中處于核心地位，絕大多數(shù)能源物質(zhì)中的能量只有先轉(zhuǎn)移到ATP中才能為生命活動(dòng)供能。在生命活動(dòng)中，ATP中的能量可以轉(zhuǎn)化為不同形式的能量。（3）能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。因此，可以形象地把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”?？键c(diǎn)3:ATP的利用1.ATP的利用形式ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，這些能量主要有以下6種形式。滲透能、、電能、、光能、。2.ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能（1）參與Ca2+主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。（2）在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來(lái)與載體蛋白結(jié)合，這一過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的。（3）載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外?？键c(diǎn)4:細(xì)胞中的吸能和放能反應(yīng)1．概念：吸能反應(yīng)中產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物分子中的勢(shì)能高；放能反應(yīng)中產(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物分子中的勢(shì)能低。2．吸能、放能反應(yīng)與ATP的關(guān)系A(chǔ)TP是吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)之間的紐帶，ATP水解產(chǎn)生的能量用于吸能反應(yīng)，ATP合成的能量來(lái)自細(xì)胞中的放能反應(yīng)。綠色植物細(xì)胞中最重要的吸能反應(yīng)是光合作用，所有細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)是細(xì)胞呼吸。3.如果一個(gè)反應(yīng)發(fā)生時(shí)釋放ATP，則這個(gè)反應(yīng)為放能反應(yīng)；相反，則為吸能反應(yīng)。疑難1：酶與無(wú)機(jī)催化劑的共同點(diǎn)1．降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率加快，但不改變生成物的量。2．只改變化學(xué)反應(yīng)速率，不為化學(xué)反應(yīng)提供物質(zhì)和能量，本身不被消耗，反應(yīng)前后性質(zhì)不變。3．縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不改變化學(xué)反應(yīng)的方向和平衡點(diǎn)。疑難2:驗(yàn)證酶的作用及特性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組衡量標(biāo)準(zhǔn)自變量驗(yàn)證酶具有催化作用底物+相應(yīng)酶液底物+等量蒸餾水等底物是否被分解或底物分解速率酶溶液的有無(wú)驗(yàn)證酶的專一性底物+相應(yīng)酶液另一底物+等量同種酶液底物是否被分解不同底物底物+相應(yīng)酶液相同底物+等量另一種酶液不同酶溶液驗(yàn)證酶具有高效性底物+相應(yīng)酶液底物+等量無(wú)機(jī)催化劑底物分解速率或產(chǎn)物生成速率無(wú)機(jī)催化劑和酶溶液【拓展】（1）探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，一定要讓底物和酶在所需的溫度下保溫一段時(shí)間，再進(jìn)行混合。（2）若選擇淀粉和淀粉酶來(lái)探究酶的最適溫度，檢測(cè)的試劑不可用斐林試劑代替碘液。因?yàn)殪沉衷噭┬柙谒〖訜釛l件下才會(huì)與還原糖發(fā)生特定的顏色反應(yīng)，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。（3）探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，不適宜用H2O2為底物，因?yàn)楦邷貤l件下H2O2會(huì)分解。疑難3:影響酶活性的抑制劑和激活劑1.抑制劑（1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)酶。①第一類競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：抑制劑的結(jié)構(gòu)與酶的活性中心相似，當(dāng)抑制抑制與酶結(jié)合時(shí)，就阻止了底物與酶結(jié)合，如果底物與酶結(jié)合也會(huì)阻止抑制與酶結(jié)構(gòu)。②第二類競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：抑制劑與酶的活性中心以外的部位結(jié)合，從而使酶的活性中心結(jié)構(gòu)改變，阻止了酶與底物結(jié)合。如果酶與活性中心結(jié)合，使抑制劑結(jié)合部位的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而阻止抑制與酶結(jié)合。（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：抑制劑與底物不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。如圖，抑制劑與酶的活性中心以外的部位結(jié)合，但是不會(huì)使酶活性中心的結(jié)構(gòu)改變，因此，不影響酶與底物的結(jié)合，這樣就形成了底物-酶-抑制劑的三元復(fù)合物，但是底物不會(huì)被酶催化為產(chǎn)物，從而達(dá)到抑制的作用。疑難4:辨析下列物質(zhì)中A的含義1.ATP與核苷酸的關(guān)系組成ATP和核苷酸的元素是相同的，都是C、H、O、N、P。ATP分子去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸（AMP），是RNA的基本組成單位之一。2.不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)中“A”的含義不同（1）ATP中的A為腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。（2）DNA分子中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成。（3）RNA分子中的A為腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成。（4）核苷酸中的A為腺嘌呤。（5）聯(lián)系：它們的共同點(diǎn)是都含有腺嘌呤。其中，AMP（腺苷一磷酸，又名腺嘌呤核糖核苷酸）是RNA的基本組成單位之一。疑難5:ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(拓展)1.實(shí)驗(yàn)證據(jù)2.應(yīng)用：ATP熒光檢測(cè)儀ATP熒光檢測(cè)儀基于螢火蟲(chóng)發(fā)光原理，利用“熒光素酶—熒光素體系”快速檢測(cè)三磷酸腺苷（ATP）。由于所有生物活細(xì)胞中含有恒量的ATP，所以ATP含量可以清晰地表明樣品中(食品、藥品、水體等)微生物與其他生物殘余的多少，用于判斷衛(wèi)生狀況。熒光素+O2+ATP→氧化熒光素(發(fā)出熒光)熒光強(qiáng)度越強(qiáng)→ATP含量越多→微生物數(shù)量越多疑難6:ATP拓展ATP不是唯一的直接能源物質(zhì)，除ATP外，還有UTP、GTP和CTP。UTP是由一個(gè)尿嘧啶、一個(gè)核糖、三個(gè)磷酸連接而成的；GTP是由一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤、一個(gè)核糖、三個(gè)磷酸連接而成的；CTP是由一個(gè)胞嘧啶、一個(gè)核糖、三個(gè)磷酸連接而成的。每個(gè)分子去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后都是構(gòu)成RNA的基本單位，它們的關(guān)系如下圖所示：這四種物質(zhì)中，ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，當(dāng)人體在運(yùn)動(dòng)、吸收氨基酸、葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)都會(huì)消耗ATP，ATP是能量“貨幣”。GTP可用于合成蛋白質(zhì)，CTP可用于合成脂質(zhì)，UTP可用于合成多糖。另外，ATP中的核糖若改變?yōu)槊撗鹾颂牵娃D(zhuǎn)變?yōu)閐ATP(脫氧腺苷三磷酸)。疑難7:ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)1.從反應(yīng)條件上看，ATP的水解屬于水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶。而ATP的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬于合成酶。由于酶具有專一性，因此，兩者反應(yīng)條件有所不同。2.從反應(yīng)場(chǎng)所上看，ATP合成的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；而ATP水解的場(chǎng)所較多。因此，ATP的合成場(chǎng)所與水解場(chǎng)所不完全相同。3.從能量來(lái)源上看，ATP水解釋放的能量來(lái)源于儲(chǔ)存在特殊化學(xué)鍵中的化學(xué)能；而合成ATP的能量主要來(lái)源于化學(xué)能和光能，即兩者的能量來(lái)源不同。酶該考點(diǎn)基礎(chǔ)層級(jí)訓(xùn)練內(nèi)容為酶的作用、本質(zhì)和作用機(jī)理,重難、綜合層級(jí)多結(jié)合代謝知識(shí)考查酶的特性、影響酶活性的因素及相關(guān)實(shí)驗(yàn)。ATP該考點(diǎn)基礎(chǔ)層級(jí)訓(xùn)練內(nèi)容為ATP的結(jié)構(gòu)和功能、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,重難、綜合層級(jí)多結(jié)合光合作用和呼吸作用來(lái)考查ATP的形成和利用。【真題再現(xiàn)】1．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)研究某因素對(duì)酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過(guò)量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。該同學(xué)研究的因素是（

）A．溫度 B．底物 C．反應(yīng)時(shí)間 D．酶量2．（2022秋·福建泉州·高一福建省南安市僑光中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）頭孢拉定是一種常見(jiàn)的醫(yī)用口服抗生素，某人因長(zhǎng)期服用頭孢拉定，醫(yī)生在其腸道中發(fā)現(xiàn)某種大腸桿菌的數(shù)量顯著增加，下列分析正確的是（）A．該菌經(jīng)化學(xué)成分分析，其含量最多的化合物是以碳鏈為骨架的生物大分子B．該菌含有的多種抗性基因都分布于細(xì)胞核中