高三一輪復習生物：細胞代謝：酶與ATP（課件）

專題四

細胞代謝——酶與ATP（課件）

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高考生物學二輪復習講練測合集考綱要求1.

酶在代謝中的作用（2）2.ATP在能量代謝中的作用（2）考點分布ATP2024全國甲卷（2）酶2024河北（2），2024廣東（15）知識網(wǎng)絡(luò)重難知識重難知識：關(guān)于酶的九個易錯點正確說法錯誤說法產(chǎn)生場所活細胞（不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等）具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生化學本質(zhì)有機物（絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA）蛋白質(zhì)作用場所可在細胞內(nèi)、細胞外體外發(fā)揮作用只在細胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫只是抑制酶的活性，不會使酶變性失活低溫和高溫均會使酶變性失活作用酶只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來源生物體內(nèi)合成有的可來源于食物等合成原料氨基酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成場所核糖體、細胞核等只有核糖體能否重復利用酶作為催化劑，反應(yīng)前后化學性質(zhì)不變，可以重復利用不能重復利用1.答案：C解析：酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A錯誤；酶通過降低活化能來提高反應(yīng)速率，B錯誤；細胞質(zhì)基質(zhì)中含有催化葡萄糖分解的酶，C正確；低溫不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，酶的活性可恢復，D錯誤。2.答案：C解析：高溫、強酸和強堿都會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使其失活，低溫不會使酶失活，A錯誤；不可選擇過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響，因為過氧化氫的分解本身會受到溫度的影響，B錯誤；絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也具有生物催化功能，C正確；由于蔗糖是否發(fā)生水解，都不與碘液反應(yīng)，因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性，不能用碘液檢測實驗結(jié)果，D錯誤。典型例題：關(guān)于酶的易錯點1.下列有關(guān)酶的敘述正確的是()A.酶的基本組成單位是氨基酸

B.酶通過為反應(yīng)物供能來提高反應(yīng)速率C.細胞質(zhì)基質(zhì)中含有催化葡萄糖分解的酶

D.低溫能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使其失去活性2.下列關(guān)于酶的相關(guān)敘述中，正確的是()A.高溫、強酸和低溫都會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使其失活B.可選擇過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響C.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也具有生物催化功能D.探究淀粉酶專一性實驗中，若以淀粉和蔗糖為底物，可用碘液進行檢測3.（2024年·河北）下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(

)A.作為生物催化劑，酶作用的反應(yīng)物都是有機物B.胃蛋白酶應(yīng)在酸性、37℃條件下保存C.醋酸桿菌中與發(fā)酵產(chǎn)酸相關(guān)的酶，分布于其線粒體內(nèi)膜上D.從成年牛、羊等草食類動物的腸道內(nèi)容物中可獲得纖維素酶典型例題：關(guān)于酶的易錯點答案：D解析：酶的特性作為生物催化劑，酶的作用底物可以是無機物，A錯誤；應(yīng)在低溫和最適pH條件下保存酶，B錯誤；醋酸桿菌為原核生物，無線粒體，C錯誤；牛、羊等草食類動物的腸道中含有能產(chǎn)生纖維素酶的微生物，能將纖維素分解成葡萄糖，供草食類動物吸收，因此，從成年牛、羊等草食類動物的腸道內(nèi)容物中可獲得纖維素酶，D正確。重難知識：關(guān)于酶的實驗設(shè)計實驗名稱對照組實驗組觀測指標驗證某種酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)已知蛋白液+雙縮脲試劑等量的待測酶溶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色驗證酶具有催化作用底物+適量蒸餾水底物+等量的相應(yīng)酶溶液底物分解速率或底物剩余量驗證酶具有專一性底物+相應(yīng)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驗證酶具有高效性底物+無機催化劑底物+等量的相應(yīng)酶溶液底物分解速率或底物剩余量探究酶的最適溫度溫度梯度下的同一溫度分別處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適pHpH梯度下的同一pH分別處理的底物和酶溶液混合典型例題：考點

關(guān)于酶的實驗設(shè)計1.下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(

)A.探究pH對酶活性的影響實驗建議用淀粉酶B.探究溫度對酶活性的影響實驗建議用過氧化氫酶C.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以驗證酶的專一性D.能合成激素的細胞一定能合成酶答案：D解析：A、由于酸性條件下淀粉易分解，因此淀粉不能作為探究PH對酶活性影響的實驗材料，A錯誤；B、過氧化氫在高溫下易分解，因此不能用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響實驗，B錯誤；C、淀粉酶能催化淀粉水解，滴加碘液不變色；淀粉酶不能催化蔗糖水解，滴加碘液不變色；二者的實驗現(xiàn)象一樣，無法驗證酶的專一性，C錯誤；D、活細胞都能產(chǎn)生酶，因此能夠產(chǎn)生激素的細胞一定能合成酶，D正確.典型例題：考點

關(guān)于酶的實驗設(shè)計答案：B解析：A、由表可知，Ce5具有催化纖維素類底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸類底物的活性，Ay3與Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB相比，當缺少Ce5后，就不能催化纖維素類底物，當Ay3與Ce5同時存在時催化纖維素類底物的活性增強，所以Ay3與Ce5可能存在相互影響，A正確；B、由表可知，不論是否與Bi結(jié)合，Ay3均可以催化S1與S2，說明Bi與Ay3的催化專一性無關(guān)，B錯誤；C、由表可知，Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸類底物的活性不變，說明該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關(guān)，C正確；D、需要檢測Ce5-Ay3-Bi肽鏈的活性，才能判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關(guān)，D正確。故選B。2.（2024·廣東）現(xiàn)有一種天然多糖降解酶，其肽鏈由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構(gòu)建新肽鏈，并評價其催化活性，部分結(jié)果見表。關(guān)于各段序列的生物學功能，下列分析錯誤的是()注：—表示無活性，+表示有活性，+越多表示活性越強。A.Ay3與Ce5催化功能不同，但可能存在相互影響B(tài).Bi無催化活性，但可判斷與Ay3的催化專一性有關(guān)C.該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關(guān)D.無法判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關(guān)肽鏈纖維素類底物褐藻酸類底物W1W2S1S2Ce5-Ay3-Bi-CB+++++++++Ce5+++——Ay3-Bi-CB——+++++Ay3——+++++Bi————CB————1.ATP的結(jié)構(gòu)和組成（1）1分子ATP＝1分子腺苷＋3分子磷酸基團。（2）ATP中含有兩個高能磷酸鍵，其中遠離腺苷的高能磷酸鍵容易水解與合成。重難知識：ATP在能量代謝中的作用2.ATP的合成、利用與細胞代謝的關(guān)系重難知識：ATP在能量代謝中的作用3.肌細胞中ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間關(guān)系的曲線解讀注意：（1）當橫坐標表示呼吸作用強度時，ATP產(chǎn)生速率的變化曲線應(yīng)該從原點開始。（2）哺乳動物成熟的紅細胞中，ATP的產(chǎn)生速率幾乎與O2供給量無關(guān)。重難知識：ATP在能量代謝中的作用項目ATP的合成ATP的水解所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能（光合作用）化學能（細胞呼吸）特殊的化學鍵中的能量能量去路形成特殊的化學鍵用于各項生命活動反應(yīng)場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位相應(yīng)生理活動主要是光合作用、細胞呼吸肌肉收縮、細胞分裂、興奮傳導等結(jié)論ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化時，反應(yīng)所需要的酶、能量的來源和去路、反應(yīng)的場所不同，因此兩者的相互轉(zhuǎn)化不是可逆的，從兩者相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式來看，物質(zhì)是可逆的，但能量不可逆4.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不可逆重難知識：ATP在能量代謝中的作用典型例題：考點1ATP的結(jié)構(gòu)1.（2024年·全國甲卷）ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成，ATP結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中～表示高能磷酸鍵，下列敘述錯誤的是()A.ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動運輸提供能量B.用a位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNAC.β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵不能在細胞核中斷裂D.光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵答案：C解析：離子的主動運輸需要消耗能量，ATP轉(zhuǎn)化為ADP時可以釋放能量，供離子的主動運輸利用，A正確；當圖示ATP脫去β和γ位磷酸基團后就成為AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本組成單位之一），故用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA,B正確；β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵斷裂的過程是ATP水解釋放能量的過程，其釋放出的能量可供機體的絕大多數(shù)生命活動所利用，細胞核中進行的一些生命活動也需要ATP水解供能，如轉(zhuǎn)錄，故C錯誤；光合作用過程中，光能可轉(zhuǎn)化為化學能儲存在ATP中，這些化學能主要儲存于ATP的β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵，D正確。典型例題：考點2ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化2.某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A.這些蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化過程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點B.這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點的氨基酸缺失，不影響細胞信號傳遞C.作為能量“通貨”的ATP能參與細胞信號傳遞D.蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響答案：B解析：由題意可知，某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發(fā)生磷酸化和去磷酸化，改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，從而參與細胞信號傳遞，體現(xiàn)出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點，A正確；如果這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點的氨基酸缺失，將會使該位點無法磷酸化，進而影響細胞信號傳遞，B錯誤；由題圖可知，進行細胞信息傳遞的蛋白質(zhì)需要磷酸化才能起作用，而ATP水解為其提供了磷酸基團和能量，故ATP能參與細胞信號傳遞，C正確；溫度會影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，進而影響蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)，D正確。重難知識：各類能源物質(zhì)及其關(guān)系1.能源物質(zhì)類型物質(zhì)原因直接能源ATPATP水解時釋放的能量直接用于各項生命活動，面其他形式的能源物質(zhì)中所儲存的能量必須轉(zhuǎn)移到ATP中，才能用于各項生命活動主要能源糖類生命活動所利用的能量大約70%是由糖類提供的，所以說糖類是生命活動的主要能源物質(zhì)儲能物質(zhì)脂肪在生物體內(nèi)長期儲存能量的物質(zhì)是脂肪。因為脂肪儲存能量的效率最高，1g脂肪所儲存的能量是同等質(zhì)量的糖類的兩倍多最終能源太陽能地球上所有生物進行生命活動所需的能量幾乎全部來源于綠色植物光合作用固定的太陽能，所以說生物體生命活動的最終能源是太陽能結(jié)論在生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化和傳遞中，ATP是一種關(guān)鍵的物質(zhì)。ATP是生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化的“中轉(zhuǎn)站”，它有利于能量的運輸和協(xié)調(diào)供給2.能源物質(zhì)之間的關(guān)系重難知識：各類能源物質(zhì)及其關(guān)系典型例題：各類能源物質(zhì)及其關(guān)系所謂細胞的直接能源物質(zhì)是指通過自身水解可以釋放能量，并將能量直接供給細胞內(nèi)各種代謝反應(yīng)和生命活動的物質(zhì)，如細胞內(nèi)糖原與蔗糖的合成過程，能通過UTP的水解直接供能；在磷脂的合成過程中，ATP與CTP同時為反應(yīng)提供能量。下列敘述錯誤的是()A.細胞中的直接能源物質(zhì)除ATP外，還應(yīng)該有UTP、CTP、GTPB.細胞內(nèi)糖原與蔗糖的合成過程需要相應(yīng)酶和UTP共同提供能量C.磷脂的合成過程中，CTP可通過水解遠離C的磷酸鍵為反應(yīng)供能D.細胞呼吸產(chǎn)生的能量可轉(zhuǎn)化成熱能和ATP中的化學能，ATP又可為物質(zhì)運輸供能答案：B解析：由題意可知，細胞中的直接能源物質(zhì)除ATP外，還應(yīng)該有UTP、CTP、GTP，A項正確；細胞內(nèi)糖原與蔗糖的合成過程需要UTP提供能量，而酶是催化反應(yīng)的，不能提供能量，B項錯誤；在磷脂的合成過程中，CTP（胞苷三磷酸）可為反應(yīng)提供能量，CTP通過水解遠離C的磷酸鍵為反應(yīng)供能，C項正確；細胞呼吸產(chǎn)生的能量可轉(zhuǎn)化成熱能和ATP中的化學能，ATP又可為物質(zhì)運輸供能，D項正確。方法突破o1?？家族e的三類酶曲線1.酶的作用原理（1）ca段的含義是在無催化劑的條件下，反應(yīng)所需要的活化能。（2）ba段的含義是酶降低的活化能。（3）若將酶改為無機催化劑，則b值在縱軸上將向上移動。2.酶的特性（1）圖1中加入酶的曲線和加入無機催化劑的曲線比較，說明酶具有高效性，而與不加催化劑的曲線相比，只能說明酶具有催化作用。（2）圖2中兩曲線比較，表明酶具有專一性（酶A和酶B對比）。3.酶促反應(yīng)的影響因素（1）溫度和pH圖甲和圖乙顯示：過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫不會使酶失活。低溫可抑制酶的活性，酶分子空間結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度適當升高酶可恢復活性。從圖丙和圖丁可以看出：pH或溫度的變化不影響酶作用的最適溫度或pH。（2）底物濃度和酶濃度圖甲中OP段酶促反應(yīng)速率的限制因素是底物濃度，而P點之后的限制因素可能為酶濃度或酶活性；圖乙對反應(yīng)底物的要求是底物足量。1.圖1、圖2、圖3、圖4分別為影響酶促反應(yīng)速率的四個因素（pH、溫度、底物濃度、酶濃度）的曲線，相關(guān)敘述正確的是（）A.若圖1中甲代表pH，處于a點條件下的酶，其空間結(jié)構(gòu)可以恢復B.若圖2中乙代表溫度，處于b點條件下的酶，其空間結(jié)構(gòu)不可恢復C.若圖3中丙代表底物濃度，P點酶的數(shù)量可能是反應(yīng)速率的限制因素D.若圖4中丁代表酶濃度，只要底物充足，反應(yīng)速率即可與丁成正比典型例題：考點

影響酶促反應(yīng)速率的曲線答案：C解析：強酸、強堿會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活，導致其空間結(jié)構(gòu)不能恢復；低溫能降低酶的活性，但不會使酶失活，即酶的空間結(jié)構(gòu)不被破壞，條件適宜時酶活性可恢復；當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加；只有在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度呈正比。2.某同學探究溫度、pH、底物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系，繪制出如下曲線圖。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.圖1中，a點時酶活性很低，因此酶促反應(yīng)速率也很低B.圖2中，d點與f點酶的空間結(jié)構(gòu)都被破壞，因此酶活性較低C.圖3中，g點時將對應(yīng)相關(guān)因素調(diào)至最適，酶促反應(yīng)速率可以升至最高D.圖1、圖2、圖3中的相關(guān)因素依次是底物濃度、溫度、pH答案：D解析：題圖1中，相關(guān)因素應(yīng)該是底物濃度，底物濃度不影響酶活性，a點時反應(yīng)速率低是因為底物濃度低，A錯誤；題圖2中，相關(guān)因素應(yīng)該是溫度，d點表示低溫狀態(tài)，低溫不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，f點表示高溫狀態(tài)，酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，B錯誤；題圖3中，相關(guān)因素應(yīng)該是pH，g點酶的空間結(jié)構(gòu)已被破壞，活性幾乎全部喪失，即使將pH調(diào)至最適，酶促反應(yīng)速率也不會升至最高，C錯誤；題圖1、題圖2、題圖3中的相關(guān)因素依次是底物濃度、溫度、pH，D正確。典型例題：考點

影響酶促反應(yīng)速率的曲線o2考察ATP的綜合問題1.ATP與光合作用及細胞呼吸的關(guān)系（1）與光合作用的關(guān)系（2）與細胞呼吸的關(guān)系2.細胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐細胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細胞核消耗ATP：DNA復制、轉(zhuǎn)錄等3.ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系（1）在無氧條件下，生物細胞可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量ATP。（2）隨O2供給量增多，有氧呼吸明顯加強，ATP產(chǎn)生量隨之增加；但當O2供給量達到一定值后，ATP產(chǎn)生量不再增加，此時的限制因素可能是酶、有機物、ADP、磷酸等。（3）當橫坐標表示呼吸強度時，ATP產(chǎn)生量曲線應(yīng)從原點開始。1.磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團轉(zhuǎn)移到ADP分子中合成ATP（A—P~P~P）。研究者對蛙的肌肉組織進行短暫電刺激，檢測對照組和實驗組（肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理）肌肉收縮前后ATP和ADP的含量，結(jié)果如下表所示。根據(jù)實驗結(jié)果，下列有關(guān)分析正確的是（）A.對照組中的肌肉組織細胞中無ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化B.實驗組中的肌肉組織細胞中有ATP分解但無ATP合成C.對照組中的磷酸肌酸可以維持ATP含量的相對穩(wěn)定D.實驗組數(shù)據(jù)表明部分生命活動利用了ATP中靠近A的磷酸鍵答案：C解析：本題考查ATP的結(jié)構(gòu)及ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化。肌肉收縮需要ATP提供能量，對照組肌肉收縮前后AP和ADP的含