2026届高三生物一轮复习课件酶和ATP

一轮复习 第7讲 酶和ATP 考情分析 考情分析 1.酶在代谢中的作用 2024·河北卷，2；2023·天津卷，6；2023·广东卷，1；2023·全国乙卷，32；2022·湖南卷，3 2.酶的相关实验探究 2024·广东卷，15；2024·浙江1月选考，7；2023·浙江6月选考，7；2022·重庆卷，7；2022·北京卷，12；2022·全国乙卷，4；2022·广东卷，13；2021·湖北卷，21 3.ATP的结构和功能 2024·全国甲卷，2；2023·湖南卷，8；2023·北京卷，2；2021·北京卷，1；2021·海南卷，14 一 酶在代谢中的作用 1.酶的本质和功能 酶 本质 蛋白质（大多数） RNA（少数） 合成原料： 氨基酸或核糖核苷酸 合成场所： 核糖体、细胞核等 来源： 活细胞产生 哺乳动物成熟红细胞除外（没有细胞核核众多细胞器） 功能： 催化 注意： ①酶起催化作用，没有调节作用，不构成细胞结构，不提供能量。 ②酶是生物大分子。 ③酶在反应前后不发生改变，可以重复使用。 一 酶在代谢中的作用 2.酶本质的探究历程 科学家 ①巴斯德 ②李比希 ③毕希纳 ④萨姆纳 主要观点或成就 糖类变酒精需酵母菌活细胞参与 糖类变酒精需酵母菌细胞死亡并释放其中物质 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶 从刀豆种子中提取出脲酶，证明脲酶的化学本质为蛋白质，作用为催化尿素分解 少数RNA也具有生物催化功能 ⑤切赫和奥尔特曼 一 酶在代谢中的作用 3.酶的作用机理 (1) 作用本质： 降低化学反应的活化能 (2) 活化能：化学反应所需的活化能指反应物分子从基态转变为活化态（过渡态）所需吸收的最低能量阈值。 (3) 图像表示 降低活化能不是提供能量 无机催化剂也能降低活化能 加热是给反应提供能量 酶催化 无催化 无机催化剂催化 酶降低反应的活化能为：AC 无机催化剂降低反应的活化能为：AB 一 酶在代谢中的作用 4.酶的特性 酶与无机催化剂的相同点： ①都能降低化学反应的活化能； ②可加快化学反应速率，缩短达到平衡点的时间，但不改变平衡点。　　　 高效性 催化 (1)高效性 (2)专一性 “锁钥模型” 专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 一 酶在代谢中的作用 (3)作用条件较温和 酶的保存条件： 。　　　 高温条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活 低温条件下酶的活性很低 过碱条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活 过酸条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活 酶的保存宜选择低温、适宜的pH等条件 二 酶的相关实验探究 1.比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 可用__________________________的情况来检验O2的生成速率。 点燃但无火焰的卫生香复燃 (2)实验目的 验证酶的高效性 (3)实验操作 二 酶的相关实验探究 实验现象: 1号管几乎不分解； 2号管出现少量气泡； 3号管出现较多气泡，卫生香复燃不明显； 4号管产生大量气泡；卫生香明显复燃。 实验结论: 同无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能更明显，催化效率更高。 二 酶的相关实验探究 (3)实验变量与对照分析 无机催化剂 FeCl3 过氧化氢酶 产生的气泡数目的多少 温度 (4)实验结论 ①②对照，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率； ①④对照，说明酶具有__________； ③④对照，说明酶具有________。 催化作用 高效性 二 酶的相关实验探究 2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 (1)实验原理 淀粉 淀粉酶 葡萄糖 斐林试剂 砖红色沉底 (2)实验目的 验证酶的专一性 (3)实验操作 斐林试剂 水浴加入（50-65℃） 无砖红色沉淀 有砖红色沉淀 二 酶的相关实验探究 (4)实验结果：甲试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，乙试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶作用具有专一性 (5)实验结论： 。 (6)实验分析： 实验中不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色 二 酶的相关实验探究 3.探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 淀粉 碘液 蓝色 淀粉 淀粉酶 麦芽糖 碘液 不出现蓝色 二 酶的相关实验探究 在冰水中水浴5 min 在60 ℃温水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min 1试管 2 mL淀粉酶溶液 1’试管 2 mL可溶性 淀粉溶液 2试管 2 mL淀粉酶溶液 2’试管 2 mL可溶性 淀粉溶液 3试管 2 mL淀粉酶 溶液 3’试管2 mL可溶性 淀粉溶液 (2)实验过程 2支试管内液体混合，摇匀 2支试管内液体混合，摇匀 2支试管内液体混合，摇匀 在冰水中水浴数分钟 在60 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 二 酶的相关实验探究 (4)实验结论 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性。 (5)实验分析 可以根据是否出现蓝色和蓝色的深浅来判断酶的活性。 1和1’ 出现蓝色；2和2’不出现蓝色；3和3’出现蓝色。 (3)实验现象 二 酶的相关实验探究 注意： ①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 ②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。 ③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。　　　 二 酶的相关实验探究 4.探究PH对酶活性的影响 H2O2 过氧化氢酶 O2 H2O + (1)实验原理 (2)实验过程 注入等量过氧化氢酶溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH溶液 注入2ml等量的过氧化氢溶液 + + + + 1号 2号 3号 二 酶的相关实验探究 (4)结论 酶的催化作用需要____________，________________都会影响酶的活性。 适宜的pH pH偏低或偏高 注意： ①探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。 ②探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。　　　 三 ATP的结构和功能 1.ATP的元素组成和结构 ①元素组成：C、H、O、N、P ②ATP的结构 远离腺苷的特殊化学键容易断裂，释放能量 A-P~P~P 腺苷 注意：ATP中的A代表腺苷，结构中的A代表腺嘌呤 三 ATP的结构和功能 2.ATP和ADP的相互转化 三 ATP的结构和功能 细胞质基质、线粒 体、叶绿体 光能 化学能 三 ATP的结构和功能 3.ATP的利用 (1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例) 酶活性 末端磷酸基团 能量的转移 磷酸基团 空间结构 活性 三 ATP的结构和功能 (2)细胞内的吸能反应和放能反应 吸能 放能 三 ATP的结构和功能 4.ATP产生量与O2供给量的关系分析 考点检测 考向1　围绕酶的作用及特性，考查科学思维 1.(2024·河北卷，2)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 考点检测 2.(2025·黑龙江哈尔滨期末)胃黏膜主细胞能分泌胃蛋白酶原，胃蛋白酶原经胃酸刺激后形成胃蛋白酶，胃蛋白酶能催化食物中的蛋白质水解产生多肽片段。下列叙述正确的是(　　) A.胃蛋白酶的化学本质是蛋白质或RNA B.胃蛋白酶原的分泌过程可能不需要消耗能量 C.胃酸可能使胃蛋白酶原的空间结构发生改变，从而形成有活性的胃蛋白酶 D.胃蛋白酶会提高蛋白质水解所需的活化能，产生更多的多肽片段 C 考点检测 考向2　结合与酶相关的曲线分析，考查科学思维 3.(2025·八省联考四川卷，9)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) B A.低氧环境可促进褐变发生 B.喷洒柠檬酸可抑制褐变发生 C.保存和运输生菜的最适pH值为6 D.40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存 注：吸光度大小与醌类物质含量成正相关。 考点检测 4.(2025·重庆南开中学调研)新鲜菠萝肉中的菠萝蛋白酶会损伤口腔黏膜，使人在食用过程中产生刺痛感。研究发现菠萝蛋白酶的活性与温度及NaCl溶液浓度的关系如图所示，下列说法错误的是(　　) C A.20 ℃处理和60 ℃处理对菠萝蛋 白酶结构的影响不同 B.菠萝蛋白酶能损伤口腔黏膜，是 由于该酶可分解黏膜细胞的蛋白质 C.菠萝蛋白酶的最适温度为40 ℃， 建议食用前用此温度的水浸泡菠萝 D.该实验中不同浓度的NaCl溶液均对菠萝蛋白酶的活性起抑制作用 考点检测 考向3　结合与酶有关的实验探究，考查科学探究 5.(2024·广东卷，15)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 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。 考点检测 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 答案　B 考点检测 6.(2024·浙江1月选考，17)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液(6 mol/L) － 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mLH2O，2支试管置30 ℃水浴1小时 ⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL － ⑥ 试管2加0.2 mLH2O，2支试管置30 ℃水浴1小时 考点检测 下列叙述错误的是(　　) A.低温提取以避免PAL失活 B.30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C.④加H2O补齐反应体系体积 D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 答案　B 考点检测 考向4　结合ATP的结构和功能，考查结构与功能观 7.(2024·全国甲卷，2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～表示特殊的化学键，下列叙述错误的是(　　) C 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的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的化学键 考点检测 8.(2025·江苏苏州调研)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)属于非天然核苷酸，ddNTP与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。根据所学知识，判断下列选项错误的是(　　) D A.若X表示OH，该结构代表的物质dNTP脱去两个 磷酸基团后可作为体内DNA分子复制的原料之一 B.若将ddNTP加到正在复制的DNA反应体系中， ddNTP结合到子链后，子链的延伸会立即终止 C.ddNTP、dNTP以及磷脂分子的元素组成都是C、H、O、N、P D.若X表示OH，碱基为A时，该物质可为细胞的生命活动直接提供能量 考点检测 考向5　结合ATP的转化和利用，考查科学思维能力 9.(2025·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　) B A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜 B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能 C.图中产生的ATP可用于一切生命活动 D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康 考点检测 10.(2025·湖南长郡中学联考)骨骼肌细胞中含有一种特殊的内质网——肌浆网，肌浆网膜上有一种转运蛋白——Ca2＋泵，Ca2＋泵是由4个不同功能的结构域组成的蛋白质，又称Ca2＋－ATP水解酶。如图表示骨骼肌细胞中的Ca2＋泵将Ca2＋泵入肌浆网的过程。下列相关叙述错误的是(　　) A A.Ca2＋泵转运Ca2＋是一个放能反应，其能量变化和ATP的水解有关 B.Ca2＋泵在转运Ca2＋过程中发生了磷酸化，所需的磷酸来自ATP末端的磷酸基团 C.Ca2＋通过Ca2＋泵跨膜运输进入肌浆网，体现了生物膜的选择透过性 D.Ca2＋泵在转运Ca2＋时会发生空间结构的改变，这体现了结构与功能相适应的观点 题后总结 总结：具有专一性(或特异性)的五类物质 题后总结 磷酸化和去磷酸化 (1)在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，称光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，称氧化磷酸化。这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。若蛋白质分子加上磷酸基团，称蛋白质分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称蛋白质分子的去磷酸化。 (2)磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白质分子的磷酸化和蛋白质分子的去磷酸化。蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白质分子的去磷酸化，在蛋白磷酸酶的作用下完成。　　　 真题演练 1.(2023·广东卷，1)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 真题演练 2.(2022·湖南卷，3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是(　　) B A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活 B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的 C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂 的去污效果 D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染 真题演练 3.(2024·江苏卷，3)某同学进行下列实验时，相关操作合理的是(　　) A.从试管取菌种前，先在火焰旁拔棉塞，再将试管口迅速通过火焰以灭菌 B.观察黑藻的细胞质流动时，在高倍镜下先调粗准焦螺旋，再调细准焦螺旋 C.探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理 D.鉴定脂肪时，子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡，再用苏丹Ⅲ染液染色 A 真题演练 4.(2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　) A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 B 真题演练 5.(2022·广东卷，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　) 组别 pH CaCl2 温度/℃ 降解率/% ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 真题演练 答案 ： C A.该酶的催化活性依赖于CaCl2 B.结合①②组的相关变量分析，自变量为温度 C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9 D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 2H2O22H2O＋O2↑， $$