2025届高三生物二轮复习：专题三 酶和ATP

专题三 酶和ATP 汇报人: 赵老师 重难点核心背记 01 1 命题点1　 2 命题点2　 3 限时规范训练 栏 目 导 引 1.酶的相关辨析 酶的功能特性 酶活性与反应速率 酶的产生与分布 酶与信号分子对比 酶具有催化功能，不参与调节，不能作为能量或组成物质。（可以作为另一个化学反应的反应物，被其他蛋白酶水解。） 激素、神经递质、抗体在细胞间传递信息，酶则在细胞内外持续催化反应。 多数细胞能产生酶（反例：哺乳动物红细胞），但激素、神经递质、抗体由特定细胞分泌，作用后即被灭活。 酶活性衡量催化能力，酶促反应速率反映此能力，但速率并不等同于酶活性，受多种因素影响。 4 2.常考酶的种类及应用（1） 2.常考酶的种类及应用（2） 3. 1 酶的特性及相关探究实验 （1）若反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶溶液，验证酶的专一性，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。 （2）若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因为斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。另外在酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在设定的温度下保温一段时间。 （3）探究温度对酶活性的影响的实验中不宜选择过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为反应物过氧化氢在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 3.2 辨清与酶相关实验设计的5个易错点 （4）在酶的最适 探究实验中，操作时必须先将酶溶液和反应物分别置于不同 条件下，然后再将同一 条件下处理的反应物和酶溶液混合，而不能将酶与反应物混合后，再加入盐酸或氢氧化钠调节 。 （5）探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时，对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不同反应物，也可用不同酶作用于同一反应物。 3.3 四步法分析酶的实验题 第一步，分析实验目的，确定自变量与因变量（检测指标）。 第二步，明确实验原理，理清自变量和无关变量的控制方法。 第三步，分析实验步骤，判断是否遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。 第四步，如果是选择题，要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析，然后做出判断；如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析，以确定所填答案。 10 1．(2024·河北卷)下列关于酶的叙述，正确的是(　　) A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 D 解析：D　作为生物催化剂，酶作用的反应物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等草食类动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供草食类动物吸收，因此，从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。 2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB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，部分结果见下表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) 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 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ Ce5 ＋ ＋＋ － － Ay3-Bi-CB － － ＋＋ ＋＋＋ Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋ Bi － － － － CB － － － － 注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。 B 解析：B　由表可知，单独的Ay3和Ce5分别催化不同的底物，Ce5与Ay3-Bi-CB相连后，该酶对底物W2的催化能力加强，说明二者可能存在相互影响，A正确；无论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1和S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；对比Ce5-Ay3-Bi-CB和Ay3-Bi-CB两组肽链，去掉Ce5时，该酶对褐藻酸类底物的催化活性并没有改变，C正确；表中缺少去掉CB后的肽链对纤维素类底物的催化活性的数据，故无法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·辽宁大连模拟)证明酶的活性受pH影响的实验中，底物可以选择淀粉。 ( ) (2)(2024·广东广州模拟)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。( ) (3)(2023·全国乙卷，节选)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是_____________________________________________； 煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的______________________________________________________________________。 × × 高效性、专一性、作用条件较温和 　空间结构 (4)(2024·安徽芜湖模拟)若要利用适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5% FeCl3溶液、0.01%过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果： _______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 提示：实验思路：取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量且等量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。观察各试管(组)中释放气泡(氧气)的快慢。预期的实验结果：O2的释放速度从快到慢依次是加过氧化氢酶溶液的试管(组)、加FeCl3溶液的试管(组)、加蒸馏水的试管(组) 4.ATP的来源与去路 17 特别提醒 合成ATP的能量来源除光能、有机物中化学能之外，硝化细菌等能够进行化能合成作用的细菌可利用体外无机物（如 ）氧化时所释放的能量来合成ATP。 5.ATP的四个易错点 绿色植物在叶绿体、细胞质基质和线粒体产生，动物则在细胞质基质和线粒体，原核细胞在细胞质基质和细胞质膜上。 ATP生成位置解析 01 ATP并非能量本身，而是能量的载体，是一种高能磷酸化合物，参与能量转换过程。 ATP与能量关系 02 注意细胞内ATP含量有限，非大量储存，依赖于快速的ATP-ADP循环来供应能量。 细胞内ATP含量 03 ATP的分解与合成保持动态平衡，以满足细胞不同时刻的能量需求，不会出现持续的ATP净消耗或净生成。 ATP转化平衡 04 1．(2024·全国甲卷，改编)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成。ATP结构如图所示，图中～表示特殊化学键。下列叙述错误的是(　　) A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键 C 解析：C　离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一)，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的 β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键，D正确。 类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化 概念 在蛋白激酶催化下，将ATP末端的磷酸基团转移并结合到蛋白质特定位点的氨基酸残基上或者在信号作用下结合GTP的过程 在蛋白磷酸酶的催化下，磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落的过程 图示过程   意义 磷酸化和去磷酸化是一种分子开关形式。一些蛋白质平时处于失活状态，必须被蛋白激酶磷酸化之后才可以发挥作用；而有些正好相反，这些蛋白质磷酸化时是失活的，必须经过蛋白磷酸酶去磷酸化才可以激活 6.磷酸化调控蛋白活性 2．(经典高考题)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失， 不影响细胞信号传递 C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传 递 D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 B 解析：B　通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋 白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质 磷酸化和去磷酸化反应，D正确。 (1)(2024·河北邢台二模)酶的合成是放能反应，酶的水解是吸能反应。 ( ) (2)(2024·广东广州模拟)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量仍可以达到动态平衡。( ) (3)(2024·江苏苏州模拟)在黑暗中，叶肉细胞中不能产生ATP。( ) × √ × (4)(2022·海南卷，节选)细胞膜上的H＋-ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH________；此过程中，H＋-ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是_______________________________。 提示：降低　载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变 (5)(2024·河北唐山模拟，节选)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：___________________________。 提示：含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量 谢谢 Thank you $$