2024屆 一輪復習 人教版 酶和ATP 學案

第7課酶和ATP?學業(yè)質(zhì)量水平要求?1．通過關于酶本質(zhì)的探索和學習，認識酶的化學本質(zhì)，總結出酶的作用，并能設計實驗證明酶的作用及化學本質(zhì)。(生命觀念、科學思維、科學探究)2．通過分析與綜合，明確酶的高效性和專一性的含義，并學會設計實驗，探究酶的專一性和溫度、pH等對酶促反應的影響，進而明確酶在生產(chǎn)和生活中的應用。(科學探究、科學思維、社會責任)3．基于對細胞生命活動實例的分析，結合ATP的結構特點，認同結構和功能相適應的觀點。(生命觀念、科學思維)考點一酶的本質(zhì)、作用和特性1．酶本質(zhì)的探索歷程(連線)答案：①—f②—a③—c④—d、e⑤—b2．酶的本質(zhì)及作用化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核(真核細胞)來源一般來說，活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產(chǎn)生酶作用場所細胞內(nèi)、外或生物體外生理功能催化作用3．酶的作用機理分析(如下圖)①為有酶催化的反應曲線；②為沒有催化劑的反應曲線；③為有無機催化劑催化的反應曲線。4．酶的催化特性(連線)答案：①—b②—a③—c5．比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗過程。步驟相同處理向4支試管中分別加入2mL過氧化氫溶液不同處理不處理放在90℃左右的水浴中加熱滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液現(xiàn)象氣泡基本無少較多很多帶火星衛(wèi)生香無復燃有復燃復燃性較強復燃性很強(2)變量分析。(3)實驗結論：酶具有催化作用，同無機催化劑相比，催化效率更高。6．淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(1)實驗原理。①淀粉和蔗糖都是非還原糖，葡萄糖、果糖、麥芽糖都是還原糖。②斐林試劑能鑒定溶液中有無還原糖。③淀粉酶能催化淀粉水解為還原糖，不能催化蔗糖水解。(2)實驗步驟。序號操作步驟試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2mL—2注入蔗糖溶液—2mL3注入新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL4振蕩混勻，將試管的下半部浸到60℃左右的熱水中，保溫5min5取出試管，各加入2mL斐林試劑，振蕩搖勻6將兩支試管的下半部放進盛有熱水的大燒杯中，煮沸1min，觀察顏色變化磚紅色沉淀淡藍色(3)實驗結論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。這說明酶具有專一性。1．由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性。 (×)2．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物。 (√)3．酶提供了反應過程中所必需的活化能。 (×)4．酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結構。 (√)5．同一個體各種體細胞中酶的種類相同、數(shù)量不同，代謝不同。 (×)6．酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸。 (×)7．唾液淀粉酶催化反應的最適溫度和保存溫度都是37℃。 (×)【教材細節(jié)命題】1．(必修1P82“探究·實踐”)已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH為7.6，胃蛋白酶隨食糜進入小腸后還能發(fā)揮作用嗎？不能。為什么？因為沒有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發(fā)揮作用。2．(必修1P85“科學·技術·社會”)溶菌酶為什么具有抗菌消炎的作用？溶菌酶能夠溶解細菌的細胞壁，起到抗菌消炎的作用。細菌性溶菌酶不能(填“能”或“不能”)用于真菌感染。為什么？由于真菌和細菌細胞壁的成分不同和酶具有專一性等原因，細菌性溶菌酶不能用于真菌感染。1．酶相關模型的構建與解讀(1)酶的高效性。①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶和無機催化劑一樣，只能縮短達到化學平衡所需要的時間，不能改變化學反應的平衡點。(2)酶的專一性。①加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同，說明酶B對此反應無催化作用。②加入酶A的反應速率隨反應物濃度的增大明顯加快，說明酶A對此反應有催化作用。(3)影響酶活性的因素。圖甲曲線分析：①在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。②過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子的結構未被破壞，溫度升高可恢復活性。圖乙曲線分析：縱坐標為反應物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應速率越慢；圖示pH＝7時，反應物剩余量最少，應為最適pH；反應溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。(4)底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響。①圖甲：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率先隨底物濃度增加而加快，當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應速率不再增加。②圖乙：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。2．影響因素制約酶活性的機理(1)高溫、過酸、過堿——可破壞酶分子的空間結構而導致酶永久性失活(不可逆轉(zhuǎn))。(2)低溫——僅抑制酶活性，并不破壞酶分子的空間結構，當溫度適當升高時活性可恢復。(3)酶活性還受某些激活劑或抑制劑的影響，前者可提升酶活性，后者則降低酶活性?？枷?|酶的本質(zhì)、作用和特性1．(2022·湖南卷)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活B．加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的C．添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果D．添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環(huán)境污染B解析：由題“部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活”可知，堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活，A正確；由圖可知，加熱導致堿性蛋白酶由天然狀態(tài)變?yōu)椴糠纸庹郫B，部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復到天然狀態(tài)，因此部分加熱導致的堿性蛋白酶構象改變是可逆的，B錯誤；堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，而且加熱也能使堿性蛋白酶失活，會降低加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果，添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果，C正確；酶具有高效性，堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成多肽和氨基酸，具有很強的分解蛋白質(zhì)的能力，可有效地清除汗?jié)n、奶漬、醬油漬等污漬，添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環(huán)境污染，D正確。2．下列有關酶的敘述，正確的是()A．酶的催化效率比無機催化劑更高是因為酶能降低反應的活化能B．酶都是在核糖體上合成的，但不一定需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工C．在最適溫度和最適pH的條件下，酶對細胞代謝的調(diào)節(jié)作用最強D．酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應D解析：酶和無機催化劑都能降低反應的活化能，酶在降低反應的活化能方面比無機催化劑更顯著，因而催化效率更高，A錯誤；酶不都在核糖體上合成，如某些化學本質(zhì)是RNA的酶，蛋白質(zhì)類酶的合成也不一定需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的參與，B錯誤；酶在細胞代謝中有催化作用，在最適溫度和最適pH的條件下，酶的催化作用最強，C錯誤；酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應，D正確。考向2|影響酶活性的因素3．(2022·浙江6月選考)下列關于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述，正確的是()A．低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成，導致酶變性失活B．稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，是因為酶的作用具高效性C．淀粉酶在一定pH范圍內(nèi)起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會加快淀粉的水解速率B解析：低溫可以抑制酶的活性，不會改變淀粉酶的氨基酸組成，也不會導致酶變性失活，A錯誤；酶具有高效性，故稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，B正確；酶活性的發(fā)揮需要適宜條件，在一定pH范圍內(nèi)，隨著pH升高，酶活性升高，超過最適pH后，隨pH增加，酶活性降低甚至失活，C錯誤；淀粉酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，淀粉酶會被水解，則淀粉的水解速率會變慢，D錯誤。4．下圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產(chǎn)生還原糖的結果。請據(jù)此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結果？()A．淀粉溶液量 B．pHC．溫度 D．唾液量A解析：改變底物的量，產(chǎn)物的量則會減少，圖中對照組的還原糖生成量一直多于實驗組的還原糖生成量，故改變的是淀粉溶液量，即降低了底物的量，A正確；改變pH或溫度(會影響酶的活性)及改變唾液淀粉酶的量，都會影響化學反應速率，但不改變化學反應的平衡點，即產(chǎn)物的最終產(chǎn)量不變，B、C、D錯誤。考點二(探究·實踐)探究影響酶活性的因素1．探究溫度對酶活性的影響(1)實驗原理。溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗材料。質(zhì)量分數(shù)為2%的淀粉酶溶液、體積分數(shù)為3%的可溶性淀粉溶液、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液(相關用具省略)。(3)實驗步驟。序號實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不同的溫度條件冰塊(5min)60℃溫水(5min)沸水(5min)3加入等量的新鮮唾液淀粉酶溶液1mL(5min)1mL(5min)1mL(5min)4加入等量的碘液2滴2滴2滴5觀察實驗現(xiàn)象藍色無藍色出現(xiàn)藍色(4)實驗結論：溫度過高、過低都會影響酶的活性，適宜溫度下酶的活性最高。2．探究pH對酶活性的影響(1)實驗原理：2H2O2___過氧化氫酶___2H2O＋O2。pH影響酶的活性，從而影響O2的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O(2)實驗材料。質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液、體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液、物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的HCl溶液、物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液、蒸餾水等。(3)實驗步驟。序號實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31加入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2加入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL0.01mol/L的HCl溶液1mL0.01mol/L的NaOH溶液3加入等量的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液2mL2mL2mL4觀察實驗現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生5將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒劇烈不燃燒不燃燒(4)實驗結論：過酸、過堿都會影響酶的活性，適宜pH下酶的活性最高。1．酶活性最高時的溫度不適合酶的保存。 (√)2．溫度和pH通過影響酶活性，進而影響酶促反應速率；底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應速率，但并未改變酶活性。 (√)3．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構。 (×)4．若探究溫度對淀粉酶活性的影響，可選擇過氧化氫溶液作為底物。 (×)5．溫度過高、低溫都能使酶活性降低，二者的作用原理不同。 (√)1．實驗材料選擇時的注意事項(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，不能選擇過氧化氫和過氧化氫酶作為實驗材料，因為過氧化氫在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結果。(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結果。2．實驗步驟和結果檢測的注意事項(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，底物和酶溶液應先分別在預設的溫度中保溫一段時間后再混合，保證反應從一開始就是預設的溫度。(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，宜先保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實驗要求的pH后再讓反應物與酶接觸，不宜在未達到預設pH前，讓反應物與酶接觸。(3)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不能選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需要水浴加熱，而該實驗需嚴格控制溫度?？枷?|影響酶活性的因素的基礎實驗分析1．(2023·廣東深圳模擬)紅平菇對纖維素的降解是菌絲分泌纖維素酶作用的結果，纖維素酶活性影響菌株對培養(yǎng)基質(zhì)的降解能力，影響紅平菇的生產(chǎn)周期。某研究團隊研究了溫度對紅平菇纖維素酶活性的影響，結果如下圖所示。下列分析錯誤的是()A．纖維素酶活性的測定可以用單位時間內(nèi)纖維素的降解量表示B．該實驗結果表明40℃為紅平菇纖維素酶的最適溫度C．高溫或低溫對酶活性的影響機理不同D．為指導生產(chǎn)，還可在此實驗基礎上測定pH等因素對纖維素酶活性的影響B(tài)解析：酶活性可以用單位時間內(nèi)反應物的降解量或產(chǎn)物的生成量來表示，A正確；該實驗結果表明纖維素酶的最適溫度在30℃到50℃之間，不一定是40℃，B錯誤；高溫破壞酶的空間結構，低溫沒有破壞酶的空間結構，只是抑制了酶活性，C正確；為指導生產(chǎn)，還需要在此實驗基礎上測定pH等因素對纖維素酶活性的影響，才能確定適合紅平菇生長的最適條件，D正確。2．(2021·海南卷)某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據(jù)圖分析，下列有關敘述錯誤的是()A．該酶可耐受一定的高溫B．在t1時，該酶催化反應速率隨溫度升高而增大C．不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同D．相同溫度下，在不同反應時間該酶的催化反應速率不同D解析：由題圖可知，該酶在70℃條件下仍具有一定的活性，故該酶可以耐受一定的高溫，A正確；由圖可知，在t1時，酶促反應速率隨溫度升高而增大，B正確；由題圖可知，在不同溫度下，該酶達到最大催化反應速率(曲線變平緩)時所需時間不同，其中70℃達到該溫度下的最大反應速率時間最短，C正確；相同溫度下，不同反應時間內(nèi)該酶的反應速率可能相同，如達到最大反應速率(曲線平緩)之后的反應速率相同，D錯誤?？枷?|實驗的拓展和應用3．某同學欲通過下圖所示的裝置進行與酶有關的實驗研究，下列分析正確的是()A．若不同濾紙片上分別附有等量過氧化氫酶、Fe3+，則該裝置可用于探究酶的專一性B．該裝置可用于探究溫度對過氧化氫酶活性的影響C．酶促反應速率可用濾紙片進入燒杯液面到浮出燒杯液面的時間(t3－t1)來表示D．該裝置不能用于探究pH對酶活性的影響C解析：若濾紙片上分別附有過氧化氫酶、Fe3+，自變量是不同的催化劑，可用來探究酶的高效性，A錯誤；過氧化氫在高溫下分解會加快，故不能選擇過氧化氫溶液來探究溫度對酶活性的影響，B錯誤；該裝置可以用來探究pH對酶活性的影響，D錯誤。4．(2021·湖北卷)使酶的活性下降或喪失的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類型：一類是可逆抑制劑(與酶可逆結合，酶的活性能恢復)；另一類是不可逆抑制劑(與酶不可逆結合，酶的活性不能恢復)。已知甲、乙兩種物質(zhì)(能通過透析袋)對酶A的活性有抑制作用。實驗材料和用具：蒸餾水，酶A溶液，甲物質(zhì)溶液，乙物質(zhì)溶液，透析袋(人工合成半透膜)，試管，燒杯等。為了探究甲、乙兩種物質(zhì)對酶A的抑制作用類型，提出以下實驗設計思路。請完善該實驗設計思路，并寫出實驗預期結果。(1)實驗設計思路取________支試管(每支試管代表一個組)，各加入等量的酶A溶液，再分別加等量____________________，一段時間后，測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測定各自的酶活性。(2)實驗預期結果與結論若出現(xiàn)結果①：____________________________________________________。結論①：甲、乙均為可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果②：____________________________________________________。結論②：甲、乙均為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果③：____________________________________________________。結論③：甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果④：__________________________________________________。結論④：甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑。解析：(1)由題可知，實驗目的是探究甲、乙兩種物質(zhì)對酶A的抑制作用類型，則實驗的自變量為甲、乙物質(zhì)的有無，因變量為酶A的活性，實驗設計應遵循對照與單一變量原則，故可設計實驗如下：取2支試管各加入等量的酶A溶液，再分別加等量甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液(單一變量和對照原則)；一段時間后，測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進行透析處理；透析后，從透析袋中取出酶液，測定各自的酶活性。(2)由題可知，物質(zhì)甲和物質(zhì)乙對酶A的活性有抑制，但作用機理未知，且透析前有物質(zhì)甲和乙的作用，透析后無物質(zhì)甲和物質(zhì)乙的作用，前后對照可推測兩種物質(zhì)的作用機理，可能的情況有：①甲、乙均為可逆抑制劑，則酶的活性能恢復，故透析后，兩組的酶活性均比透析前酶的活性高。②甲、乙均為不可逆抑制劑，則兩組中酶的活性均不能恢復，故透析前后，兩組的酶活性均不變。③甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑，則甲組中酶活性可以恢復，而乙組不能恢復，故加甲物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高；加乙物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變。④甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑，則甲組中酶活性不能恢復，而乙組能恢復，故加甲物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變；加乙物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高。答案：(1)2甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液(2)透析后，兩組的酶活性均比透析前酶的活性高透析前后，兩組的酶活性均不變加甲物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高；加乙物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變加甲物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變；加乙物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高考點三ATP1．ATP的組成元素：C、H、O、N、P。2．ATP的分子結構(1)分子結構式：A—P～P～P(簡寫)。(2)組成圖解(填出各部分名稱)。由結構式可看出，ATP的結構特點可用“一、二、三”來總結，即一個腺苷、二個特殊的化學鍵、三個磷酸基團。3．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)轉(zhuǎn)化基礎：ATP的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，末端磷酸基團具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。(2)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程比較比較內(nèi)容ATP水解ATP合成反應式ATP酶ADP＋ADP＋Pi＋能量→ATP酶ATP水解酶ATP合成酶場所活細胞內(nèi)多種場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體(植物細胞)能量轉(zhuǎn)化放能吸能能量來源ATP的水解呼吸作用、光合作用能量去向用于各項生命活動儲存在ATP中4．ATP為主動運輸供能(以Ca2+主動運輸為例)(1)參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當膜內(nèi)側(cè)的Ca2+與其相應位點結合時，酶活性被激活。(2)在載體蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基團脫離下來與載體蛋白結合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，即載體蛋白的磷酸化。(3)載體蛋白磷酸化導致其空間結構發(fā)生變化，使Ca2+的結合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外。1．ATP與ADP時刻不停地進行相互轉(zhuǎn)化。 (√)2．ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的放能反應。 (×)3．無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。 (×)4．DNA與ATP中所含元素的種類相同。 (√)5．ATP的結構簡式為A—P～P～P，“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基團。 (√)【教材細節(jié)命題】1．(必修1P87正文)人體內(nèi)，在劇烈運動時，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP，以供運動之需，但人體內(nèi)ATP總含量并沒有太大變化，請分析原因：ATP與ADP時刻不停地快速地發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，并且處于動態(tài)平衡之中。2．(必修1P89閱讀材料拓展)“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水，臥看牽?？椗??！痹娭忻枋龅奈灮鹣x發(fā)光的原理是螢火蟲尾部細胞中的熒光素接受ATP提供的能量后被激活，在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學反應，形成氧化熒光素而發(fā)光。1．概括ATP與核苷酸的關系2．比較以下四種結構中“A”的含義結構“A”的名稱“A”的分子組成①腺苷腺嘌呤和核糖②腺嘌呤脫氧核苷酸1分子腺嘌呤、1分子脫氧核糖和1分子磷酸③腺嘌呤核糖核苷酸1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸④腺嘌呤—3．ATP的再生和利用圖解4．ATP產(chǎn)生量與O2供給量的關系分析(1)A點為無氧條件下，細胞可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量ATP。(2)AB段隨O2供給量增多，有氧呼吸明顯加強，ATP產(chǎn)生量逐漸增多。(3)BC段O2供給量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生量不再增加，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸基團等?？枷?|ATP的結構和功能1．(2022·浙江1月選考改編)下列關于腺苷三磷酸分子的敘述，正確的是()A．由1個脫氧核糖、1個腺嘌呤和3個磷酸基團組成B．分子中與磷酸基團相連接的化學鍵稱為特殊化學鍵C．在水解酶的作用下不斷地合成和水解D．是細胞中吸能反應和放能反應的紐帶D解析：1分子的ATP是由1分子核糖、1分子腺嘌呤和3分子磷酸基團組成的，A錯誤；ATP分子的結構式可以簡寫成A—P～P～P，磷酸基團與磷酸基團相連接的化學鍵是一種特殊的化學鍵，B錯誤；在水解酶的作用下ATP水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C錯誤；吸能反應一般與ATP的分解相聯(lián)系，放能反應一般與ATP的合成相聯(lián)系，故吸能反應和放能反應之間的紐帶就是ATP，D正確。2．ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下圖是ATP的分子結構圖，下列分析正確的是()A．圓圈內(nèi)所示為含氮堿基腺嘌呤B．方框內(nèi)所示為腺嘌呤核糖核苷酸C．細胞合成蛋白質(zhì)時利用①斷裂釋放的能量D．②在光合作用過程中容易形成但不易斷裂A解析：ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸基團(三個)構成，有兩個特殊的化學鍵(圖中①②)。圖中圓圈內(nèi)為腺嘌呤，A正確；腺嘌呤與核糖一起形成方塊內(nèi)的結構，即腺苷，B錯誤；合成蛋白質(zhì)時，利用ATP中遠離A的那個磷酸基團脫離，即②斷裂供能，C錯誤；光合作用過程中，ATP中遠離A的那個磷酸基團容易結合，也容易脫離，光反應階段ADP與Pi利用光能形成ATP，而暗反應階段ATP水解(即②斷裂)供能，D錯誤?？枷?|ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化3．(2022·湖北黃岡模擬)下圖表示ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程，下列相關敘述錯誤的是()A．圖中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖B．食物為ATP充電指的是呼吸作用分解來自食物中的有機物產(chǎn)能C．運動時肌肉細胞中ATP的充電速率遠高于其放能速率D．ATP的“充電”和“放能”所需要的酶不同C解析：根據(jù)題圖判斷，M指的是腺嘌呤，N指的是核糖，A正確；食物中穩(wěn)定的化學能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學能，需通過呼吸作用來完成，B正確；ATP的合成和分解速率始終處于一種動態(tài)平衡狀態(tài)，C錯誤；酶具有專一性，故ATP的合成和分解所需要的酶不同，D正確?！疽族e提醒】ATP理解的兩點提醒(1)ATP不等同于能量：ATP是與能量有關的一種高能磷酸化合物，水解時會釋放出大量的能量。(2)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不可逆：從物質(zhì)方面來看是可逆的，但從酶、進行的場所、能量等方面來看是不可逆的?！久}動態(tài)】酶和ATP是細胞代謝有序進行的必備物質(zhì)和條件?！懊浮钡膬?nèi)容主要包括酶的化學本質(zhì)、作用特性以及對相關實驗的分析和設計；“ATP”的內(nèi)容主要包括ATP的結構及其在能量供應系統(tǒng)中的作用。從近年的高考看，該專題主要以選擇題的形式從“酶在代謝中的作用”角度考查酶的本質(zhì)、種類、作用特性以及與其他生理過程的聯(lián)系，另外還常以實驗題的形式考查與酶特性有關的實驗設計。預計2024年高考中該專題仍將從物質(zhì)與能量的視角考查酶的作用原理與ATP的結構及其功能。1．(2022·全國卷)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成，可催化底物轉(zhuǎn)化為相應的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應所需的條件。某同學進行了下列5組實驗(表中“＋”表示有，“－”表示無)。實驗組①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA組分＋＋－＋－蛋白質(zhì)組分＋－＋－＋低濃度Mg2+＋＋＋－－高濃度Mg2+－－－＋＋產(chǎn)物＋－－＋－根據(jù)實驗結果可以得出的結論是()A．酶P必須在高濃度Mg2+條件下才具有催化活性B．蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2+濃度升高而升高C．在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性D．在高濃度Mg2+條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性C解析：第①組中，酶P在低濃度Mg2+條件下，有產(chǎn)物生成，說明酶P在該條件下具有催化活性，A錯誤；第③組和第⑤組對照，無關變量是底物和蛋白質(zhì)組分，自變量是Mg2+濃度，無論是高濃度Mg2+條件下還是低濃度Mg2+條件下，兩組均沒有產(chǎn)物生成，說明蛋白質(zhì)組分無催化活性，B、D錯誤；第②組和第④組對照，無關變量是底物和RNA組分，自變量是Mg2+濃度，第④組在高濃度Mg2+條件下有產(chǎn)物生成，第②組在低濃度Mg2+條件下沒有產(chǎn)物生成，說明在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性，C正確。2．(2021·北京卷)ATP是細胞的能量“通貨”，關于ATP的敘述錯誤的是()A．含有C、H、O、N、PB．必須在有氧條件下合成C．胞內(nèi)合成需要酶的催化D．可直接為細胞提供能量[思維培養(yǎng)]B解析：ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成少量ATP，B錯誤；ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可直接為細胞提供能量，D正確。1．(