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(共30张PPT)
2024届新高考生物一轮复习
第二单元 细胞的代谢
（2）酶与ATP
核心考点
酶的本质及作用
01
02
探究影响酶活性的因素
03
ATP在能量代谢中的作用
核心素养
生命观念：生命活动能正常快速进行依赖于各种生物化学反应的快速发生，而这些得益于细胞中有酶。
科学思维：生命活动的本质是复杂的化学反应，而生物体内发生的化学反应通常需要解决两个问题：能量供应和温和的条件。ATP和酶分别是解决这两个问题的关键。
科学探究：通过比较同一化学反应在不同条件下的反应速率，理解酶的特点；通过探究酶促反应在不同条件下的反应速率的变化，理解环境因素对酶的影响。
社会责任：理解生化反应需要酶，能用这些知识解释一些生命现象，如为何消化不良可服用多酶片
知识梳理
考点1 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
一、细胞代谢
（1）场所：细胞内。
（2）实质：各种化学反应的总称。
（3）意义：细胞生命活动的 。
二、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验目的
①比较过氧化氢在不同条件下的 速率。
②尝试探究过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率的方法。
（3）实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液。量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，试管夹，大烧杯，三脚架，石棉网，温度计。
基础
分解
（4）实验过程及结果
（5）实验结论：4号试管与1号试管的现象不同，说明酶具有
作用；4号试管与3号试管的现象不同，说明与无机催化剂Fe3＋相比，过氧化氢酶的催化效率 。
催化
更高
例题练习
过氧化氢对人体具有致癌危险性，但是我们的人体却没有受到过氧化氢的“威胁”，原因是我们人体能产生过氧化氢酶并及时把其分解成水和氧气。如图是某兴趣小组在过氧化氢酶的最适温度条件下，探究其他因素对过氧化氢的分解的影响的实验中所绘制的曲线图。下列相关说法中正确的是( )
A.图甲所代表的实验中，自变量是过氧化氢酶和FeCl3
B.图甲可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有高效性
C.图乙中限制AB段O2产生速率的因素是H2O2的浓度
D.提高温度能使图乙中C点对应的O2产生速率增大
答案与解析
答案：ABC
解析：题图甲所代表的实验中，自变量是过氧化氢酶和FeCl3，A正确；由图甲可以看出，过氧化氢酶的催化效率比FeCl3要高，故实验结论是过氧化氢酶具有高效性，B正确；据图乙分析可知，图乙中限制AB段O2产生速率的因素是H2O2的浓度，BC段则可能是酶量，C正确；据题干可知，该曲线图是在过氧化氢酶的最适温度条件下绘制的，故提高温度会使图乙中C点对应的O2产生速率降低，D错误。故选ABC。
知识梳理
考点2 酶的本质和作用
一、酶的概念：活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大数酶是 。
二、酶的作用机理
（1）酶在细胞代谢中的作用
酶的催化作用，使细胞代谢能在 条件下快速进行
（2）酶降低化学反应的活化能
①活化能：分子从常态转变为 发生化学反应的活跃状态所需要的 。
蛋白质
温和
容易
能量
例题练习
1.酶B是一种存在于玉米子粒萌发过程中的淀粉酶。实验一探究酶B的化学本质是什么，实验二探究玉米子粒萌发过程中酶B是细胞新合成的还是原先就存在的。科研人员对萌发的玉米子粒进行了实验检测，结果如图所示（已知氯霉素为蛋白质合成抑制剂）。下列相关说法错误的是（ ）
A.可用双缩脲试剂探究酶B的化学本质 B.可用RNA酶探究酶B的化学本质
C.根据曲线Ⅱ可以判断酶B是新合成的 D.图中曲线Ⅱ是实验组的结果
答案与解析
答案：C
解析：本题考查酶的化学本质、特性及相关实验。大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，故遇双缩脲试剂呈紫色反应的酶B是蛋白质，不发生紫色反应的酶B是RNA，A正确；酶具有专一性，RNA酶可以使RNA水解，而不能使蛋白质水解，故不能被RNA酶水解的酶B是蛋白质，能被RNA酶水解的酶B是RNA，B正确；氯霉素能抑制酶B的合成，通过比较氯霉素处理的萌发种子（曲线Ⅱ）和蒸馏水处理的萌发种子（曲线Ⅰ）中酶B活性的差异，即可探究种子中酶B的来源，通过对比可知玉米子粒萌发过程中酶B既有新合成的（对照组比实验组酶B活性强），也有先前存在的（对照组酶B活性不为零），C错误、D正确。
例题练习
2.为使反应物A→产物P，采取了有酶催化（最适温度和pH）和有无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图甲中两条曲线Ⅰ和Ⅱ表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析中，合理的是（ ）
A.距离a代表酶所降低的活化能
B.适当升高温度，有酶催化时的曲线Ⅱ对应的距离a将缩短
C.若②是二糖，反应后试管中的物质能与双缩脲试剂和斐林试剂发生颜色反应
D.没有无机催化剂或者相应的酶存在，底物②就不能被分解
答案与解析
答案：C
解析：距离b代表酶相对无机催化剂降低的活化能，A错误。适当升高温度，高于酶的最适温度，酶活性下降，a距离将增加，B错误。若②是二糖，反应后试管内有单糖，还有酶，所以能与双缩脲试剂和斐林试剂发生颜色反应，C正确。没有无机催化剂或者酶存在，物质在自然条件下也会有一定程度的分解，只是相对比较慢，D错误。
知识梳理
考点3 酶的特性
1.高效性
①酶的高效性是和无机催化剂相比较而言的，在该曲线图中只有a、b曲线相比较才可说明酶催化的 ，a、c曲线对比只能说明酶具有 作用。
②当反应物量一定时，酶只能缩短达到反应平衡点所需的 ，而平衡点的大小只能由反应物的量来决定。
高效性
催化
时间
2.专一性
①图像
a.底物是指酶促反应的 。
b.酶分子具有一定的形状，恰好能与 结合形成酶—底物复合物，这个复合物会发生一定的形状变化，使底物－两个氨基酸形成二肽一形成的二肽从复合物上脱落，同时酶分子恢复原状。
c.整个反应过程，酶分子的 会在中间过程发生改变，但反应前后酶分子的性质 改变。
d.这个反应原理又叫“诱导契合”学说。
反应物
底物分子
形状
不发生
②曲线
a.在反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显 ，说明酶A能催化该反应物的反应。
b.在反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B 催化该反应物的反应。
3.酶的作用条件较温和
酶所催化的化学反应一般在 的条件下进行
①在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显 。
②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久 。0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。
加快
不能
温和
降低
失活
例题练习
如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率（或生成物的量）变化，有关叙述错误的是（ ）
A.图①虚线可表示酶量增加时，底物浓度和反应速率的关系
B.图③可表示唾液淀粉酶在pH为1的情况下反应速率与时间的关系
C.图②虚线可表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物的量与时间的关系
D.若图②中的实线表示Fe3+的催化，则虚线可表示过氧化氢酶的催化
答案与解析
答案：B
解析：酶能加快化学反应速率，酶量增加时，酶促反应速率加快，所以图①虚线可表示酶量增加时，底物浓度和反应速率的关系，A正确；在pH为1的情况下，唾液淀粉酶已经失活，不能再催化化学反应，与图③不符，B错误；在其他条件不变时，增加酶浓度会加快反应速率，使生成物的量能尽快达到最大值，因此图②虚线可表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物的量与时间的关系，C正确；过氧化氢酶的催化效率比Fe3+的催化效率高，因此若图②中的实线表示Fe3+的催化，则虚线可表示过氧化氢酶的催化，D正确。
知识梳理
考点4 影响酶促反应的因素
1.与温度和pH有关的曲线
（1）图甲曲线分析
①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用 ，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱甚至 。酶的催化作用有最适pH， 超过或低于此pH， 酶的催化作用逐渐 。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子的结构未被破坏，温度升高可 活性。
增强
失活
减弱
恢复
（2）图乙曲线分析
①纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越 。
②图示pH=7，反应物剩余量最少，应为 pH。
③反应溶液 pH的变化 酶作用的最适温度。
2.反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
（1）图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随反应物浓度增加而加快，当反应物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率 。
（2）图乙：在反应物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速与酶浓度成 。
慢
最适
不影响
不再增加
正比
例题练习
下图表示人体内某种酶促反应的反应物浓度对反应速度的影响曲线。下列有关叙述正确的是（ ）
A.若在B点时升高温度，则B点将上移
B.C点时酶的活性高于A点时酶的活性
C.在A点时，添加少量同种酶，反应速度几乎不变
D.限制BC段反应速度的主要因素是酶的浓度
答案与解析
答案：CD
解析：由于人体内某种酶促反应是最适温度（正常体温）下进行，因此若在B点时升高温度，会使酶活性降低，反应速率降低，A错误； 酶的活性受温度、pH值、抑制剂等的影响，不受底物浓度影响，故与A点相比，C点时酶的活性相同，B错误； 由分析可知，曲线AB段限制酶促反应速率的因素是反应物浓度，故在A点时，添加少量同种酶，反应速度几乎不变，C正确； BC段随着反应物浓度的增加催化速率不变，说明限制BC段反应速度的因素不是反应物浓度，可能是酶的浓度，D正确。
知识梳理
考点5 ATP的结构和功能
一、ATP的全称：
二、ATP的结构简式：A—P～P～P，各符号的含义如图所示
三磷酸腺苷
例题练习
1.ATP分子的结构式简写为A—P~P~P，与A相连的3个磷酸基团从左至右依次称为α、β、γ磷酸基团。下列有关ATP的叙述，错误的是（ ）
A.ATP分子中腺苷与3个磷酸基团相连，形成2个特殊的化学键
B.ATP的组成元素与核酸的组成元素相同，都是C、H、O、N、P
C.ATP分子中的γ磷酸基团在一定条件下容易水解脱落和添加形成
D.ATP与ADP是同一种物质在不同时期的两种存在形式
答案：D
解析：ATP分子中腺苷与3个磷酸基团相连，形成2个特殊的化学键，A正确；ATP和核酸的组成元素都是C、H、O、N、P，元素种类相同，B正确；ATP分子中远离A的那个磷酸基团（γ磷酸基团）在一定条件下容易水解脱落和添加形成，C正确；ATP水解后形成ADP和Pi，因此ATP和ADP是两种不同物质，D错误。
例题练习
2.ATP中的三个相连的磷酸基团，从与腺苷基团连接处算起，依次称为α、β、γ磷酸基团。下列有关说法正确的是( )
A.γ磷酸基团具有较高的转移势能，因此ATP分子中只有磷酸基团能够水解
B.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输的速率
C.人体在剧烈运动时，ATP的合成速率大于分解速率
D.神经元兴奋时，Na+内流和释放神经递质均需ATP水解供能
答案：ACD
解析：本题考查ATP的结构和物质运输。γ磷酸基团是远离腺苷的磷酸基团，具有较高的转移势能，但ATP分子中不只有磷酸基团能够水解，腺嘌呤和核糖之间也可以水解，A错误；离子通过离子泵的跨膜运输需要载体和消耗能量，属于主动转运，动物一氧化碳中毒会减少能量的供应，进而降低离子泵跨膜运输离子的速率，B正确；人体剧烈运动时，ATP的合成速率和分解速率都加快，处于动态平衡状态，C错误；神经元兴奋，动作电位产生时Na+内流；属于易化扩散，不需要水解ATP供能，神经递质释放的方式是胞吐，需要水解ATP供能，D错误。
知识梳理
考点6 ATP和ADP的转化
一、
二、图解
三、能量的来源和去路
（1）光能和有机物中的化学能可以分别在光合作用和细胞呼吸过程中，转化为ATP中的 。
（2）ATP中的能量可以被生物体的各种生命活动 。
能量
直接利用
4.特点
（1）正常生活的细胞中，ATP与 ADP在时刻不停地相互转化，并且处于 中。
（2）细胞内ATP与ADP相互转化的 是生物界的共性。
四、ATP的利用
ATP是生物体内的 能源物质，能量在生物体内的吸能反应和放能反应之间循环流通，即：
其中ATP水解释放的能量在生物体内可转化为以下多种形式。
（1）机械能：肌肉收缩、染色体运动；（2）电能：神经冲动的传导、生物发电；（3）渗透能：主动运输；（4）化学能：蛋白质或DNA等物质的合成；（5）光能：萤火虫发光。
动态平衡
能量供应机制
直接
例题练习
如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是（ ）
A.图甲中a是构成RNA和DNA的基本单位之一
B.图乙中的酶1只会催化图甲中高能磷酸键c的断裂
C.叶肉细胞在暗处发生图乙中酶2催化的过程时，能量只来自细胞呼吸
D.人体在相对静止或剧烈运动状态下，图乙中酶1和酶2所催化的过程都处于相对平衡状态
答案与解析
答案：D
解析：图甲中a是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位，A错误；图乙中的酶1只能催化图甲中高能磷酸键c的断裂，B正确；叶肉细胞在暗处不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，所以ATP的合成所需能量只能来自细胞呼吸，C正确；人体在静止或运动状态下，图乙中酶1和酶2所催化的过程都处于相对平衡状态，D正确。
好好学习 天天向上

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