第亶單元細胞的能量供應和利用

第1講酶和ATP

1.說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受

課

標到環境因素（如pH和溫度等）的影響

要

求

2.解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質

3實.驗：探究能催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素

是生命活動的直接能源物質（生命觀念）

核LATP

心

素2.根據實驗總結酶的化學本質與特性（科學思維）

養

3.探究溫度、pH對酶促反應的影響（科學探究）

4.酶在生產和生活中的應用（社會責任）

考點一酶的本質、作用和特性

［知識?能力?素養】

教材一研.讀

1.酶的本質和作用

（1）酶本質的探索歷程（連線）。

科學家主要觀點或成就

①巴斯德a.引起發酵的是酵母細胞中的某些物質，

細胞死亡并裂解后才能起作用

②李比希b.少數RNA也具有生物催化功能

③畢希納C.把從酵母細胞中提取出的能引起發酹的物質叫釀酶

④薩姆納d.從刀豆種子中提取出胭酶（第一個）

⑤切赫和

奧特域e.證明服酶的化學本質（蛋白質）和作用（分解尿素）

f.糖類變成酒精必須有酵母活細胞的參與

提示：@—f@—a③一c④一d、e⑤一b

(2)酶的本質和作用。

化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA

合成原料氨基酸_核糖核一酸

合成場所核糖體主要是細胞核(真核細胞)

來源一般來說，活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產生前

作用場所細胞內、外或生物體外均可

生理功能催化作用

(3)作用機理。

①活化能：分子從賞態轉變為容易發生化學反應的譴狀態所需要的能量。

②作用機理：降低化學反應的活化能。

③如圖曲線表示在無酶催化和有酶催化條件下某化學反應的能量變化過程。

I.無酶催化與有酶催化的反應曲線分別是②①。

H段與ba段的含義分別是無催化劑的條件下反應所需要的活化能、酶降

低的活化能。

HL若將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則b點在縱軸上將向上移動。

2.比較過氧化氫在不同條件下的分解

(1)實驗過程。

加2滴質網分數為衛:

的溶液_］室

「過35%Fed,

程：g-2mL體枳分數為＞

Fe"催化過

比較？\13%的過氧化氣溶液2

氧化氣分解

過氧到「產生氣泡小、少、慢

化笈m?無火焰的衛生香燃燒

筋和

加2滴肝臟研磨液_中衛

Fe“

儂曲山2mL體積分數為一=等

的催

過氧化如除

化效二)3%的過輒化翅溶液Y

催化過氧化■34

率

量的產生氣泡大、多、快

無火焰的衛生香劇烈燃燒

(2)變量分析。

自變質一無機催化劑和過氣化公酶

也典J—底物（％。2）的分解速率，可用此生氣泡的多少表示

加入的質；實驗室的誕和肝臟研

無關變質HCjFeCL

廓液的新鮮程度

3.酶的特性

C）高效性:催化效率大約是無機催化劑的107?IO”倍。

（2）專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。

（3）作用條件較溫和：在最適宜的溫度和PH條件下,酶的活性最高。高溫、

過酸j過堿會使酶的空間結構遭到破壞而失活；低通條件下酶的活性很低，但空

間結構穩定。

。判斷正誤

1.酶提供了反應過程所必需的活化能。（X）

提示：酶的作用是降低活化能。

2.酶活性的發揮離不開其特定的結構。（J）

3.高溫和低溫均能破壞酶的結構使其失去活性。（X）

提示：低溫不破壞酶的結構。

4.酶活性最高時的溫度適合酶的保存。（X）

提示：酶適合保存在低溫條件下。

5.嗨在催化反應完成后立即被分解。（X）

提示：酶是催化劑，其在催化反應完成后不會被分解。

6.酶只能在細胞內發揮作用。（義）

提示：酶在細胞內和細胞外都能發揮作用。

重［難

一突一破1

I.結合圖示理解酶的特性

（1）高效性。

①曲線分析:酶對應曲線A,無機催化劑對應曲線B,未加催化劑對應曲線

Co

②結論：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而酶的催化效

率更高。

(2)專一性。

彥=1/-X叵I0

@回一A曲一「玲⑥田

①圖形分析：

A

I.圖中所示的化學反應：B一一^E+F。

II.圖中C、D表示不能被該酶催化的物質。

②結論：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。

(3)作用條件較溫和。

①酶活性：酶對化學反應的催化效率稱為酶活性。

②曲線分析：如圖為溫度、pH對酶活性的影響。

I.甲、乙兩圖橫坐標分別表示溫度、pH,〃點表示最適溫度，e點表示最適

pHo

【I.甲圖中，溫度由〃變為。時，酶活性升高；由。變為。時，酶活性不變，

原因是高溫時酶的空間結構被破壞且不可恢復。

IIL乙圖中，pH由d變為e或由/變為e時，酶活性均不變，原因是過酸、過

堿都會導致酶的空間結構破壞且不可恢復。

③結論：在適宜的溫度、pH條件下，酣的活性最高。

2.底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響

(1)甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率隨底物濃度增

加而加快，但當底物達到一定濃度后，受酶數量的限制，酶促反應速率不再增加。

(2)乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正

比。

入科學思維—演繹與推理勿

I.甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如圖所示,

請思考：

(1)甲、乙兩種酶的化學本質是否相同？

(2)乙酶活性改變的機制是什么？

提示：(1)觀察題曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該

種蛋白酶的降解，則甲酶的化學本質不是蛋白質而是RNA,乙酶能被蛋白酶破壞，

活性降低，則乙酶的化學本質為蛋白質。

(2)乙酶被降解的過程中其分子空間結構會發生改變，從而使其活性喪失。

加科學思維—小納勺檄括勿

2.溫度和pH對酶促反應速率的影響與底物濃度和酶濃度對酶促反應速率影

響的本質有什么不同？

提示：溫度和pH影響酶促反應速率的原因是影響了酶的活性；底物濃度和

酶濃度影響酶促反應速率的原因是影響了酶分子和底物分子的結合，酶的活性并

沒有改變。

及科學探究一實敷設"”

3.酶活性受多種因素的影響，如圖表示抑制酶活性的兩個模型，模型A中

的抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應；模型B中的

抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合，能改變酶的構型，使酶不能與底物結

合，從而使酶失活。

抑制劑底物

模型A

模型B

研究發現某氨基酸能降低酶G的活性。請設計實驗探究某氨基酸降低酶G活

性的作用方式屬于模型A還是模型B,簡要寫出⑴實驗思路；（2）預期實驗結果及

結論。

提示：（1）在酶G量一定且底物濃度合適并使酶活性充分發揮的反應體系中加

入某氨基酸，同時不斷提高底物濃度，觀察酶促反應速率變化。

（2）若酶促反應速率能恢復，則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型

A;若酶促反應速率不能恢復，則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型

Bo

［考法?考技?考能】

考法考查酶本質、作用和特性

1.卜列有關前的敘述，止確的是（）

A.酶的數量因參與化學反應而減少

B.細胞中所有酶的合成都受基因控制

C.同一生物體內的各種酶的催化反應條件都相同

D.活細胞都能產生酶，酶在細胞內才起催化作用

B［酶是生物催化劑，酶促反應前后酶的數量不變，A錯誤；細胞中的酶是

蛋白質或RNA,它們的合成都受基因控制，B正確；同一生物體內的各種酶的催

化反應條件可能不同，C錯誤；活細胞都能產生酶，酶在細胞內和細胞外都能起

催化作用，D錯誤。］

2.下列關于酶的敘述，正確的是（）

A.酶的基本組成單位都是氨基酸

B.所有活細胞都含有與細胞呼吸有關的酶

C.酶不參與構成細胞結構也不供能，但可調節細胞代謝

D.酶能加快反應速度是因為它能顯著提高化學反應的活化能

B［酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核甘酸，A錯誤；活細胞都要進行細

胞呼吸，因此所有活細胞都含有與細胞呼吸有關的酶，B正確；酶不參與構成細

胞結構也不供能，也不調節細胞代謝，只是起催化作用，C錯誤；酶能加快反應

速度是因為它能顯著降低化學反應的活化能，D錯誤。］

明錯警示?與酶相關的常見誤區明示

比較項目正確說法錯誤說法

化學本質絕大多數是蛋白質，少數是RNA酶的本質是蛋白質

一般來說，凡是活細胞都能產生

具有分泌功能的細胞才能產

產生部位酶（不考慮哺乳動物的成熟紅細

生酶

胞）

合成原料氨基酸或核糖核甘酸氨基酸

合成場所核糖體或細胞核核糖體

酶具有調節、催化等多種功

生理功能生物催化劑，只起催化作用

能

來源在生物體內合成有的來源于食物

既可在細胞內，也可在細胞外、

作用場所只在細胞內起催化作用

體外發揮作用

低溫影響酶的活性，不破壞酶的

溫度影響低溫會引起酶變性失活

結構，但高溫易使酶失活

催化反應前后的數量和性質沒有

作用前后發生催化作用后被分解

變化

考法2＞影響酶促反應的坐標曲線分析

3.甲、乙兩圖是溫度、pH對酶活性影響的數學模型。下列有關說法錯誤的

是（）

A.兩圖中B點代表的含義分別是酶的最適溫度和最適pH下的反應速率

B.兩圖中A點對應的值對酶活性的影響不相同

C.兩圖中C點對應的溫度或pH對酶活性的影響相同

D.保存酶制品最好選擇兩圖中B點對應的溫度和pH

D［甲、乙兩圖中，在8點對應的溫度和pH下，酶促反應速率最大，酶的

活性最高，分別表示酶的最適溫度和最適pH,A正確。甲圖中A點對應的溫度

較低，酶的活性很低，但酶的空間結構穩定：乙圖中A點對■應的pH過低，會使

酹的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。因此，甲、乙兩圖中A點對應的值對酶

活性的影響不相同，B正確。甲、乙兩圖中。點對應的溫度或pH均過高，會使

酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活，C正確。低溫條件下，酶的活性很低，

但酶的空間結構穩定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。因此，保存酶制品最

好在低溫條件下保存，即甲圖中的A點，D錯誤0］

4.長郡中學高三生物興趣小組為了研究pH對某種酶活性的影響，設置a、b、

c三組實驗，各組pH條件均不同，其他條件相同且適宜。測定各組在不同反應時

間內的產物量，結果如圖所示。下列相關分析不正確的是（）

A.a組的pH可能高于b組的pH

B.a組pH條件下，該酶降低化學反應的活化能可能最多

C.在c組pH條件下比較適宜保存酶

D.實驗要求“其池條件相同且適宜”的目的是減少實驗誤差

C［酶的活性在最適pH條件下最高，pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降

低，在過酸或過堿的條件下，酶會變性失活。據此依題意并分析圖示可知：a組

酶的活性高于b組酶的活性，因此a組的pH可能高于b組的pH,A正確；與b、

c組相比，a組酶的活性最高，說明a組pH條件下，該酶降低化學反應的活化能

可能最多，B正確；c組產物的最大生成量明顯低于a、b組，說明在c組pH條

件下，酶已經變性失活，不適宜保存酶，C錯誤；實驗中的“其他條件”為無關

變量，實臉要求“其他條件相同且適宜”的目的是減少實險誤差，D正確。］

IS題指導?“四步法”分析酶促反應曲線

(1)識標：“識標明變量”。明確酶促反應曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱

坐標(因變量)的含義。

(2)析線：“析線理關系”。分析酶促反應曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變

量的變化而變化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后穩”“水平”等。

(3)明點(特殊點)：“抓點求突破”。明確酶促反應曲線中起點、終點、頂點、

拐點、交叉點、特殊條件下的交點等表示的生物學含義。

(4)判斷：“先分后合巧辨析”。對多條酶促反應曲線圖，根據曲線上不同標

示物識別曲線所代表的意義(有的曲線直接標出)，首先對每一條曲線單獨分析，

進行比較，判斷曲線間有無聯系或找出相互關系，然后綜合分析。

考點二.探究影響酶活性的因素(實驗)

【實驗基礎】

1.實驗原理

(1)酶活性：-對化學反應的催化效率。

(2)淀粉水解。

①淀粉檢測：加入碘液,溶液變藍色。

②誕粉臃可催化淀粉水解.

(3汨2。2分解。

①H2O2可分解為比。和02。

②—02可在H2O2酶的催化作用下快速分解。

③常溫下H2O2易分解，高溫可以使丘2。2分解加快。

2.實驗方案設計與預期結果

比較

探究溫度對酶活性的影響探究pH對酶活性的影響

項目

實驗

淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、H2O2酶溶液

材料

無關反應物與酶的量、溶液pH反應物與酶的量、溫度等

變量等應適宜且相同應適宜且相同

變量

先將反應物溶液與酶溶液先將反應物溶液與酶溶液

控制自變

在各梯度溫度下分別保分別調至各梯度pH,然后

量

溫，然后混合混合

因變量滴加碘液，觀察溶液顏色

觀察氣泡產生的快慢

檢測變化

預期酹活性較低時，溶液變為能活性較低時，氣泡產生

結果藍色較慢

【關鍵點撥】

1.探究溫度影響的活性的實驗不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗

材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱條件下分解會加快，從

而影響實驗結果。

2.探究pH影響酶活性的實驗不宜選擇淀粉和淀粉酶作實驗材料，因為強酸

強堿能催化淀粉水解，從而影響實驗結果。

3.若選擇淀粉和淀粉酶探究溫度影響酶的活性，檢測底物被分解的試劑宜選

用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該實驗中需

嚴格控制溫度。

4.在探究溫度影響酶活性的實驗中應將淀粉溶液和淀粉酶溶液在設定的溫度

下先保溫一段時間后再混合，而不能先混合再保溫，因為酶具有高效性，酶和底

物混合后，就發揮催化作用，這樣反應不是在設定的溫度下完成，自變量控制不

嚴格。

5.在探究pH對酶活性的影響時，需要保證弱的最適溫度(排除溫度干擾)，

且將醐溶液的pH調至實驗要求的pH后再讓反應物與底物接觸，不宜在未達到預

設pH前，讓反應物與觸接觸。

【對應練習】

1.探究溫度對酶活性影響最合理的實驗步驟是（）

①取3支試管，編號，各注入2mL淀粉液；另取3支試管，編號，各自注

入1mL新鮮的淀粉醐溶液②將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉液試管中，

維持各自的溫度5min③向各試管中滴一滴碘液④將6支試管分成三組，每

組各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分別放在60。。的熱水、沸水和冰水中⑤

觀察實驗現象

A.①②④③?B.①③②④⑤

C.①③④②⑤D.①④②③⑤

D［實險設計要排除無關變量，酶和底物保持在相同溫度下發生催化反應，

才能嚴格控制溫度。］

2.為探究影響酶活性的因素，某班同學設計了如下實驗，其中合理的是（）

選項探究課題選用材料與試劑

新制的蔗糖酶溶液可溶性淀粉溶液碘

A溫度對酶活性的影響

液

新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液斐

B溫度對酶活性的影響

林試劑

CpH對酶活性的影響過氧化氫溶液新鮮的肝臟研磨液

新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液碘

DpH對酶活性的影響

液

C［探究溫度對酶活性的影響，自變量是溫度的不同，依據酶的專一性，應

選擇新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，用碘液檢測淀粉的剩余量，但不能用

斐林試劑檢測淀粉的水解產物還原糖，因為用斐林試劑檢測需水浴（50?65C）加

熱，對實險產生干擾，A、B錯誤；探究pH對酶活性的影響，自變量是pH的不

同，新鮮的肝臟研磨液中含有過氧化氫酶，過氧化氫酶催化過氧化氫水解產生水

和氧氣，因此可通過觀察單位時間內氣泡的產生量來推知過氧化氫酶的活怛，C

正確；因淀粉及其水解產物都能與碘液發生反應，且淀粉在酸性條件下加熱，也

會發生自然水解，所以探究pH對酶活性的影響，不能使用新制的淀粉酶溶液、

可溶性淀粉溶液和碘液，D錯誤。］

3.由青霉菌中提取的淀粉酶在不同溫度條件下分別催化淀粉反應1h和2h,

其產物麥芽糖的相對含量如圖所示。相關分析正確的是()

A.第lh內，酶的最適溫度在45?50七之間

B.第1h到第2h,45℃條件下淀粉酶活性提高

C.第1h到第2h,50℃條件下酶的催化作用明顯

D.若只生產1h,45°C左右時麥芽糖產量相對較高

D［由圖分析可知，第lh內，酶的最適溫度在40?50℃之間，A錯誤；第

1h到第2h,45℃條件下淀粉酶活性并未提高，只是因為1h的時間并未將所有淀

粉分解成麥芽糖，因此，麥芽糖會在1h的基礎上有所增加，B錯誤；第lh到第

2h,5()℃條件下，產物的量不變，說明酶的催化作用已經喪失，C錯誤；由圖可

知，若只生產1h,45°C左右時麥芽糖產量相對較高，D正確。］

4.圖表是某小組為探究“過氧化氫酶的活性是否受pH的影響”而設計的實

驗操作步驟(豬肝中含有過氧化氫酶)。請回答下列問題：

操作步驟操作方法試管甲試管乙

1加體積分數為3%的H2O2溶液2mL2mL

2加質量分數為5%的鹽酸溶液1mL—

3加質量分數為5%的氫氧化鈉溶液—1mL

4加質量分數為20%的豬肝研磨液2滴2滴

觀察相同時間內試管中產生的氣泡數

5

量

(1)上述操作步驟中存在明顯的缺陷，請寫出改進方案：

①,②。

(2)在完成改進方案后，若實驗結果為,則說

明過氧化氫能的活性受pH的影響。

(3)如果本實驗用出現一定氣泡數量所需要的時間來表示酶的活性，那么所需

的時間越長，酶的活性越________________°

(4)如果將本實驗的自變量換成溫度來探究“過氧化氫酶的活性是否受溫度

的影響“，你認為是否合適？,原因是_______________________________o

［解析］(1)本實臉應該有蒸饋水對照、過酸、過堿這三組，并且應該是自變

量處理在前。(2)在完成改進方案后，若甲、乙兩試管中產生的氣泡數量少，丙試

管中產生大量的氣泡，則說明過氧化氫酶的活性受pH的影響；若甲、乙、丙3

支試管中產生的氣泡的情況基本一樣，則說明過氧化氫酶的活性不受pH的影響。

(3)如果本實驗用出現一定氣泡數量所需要的時間來表示酶的活性，那么所需的時

間越長，酶的活性越低。(4)過氧化氫會隨溫度升高分解加快，從而對實驗結果造

成干擾，故不能用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響。

［答案］(1)①操作步驟1、4互換②增加丙試管，在加入鹽酸或氫氧化鈉的

步驟中換為加入1mL蒸儲水，其他步驟與修正后的步驟相同

(2)甲、乙兩試管中產生的氣泡數量少，丙試管中產生大量的氣泡

⑶低(或弱)

(4)不合適過氧化氫會隨溫度升高分解加快，從而對實驗結果造成干擾

考點三ATP的結構和功能

［知識,能力,素養】

教［材一研.讀

1.ATP的結構

高能磷酸鍵磷酸基團

軍AMP］

(腺嗓吟核糖核甘酸)

I—-ADP---

1------------------ATP——

(l)ATP的元素組成：C、H、O、N、P。

(2)ATP的化學組成：一分子腺噪吟,一分子核糖和三分子磷酸基團。

(3)ATP的結構簡式：A—P?P?P。

(4)ATP中的能量：主要儲存在高能磷酸鍵中。

2.ATP和ADP的相互轉化

(1)轉化原因：ATP的化學性質不穩定，遠離腺昔的那個高能磷酸鍵容易斷裂

與合成。

(2)轉化關系及過程比較：

ATP

能見皿1用

便1酶2)

P-ADP人能玨2

項目ATP的合成ATP的水解

西存

反應式ADP+Pi+能量一--ATPATP---ADP+Pi+能量

所需酶ATP合成酶ATP水解隨

能量光能(光合作用)、化學能(細胞呼

儲存在高能磷酸鍵中的能量

來源吸)

能量

儲存于形成的高能磷酸健中用于各項生命活動

去路

反應

細胞質基質、線粒體、葉綠體生物體的需能部位

場所

3.ATP的功能與動、植物細胞代謝

ADP+Pi

光能ATP—卜一(CMO)中的化學能

[SB跑?」能「熱能(散失)ADP+Pi

物細胞—質二線粒體L見[化學能也_L能質(用于各

ADP+Pi尸AFfft友生備活動)

(1)植物細胞可以通過光合作用和細胞呼吸形成ATP,而動物細胞只能通過細

胞呼吸形成ATPo

(2)植物光合作用光反應階段產生的ATP一般只用于暗反應,不用于其他生命

活動；植物或動物細胞呼吸產生的ATP才能用于多種生命活動。

(3)ATP水解釋放的能量可用丁主動運輸、發九發電、肌肉收縮、物質合成、

大腦思考等。

。判斷正誤

1.1個ATP分子中只含有1個腺噪吟和3個磷酸基團。(X)

提示：1個ATP分子中含有1個腺噤吟、1個核糖和3個磷酸基團。

2.ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應。(J)

3.淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。（X）

提示：淀粉水解成葡萄糖時不合成ATP。

4.人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡。（X）

提示：細胞中的ATP與ADP的含量處于動態平衡狀態，保證能量供應，

5.無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源。（義）

提示：無氧呼吸也能產生ATP。

6.線粒體內膜、內質網膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP。

（X）

提示：內質網膜上不能產生ATP。

7.ATP是生命活動的直接能源物質，但它在細胞中的含量很少，ATP與ADP

時刻不停地進行相互轉化。（J）

-突一破

1.ATP的再生和利用圖解

植物T光合作用:光能繼噬心ADP+Pi曳ATP=＞猛晨'體

'光反應）傳遞、轉化熱能.敢

細菌.薪呼吸用機物為也能遍發生于細胞質

/有6或無6小沖他基質和線粒體

口的化學、,（原核生物發

動物,廣A呵生于細胞質中）

ADP+Pp

2.細胞內常見產生與消耗ATP的生理過程

轉化場所常見的生理過程

細胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐

產生ATP：細胞呼吸第一階段

細胞質基質

消耗ATP：一些吸能反應

產生ATP：光反應

葉綠體消耗ATP：暗反應和自身DNA復制、轉錄，蛋白質合

成等

產生ATP：有氧呼吸第二、三階段

線粒體

消耗ATP：自身DNA復制、轉錄，蛋白質合成等

核糖體消耗ATP：蛋白質的合成

細胞核消耗ATP：DNA復制、轉錄等

ns一提升1

勿生命理念一結構勺功能現勿

1.據圖分析ATP的結構和特點

氏同⑥①

e

(1)圖示a處應為“一H”還是“―OH”？

(2)圖示b、c、d所示化學鍵是否相同？其中最易斷裂和重建的是哪一個？

(3)圖示框e中結構的名稱是什么？它與RNA有何關系？

提示：(1)圖示a處應為“一OH”，因為該五碳糖為核糖。

(2)圖示b為普通磷酸鍵，c、d則為高能磷酸鍵，其中d處的化學鍵最易斷裂

和重建。

(3)圖示框e中結構為腺嘿吟核糖核甘酸，它是構成RNA的基本單位之一。

加科學思維—VI納勺檄括勿

2.細胞內ATP和ADP的轉化是不是可逆反應？為什么？

提示：細胞內ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來源、能量去路

和反應場所方面不盡相同，因此細胞內ATP和ADP的轉化不是可逆反應，但

物質可以重復利用。

加科學思維—批判性思維加

3.人的心肌細胞比口腔上皮細胞新陳代謝旺盛，那么心肌細胞比口腔上皮細

胞含有的ATP多嗎？

提示：ATP在細胞中的含量很少，心肌細胞含有的ATP并不比口腔上皮細胞

多，只是ATP與ADP的相互轉化更迅速。

川科學探究—實驗設計加

4.實驗室里有金火蟲尾部研磨粉、生埋鹽水、匍萄糖溶液、ATP溶液，請

設計實驗證明ATP是直接能源物質。寫出實驗步驟和實驗結果。

提示：將螢火蟲尾部研磨粉用生理鹽水配制成懸濁液；取兩支試管編號為甲、

乙，分別加入等量的已配制的懸濁液；向甲試管中加入兩滴ATP溶液，向乙試管

中加入兩滴葡萄糖溶液，在黑暗環境中觀察兩試管；觀察到甲試管發出熒光，乙

試管沒有發出熒光。

［考法?考技?考能】

考法1>ATP的結構及其合成和利用

1.如圖表示生物體內發生的兩個化學反應，請判斷下列相關說法中正確的是

（）

A.ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵③④最易斷裂

B.圖中酶1和酶2的化學本質相同，但是二者的種類不同

C.細胞中的吸能反應一般與ATP的合成反應相聯系

D.ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制只發生在真核細胞內

B［分析圖形可知，ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵④最易斷裂，提供

能量，A錯誤：圖中酶1和酶2的化學本質相同都是蛋白質，但是二者的種類不

同，B正確；細胞中的放能反應一般與ATP的合成反應相聯系，吸能反應一般與

ATP的分解反應相聯系，C錯誤；ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制發生在

一切細胞內，D錯誤。］

2.細胞內的化學反應伴隨著能量的變化。以下相關敘述錯誤的是（）

A.ATP與ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性

B.光合作用暗反應過程中有機物的合成需要ATP水解提供能量

C.有機物氧化分解釋放能量并儲存在ATPQ,因此屬于吸能反應

D.ATP水解釋放的能量也可以用于維持人體體溫的相對穩定

C［放能反應一般與ATP的合成相聯系，釋放的能量儲存在ATP中，有機

物氧化分解釋放能量并儲存在ATP中，屬于放能反應。］

考法2>ATP的拓展考查

3.核甘三磷酸（NTP）包括ATP、GTP、UTP、CTP等，脫氧核甘三磷酸（dNTP,

d表示脫氧）包括dATP、dGTP、dTTP、dCTPo研究發現dNTP可作為DNA合成

的原料。下列敘述正確的是（）

A.dNTP和NTP的區別體現在五碳糖的種類不同

B.dNTP含有2個高能磷酸鍵，可為DNA復制提供能量

C.DNA復制時需dATP、dTTP越多，則DNA結構越穩定

D.真核細胞分裂時，胞內dNTP都進入細胭核內參與DNA的復制

B［dNTP和NTP的區別在于五碳糖種類不同和堿基種類不同，A錯誤：DNA

復制時，dNTP需要斷裂2個高能磷酸鍵，可為DNA復制提供能量，B正確；DNA

復制時需dCTP、dGTP越多，則DNA結構越穩定，C錯誤；真核細胞進行分裂

時，除核DNA進行復制外，細胞質DNA也有復制，胞內dNTP不可能全部進入

細胞核中，D錯誤。］

易錯矯正突破選擇題長句背誦突破非選擇題

1.同無機催化劑相比，酶降低活化

能的作用更顯著，因而催化效率更

高。

1.四個角度區別酶和激素。2.酶是活細胞產生的具有催化作用

存■生*幾乎所有活細胞都產生的有機物，其中絕大多數酶是蛋白

、:尸匿匚只才i內分泌細胞才產生

質，少數是。

擊■篇:絕大多數為皿質’極少數為RMRNA

酶具有專一性和高效性，作用條

浦產一唯一作用為“催化”即降低化學反應活化能3.

【機制廠激索作為“信號分子”作用于相應把細胞，改變件較溫和。

一"細胞代謝狀況

L?__反應前后其性質與fit均不改變，故可多次4.低溫抑制酶的活性，但不破壞酶

-溫*利用

^一發揮作用后將被滅活的空間結構。

2.ATP是與能量有關的一種物質，不可5.高溫、過酸、過堿都會導致酶分

等同于能量。子空間結構破壞而永久失去活性，

3.細胞中ATP的含量很少，但是ATP6.ATP是為細胞生命活動提供能量

與ADP的相互轉化豐常迅速，能為生命的直接能源物質。

活動提供大量能量。無論是飽食還是饑7.細胞內ATP與ADP相互轉化的

餓，ATP與ADP的含量都保持動態平能量供應機制，是生物界的共性，

衡，不會劇烈變化。8.吸能反應一般與ATP水解的反應

相聯系，需要ATP水解酶的催化，

同時也消耗水；放能反應一般與

ATP的合成相聯系。

真題體驗I感悟高考淬煉考能

［新高考?選擇性考試示范］

1.（2（）21.重慶選擇性考試適應性測試）下列關于酶的敘述，正確的是（）

A.細胞衰老過程中所有酶的活性降低

B,胰蛋白酶能徹底水解蛋白質

C.赤霉素能誘導a-淀粉酶產生

D.過氧化氫酶能升高過氧化氫的活化能

C［細胞衰老過程中，大部分的酶的活性降低，但與細胞衰老有關的酶的活

性可能上升，A錯誤；胰蛋白酶水解蛋白質成多肽，但蛋白質徹底水解需要肽酶，

B錯誤；赤霉素能誘導a-淀粉酶產生，使種子無需萌發即可產生a-淀粉酶，C正

確；酶的作用機理是降低化學反應的活化能，D錯誤。］

2.（2021.湖北選擇性考試模擬）在生物體內，酶是具有催化作用的有機物。下

列關于酶的敘述，錯誤的是（）

A.過氧化氫酶、腺酶和麥芽糖酶的化學本質都是蛋白質

B.DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成

C.胰蛋白酶的合成及分泌與核糖體、內質網和高爾基體有關

D.淀粉酶和鹽酸通過降低反應物的活化能催化淀粉水解

D［絕大多數酶的化學本質都是蛋白質，少數酶的化學本質是RNA。而過氧

化氫酶、腺酶和麥芽糖酶的化學本質是蛋白質，A正確；DNA聚合酶能催化磷酸

二酯鍵的形成，從而將游離的脫氧核甘酸連接在正在合成的子鏈上；DNA連接酶

也能催化磷酸二酯鍵的形成，從而將兩個DNA片段連接到一起，B正確；胰蛋

白酶屬于分泌蛋白，分泌蛋白的合成首先要在核糖體上合成肽鏈，然后還要經過

內質網和高爾基體的加工，形成一定的空間結構，C正確；淀粉酶是生物催化劑，

可以降低反應物的活化能來催化淀粉水解；而鹽酸不是催化劑，不能降低反應物

的活化能，D錯誤。］

3.（2021?湖南招牛適應性考試）ATP是細胞牛命活動的能量“通貨”。下列敘

述錯誤的是（）

A.糖類、脂肪和蛋白質等有機物中儲存了大量ATP

B.等量的葡萄糖通過酒精發酵和有氧呼吸產生的ATP數量不同

C.光合作用和呼吸作用都產生ATP,所需的ADP可共用

D.ATP與ADP的相互轉化由不同的酶催化完成

A［糖類、脂肪和蛋白質等有機物中都儲存著化學能，但ATP是一種高能磷

酸化合物，不能儲存在這些有機物中，A錯誤；由于有氧呼吸能徹底分解有機物,

而酒精發酵屬于無氧呼吸不能將有機物徹底分解，所以分解等量的葡萄糖有氧呼

吸產生ATP的數量比無氧呼吸多，B正確；光合作用和呼吸作用都產生ATP,所

需要的ADP都是一樣的，故可共用，C正確；催化ATP與ADP相互轉化的酶不

同，分別為ATP合成酶和ATP水解酶，D正確。］

4.（2020.北京等級考）用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解

H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH=7.0、20℃條件下，向5mL

1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了

一個改變。第2組實驗提高了（）

A,懸液中酶的濃度B.H2O2溶液的濃度

C.反應體系的溫度D.反應體系的pH

B［提高酶的濃度能夠提高速率，不能提高氧氣的量，A錯誤；提高H2O2

溶液的濃度，就是提高底物濃度，產物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以

加快反應速率，不能提高產物的量，C錯誤；改變反應體系的pH,可以改變反應

速率，不能提高產物的量，D錯誤。］

5.（2020?7月浙江選考）為研究酶作用的影響因素，進行了“探究pH對過氧

化氫能的影響”的活動。下列敘述錯誤的是（）

A.反應小室應保待在適宜水溫的托盤中

B.加入各組反應小室中含有酶的淀紙片的大小和數量應一致

C.將H2O2加到反應小室中的濾紙片上后需迅速加入pH緩沖液

D.比較各組量筒中收集的氣體量可判斷過黛化氫酶作用的適宜pH范圍

C［該實驗中溫度是無關變量，應處于適宜狀態，A正確；含有酶的濾紙片

的大小和數量為無關變量，要保證各組加入的含有酶的濾紙片大小和數量相同，

B正確：該實驗中不直接將過氧化氫溶液加到含酶的濾紙片上，而是將濾紙片粘

在反應小室一側的內壁上，緩沖液和過氧化氮溶液依次加到反應小室下側，C錯

誤；該實臉的檢測指標是單位時間內收集的氣體體積，D正確。］

［全國卷?命題研析借鑒］

6.(2019.天津高考)下列過程需ATP水解提供能量的是()

A.唾液淀粉酶水解淀粉

B.生長素的極性運輸

C.光反應階段中水在光下分解

D.乳酸菌無氧呼吸的第二階段

B［唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中進行的，不需要消耗ATP水解釋放的

能量，A錯誤：生長素的極性運輸是細胞的主動運輸，需要消耗ATP水解釋放的

能量，B正確；光反應階段中水在光下分解產生［H］和氧氣，不需要消耗ATP水

解釋放的能量，C錯誤；乳酸菌無氧呼吸的第二階段是丙酮酸在酶的催化作用下

轉化成乳酸，此過程既不產生ATP,也不消耗ATP,D錯誤。］

7.(2020.全國卷HI)參照表中內容，圍繞真核細胞中ATP的合成來完成卜表。

葉綠體的

反應部位(1)_____線粒體

類囊體膜

反應物葡萄糖/丙酮酸等

光合作用有氧呼吸的

反應名稱⑵______

的光反應部分過程

合成ATP的

化學能⑶______化學能

能量來源

終產物(除

乙醇、CO2⑷______⑸______

ATP外)

［解析］(1)(2)無氧條件下，某些細胞可以將葡萄糖分解成乙醉和CCh,并釋

放少量能量，該過程為無氧呼吸，發生在細胞質基質中。(3)(4)在真核細胞中，光

合作用的光反應階段發生在葉綠體的類囊體膜上，葉綠體類囊體膜上的光合色素

吸收的光能，有兩方面的用途：①將水分解成［H］(NADPH)和氧，氧直接以分子的

形式釋放出去，［H］(NADPH)被傳遞到葉綠體內的基質中，作為活潑的還原劑參與

到暗反應階段的化學反應中去；②在有關酶的催化作用下，促成ADP與Pi發生

化學反應，形成ATP。(5)在線粒體中可以發生有氧呼吸的第二階段和第三階段，

在有氧呼吸的第二階段，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和［H］(NADH),并釋放

出少量的能量；在有氧呼吸的第三階段，前兩個階段產生的［H］(NADH)經過一系

列的化學反應，與氧結合形成水，同時釋放出大量的能量。因此丙酮酸等在線粒

體內氧化分解的終產物除了ATP外，還有二氧化碳和水。

［答案］(1)細胞質基質(2)無氧呼吸(3)光能(4)02、NADPH(5)比0、

CO2

第2講細胞呼吸

1.說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動

課

標,可以利用的能量

要

求

2實.驗：探究酵母菌的呼吸方式

1.細胞呼吸是有機物氧化分解，釋放能量的過程（生命觀念）

核

心

素2.比較有氧呼吸和無氧呼吸的場所和過程的不同（科學思維）

養

3.探究有氧和無氧條件下酵母菌細胞呼吸的方式（科學探究）

4.細胞呼吸的原理在生產和生活中的應用（社會責任）

考點一細胞呼吸的類型和過程

［知識?能力?素養】

一研.j賣

1.細胞呼吸

細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他

產物，釋放出能量并生成AIR的過程。

2.有氧呼吸

（1）概念：是指細胭在氧的參與下，通過多種商的催化作用，把葡萄糖等有機

物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水,釋放能量，生成大量ATP的過程。

（2）過程。

場所細胞質荔質

第一階段

物質變化

QH42C,H4O,+4fHl

（6應式）

|內用酸匕產能情況

少htATP

場所

H,O線粒體茶質

第.階段物班變化的