2024-2025學(xué)年高考生物一輪復(fù)習(xí)專題07ATP和酶知識(shí)點(diǎn)講解含解析

專題07ATP和酶講考綱考情講考綱考情最新考綱1.1ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)1.2酶在代謝中的作用(Ⅱ)1.3試驗(yàn)：探究影響酶活性的因素2、最近考情2024·全國(guó)卷Ⅱ(2)、2024·全國(guó)卷Ⅰ(1)、2024·全國(guó)卷Ⅲ(5、30)、2024·全國(guó)卷Ⅱ講核心素養(yǎng)講核心素養(yǎng)生命觀念 明確ATP的結(jié)構(gòu)和功能；比較酶、激素等物質(zhì)的異同，建立辯證統(tǒng)一和普遍聯(lián)系的觀念科學(xué)思維 歸納總結(jié)ATP的合成、利用過程科學(xué)探究 與酶有關(guān)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析社會(huì)責(zé)任 分析酶在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)發(fā)展構(gòu)思維導(dǎo)圖構(gòu)思維導(dǎo)圖核心突破例題精講核心突破例題精講考點(diǎn)一ATP的結(jié)構(gòu)和功能【生命觀念】例題：(2024·廣東深圳市調(diào)研)如圖是細(xì)胞中某種小分子化合物的結(jié)構(gòu)模式圖，①～③代表化學(xué)鍵，④和⑤代表化學(xué)基團(tuán)，已知該化合物可干脆為肌肉收縮供能，下列有關(guān)說法正確的是()A.①②中儲(chǔ)存有大量的化學(xué)能，①水解時(shí)可為放能反應(yīng)供應(yīng)能量B.④代表的化學(xué)基團(tuán)是—H，⑤是一種含氮的堿基C.該化合物可以在人體內(nèi)成熟的紅細(xì)胞中提取到D.細(xì)胞中須要能量的生命活動(dòng)都是由該物質(zhì)干脆供應(yīng)能量的【答案】C【解析】圖中①②為高能磷酸鍵，③為一般磷酸鍵，④是—OH，⑤是腺嘌呤，高能磷酸鍵①簡(jiǎn)單斷裂，為吸能反應(yīng)供應(yīng)能量，A、B錯(cuò)誤；人體成熟紅細(xì)胞中沒有線粒體，但可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，C正確；細(xì)胞中絕大多數(shù)須要能量的生命活動(dòng)是由ATP干脆供應(yīng)能量的，干脆能源物質(zhì)還有GTP、CTP等，D錯(cuò)誤?！緦W(xué)問總結(jié)】ATP的結(jié)構(gòu)(1)圖中各部分名稱：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基團(tuán)，①代表腺苷，②代表AMP，③代表ADP，④代表ATP，⑤代表高能磷酸鍵。(2)特點(diǎn)①ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個(gè)高能磷酸鍵簡(jiǎn)單水解斷裂，釋放出大量的能量，ATP就轉(zhuǎn)化為ADP。在有關(guān)酶的催化作用下，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。②高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol，所以說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。變式訓(xùn)練：(2024·廣西南寧三中開學(xué)考)下列有關(guān)細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述中，正確的是()A．在寒冷的環(huán)境中，人體細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率會(huì)下降B．ATP中的“A”在DNA分子中通過氫鍵與“T”相連C．細(xì)胞中ATP中的能量可來自光能和化學(xué)能，也可轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能D．每個(gè)ATP分子中只含有一個(gè)高能磷酸鍵【答案】C【解析】在寒冷環(huán)境中，由于物氧化分解速度加快，以維持體溫的相對(duì)穩(wěn)定，細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率不會(huì)下降，A錯(cuò)誤；ATP中的“A”是指腺嘌呤與核糖結(jié)合而成的腺苷，DNA分子中通過氫鍵與“T”相連的是腺嘌呤，二者不同，B錯(cuò)誤；每個(gè)ATP分子中含有兩個(gè)高能磷酸鍵，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化【科學(xué)思維】例題：(2024·天津試驗(yàn)中學(xué)一模)如圖是生物界中能量“通貨”——ATP的循環(huán)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A.圖中的M指的是腺苷，N指的是核糖B.食物為ATP“充電”指的是呼吸作用分解食物中的有機(jī)物產(chǎn)能C.圖中不同來源的ATP均可用于胞吞和胞吐D.ATP的“充電”須要酶的催化，而“放能”不須要【答案】B【解析】圖中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖，A錯(cuò)誤；食物為ATP“充電”指的是通過呼吸作用分解有機(jī)物產(chǎn)生能量并儲(chǔ)存在ATP中，B正確；光合作用產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)，不能用于胞吞和胞吐，C錯(cuò)誤；ATP的“充電”須要酶的催化，而“放能”同樣須要酶的催化，D錯(cuò)誤。【學(xué)問總結(jié)】ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化項(xiàng)目ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用)、化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中用于各項(xiàng)生命活動(dòng)反應(yīng)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位考點(diǎn)延長(zhǎng)：細(xì)胞內(nèi)ATP合成與水解的生理過程及場(chǎng)所變式訓(xùn)練：在線粒體的內(nèi)外膜間隙中存在著一類標(biāo)記酶——腺苷酸激酶，它能將ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有關(guān)分析中錯(cuò)誤的是()A．腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴隨著2分子ADP的生成B．腺苷酸激酶催化該反應(yīng)一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系C．腺苷酸激酶與細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的平衡維持有關(guān)D．腺苷酸激酶發(fā)揮作用時(shí)伴隨著高能磷酸鍵的斷裂與形成【答案】B【解析】腺苷酸激酶催化該反應(yīng)會(huì)釋放能量，一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，B錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三酶的化學(xué)本質(zhì)及作用【科學(xué)思維】例題：(2024·廣東惠州二調(diào))下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()A.同一個(gè)體的皮膚細(xì)胞和肌肉細(xì)胞中存在某些相同的酶B.酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)C.溫度不同，酶的活性就肯定不同D.與硝化細(xì)菌呼吸有關(guān)的酶在核糖體上合成并須要高爾基體加工【答案】A【解析】同一個(gè)體的皮膚細(xì)胞和肌肉細(xì)胞中存在某些相同的酶，如呼吸酶，A正確；酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，B錯(cuò)誤；溫度對(duì)酶活性的影響表現(xiàn)為拋物線形式，溫度不同，酶的活性可能相同，C錯(cuò)誤；硝化細(xì)菌為原核生物，沒有高爾基體等膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器，D錯(cuò)誤?！緦W(xué)問總結(jié)】酶的本質(zhì)和作用(1)酶的本質(zhì)(2)酶的作用原理①表示無酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所須要的活化能是AC段。②表示有酶催化時(shí)反應(yīng)進(jìn)行所須要的活化能是BC段。③酶降低的活化能是AB段。④若將酶變?yōu)闊o機(jī)催化劑，則B點(diǎn)在縱軸上應(yīng)向上移動(dòng)。2．酶的特性(1)高效性：酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(3)作用條件較溫柔：在最相宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過堿等條件會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。(2)酶本質(zhì)的探究歷程(P81關(guān)于酶本質(zhì)的探究)①巴斯德：釀酒中的發(fā)酵是由酵母細(xì)胞引起的。②李比希：引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某種物質(zhì)。③畢希納：將酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。④薩姆納：提取到了第一種酶——脲酶，并證明其是蛋白質(zhì)。⑤切赫和奧特曼：發(fā)覺少數(shù)RNA也具有生物催化功能?？键c(diǎn)延長(zhǎng)酶在生活中的實(shí)例(1)人發(fā)燒時(shí)不想吃東西，緣由是體溫上升導(dǎo)致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢。(2)唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)就會(huì)失活，緣由是唾液淀粉酶的最適pH為6.8，而胃液的pH為0.9～1.5。(3)胰島素等蛋白質(zhì)類或多肽類激素只能注射，不能口服，緣由是口服會(huì)導(dǎo)致該類激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素(如性激素)和氨基酸衍生物類激素(如甲狀腺激素)不會(huì)被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。變式訓(xùn)練：(2024·全國(guó)卷Ⅱ，3)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是()A.在細(xì)胞中，核外沒有參加DNA合成的酶B.由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D.唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃【答案】C【解析】DNA的合成主要發(fā)生在細(xì)胞核中，此外在線粒體和葉綠體中也能合成，因此細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中都有參加DNA合成的酶，A錯(cuò)誤；只要賜予相宜的溫度、pH等條件，由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外也具有催化活性，B錯(cuò)誤；鹽析可使蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度降低，但不影響蛋白質(zhì)的活性。而胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法，C正確；唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度是37℃，但是37℃不是保存該酶的最適溫度，酶應(yīng)當(dāng)在低溫條件下保存，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)四影響酶促反應(yīng)的因素【科學(xué)思維】例題：(2024·重慶檢測(cè))某人通過試驗(yàn)探討化合物X對(duì)淀粉酶活性的影響，結(jié)果如圖。曲線Ⅰ為只在底物中加入淀粉酶，曲線Ⅱ?yàn)樵诘孜镏屑尤氲矸勖负突衔颴。下列分析不正確的是()A.化合物X未影響淀粉酶活性的最適溫度B.曲線Ⅰ作為試驗(yàn)比照C.化合物X對(duì)淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活D.若底物溶液的pH上升，則曲線Ⅱ的頂點(diǎn)上移【答案】D【解析】加入化合物X的組別為試驗(yàn)組，未加化合物X的組別為比照組，同一溫度下，曲線Ⅱ在底物中加入淀粉酶和化合物X比曲線Ⅰ只在底物中加入淀粉酶的酶促反應(yīng)速率低，表明化合物X對(duì)淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活，B、C正確；兩曲線酶促反應(yīng)的最適溫度一樣，表明化合物X未影響淀粉酶活性的最適溫度，A正確；圖示只給了酶促反應(yīng)速率和溫度的關(guān)系，未給出該反應(yīng)所處的pH條件，因此若底物溶液的pH上升，則曲線Ⅱ的頂點(diǎn)可能上移，可能下移，也可能不變，D錯(cuò)誤?！緦W(xué)問總結(jié)】影響酶活性因素的相關(guān)曲線①甲曲線分析：在肯定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的上升，酶的催化作用增加，超過最適溫度(pH)，酶的催化作用漸漸減弱；過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子的結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度上升可復(fù)原活性。②乙曲線分析：縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢；圖示pH＝7時(shí)，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適pH；反應(yīng)溶液pH的改變不影響酶作用的最適溫度。(4)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響曲線①甲圖：在其他條件相宜、酶量肯定的狀況下，酶促反應(yīng)速領(lǐng)先隨底物濃度的增加而加快，當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到肯定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再加快。②乙圖：在底物足量、其他條件相宜的狀況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。變式訓(xùn)練：(2024·廣東汕頭一模)甲、乙兩圖是溫度、pH對(duì)酶活性影響的數(shù)學(xué)模型。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.甲、乙兩圖中B對(duì)應(yīng)的溫度和pH分別是酶的最適溫度和最適pHB.甲、乙兩圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度或pH對(duì)酶活性的影響不相同C.甲、乙兩圖中C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度或pH對(duì)酶活性的影響相同D.保存酶制品最好選擇兩圖中B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度和pH【答案】D【解析】甲、乙兩圖中，在B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度和pH條件下，酶促反應(yīng)速率最大，分別表示酶的最適溫度和最適pH，A正確；低溫時(shí)酶的活性受抑制，高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶失活，B、C正確；低溫條件下，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保存酶制品最好在低溫條件下保存，D錯(cuò)誤。考點(diǎn)五探究影響酶活性的因素【科學(xué)探究】例題：(2024·河北衡水中學(xué)質(zhì)檢)下列有關(guān)酶的試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，正確的是()A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響B(tài)．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗(yàn)證酶的專一性C．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為5、7、9的緩沖液驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響D．利用過氧化氫、簇新的豬肝研磨液和氯化鐵溶液探討酶的高效性【答案】D【解析】過氧化氫的分解受溫度影響，所以不能用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響，A錯(cuò)誤；蔗糖及其水解產(chǎn)物均不能與碘液發(fā)生顯色反應(yīng)，故不能利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液來驗(yàn)證酶的專一性，B錯(cuò)誤；胃蛋白酶的相宜pH是1.5，所以利用胃蛋白酶、蛋清來驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響時(shí)，pH不能設(shè)置成5、7、9，C錯(cuò)誤；酶的高效性是相對(duì)于無機(jī)催化劑而言的，所以探討酶的高效性時(shí)，應(yīng)運(yùn)用酶和無機(jī)催化劑進(jìn)行比照試驗(yàn)，D正確?！緦W(xué)問總結(jié)】1.探究溫度對(duì)酶活性的影響(1)試驗(yàn)原理溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，依據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來推斷酶的活性。(2)試驗(yàn)材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的唾液淀粉酶溶液、體積分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液、熱水、蒸餾水、冰水、碘液(相關(guān)用具省略)。(3)試驗(yàn)步驟序號(hào)試驗(yàn)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限制不同的溫度條件冰塊(5分鐘)37℃溫水(5分鐘)沸水(5分鐘)3加入等量的簇新唾液淀粉酶溶液1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5視察試驗(yàn)現(xiàn)象藍(lán)色不出現(xiàn)藍(lán)色(呈現(xiàn)碘液顏色)藍(lán)色(4)試驗(yàn)結(jié)論：溫度過高、過低都會(huì)影響酶的活性，相宜溫度下酶的活性最高。2.探究pH對(duì)酶活性的影響(1)試驗(yàn)原理：2H2O2eq\o(→,\s\up12(過氧化氫酶))2H2O＋O2。pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的狀況來檢驗(yàn)O2的生成速率。(2)試驗(yàn)材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液、體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的HCl溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液、蒸餾水等(相關(guān)用具省略)。(3)試驗(yàn)步驟序號(hào)試驗(yàn)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1mL5%的HCl溶液1mL5%的NaOH溶液3加入等量的體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液2mL2mL2mL4視察試驗(yàn)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)液面的上方燃燒猛烈燃燒較弱燃燒較弱(4)試驗(yàn)結(jié)論：過酸、過堿都會(huì)影響酶的活性，相宜pH下酶的活性最高。學(xué)問延長(zhǎng)：試驗(yàn)留意事項(xiàng)1.試驗(yàn)材料選擇時(shí)的留意事項(xiàng)(1)在探究溫度對(duì)酶活性的影響的試驗(yàn)中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作為試驗(yàn)材料，因?yàn)檫^氧化氫(H2O2)在常溫常壓時(shí)就能分解，加熱的條件下分解會(huì)加快，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。(2)在探究pH對(duì)酶活性的影響試驗(yàn)中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為試驗(yàn)材料，因?yàn)樵谒嵝詶l件下淀粉本身分解也會(huì)加快，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。2.試驗(yàn)步驟和結(jié)果檢測(cè)的留意事項(xiàng)(1)在探究溫度對(duì)酶活性的影響的試驗(yàn)中，底物和酶溶液應(yīng)先分別在預(yù)設(shè)的溫度中保溫一段時(shí)間后再混合，保證反應(yīng)從一起先就是預(yù)設(shè)的溫度。(2)在探究pH對(duì)酶活性的影響試驗(yàn)中，宜先保證酶的最適溫度(解除