2021届高考生物人教通用一轮复习方略课件：3.1 ATP和酶

角度2.比较下面的四种结构,说出其中“A”的含义。
结构
“A”的名称
①
腺苷
② _腺__嘌__呤__脱__氧__核__苷__酸__
③ _腺__嘌__呤__核__糖__核__苷__酸__
④
_腺__嘌__呤__
“A”的分子组成 _腺__嘌__呤__和__核__糖__
1分子腺嘌呤、1分子脱氧核糖和1分子磷酸 _1_分__子__腺__嘌__呤__、__1_分__子__核__糖__和__1_分__子__磷__酸__
3.叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。 ( √ ) 4.ATP脱去两个磷酸基团后,可作为RNA分子的合成原料。 ( √ ) 5.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。
(×) 分析:内质网膜不能合成ATP。
6.无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。 分析:在无氧条件下,叶肉细胞可以进行无氧呼吸产生ATP。
角度二 ATP与ADP的相互转化 3.如图为ATP与ADP相互转化示意图,有关叙述正确的是 ( )
A.过程①②都可发生在线粒体和叶绿体中 B.过程①所需能量均来自有机物的氧化分解 C.过程②释放的能量可直接用于人体红细胞吸收葡萄糖 D.吸能反应一般与过程①相联系,放能反应一般与过程②相联系
【解析】选A。过程①表示ADP与Pi合成ATP;过程②表示ATP水解产生ADP与Pi, 同时释放能量的过程。在线粒体和叶绿体中都有ATP的合成与水解,A正确;若 ATP的合成发生在叶绿体中,过程①所需能量来自光能,若ATP的合成发生在线粒 体中,过程①所需能量来自有机物的氧化分解,B错误;人体红细胞吸收葡萄糖属 于协助扩散,不需要消耗能量,没有ATP水解,C错误;ATP的合成即过程①与放能 反应有关,ATP的水解即过程②与吸能反应有关,D错误。
2.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型:
(1)起始点:O2供给量为0时,可经无氧呼吸产生ATP。 (2)上升段:与O2浓度有关,O2浓度越大,ATP产生量越大。 (3)平衡段:因为受酶、ADP 或磷酸等制约,ATP产生量不再随O2浓度增大而增加。 (4)改变横轴:若横轴改为呼吸强度,则曲线应从0开始。
【素养新命题】 (1)酶a～c催化的反应体现了酶具有什么特性?为什么?(科学思维:分析与综
合) 提示:体现了酶的专一性。因为不同的生理过程参与催化的酶不同。
(2)酶a催化Ⅰ过程时,一般伴随着放能反应还是吸能反应的进行?(科学思维: 比较与分类) 提示:由图可知,酶a可催化ATP水解为ADP,此过程中释放大量能量,所以酶a发挥 作用时一般与吸能反应相联系。
C.已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端,若要使已有DNA末
端被32P标记上,则带有32P的磷酸基团应在ATP的“γ”位上
D.若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分
子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的“γ”位上
【解析】选D。将ATP中的2个磷酸基团去掉,所得物质是合成RNA分子的单体之 一:腺嘌呤核糖核苷酸,A正确;dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同, 但稳定性不同,远离A的高能磷酸键容易断裂和重新生成,B正确;dATP分子中远 离A的高能磷酸键容易断裂和重新生成,故某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团 转移到DNA末端上,同时产生ADP,那么该酶作用的磷酸基团应在ATP的“γ”位 上,C正确; 合成DNA的原料应该是4种脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸都是由一分 子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成,其中磷酸和脱氧核糖之间的 化学键是普通磷酸键,用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记 到新合成的DNA分子上(合成过程中,dATP要脱掉两个高能磷酸键),则带有32P的 磷酸基团应在dATP的“α”位上,D错误。
能量 去路
反应 场所
ATP合成酶
ATP水解酶
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
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
_细__胞__质__基__质__、__线__粒__体__、__叶__绿__体__
生物体的需能部位
3.ATP的利用:
【秒判正误】 1.ATP在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。 ( √ ) 2.成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗ATP。 ( × ) 分析:细胞增殖过程涉及很多生物化学反应,某些过程如DNA的复制等都会消耗 ATP。
【热考角度通关】
角度一 ATP的结构与功能
1.(2019·惠州模拟)下列有关ATP的叙述,错误的是
()
A.ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成
B.光合作用产生ATP的过程不一定都在叶绿体中进行
C.酒精发酵的全过程都有ATP生成
D.洋葱根尖细胞中能产生ATP的细胞器是线粒体
【解析】选C。ATP的名称为三磷酸腺苷,由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成,A正 确;蓝藻没有叶绿体,但可以通过光合作用产生ATP,B正确;酒精发酵的第二阶段 没有ATP生成,C错误;洋葱根尖细胞可以进行有氧呼吸,可以在线粒体中产生 ATP,D正确。
(×)
【重点难点讲透】 1.酶的高效性:
(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的时间,不改变化学反应的平衡点。
2.酶的专一性:
(1)在底物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催化底物的反 应。 (2)在底物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化底物的反应。
2.ATP和ADP的相互转化: (1)转化原因:ATP的化学性质不稳定,_远__离__A_的那个高能磷酸键容易断裂与合成。 (2)转化关系及过程比较:
比较 项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
A_D_P_+_P_i_+__能__量___酶____A_T__P
ATP 酶 ADP+Pi+能量
所需酶
能量 来源
第三单元细胞的能量供应和利用 第1课 ATP和酶
内容索引
核心素养测评
考点一 ATP在能量代谢中的作用 【必备知识速填】 1.ATP的结构:
(1)元素组成:_C_、__H_、__O_、__N_、__P_。 (2)化学组成:1分子①_腺__嘌__呤__,1分子②_核__糖__和3分子④_磷__酸__基__团__。 (3)结构简式:_A_-_P_～__P_～__P_。
2.如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP,下列有关叙述错误的是 ()
A.甲→乙→丙→丁过程中,起催化作用的酶空间结构不同 B.丙是RNA的基本组成单位之一 C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成 D.在红细胞吸收葡萄糖时,细胞中乙的含量会显著增加
【解析】选D。甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解,每一次水解反应的酶都不 同,A项正确;丙由1分子核糖、1分子腺嘌呤和1分子磷酸构成,为1分子腺嘌呤核 糖核苷酸,B项正确;丁表示腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,戊表示磷酸,是ATP的组 成成分,C项正确;红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,不需要消耗ATP,故乙 (ADP)的含量不会增加,D项错误。
( ×)
【重点难点讲透】 1.ATP与ADP的相互转化:
(1)动态平衡:细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。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。
(2)不是可逆过程:ATP与ADP的相互转化过程中,物质可重复利用,但能量不可 循环利用,它们不是可逆反应。 (3)ATP≠能量:ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将 二者等同起来。
考点二 酶的本质、作用与特性 【必备知识速填】 1.酶的作用和本质: (1)酶的本质与合成:
酶的本质 合成原料
绝大多数是_蛋__白__质__ 氨基酸
合成场所
_核__糖__体__
少数是_R_N_A_ _核__糖__核__苷__酸__
主要是细胞核 (真核细胞)
(2)作用及其机理。
①曲线解读:图中表示有酶催化的反应曲线是_B_,若将酶变为无机催化剂,则B在 纵轴上向_上__移动。若a—c表示无酶催化时所需的活化能,则该酶降低的活化能 可表示为_a_-_b_。 ②结论:酶具有催化作用,可以降低化学反应的活化能。 (3)来源:一般_活__细__胞__都秒判正误】
1.酶的基本组成单位都是氨基酸。
( ×)
分析:酶的化学组成是蛋白质或RNA,因此基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。
2.酶活性的发挥离不开其特定的结构。 ( √ ) 3.酶提供了反应过程所必需的活化能。 ( × ) 分析:酶降低了化学反应所需的活化能。 4.酶是由活细胞产生的,酶只能在细胞内发挥作用。 分析:酶在细胞内、细胞外都能发挥作用。 5.低温和高温条件下酶都会变性失活。 ( × ) 分析:低温条件下酶不会变性失活,只是活性降低。 6.酶只有催化作用。 ( √ )
4.(2020·北京模拟)ATP是直接给细胞的生命活动提供能量的物质,下列关于 ATP的叙述,正确的是 ( ) A.生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多 B.人体成熟的红细胞在O2充足时只能通过无氧呼吸产生ATP C.酵母菌只有在缺氧的条件下,其细胞质基质中才能形成ATP D.生物体内ADP转化成ATP所需要的能量都来自细胞呼吸
【加固训练】 1.下列关于ATP的说法,正确的是 ( )
A.动物细胞中能合成ATP的场所只有线粒体 B.能产生酒精的无氧呼吸的全过程都有ATP合成 C.在线粒体中进行的呼吸过程可合成大量ATP D.细胞主动吸收离子的过程中,ATP中含有的能量都会释放出来
【解析】选C。动物细胞中能合成ATP的场所有线粒体及细胞质基质;能产生酒 精的无氧呼吸的过程中只有第一阶段有ATP合成;细胞主动吸收离子的过程中, 消耗的能量由ATP提供,且ATP中远离A的高能磷酸键易断裂,但不释放所有能量。