考点03 酶与ATP-备战2022年高考生物一轮复习考点帮（浙江专用）

考点03 酶与ATP 【重要考向】 一、ATP； 二、酶的本质及其作用； 三、影响酶活性的因素与实验探究 ATP 一、吸能、放能反应和ATP的结构 1．能量的转化 （1）化学能：活细胞中的各种分子，由于其中原子的排列而具有势能，是细胞内最主要的能量形式。 （2）能量的转换：细胞中的“燃料分子”（如葡萄糖）被氧化时释放的化学能，用于各种生命活动。 （3）能量守恒定律：能量只能从一种形式转变为另一种形式，既不会被消灭，也不能被创造。生物体内或细胞中发生的只是各种能量形式的相互转变。 2．吸能反应和放能反应 （1）吸能反应 ①概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能高的反应。 ②举例：如光合作用、氨基酸合成蛋白质的反应等。 （2）放能反应 ①概念：产物分子中的势能比反应物分子中的势能低的反应。 ②举例：细胞呼吸等。 （3）吸能反应与放能反应的联系 ①吸能反应常利用放能反应所产生的能量。 ②ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带。 3．ATP的结构 （1）中文名称：腺苷三磷酸。 （2）结构简式及符号含义 a：腺嘌呤；b：核糖；c：磷酸基团；d：高能磷酸键。 （3）结构特点 ①ATP是细胞内普遍存在的高能磷酸化合物，含有两个高能磷酸键。 ②ATP化学性质不稳定。连接两个磷酸基团之间的高能磷酸键不稳定， ③易水解，高能磷酸键释放的能量比连接在糖分子上的普通磷酸键要多。 二、ATP—ADP循环 1．ATP—ADP循环的过程 2．ATP—ADP循环与吸能反应、放能反应的关系 （1）原理 将ATP水解这一放能反应所释放的能量用于另一吸能反应。 （2）举例 在肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改变形状，这是吸能反应。然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这是放能反应。 3．意义：ATP是细胞中普遍使用的能量载体，又称为“能量通货”。 【归纳总结】 1．ATP的组成元素为C、H、O、N、P；含有3个磷酸基团，2个高能磷酸键；ATP彻底水解会得到腺嘌呤、核糖和磷酸；ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。 2．ATP是直接能源物质的验证 用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上A、B，各加入2 mL水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如图： （1）加入葡萄糖的试管A不发出黄色荧光说明葡萄糖不是直接供能物质。 （2）加入ATP溶液的试管B能持续发光，说明ATP是直接供能物质。 【归纳总结】 1．ATP与ADP的相互转化 （1）ATP与ADP在细胞内的相互转化是十分迅速的，且物质可以重复利用，因此，能满足生命活动对能量的需要。 （2）ATP在生物体内含量很低，但是ATP与ADP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡中。 （3）ATP与ADP间的相互转化过程不可逆 反应式 ATPADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADPATP 类型 水解反应 合成反应 场所 活细胞内多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 能量转化 放能——与吸能反应相联系 储能——与放能反应相联系 能量来源 高能磷酸键 有机物和光能 能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中 综上所述，ATP和ADP相互转化的过程应判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”或解释为“物质是可以循环利用的，能量是不能循环的”。 【典例】 1．如图表示ATP的结构，下列相关说法正确的是 A．b键断裂后形成ADP和Pi B．图中的3表示ATP中的字母A C．由1、2、3各一分子形成的物质是组成DNA的基本单位之一 D．a键断裂释放的能量可以直接用于生命活动 【答案】D 【解析】a键断裂后形成ADP和Pi，A项错误；ATP中的字母A表示腺苷，图中的3表示腺嘌呤，B项错误；由1、2、3各一分子形成的是腺嘌呤核糖核苷酸，它是组成RNA的基本单位之一，C项错误；ATP是生命活动所需能量的直接来源，a键断裂所释放的能量可以直接用于生命活动，D项正确。 2．如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，相关叙述正确的是 A．过程①不需要酶的催化 B．过程②发生高能磷酸键的断裂 C．过程①不能发生在线粒体中 D．过程②不能发生在叶绿体中 【答案】B 【解析】不论是ATP的合成和水解，都需要酶的催化，A错误；ATP的水解过程是远离腺苷的高能磷酸键断裂、释放其中的能量的过程，B正确；有氧呼吸的第二、三阶段有ATP的合成，发生在线粒体中，C错误；叶绿体中暗反应阶段，需要ATP水解提供能量，因此②可以发生在叶绿体中，D错误。 酶的本质及其作用 一、酶的发现、酶是生物催化剂 1．酶的发现 （1）18世