步步高2019届高考生物一轮复习第三单元 第7讲

第7讲 ATP和酶 [考纲要求] 1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。2.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。3.实验：探究影响酶活性的因素。

考点一 ATP的结构与功能

1．ATP的结构

(1)图中各部分名称：A腺嘌呤，①腺苷，②一磷酸腺苷，③ADP，④ATP，⑤普通化学键，⑥高能磷酸键。 (2)ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。 (3)结构特点 ①ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出能量，ATP就转化为ADP，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。 ②高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2．ATP与ADP的相互转化 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量――→酶ATP＋H2O ATP＋H2O――→酶ADP＋Pi＋能量

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

3.ATP的功能与动、植物细胞代谢

(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。 (2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于暗反应，不用于其他生命活动；植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。 (3)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。

(1)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等( × ) (2)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( × ) (3)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化( √ ) (4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( √ ) (5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( × ) (6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生ATP的合成与水解( × )

据图分析ATP的结构和特点

(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”？ 提示 图示a处应为“—OH”，因为该五碳糖为“核糖”。 (2)图示b、c、d所示化学键是否相同？其中最易断裂和重建的是哪一个？ 提示 图示b为普通磷酸键，c、d则为高能磷酸键，其中d处的键最易断裂和重建。 (3)图示框e的名称是什么？它与DNA、RNA有何关系？ 提示 图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一，当发生逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。 命题点一 ATP的结构和特点分析 1．下列关于生物体中ATP的叙述，其中正确的一项是( ) A．蓝藻细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态 C．ATP中存在2个高能磷酸键，在一定条件下均可释放其中的能量 D．生物体内ATP的含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应 答案 C 解析 蓝藻细胞是原核细胞，不含线粒体和叶绿体，A项错误；ATP和ADP是两种不同的物质，B项错误；ATP中存在2个高能磷酸键，在一定条件下均可释放其中的能量，C项正确；生物体内ATP的含量很少，但ATP与ADP转化非常迅速，从而保证了生命活动所需能量的持续供应，D项错误。 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 答案 D 解析 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。 命题点二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用 3．下列有关ATP的叙述错误的是( )

A．ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求 B．图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动 C．图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生 D．ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成 答案 D 解析 细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了机体对能量的需求，A项正确；图中两次ATP的水解，前者能量储存在有机物中，后者能量可用于各项生命活动，B项正确；图中两次合成ATP，前者ATP的合成是通过光合作用，所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C项正确；ATP由3个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成，D项错误。 4．(2018·汕头模拟)ATP是细胞内的直接能源物质，可通过多种途径产生，如图所示。以下说法正确的是( )

A．O2由红细胞进入肝脏细胞，使ATP含量迅速下降 B．a过程和b过程都在细胞器中进行 C．绿色植物通过b过程形成的ATP不能用于吸收矿质元素 D．①、②在物质和能量上都可成为互逆反应 答案 C 解析 O2由红细胞进入肝脏细胞属于自由扩散，不需要载体和能量，因此ATP含量基本不变，A项错误；a表示细胞呼吸，细胞呼吸的场所有细胞质基质、线粒体，B项错误；b过程为光合作用，其形成的ATP只能用于暗反应，不能用于其他生命活动，C项正确；①、②分别为ATP的合成和水解过程，其中物质是可逆的，能量是不可逆的，D项错误。

细胞内产生与消耗ATP的生理过程 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段

叶绿体 产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等

线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等 核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等 考点二 酶的本质、作用及特性 1．酶的本质与作用 (1)酶本质的探索历程

(2)酶的本质和功能 (3)酶的作用原理 ①表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是AC段。 ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是BC段。 ③酶降低的活化能是AB段。 ④若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向上移动。 2．酶的特性(连线) 归纳总结 关于酶的8个易错点 项目 正确说法 错误说法 产生场所 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 具有分泌功能的细胞才能产生 化学本质 有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA) 蛋白质 作用场所 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化作用 温度影响 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活 低温和高温均使酶变性失活 作用 酶只起催化作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 生物体内合成 有的可来源于食物等 合成原料 氨基酸、核糖核苷酸 只有氨基酸 合成场所 核糖体、细胞核等 只有核糖体

(1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物( √ ) (2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( × ) (3)酶提供了反应过程所必需的活化能( × ) (4)随着温度降低，酶促反应的活化能下降( × ) (5)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用( × ) (6)酶活性的发挥离不开其特定的结构( √ ) (7)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类( √ ) (8)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁( × ) (9)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同( × )

如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析：

(1)A、B两种酶的化学本质是否相同？ 提示 不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋 白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质。 (2)B酶活性改变的原因是什么？ 提示 B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。 (3)欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用哪种酶处理？ 提示 应选用RNA水解酶处理。

1．与酶有关的曲线分析 (1)酶高效性的曲线

①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 ②酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。 (2)酶专一性的曲线

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A对此反应有催化作用。 (3)影响酶活性因素的相关曲线

甲曲线分析： ①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。 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，温度升高可恢复活性。 乙曲线分析： 纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH＝7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。 (4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线