高考生物 一轮复习 第三单元 第1讲 酶和ATP 新人教必修1

(3)酶的作用需要适宜的温度和 pH：
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。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，酶分子结 构未被破坏，温度升高可恢复活性。
[归纳串记]
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。
水解供能
4．(2014·江苏高考)下列生命活动中不需要 ATP 提供能量的是
A．叶肉细胞合成的糖运输到果实
()
B．吞噬细胞吞噬病原体的过程 C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖
D．细胞中由氨基酸合成新的肽链 解析：叶肉细胞合成的糖运出叶肉细胞及糖在运输路径中的跨
膜过程均需 ATP 提供能量；吞噬细胞以胞吞方式吞噬病原体
[必明考向]
考向一 ATP 的结构与合成
1．下图为 ATP 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 BC．．图AAAT夜T项乙PP间中中水酶与有A解进催代OA一化2行表D存般作P① 的在是用快是时过远的腺速，程离高嘌A转A时效T呤的化P，性；合高依可图成能使赖的甲磷A于主酸中TP要酶键的与场断催Ac所裂D化键是P，作进断线也行用粒裂就快具体是并速。有c释键转高放；化效。能性量 D．夜间有 O2 存在时，图乙中过程②主要发生在线粒体
第三单元 细胞的能量供应和利用
第一讲
酶和 ATP
[循着图示·想一想] 知识点一 酶的本质作用和特性
1．酶的本质和作用
2．酶的特性
知识点二 细胞的能量“通货”——ATP 1．ATP 的结构
2．ATP 的转化和利用
考点一 酶的作用原理及特性
[必备知能] 1．酶的作用原理 (1)原理：酶降低反应的活化能。 (2)图示及解读：
A．高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽 B．专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖 C．专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖 D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸
解析：从图示过程可知：a 是酶，b 是该酶的底物，d 不是该酶 的底物，c 表示 b 被分解成的相同小分子物质，该小分子物质含 有两个基本单位。该过程反映了酶的专一性。a 最可能是淀粉酶， b 物质是淀粉，淀粉被分解成麦芽糖，麦芽糖是两分子葡萄糖组 成。 答案：C
(3)ATP≠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 ATP。 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。
酶在化学反应中充当催化剂，也可以作为另一个反应的底物。
正确辨析有关酶的六种说法
项目
错误说法
正确理解
产生场所
具有分泌功能的细胞才 能产生
活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)
化学本质
蛋白质
有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)
作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度影响
低温和高温均使酶变性 失活
(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。
[必明考向]
考向一 考查酶的本质和作用
1．(2014·福建高考)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理
D．细胞代谢所需的 ATP 可在细胞质基质中产生
解析：物质通过协助扩散进出细胞时需要载体，但不消耗
能量。
探究温度和 pH 对酶活性的影响
[典例] 某生物课外活动小组在探究酶的特性时，实验员为其 提供了如下材料用具：
质量分数为 3%的淀粉溶液、质量分数为 5%的 NaOH 溶液、 质量分数为 5%的盐酸、质量分数为 2%的淀粉酶溶液、体积分数 为 3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为 20%的猪肝研磨液、质 量分数为 1%的碘液、蒸馏水、90 ℃热水、冰水，试管、量筒、小 烧杯、大烧杯、胶头滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温 度计、pH 试纸、火柴、标签纸等。
来判断酶的活性。
考查温度对酶活性影响实验
的材料选择
结合所学知识回答下列问题： 1
(1)探究温度对酶活性的影响。 ①本实验选用的反应物和酶制
剂分别是质___量__分__数__为___3_%__的__淀__粉__溶_ _液__、__质_量__分__数__为___2_%__的__淀__粉__酶__溶__液_。
酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨
基酸的脱水缩合反应”可说明催化该反应的物质是 RNA。
2．(2013·全国卷Ⅱ)关于酶的叙述，错误的是
()
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
低温只抑制酶的活性，不会使酶变性 失活；高温使酶变性失活
作用
酶具有调节、催化等多 种功能
酶只起催化作用
来源 有的可来源于食物等
酶只在生物体内合成
考向二 借助曲线模型考查酶的特性 3．(2014·孝感二模)下图表示某酶促反应过程，它所反映的酶某一
特性以及字母 a、b、c 最有可能代表的物质依次是 ( )
考查温度对酶活性影响实验
的材料选择
结合所学知识回答下列问题： 1
(1)探究温度对酶活性的影响。 ①本实验选用的反应物和酶制
剂分别是质___量__分__数__为___3_%__的__淀__粉__溶_ _液__、__质_量__分__数__为___2_%__的__淀__粉__酶__溶__液_。
2温度影响酶的活性，从而影 响淀粉的水解，滴加碘液，根 据是否出现蓝色及蓝色的深浅
后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖
体中能催化该反应的物质是
()
A．蛋白酶
B．RNA 聚合酶
C．RNA
D．逆转录酶
解析：大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA，核糖体是由蛋白
质和 rRNA 组成的，用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质
后，核糖体中只剩下 RNA 成分，因此，由题中信息“用蛋白
(2)专一性： Ⅰ.物理模型：
①图中 A 表示酶，B 表示被 A 催化的底物，E、F 表示 B 被分解后产生的物质，C、D 表示不能被 A 催化的物质。
②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
Ⅱ.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 A 可催化该反应，即酶具有专一性。
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 解析：细胞生命活动所必需的酶，如呼吸氧化酶，会存在于分
化程度不同的各类细胞中；低温只是抑制酶的活性，在一定范
围内，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间结构一
旦被破坏，其活性将无法恢复，但低温并没有破坏酶的空间结
构；酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的；
考点二 ATP的结构与功能 [必备知能]
1．ATP 的结构及组成部分的含义
2．ATP 的再生和利用
[归纳串记]
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 产生ATP：细胞呼吸第一阶段 基质 消耗ATP：一些需能反应
叶绿体
产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
() A．如A细TP胞分代子谢结构强中度含增有加一一个倍普通，磷则酸细键胞和内两个A高TP能磷的酸含键量也将增加
一，倍易断裂也易形成的是高能磷酸键；
B．AT细P 胞中内全A部TP高与能AD磷P的酸含键量断很裂少后且，保形持成相对的稳产定物；有腺嘌呤核糖核 苷酸和磷酸
C．ATP 酶分催子化结作构用中的含高有效性一可个使普A通TP磷与酸AD键P进，行该快键速易转断化裂。也易形成 D．有丝分裂后期，受纺锤丝牵引，着丝点断裂，该过程需要 ATP
4．下列曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中能正确表示人体消化酶作用规律的
是
()
A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅱ和Ⅲ C．Ⅰ和Ⅳ D．Ⅱ和Ⅳ 解析：人体内酶的最适温度接近正常体温(37℃)，故第一个 坐标系中能表示人体消化酶作用的是曲线Ⅱ。第二个坐标系 中，酶含量为 a 作为参照，当在底物浓度较低时，反应速率 的限制因素是底物浓度而不是酶含量，所以酶含量＜a 时的 曲线起始段应和酶含量为 a 时的曲线重合，排除曲线Ⅲ。
2温度影响酶的活性，从而影 响淀粉的水解，滴加碘液，根 据是否出现蓝色及蓝色的深浅
来判断酶的活性。
②用带有标注文字的装置简图呈现分组情况。
③本实验的观测指标是_淀__粉__溶__液__的__颜__色__变__化__，酶活性最 高的一组的现象是_溶__液__不__变__蓝__(_或__蓝__色__最__浅__)_。
[易误提醒]
对 ATP 认识上的四个易误点 (1)误认为 ATP 与 ADP 的相互转化是可逆反应。 ATP 的合成和 ATP 的水解在所需的酶、能量来源、能量去 路和反应场所方面都不尽相同，因此 ATP 和 ADP 的相互转化并 不是可逆反应，但物质可重复利用。 (2)ATP 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。
2．(2012·北京高考)细胞中不能合成 ATP 的部位是
()
A．线粒体的内膜
B．叶绿体中进行光反应的膜结构
C．内质网的膜
D．蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构 解析：细胞代谢产生 ATP 的生理过程主要是细胞呼吸和光合
作用的光反应，内质网的膜上不能产生 ATP。
考向二 ATP 的能量供应与利用 3．ATP 是一种高能磷酸化合物。下列关于 ATP 的叙述正确的是
的过程需消耗能量；细胞中小分子的氨基酸脱水缩合形成肽链
的过程需要 ATP 供能；淀粉在淀粉酶的催化作用下水解为葡
萄糖的过程不消耗能量。
5．(2013·海南高考)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，
错误的是
()
A．DNA 复制需要消耗能量
B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量
C．物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗 ATP
①没有酶催化的反应曲线是 b。 ②有酶催化的反应曲线是 a。 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．酶的特性 (1)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所需的时间，不能改变化学 反应的平衡点。
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，蛋白质合成等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
3．ATP 产生速率与 O2 供给量之间的关系 (1) 图中 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，ATP 的产生速率 不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
A．高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽 B．专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖 C．专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖 D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸
考向二 借助曲线模型考查酶的特性 3．(2014·孝感二模)下图表示某酶促反应过程，它所反映的酶某一
特性以及字母 a、b、c 最有可能代表的物质依次是 ( )
考查温度影响酶活性的实验设计程序
淀粉
淀粉酶
各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合
在各自所控制的温度下保温一段时间 滴加碘液，观察颜色变化