第1部分 大概念2 命题点1 细胞代谢的保障——酶和ATP（word教参）-【优化指导】2025年高考生物二轮复习高中总复习·第2轮（不定项版）

1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响 2．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 3．说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能 4．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量 ①高效性　②降低化学反应的活化能　③C、H、O、N、P　④A—P～P～P　⑤CO2＋H2O(CH2O)＋O2　⑥类囊体薄膜　⑦叶绿体基质　⑧细胞质基质　⑨C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量　⑩细胞质基质 命题点1　细胞代谢的保障——酶和ATP ATP和ADP相互转化的供能机制体现了生物界的统一性。图1为ATP和ADP相互转化模型图，其中a、b表示物质。酶1催化的ATP合成速率随温度和时间变化的趋势如图2所示。 [情境设问] (1)ATP的结构简式为________________。图1中a表示________，b表示________。 (2)在植物叶肉细胞中，酶1可分布在____________________________中。ATP和ADP在细胞中可迅速转化，这与酶1和酶2的________特性有关，酶1和酶2催化不同的反应，这体现了酶的________特性。 (3)对于绿色植物，能量1可以来自____________________________；对于动物、真菌和大多数细菌，能量1来自____________________________。 (4)能量1的利用与细胞内的________(填“吸能”或“放能”)反应相联系，能量2的释放与细胞内________(填“吸能”或“放能”)反应相联系，因此ATP被形象地比喻成能量“货币”。 (5)分析图2可知，t1时，酶1催化的反应速率随温度升高而________。t2时，酶1的活性最适温度在________ ℃。 (6)20 ℃下细胞内ATP的合成速率减慢，试从能量1和酶1这两个角度，分析其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)A—P～P～P　Pi　H2O (2)细胞质基质、叶绿体和线粒体　高效性　专一性 (3)光能和细胞呼吸释放的能量　细胞呼吸释放的能量 (4)放能　吸能 (5)升高　20～40 (6)低温抑制细胞内呼吸酶的活性，使细胞呼吸释放的能量1减少，同时低温抑制酶1的活性，因此ATP的合成速率减慢 1．(2024·河北卷)作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物。(　　×　　) 2．(2024·河北卷)胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。(　　×　　) 3．(2024·全国甲卷)光合作用可将光能转化为化学能储存于ATP中磷酸基团之间的特殊化学键。(　　√　　) 4．(2023·浙江1月卷)磷酸化酶能为肝糖原水解提供活化能。(　　×　　) 5．(2023·广东卷)具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。(　　√　　) 6．(2022·浙江1月卷)腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。(　　×　　) 7．(2022·浙江6月卷)淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高。(　　×　　) 1．ATP与能量代谢的关系 (1)以ATP为核心的能量转化模型 (2)肌细胞中ATP产生速率与O2供给量关系的曲线解读 ①当横坐标表示细胞呼吸强度时，ATP产生速率的变化曲线应该从原点开始。 ②哺乳动物成熟的红细胞中，ATP的产生速率几乎与O2供给量无关。 2．与酶相关的三类曲线分析 (1)酶的作用原理 解读： ①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是ac段。 ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是bc段。 ③酶降低的活化能是ab段。 (2)酶的作用特性 解读： ①图1中加酶的曲线与加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用。 ②图2中两曲线比较说明酶具有专一性。 (3)酶促反应速率的影响因素 解读： ①高温、强酸、强碱、重金属、紫外线、酒精等会破坏酶的空间结构，使酶失活，条件适宜时酶活性不能恢复，如图1、2。 ②低温降低酶的活性，但酶的空间结构不会被破坏，条件适宜时酶活性可恢复，如图2。 ③当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增大，如图3。 ④底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关，如图4。 3．酶的特性及相关探究实验 1．(2023·浙江1月卷)某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是(　　) A．温度 B．底物 C．反应时间 D．酶量 B　解析：由题干可知，两组实验的温度都为45 ℃，所以研究的因素不是温度，A错误。由题干分析，己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min，酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物，所以研究的因素是底物，B正确。由题干可知，两组实验的反应时间均为12 min，所以研究的因素不是反应时间，C错误。由题干可知，两组实验的酶量一致，所以研究的因素不是酶量，D错误。 2．(2023·广东卷)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(　　) A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触 B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性 D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质 C　解析：红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；酶的活性受温度、pH等因素的影响，发酵时保持适宜的温度有利于维持多酚氧化酶的活性，有机酸含量增加会改变pH，进而影响多酚氧化酶的活性，B正确、C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏，从而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。 3．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5­Ay3­Bi­CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5­Ay3­Bi­CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ Ce5 ＋ ＋＋ － － Ay3­Bi­CB － － ＋＋ ＋＋＋ Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋ Bi － － － － CB － － － － 注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 B　解析：由表分析可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，说明Ay3与Ce5催化功能不同，肽链Ay3­Bi­CB与Ce5­Ay3­Bi­CB相比，当缺少Ce5时，该肽链不能催化纤维素类底物，另外，与Ce5单独存在时相比，当Ay3与Ce5同时存在时，该肽链催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；肽链Ay3­Bi­CB与Ce5­Ay3­Bi­CB相比，去除Ce5后，其催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5­Ay3­Bi肽链的活性，然后与肽链Ce5­Ay3­Bi­CB的活性相比较，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。 1．(2024·广东湛江二模)盐酸同唾液淀粉酶一样，可以促进淀粉的水解，同时作为胃酸的成分，为胃蛋白酶活性的发挥提供适宜的酸性环境。下列说法错误的是(　　) A．胃蛋白酶的最适pH小于唾液淀粉酶的 B．相比于盐酸，唾液淀粉酶为淀粉的水解提供的活化能更多 C．用唾液淀粉酶分别作用于淀粉溶液和蔗糖溶液，可验证酶的专一性 D．在唾液淀粉酶和胃蛋白酶的加工成熟过程中，均需要用到囊泡运输 B　解析：胃液的pH小于唾液，因此胃蛋白酶的最适pH小于唾液淀粉酶的，A正确；盐酸、唾液淀粉酶催化淀粉水解的原理是降低淀粉水解所需要的活化能，B错误；酶的专一性指一种酶只能催化一种或者一类反应的进行，用唾液淀粉酶分别作用于淀粉溶液和蔗糖溶液，蔗糖不能被水解，则可验证酶的专一性，C正确；唾液淀粉酶和胃蛋白酶是分泌蛋白，在唾液淀粉酶和胃蛋白酶的加工成熟过程中，均需要用到囊泡运输，D正确。 2．(2024·山东济南二模)高强度运动时，骨骼肌细胞中的ATP含量仅能够维持较短时间的能量供应。当ATP含量低时，磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物能及时水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP，该过程称为ATP­磷酸肌酸供能系统。下列说法错误的是(　　) A．磷酸肌酸水解属于放能反应 B．磷酸肌酸可为肌肉收缩直接提供能量 C．ATP­磷酸肌酸供能系统无须氧气参与 D．ATP­磷酸肌酸供能系统可使细胞中ATP含量在一段时间内维持相对稳定 B　解析：磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物能及时水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP，ADP生成ATP需要消耗磷酸肌酸水解提供的能量，因此磷酸肌酸水解属于放能反应，A正确；根据题干信息可知，高强度运动时，骨骼肌细胞中的ATP含量不足，需要磷酸肌酸水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP，再由ATP为肌肉收缩供能，说明磷酸肌酸不可为肌肉收缩直接提供能量，B错误；根据题干信息可知，高强度运动时，氧气缺乏，说明ATP­磷酸肌酸供能系统无须氧气参与，C正确；当ATP含量低时，磷酸肌酸作为一种高能磷酸化合物能及时水解将磷酸基团转移给ADP再生ATP，说明ATP­磷酸肌酸供能系统可使细胞中ATP含量在一段时间内维持相对稳定，D正确。 3．(2024·四川成都三模)GTP的结构和ATP类似，只是含有的碱基不同。研究发现细胞内某个信号转导过程中，GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP。下列说法正确的是(　　) A．GTP的水解伴随着细胞内某些放能反应的进行 B．GTP在细胞中的作用是降低化学反应所需的活化能 C．GTP脱掉两个磷酸基团后可作为合成RNA的原料 D．GTP水解为GDP时离G最近的特殊化学键发生断裂 C　解析：GTP会在GTP酶的作用下水解为GDP，伴随着细胞内某些吸能反应的进行，A错误；GTP在细胞中的作用是提供能量，B错误；GTP脱掉两个磷酸基团后为鸟嘌呤核糖核苷酸，可作为合成RNA的原料，C正确；GTP水解为GDP时离G最远的特殊化学键发生断裂，D错误。 4．(2024·广西南宁二模)实验小组为探究温度对蔗糖酶活性的影响，设计了如下实验步骤：①取6支试管，向每支试管中加入1 mL一定浓度的蔗糖酶溶液；②向每支试管中加入1 mL 0.25%蔗糖溶液，摇匀；③将6支试管分别置于0 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和70 ℃水浴中保温10 min；④检测反应速率。下列相关叙述错误的是(　　) A．蔗糖水解的产物是单糖 B．各个实验组相互对照，属于对比实验 C．应将酶溶液与底物溶液先分别保温再混合 D．一般用斐林试剂检测反应生成物的含量 D　解析：蔗糖是由葡萄糖和果糖两种单糖脱水缩合形成的，所以水解的产物是葡萄糖和果糖，A正确；本实验没有对照组，都是实验组，各个实验组相互对照，因此属于对比实验，B正确；应将酶溶液与底物溶液先分别保温再混合，避免混合时出现温度误差导致实验结果不准确，C正确；用斐林试剂检测葡萄糖和果糖时，需要水浴加热，而本实验中温度是自变量，因此不能用斐林试剂检测反应生成物的含量，D错误。 5．(2024·甘肃白银模拟)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”，机制如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．ATP与ADP具有相同的组成元素和脱氧核糖，均含有可转移的磷酸基团 B．适宜光照下，叶肉细胞内的吸能反应均伴随着ATP的合成过程 C．蛋白质被磷酸化激活的过程中，周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累 D．Ca2＋逆浓度梯度进入细胞需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化 D　解析：ADP是ATP水解掉一个磷酸基团形成的，ATP与ADP具有相同的组成元素和核糖，均含有可转移的磷酸基团，A错误；ATP的合成过程需要吸收能量，所以适宜光照下，叶肉细胞内的放能反应均伴随着ATP的合成过程，B错误；分析题图可知，蛋白质被磷酸化激活的过程中，蛋白质需要连接一个磷酸分子，所以周围环境中会有ADP的积累，不会有磷酸分子的积累，C错误；Ca2＋逆浓度梯度进入细胞是主动运输，需要消耗能量，因此该过程需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化，D正确。 6．（不定项）(2024·吉林长春三模)硝态氮(NO)可为植物生长发育提供氮素营养，硝酸还原酶(NR)是植物利用NO转化为NO的关键酶。兴趣小组探究了硝酸还原酶在不同pH条件下的催化能力，实验结果如下图。下列相关叙述不正确的是(　　) A．NR在pH为6的环境下变性失活 B．pH为7.5时，NR为化学反应提供的活化能最高 C．进一步探究最适pH，实验应在pH为7～8的范围内进行 D．影响NR活性的因素还包括温度、NO的数量等 ABD　解析：由图可知，NR在pH为6的环境下依然有活性，A错误；由图可知，pH为7.5时，NR的活性较高，但酶的作用是降低化学反应活化能，B错误；由于该实验的pH梯度较大，不能得出最适pH，若进一步探究最适pH，应在pH为7～8的范围内进行缩小pH梯度的实验，C正确；影响NR活性的因素主要有温度和pH，NO的数量不会影响NR的活性，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$