必修1 第三单元 细胞的能量供应和利用

第三单元细胞的能量供应和利用第一讲酶和A TP知识点一酶的本质作用和特性1．填写酶的本质和作用[动漫演示更形象见课件光盘][2．连线酶的特性和原理知识点二A TP的结构、功能和利用1．填写ATP的结构概念图2．据ATP 与ADP 相互转化反应式回答问题 ATP①②ADP ＋Pi ＋能量(1)进行②过程的生理过程和场所：①生理过程⎩⎪⎨⎪⎧植物：光合作用、细胞呼吸动物：细胞呼吸②场所：线粒体、细胞质基质、叶绿体 (2)进行②过程的能量来源和去向： ①来源：光能和有机物氧化释放的能量。

②去向：用于形成ATP 中的高能磷酸键。

(3)下列过程需要①过程提供能量的是①②③④⑤。

①主动运输 ②生物发光、发电 ③肌肉收缩 ④淀粉合成 ⑤大脑思考 ⑥根细胞吸收水分一、理解运用能力1．判断下列有关酶说法的正误。

(1)酶提供了反应过程所必需的活化能(2011·海南卷T 14A )(×) (2)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质(2009·重庆卷T 1B )(×) (3)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性(2009·重庆卷T 1A )(×) (4)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(2011·海南卷T 14D )(×)(5)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化(2012·海南卷T T4B )(×) (6)不同酶的最适温度可能相同(2013·海南卷T 3A )(√)(7)随着温度降低，酶促反应的活化能下降(2013·海南卷·T 3B )(×) (8)酶活性最高时的温度不适合酶的保存(2013·海南卷·T 3C )(√) 2．判断下列有关A TP 叙述的正误。

(1)1个ATP 分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团(2013·广州模拟T 3A )(×) (2)线粒体内膜上不能合成ATP(2012·北京卷T 1A )(×)(3)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生A TP 的唯一来源(2008·广东卷T 4A )(×) (4)人在饥饿时，细胞中A TP 与ADP 的含量难以达到动态平衡(2008·天津卷T 6④)(×) (5)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生A TP 的合成与分解(2013·四川卷·T 1C )(×)二、读图析图能力据ATP结构式回答下列问题：(1)图中①、②、③的结构分别是什么？答案：①腺嘌呤、②核糖、③磷酸基。

(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？答案：腺苷由图中①＋②构成。

(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？答案：是腺嘌呤核糖核苷酸。

[理清脉络]考点一|以实验为基础，考查酶的作用及特性1．酶的作用原理(1)原理：酶降低反应的活化能。

(2)图示解读：①没有酶催化的反应曲线是②。

②有酶催化的反应曲线是①。

③AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。

④BC段的含义是酶降低的活化能。

⑤若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B 点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。

2．酶的高效性(1)实验验证：[配有实验演示视频 见课件光盘](2)曲线模型：①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。

3．酶的专一性 (1)实验验证：⎭⎪⎬⎪⎫淀粉(非还原糖)――→酶麦芽糖蔗糖(非还原糖)――→酶葡萄糖＋果糖还原糖 ＋斐林试剂 ⇓加热 砖红色沉淀 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。

(2)曲线模型：①加入酶B 的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B 对此反应无催化作用。

②而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。

[典例1](2014·大连模拟)下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。

根据实验结果，以下结论正确的是()注：“＋”表示添加，“－”表示不加，“*”的多少代表颜色的深浅，#表示无颜色变化。

A．蔗糖被水解成非还原糖B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖C．淀粉酶活性在40℃时比在60℃时高D．淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性[思维流程][解析]①～③号试管中均有淀粉和淀粉酶，且均有砖红色，说明淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖，砖红色越深，说明淀粉酶活性越高，B正确、C错误；④～⑥号试管均未出现砖红色，说明淀粉酶不能催化蔗糖的水解，A、D错误。

[答案] B1．有关酶的正确理解与错误说法来源有的可来源于食物等酶只在生物体内合成2．易混淆实验试剂的选择(1)在验证酶专一性实验中，若反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。

(2)在探究温度对酶活性影响的实验中，若选取淀粉和淀粉酶，则不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而温度是自变量。

[针对练习]高考命题常从以下角度设置陷阱(1)化学本质和分布方面：以选择题形式考查酶的本质、基本组成单位，以及某种结构中是否有某种酶的存在。

(2)功能方面：与激素相比较，考查酶在细胞代谢中的作用。

1．下列有关酶的叙述正确的是()①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞，一般都能产生酶④酶都是蛋白质⑤有的酶不是蛋白质⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用A．①②⑤B．①⑤⑧C．③⑤⑧D．①③⑤解析：选C酶是由活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。

就酶的化学本质而言，主要是蛋白质，还有RNA，④错、⑤对；就酶作用的场所而言，有胞内酶和胞外酶，活细胞一般都能产生胞内酶，①错、③对；代谢是细胞内全部有序化学变化的总称，在这一过程中，需要酶的催化，⑥、⑦错，⑧对。

2．(2011·福建高考)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是()A．在细胞内发挥作用B．由活细胞产生的蛋白质C．与特定分子结合后起作用D．在发挥作用后还能保持活性解析：选C酶可以在细胞外发挥作用，激素和神经递质都可以与细胞膜表面的受体相结合，从而起作用。

激素中的性激素是固醇类物质；大部分酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA；部分神经递质是单胺类物质。

激素和神经递质与细胞膜上的受体识别并结合起作用，而酶的作用也具有专一性。

激素和神经递质起作用后会在相应酶的作用下被处理而失去活性，即激素和神经递质起作用后会发生代谢性失活。

具有专一性的物质归纳(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。

(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。

(4)tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。

(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。

考点二|以能量代谢为依托，考查ATP的结构与功能1．A TP的结构及组成部分的含义2．A TP的再生和利用3．细胞内产生与消耗A TP的生理过程2(1)A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。

(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。

(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，A TP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。

[典例2](2014·云南师大附中模拟)下图为A TP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。

有关说法不．正确的是()A．图甲中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B．图乙中进行①过程时，图甲中的c键断裂并释放能量C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D．夜间有O2存在时，图乙中过程②主要发生在线粒体[思维流程][解析]A项中A代表的是腺嘌呤，ATP水解一般是远离A的高能磷酸键断裂，也就是c键；ATP水解产生的能量来自A TP的高能磷酸键的水解，合成ATP的能量来自细胞呼吸和光合作用；酶的催化作用具有高效性。

夜间有O2存在时，ATP合成的主要场所是线粒体。

[答案] A1．误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位应场所方面都不尽相同，因此A TP和ADP的相互转化并不是可逆反应，但物质可重复利用。

2．A TP转化为ADP也需要消耗水ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需酶的催化，同时也需要消耗水。

凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。

3．A TP≠能量ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。

4．误认为细胞中含有大量A TP生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。

由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。

[针对练习]高考命题常从以下角度设置陷阱(1)结构方面：结合DNA、RNA、核苷酸等结构，考查ATP的组成与结构。

(2)功能方面：结合细胞代谢，考查A TP与ADP的相互转化。

3．(2014·长安模拟)在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是()A．①和②B．①和③C．③和④D．⑤和⑥解析：选D根据题意知“○”中所对应的含义分别为：①一磷酸腺苷AMP，②腺嘌呤，③DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤腺苷，⑥腺苷。

4．(2014·武汉市武昌区联考)下列有关ATP的叙述，不．正确的是()A ．ATP 中的能量可以来源于光能或化学能B ．ATP 的合成不一定伴随有机物的氧化分解C ．人体在紧张或愤怒状态下，细胞内产生A TP 的速率大大超过产生ADP 的速率D ．人体剧烈运动过程中，机体通过神经调节和体液调节，使细胞产生ATP 的速率迅速增加解析：选C 光合作用光反应阶段产生的ATP 中的能量来源于光能，该过程无有机物的氧化分解；呼吸作用过程中有机物分解释放出来的一部分能量储存于ATP 中；在任何状态下，机体ATP 的合成和分解都处于动态平衡状态；剧烈运动时，机体通过神经调节和体液调节使有机物分解加快，A TP 合成加快。