2025版高考生物二輪復(fù)習(xí)課件 第一部分 專題二 保分點(diǎn)專攻1 細(xì)胞代謝中的酶和ATP

細(xì)胞代謝中的酶和ATP保分點(diǎn)專攻

1建網(wǎng)絡(luò)

抓主干①_______②______激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子、抗體的本質(zhì)、來(lái)源及作用比較有機(jī)物本質(zhì)聯(lián)系催化作用③_______④_______作用條件較溫和特性顯著降低⑤_______機(jī)理溫度、pH、底物濃度、酶濃度等影響因素聯(lián)系相關(guān)曲線模型分析及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等為ATP轉(zhuǎn)化提供條件酶細(xì)胞代謝ATP為酶合成供能條件條件元素組成：⑥________________簡(jiǎn)式：⑦_(dá)_________轉(zhuǎn)化：ATP水解酶合成酶ADP+Pi+能量聯(lián)系磷酸化和去磷酸化⑧_________再生途徑動(dòng)植物共有植物特有⑨_________聯(lián)系具體產(chǎn)生場(chǎng)所作用：生物體各項(xiàng)生命活動(dòng)的⑩______________聯(lián)系也可作為信號(hào)分子蛋白質(zhì)RNA高效性專一性活化能C、H、O、N、PA-P~P~P細(xì)胞呼吸光合作用直接能源物質(zhì)一

核心提煉1.酶的相關(guān)辨析(1)酶具有催化(降低反應(yīng)分子活化能)作用，它不具有調(diào)節(jié)功能，也不能作為能源(或組成)物質(zhì)。(2)辨析酶、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、抗體①四者均具有特異性(專一性)、高效性等特性。②激素、神經(jīng)遞質(zhì)、抗體都是由細(xì)胞分泌到內(nèi)環(huán)境中發(fā)揮作用，發(fā)揮作用后即被滅活，而酶既可在細(xì)胞內(nèi)，也可在細(xì)胞外發(fā)揮作用，且可以多次發(fā)揮作用。③絕大多數(shù)活細(xì)胞能產(chǎn)生酶(哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞不能)，但只有少數(shù)特異性細(xì)胞能合成并分泌激素、神經(jīng)遞質(zhì)、抗體。(3)酶促反應(yīng)速率≠酶的活性。酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性，酶催化的化學(xué)反應(yīng)的速率稱為酶促反應(yīng)速率。通常以測(cè)出的酶促反應(yīng)速率來(lái)衡量酶活性，但是酶促反應(yīng)速率并不等于酶活性，如高溫使過(guò)氧化氫酶活性為零時(shí)(不起催化作用)，過(guò)氧化氫的分解速率并不為零。2.ATP的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)ATP的產(chǎn)生場(chǎng)所①綠色植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。②動(dòng)物及其他真核生物產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。③原核細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞膜。(2)ATP≠能量ATP是一種高能磷酸化合物，是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不能將兩者等同起來(lái)。因此，線粒體不僅可分解有機(jī)物，也能合成有機(jī)物(ATP)。(3)不可誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP，事實(shí)上，細(xì)胞中ATP含量很少，只是轉(zhuǎn)化非常迅速及時(shí)。(4)不可認(rèn)為ATP分解大于合成或合成大于分解，事實(shí)上，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化總處于動(dòng)態(tài)平衡中。耗能較多時(shí)，ATP水解迅速，但其合成也迅速。3.調(diào)控蛋白質(zhì)的活性方法之一——磷酸化和去磷酸化引發(fā)構(gòu)象變化類型蛋白質(zhì)的磷酸化蛋白質(zhì)的去磷酸化概念在蛋白激酶催化下，將ATP末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移并結(jié)合到蛋白質(zhì)特定位點(diǎn)的氨基酸殘基上或者在信號(hào)作用下結(jié)合GTP的過(guò)程在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白質(zhì)上的磷酸基團(tuán)脫落的過(guò)程類型蛋白質(zhì)的磷酸化蛋白質(zhì)的去磷酸化圖示過(guò)程

意義磷酸化和去磷酸化是一種分子開關(guān)形式。一些蛋白質(zhì)平時(shí)處于失活狀態(tài)，必須被蛋白激酶磷酸化之后才可以發(fā)揮作用；而有些正好相反，這些蛋白質(zhì)磷酸化時(shí)是失活的，必須經(jīng)過(guò)蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活判斷下列有關(guān)酶和ATP的敘述(1)酶、抗體、激素都是由氨基酸通過(guò)肽鍵連接而成的(

)提示：少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA；激素的化學(xué)本質(zhì)不都是蛋白質(zhì)。×(2)酶和激素都必須和特異性受體結(jié)合才能發(fā)揮作用(

)提示：酶和底物特異性結(jié)合發(fā)揮作用?！?3)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物(

)√(4)用淀粉和淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí)，既可用斐林試劑也可用碘液檢測(cè)(

)提示：用斐林試劑進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要水浴加熱，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！?5)淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖、細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈均需要ATP提供能量(

)提示：淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖不需要ATP提供能量?！?6)蛇毒中的磷脂酶因水解紅細(xì)胞膜蛋白而導(dǎo)致溶血(

)提示：蛇毒中的磷脂酶具有專一性，只能催化磷脂分子的水解，不能催化蛋白質(zhì)水解?！?7)麥芽中的淀粉酶比人體中唾液淀粉酶的最適溫度低(

)提示：一般而言，植物體內(nèi)酶的最適溫度高于動(dòng)物，故麥芽中的淀粉酶比人體中唾液淀粉酶的最適溫度高。×(8)蛋白質(zhì)磷酸化一般指在蛋白激酶催化下把ATP磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)的氨基酸殘基上的過(guò)程，因此蛋白激酶能為相關(guān)蛋白質(zhì)磷酸化過(guò)程提供活化能(

)提示：蛋白激酶能降低蛋白質(zhì)磷酸化的活化能，不能提供能量?！炼?/p>

真題演練1.(2024·河北，2)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(jī)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(dòng)物的腸道內(nèi)容物中可獲得纖維素酶√一般來(lái)說(shuō)，酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，但其作用的反應(yīng)物不一定是有機(jī)物，如過(guò)氧化氫酶作用的反應(yīng)物為無(wú)機(jī)物，A錯(cuò)誤；酶應(yīng)在低溫和最適pH條件下保存，因此，胃蛋白酶應(yīng)在酸性、低溫條件下保存，B錯(cuò)誤；醋酸桿菌是細(xì)菌，屬于原核生物，不具有線粒體，C錯(cuò)誤；成年牛、羊等食草類動(dòng)物腸道中有可以分解纖維素的微生物，所以從其腸道內(nèi)容物中可以獲得纖維素酶，D正確。2.(2021·海南，11)某種酶的催化反應(yīng)速率隨溫度和時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.該酶可耐受一定的高溫B.在t1時(shí)，該酶催化反應(yīng)速率隨溫度升高而增大C.不同溫度下，該酶達(dá)到最大催化反應(yīng)速率時(shí)所需時(shí)間不同D.相同溫度下，在不同反應(yīng)時(shí)間該酶的催化反應(yīng)速率不同√相同溫度下，不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)該酶的催化反應(yīng)速率可能相同，如達(dá)到最大反應(yīng)速率(曲線平緩)之后的反應(yīng)速率相同，D錯(cuò)誤。3.(不定項(xiàng))(2023·遼寧，19)基質(zhì)金屬蛋白酶MMP2和MMP9是癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵酶。MMP2和MMP9可以降解明膠，明膠可被某染液染成藍(lán)色，因此可以利用含有明膠的凝膠電泳檢測(cè)這兩種酶在不同條件下的活性。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是A.SDS可以提高M(jìn)MP2和MMP9活性B.10℃保溫降低了MMP2和MMP9活性C.緩沖液用于維持MMP2和MMP9活性D.MMP2和MMP9降解明膠不具有專一性√√37℃保溫、加SDS、加緩沖液組比37℃保溫、不加SDS、加緩沖液組的MMP2和MMP9條帶周圍的透明帶面積更小，說(shuō)明被降解的明膠更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，SDS可降低MMP2和MMP9活性，A錯(cuò)誤；與37℃(不加SDS)相比，10℃(不加SDS)時(shí)MMP2和MMP9條帶周圍的透明帶面積更小，說(shuō)明被降解的明膠更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10℃保溫降低了MMP2和MMP9活性，B正確；緩沖液可以維持pH的穩(wěn)定，從而維持MMP2和MMP9活性，C正確；MMP2和MMP9都屬于酶，酶具有專一性，D錯(cuò)誤。4.(2021·湖南，5)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(diǎn)發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是A.這些蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化過(guò)程體現(xiàn)了

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)B.這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，

不影響細(xì)胞信號(hào)傳遞C.作為能量“通貨”的ATP能參與細(xì)胞信號(hào)傳遞D.蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)受溫度的影響√通過(guò)蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞信號(hào)的傳遞，體現(xiàn)出蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，A正確；如果這些蛋白質(zhì)特定磷酸化位點(diǎn)的氨基酸缺失，將會(huì)使該位點(diǎn)無(wú)法磷酸化，進(jìn)而影響細(xì)胞信號(hào)的傳遞，B錯(cuò)誤；根據(jù)題干信息可知，進(jìn)行細(xì)胞信息傳遞的蛋白質(zhì)需要磷酸化才能起作用，而ATP為其提供了磷酸基團(tuán)和能量，從而參與細(xì)胞信號(hào)傳遞，C正確；溫度會(huì)影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化反應(yīng)，D正確。5.(2023·福建，14)肌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2＋濃度升高將引起肌收縮，靜息狀態(tài)下，肌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Ca2＋濃度極低，此時(shí)胞內(nèi)Ca2＋主要存儲(chǔ)于肌質(zhì)網(wǎng)中(一種特殊的內(nèi)質(zhì)網(wǎng))。肌質(zhì)網(wǎng)膜上存在一種Ca2＋載體，能催化水解ATP實(shí)現(xiàn)Ca2＋逆濃度跨膜運(yùn)輸，該載體轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的兩個(gè)狀態(tài)(E1和E2)如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.該載體對(duì)Ca2＋的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程利用

了ATP水解所釋放的能量B.E2中該載體通過(guò)構(gòu)象變化向細(xì)

胞質(zhì)基質(zhì)運(yùn)輸Ca2＋導(dǎo)致肌收縮C.若該載體數(shù)量不足或功能減弱可導(dǎo)致肌收縮的停止發(fā)生異常D.隨著待轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2＋濃度的增加，該載體的運(yùn)輸速率先增加后穩(wěn)定√圖示中載體的E1狀態(tài)是載體蛋白的磷酸化，通過(guò)其空間結(jié)構(gòu)變化完成Ca2＋的逆濃度梯度運(yùn)輸，E2是去磷酸化狀態(tài)，恢復(fù)可以重新結(jié)合Ca2＋的狀態(tài)，因此這個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程是將Ca2＋向肌質(zhì)網(wǎng)中運(yùn)輸，降低了肌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2＋濃度，肌細(xì)胞由收縮恢復(fù)為舒張狀態(tài)，B錯(cuò)誤；肌質(zhì)網(wǎng)膜上的Ca2＋載體數(shù)量不足或功能減弱，不利于肌質(zhì)網(wǎng)回收Ca2＋，使肌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2＋維持較高濃度，引起肌細(xì)胞持續(xù)收縮，C正確；主動(dòng)運(yùn)輸中，在一定范圍內(nèi)隨著待轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2＋濃度的增加，該載體的運(yùn)輸速率增大，但受到載體數(shù)量的限制，達(dá)到最大速率后保持穩(wěn)定，D正確。6.(2021·海南，14)研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞，1～2min后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是A.該實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATPB.32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒(méi)有放射性C.32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率相等D.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快，且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)√根據(jù)題意可知，該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP，A錯(cuò)誤；根據(jù)題干信息“結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測(cè)得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致”可知，32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒(méi)有放射性，B正確；根據(jù)題干信息可知，放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團(tuán)，32P在ATP的3個(gè)磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率不同，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯(cuò)誤。三

模擬預(yù)測(cè)1.(2024·青島高三三模)小麥的穗發(fā)芽會(huì)影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，某地引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當(dāng)?shù)匕琢Ｐ←?。為探究淀粉酶活性與穗發(fā)芽率的關(guān)系，取穗發(fā)芽時(shí)間相同、質(zhì)量相等的紅、白粒小麥種子，分別加等量的蒸餾水研磨，制成提取液(去淀粉)，并在適宜條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分組、步驟及結(jié)果如表(“＋”數(shù)目越多表示藍(lán)色越深)。步驟紅粒管白粒管對(duì)照管加樣0.5mL提取液0.5mL提取液a加緩沖液/mL111加淀粉溶液/mL11b37℃保溫適當(dāng)時(shí)間后終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色觀察顯色結(jié)果＋＋＋＋＋＋＋＋＋下列說(shuō)法正確的是A.表中a和b分別是0.5mL淀粉酶和1mL淀粉溶液B.研究表明白粒小麥中的淀粉酶活性比紅粒小麥低C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)推測(cè)，一定范圍內(nèi)淀粉酶活性越低，小麥穗的發(fā)芽率越低D.若減小淀粉溶液濃度，為保持顯色結(jié)果不變，則保溫時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)√步驟紅粒管白粒管對(duì)照管加樣0.5mL提取液0.5mL提取液a加緩沖液/mL111加淀粉溶液/mL11b37℃保溫適當(dāng)時(shí)間后終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色觀察顯色結(jié)果＋＋＋＋＋＋＋＋＋實(shí)驗(yàn)自變量為紅、白粒小麥種子中的淀粉酶，作為對(duì)照組，表中a和b分別是0.5mL蒸餾水和1mL淀粉溶液，A錯(cuò)誤；紅粒管顯色結(jié)果比白粒管深，這說(shuō)明白粒小麥中的淀粉酶活性比紅粒小麥高，B錯(cuò)誤；紅粒小麥的淀粉酶活性較低，由“引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當(dāng)?shù)匕琢Ｐ←湣笨梢酝茰y(cè)，一定范圍內(nèi)淀粉酶活性越低，小麥穗的發(fā)芽率越低，C正確；若減小淀粉溶液濃度，為保持顯色結(jié)果不變(剩余淀粉量不變)，則保溫時(shí)間應(yīng)縮短，使分解量減少，D錯(cuò)誤。2.除了溫度和pH對(duì)酶活性有影響外，一些抑制劑也會(huì)降低酶的催化效果。圖1為酶作用機(jī)理及兩種抑制劑影響酶活性的機(jī)理示意圖，圖2為相同酶溶液在無(wú)抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線。下列敘述錯(cuò)誤的是A.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑降低酶活性的機(jī)理與低溫

對(duì)酶活性抑制的機(jī)理不同B.據(jù)圖可推知，競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與底物具有類

似結(jié)構(gòu)從而與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性位點(diǎn)C.底物濃度相對(duì)值大于15時(shí)，限制曲線甲酶

促反應(yīng)速率的主要因素是酶濃度D.曲線甲和曲線乙分別是在酶溶液中添加了

非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的結(jié)果√非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶活性位點(diǎn)以外的其他位點(diǎn)結(jié)合，通過(guò)改變酶的結(jié)構(gòu)使酶的活性受到抑制，但低溫只是抑制酶的活性，酶的空間結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，A正確；曲線甲是無(wú)抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線，曲線乙是加入競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線，D錯(cuò)誤。3.(2024·菏澤高三模擬)板栗殼中的板栗殼黃酮因能抑制胰脂肪酶(PL)的活性而具有降脂減肥的功效。如圖表示不同pH條件下板栗殼黃酮對(duì)PL活性的影響。下列敘述正確的是A.本實(shí)驗(yàn)中的自變量為pH，酶的用

量為無(wú)關(guān)變量B.PL能催化脂肪的分解，但不能作

為酶的作用底物C.pH為7.4時(shí)，板栗殼黃酮對(duì)PL活性的抑制作用最顯著D.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先加入PL和脂肪，再加入不同pH的緩沖液處理√本實(shí)驗(yàn)中的自變量為pH和是否加入板栗殼黃酮，酶的用量為無(wú)關(guān)變量，A錯(cuò)誤；PL能催化脂肪的分解，也能作為酶(如蛋白酶)的作用底物，B錯(cuò)誤；應(yīng)使用不同pH的緩沖液處理PL后再與脂肪混合，若PL和脂肪提前接觸，酶促反應(yīng)會(huì)在非相應(yīng)pH條件下提前發(fā)生，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D錯(cuò)誤。4.(2024·濟(jì)南高三模擬)天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶(ATCase)具有催化亞基和調(diào)節(jié)亞基，ATP和CTP均可與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合。在反應(yīng)體系中分別加入一定量的ATP和CTP，反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是A.據(jù)圖可知，ATP和CTP分別是ATCase的

激活劑和抑制劑B.ATCase雖可與ATP和CTP結(jié)合，但催化

仍具專一性C.底物濃度相同時(shí)，加入CTP組比對(duì)照組的最終生成物量會(huì)減少D.同時(shí)加入適量ATP和CTP可能會(huì)使CTP對(duì)ATCase的作用減弱√CTP和ATP都會(huì)影響底物天冬氨酸與該酶的結(jié)合，從曲線圖可以看出，與對(duì)照相比，加入ATP后反應(yīng)速率加快，加入CTP后反應(yīng)速率變慢，說(shuō)明ATP和CTP分別是ATCase的激活劑和抑制劑，A正確；ATCase的調(diào)節(jié)亞基雖可與ATP和CTP結(jié)合，但催化仍具專一性，B正確；產(chǎn)物的多少取決于底物量，CTP只是