专题2 课时1 酶和ATP在细胞代谢中的作用(复习讲义)-【优化探究】2026年高考生物二轮专题复习配套课件（广东专版）

细胞代谢 专题二 课时1　酶和ATP在细胞代谢中的作用 考点 真题统计 命题趋势 酶在细胞代谢中的作用 2024·广东T15;2023·广东T1;2022·广东T13 该部分内容的命题常以选择题为主。酶是常考点,常以特定的情境信息或实验分析的形式进行考查 ATP的结构与功能   重难突破2 重难突破1 内容索引 NEIRONGSUOYIN 酶在细胞代谢中的作用 ATP的结构与功能 酶在细胞代谢中的作用 重难突破1 核心整合 要点分析 1.酶和激素(动物激素)的四点不同 2.酶的作用机理、特性及影响因素的三类曲线解读 (1)酶的作用机理 酶能降低化学反应的活化能(如图所示)。 ①表示无酶催化时反应进行需要的活化能是 ac段对应的能量。 ②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能 是bc段对应的能量。 ③酶降低的活化能是ab段对应的能量。 核心整合 要点分析 (2)酶的特性曲线 ①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较,表明酶具有高效性。 ②图2中两曲线的比较,表明酶具有专一性。 核心整合 要点分析 (3)影响酶促反应速率的因素曲线 ①分析图1和图2:温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。 ②分析图3:OP段限制酶促反应速率的因素是反应物浓度,P点以后的限制因素则是酶浓度。 核心整合 要点分析 提醒:酶促反应速率≠酶活性 温度和pH是通过影响酶的空间结构来改变酶活性,进而影响酶促反应速率的;而反应物浓度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触面积而影响反应速率的。 核心整合 要点分析 3.拓展:酶的抑制剂(常分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂)的辨析 核心整合 要点分析 4.探究酶的特性四类实验 核心整合 要点分析 提醒:检验酶的最适作用条件,如温度或最佳剂量,需设置温度梯度或浓度梯度。 核心整合 要点分析 真题历练 感悟考情 1.(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,结果见表。下列分析错误的是(　　) 注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 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 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70 ℃,最适pH=9 D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 答案：C 解析：分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;分析①②组可知,两组温度不同,其他变量均相同,故自变量为温度,B正确;②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70 ℃,但由于温度梯度、pH梯度较大,不能说明最适温度为70 ℃,最适pH为9,C错误;该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验,D正确。 2.(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的品质 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;发酵过程的实质是酶促反应过程,需要将温度设置在酶的最适温度下,使多酚氧化酶保持最大活性,才能获得更多的茶黄素,B正确;酶的作用条件较温和,发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性, C错误;高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防止过度氧化影响茶品质,D正确。 【命题延伸　典题重组】 3.判正误 (1)(2025·河北卷)Fe3+催化H2O2的分解涉及酶催化作用。(　　) (2)(2025·黑吉辽蒙卷)为维持耐高温DNA聚合酶较高的活性,适宜在 70~75 ℃下保存。(　　) (3)(2022·浙江6月卷)稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具有高效性。(　　) × × √ (4)(2022·北京卷)“探究温度对酶活性的影响”实验中,室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合后,在设定温度下保温。(　　) (5)(2022·浙江6月卷)若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率。(　　) × × 4.练表达 若某酶是唾液淀粉酶,　　　　(填“能”或“不能”)设置一系列浓度梯度的盐酸溶液,探究唾液淀粉酶在不同酸性条件下催化分解淀粉的反应速率变化情况,理由是_______________________________________________ 　                                                                                                               　。  不能 唾液淀粉酶在酸性条件下活性下降,但是淀粉可在盐酸的催化下分解,从而影响实验结果 20 题组递进 素能提升 题组1　酶的作用及特性分析 1.(2025·北京卷,3)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息:本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶;洗涤前先浸泡15~20 min,特别脏的衣物可减少浸泡用水量;请勿使用60 ℃以上的热水。下列叙述错误的是(　　) A.该洗衣粉含多种酶,不适合洗涤纯棉衣物 B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合并催化其分解 C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D.水温过高导致酶活性下降 A 解析：酶具有专一性,纯棉衣物的主要成分是纤维素,而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶,均无法分解纤维素,故不会损坏纯棉衣物, A错误;洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间,使底物充分反应,B正确;一定范围内,减少用水量会提高酶的浓度,从而加快反应速率,C正确;酶活性的发挥需要适宜的温度,高温会破坏其空间结构导致酶活性下降,D正确。 2.(2025·广东珠海模拟)为探究金属离子对纤维素酶活力的影响,某研究小组将无机盐与酶以不同比例均匀混合,测定酶活力(见表)。下列分析正确的是(　　) 注:U/g为酶活力单位,值越大代表酶活力越高。 待测酶液 的比例 蒸馏水 MnCl2 MgCl2 CuCl2 1∶10 1∶2 1∶10 1∶2 1∶10 1∶2 酶活力 (U/g) 1 000 1 225 1 435 1 000 1 048 957 902 A.MnCl2能提高该实验化学反应的活化能 B.CuCl2浓度增加使其对酶活力的激活作用减弱 C.该实验表明Cl-对纤维素酶的活力无影响 D.金属离子与酶结合后可能改变了酶的空间结构 答案：D 解析：酶的作用是降低化学反应的活化能,MnCl2处理后酶活力比蒸馏水组高,说明MnCl2增强了酶活力,更有利于降低化学反应活化能,A错误;从表格数据可知,CuCl2比例为1∶10时酶活力为957,1∶2时酶活力为902,即CuCl2浓度增加,酶活力降低,说明其对酶活力是抑制作用,且随CuCl2浓度增加抑制作用增强,而不是激活作用减弱,B错误;表格中各实验组都含有Cl-,但酶活力不同,不能说明Cl-对纤维素酶的活力无影响,C错误;金属离子与酶结合后,酶活力发生变化,很可能是改变了酶的空间结构,从而影响酶活力,D正确。 题组2　酶影响因素的图像分析 3.(2025·广东东莞模拟)某同学从紫冠豆角的种子中提取某种蛋白成分,在不同温度和pH条件下处理20 min,用以研究该蛋白对α-淀粉酶活性的抑制效果,结果如图所示。下列分析正确的是(　　) A.实验时应将蛋白成分与α-淀粉酶混匀后,再设置不同的温度和pH B.该实验可通过检测还原糖的含量来判断该蛋白成分的抑制效果 C.该蛋白成分在80~100 ℃条件下不能抑制α-淀粉酶活性 D.该蛋白成分在pH为4~10条件下对α-淀粉酶的催化效率高 答案：B 解析：该蛋白需要分别设置不同的温度和pH,然后在相同且适宜条件下与α-淀粉酶混匀,A错误;α-淀粉酶水解淀粉生成还原糖,实验通过检测还原糖的含量计算α-淀粉酶的活性,也反映该蛋白成分抑制α-淀粉酶活性的强弱,B正确;由题图可知,该蛋白成分在80 ℃条件下对α-淀粉酶活性的抑制效果较强,C错误;该蛋白成分不一定是酶,可能使α-淀粉酶结构改变使其失活,不一定是通过催化作用使α-淀粉酶水解,D错误。 4.(2025·广东广州模拟)抑制胰脂肪酶活性是预防和治疗肥胖、高脂血症及其并发症的重要方法。目前,市场上用于治疗肥胖和高脂血症的临床药物有奥利司他等,但具有一定的副作用。胰脂肪酶抑制剂表没食子儿茶素(EGC)是茶叶中的一种天然儿茶素单体。如图是EGC对胰脂肪酶抑制作用的相关实验结果。下列相关分析正确的是(　　) A.EGC作用过程中与底物形成EGC—底物复合物,降低了反应的活化能 B.随着EGC浓度的升高,对胰脂肪酶的抑制效果逐渐减弱 C.EGC对胰脂肪酶的抑制效果比奥利司他好,且副作用较小 D.EGC通过抑制胰脂肪酶作用治疗肥胖 答案：D 解析：酶的作用机理是降低反应的活化能,且酶在作用过程中与底物形成酶—底物复合物,而EGC是胰脂肪酶抑制剂,不是酶,不能降低反应的活化能,A错误;从题图可知,随着EGC溶液质量浓度升高,食物脂肪水解率逐渐降低,而食物脂肪水解率越低,说明胰脂肪酶活性被抑制得越强,所以随着EGC浓度的升高,对胰脂肪酶的抑制效果逐渐增强,B错误;由题图可知,在相同溶液质量浓度下,EGC对应的食物脂肪水解率高于奥利司他对应的食物脂肪水解率,说明EGC对胰脂肪酶的抑制效果比奥利司他差,且题干中仅表明奥利司他有一定副作用,EGC的副作用情况未知,并没有与奥利司他进行对比说明,C错误;已知抑制胰脂肪酶活性是预防和治疗肥胖的重要方法,而EGC是胰脂肪酶抑制剂,所以EGC可以通过抑制胰脂肪酶作用来治疗肥胖,D正确。 ATP的结构与功能 重难突破2 1.ATP的结构与延伸 核心整合 要点分析 2.关注ATP的四个易错点 (1)ATP的产生场所 ①绿色植物叶肉细胞中产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。 ②动物及其他真核生物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。 ③原核细胞产生ATP的场所是细胞质基质和细胞膜。 (2)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。因此,线粒体不仅能分解有机物,也能合成有机物(ATP)。 核心整合 要点分析 (3)不可认为细胞中含有大量ATP。事实上,细胞中ATP含量很少,只是转化非常迅速。 (4)不可认为ATP分解大于合成或合成大于分解。事实上,ATP与ADP的相互转化总处于动态平衡中。耗能较多时,ATP水解迅速,但其合成也迅速。 核心整合 要点分析 3.ATP产生量与O2供给量间的关系 核心整合 要点分析 4.蛋白质的磷酸化和去磷酸化 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 核心整合 要点分析 类型 蛋白质的磷酸化 蛋白质的去磷酸化 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 核心整合 要点分析 真题历练 感悟考情 1.(2025·河北卷,1)ATP是一种能为生命活动供能的化合物,下列过程不消耗ATP的是(　　) A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应 C.Ca2+载体蛋白的磷酸化 D.水的光解 D 解析：肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用实现,需要ATP水解供能,A不符合题意;光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(光反应产生),B不符合题意;Ca2+载体蛋白磷酸化需依靠ATP水解提供磷酸基团和能量,C不符合题意;水的光解发生在光反应阶段,由光能驱动,不消耗ATP,生成ATP,D符合题意。 【命题延伸　典题重组】 2.判正误 (1)(2024·全国甲卷)ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量。(　　) (2)(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。(　　) (3)(2022·浙江1月卷)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和 水解。(　　) (4)(2022·浙江1月卷)腺苷三磷酸分子是细胞中吸能反应和放能反应的 纽带。(　　) √ × × √ 3.练表达 (2022·海南卷)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　  　。  降低 载体蛋白发生磷酸化,导致其空间结构改变 题组递进 素能提升 题组1　ATP结构与功能的判断 1.(2025·广东揭阳模拟)鸟嘌呤(G)和腺嘌呤(A)一样可以形成三磷酸化核苷,简称为GTP。GTP和ATP都属于细胞内的高能磷酸化合物,结构和功能也类似。在GTP酶的催化作用下,GTP会转化为GDP,并释放能量。下列推测正确的是(　　) A.GTP在细胞内的含量很多,且易于合成和水解 B.ATP和GTP可能分工不同,用于不同的吸能反应 C.GTP脱去所有的磷酸基团后是RNA的基本单位之一 D.每个GTP分子由1个脱氧核糖、1个鸟嘌呤和3个磷酸基团组成 B 解析：GTP在细胞内的含量很少,但GTP与GDP的转化迅速,能够满足生命活动所需,A错误;GTP和ATP都属于细胞内的高能磷酸化合物,ATP和GTP可能分工不同,用于不同的吸能反应,B正确;GTP中含有3个磷酸基团, GTP的磷酸基团脱落两个后是鸟嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,C错误;每个GTP分子由1个核糖、1个鸟嘌呤和3个磷酸基团组成,D错误。 2.(2025·广东湛江模拟)人的骨骼肌细胞中所含的ATP仅够维持剧烈运动 3 s内的能量供应,但是一般情况下,运动员能持续数分钟的剧烈运动。运动员参加短跑比赛过程中,肌细胞中ATP的相对含量随时间的变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A.ab段ATP水解释放的能量主要用于肌肉收缩等生命活动 B.b点时细胞开始进行呼吸作用合成ATP,以维持细胞中ATP的含量 C.ATP供能时需要酶的催化,通常会断裂一个特殊的化学键 D.ATP合成与分解所需的酶不同,发生的场所不一定相同 B 解析：ATP是驱动生命活动的直接能源物质,ab段ATP水解释放的能量主要用于肌肉收缩等生命活动,A正确;细胞一直在进行呼吸作用合成ATP,并不是在b点时细胞才开始进行呼吸作用的,B错误;ATP供能时需要酶的催化,通常会断裂一个特殊的化学键,生成ADP和Pi,C正确;ATP合成与分解所需的酶不同,发生的场所不一定相同,D正确。 题组2　蛋白质的磷酸化和去磷酸化的分析 3.(2025·广东广州模拟)蛋白质分子的磷酸化与去磷酸化与其活性的关系如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.蛋白质磷酸化和去磷酸化过程属于可逆反应 B.蛋白激酶使蛋白质发生去磷酸化而失去活性 C.磷酸化的蛋白质的磷酸基团来自ATP的合成 D.Ca2+载体蛋白的磷酸化需要蛋白激酶的作用,其空间结构发生变化 D 解析：蛋白质的磷酸化过程需要蛋白激酶,而去磷酸化过程需要蛋白磷酸酶,蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应,A错误;蛋白磷酸酶使蛋白质发生去磷酸化而失去活性,B错误;磷酸化的蛋白质的磷酸基团可能来自ATP的水解,C错误;Ca2+逆浓度梯度进入细胞需要能量和载体蛋白,因此需要蛋白激酶的作用,使ATP水解供能,同时无活性载体蛋白变成有活性载体蛋白,空间结构发生变化,D正确。 4.(2025·广东汕头模拟)KIF5A蛋白催化ATP水解后发生磷酸化,并沿着细胞骨架定向运动,随后向细胞外分泌KIF5A蛋白所携带的囊泡中的“货物”。 KIF5A基因突变会导致肌萎缩侧索硬化(ALS)。下列分析错误的是(　　) A.KIF5A蛋白的形成需高尔基体的加工 B.KIF5A蛋白磷酸化会改变其空间结构 C.KIF5A蛋白与细胞骨架存在相互识别 D.ALS可能是由细胞内物质堆积引起的 A 解析：由题意分析可知,KIF5A蛋白在胞内起作用,属于胞内蛋白,不是分泌蛋白,KIF5A蛋白的形成需要核糖体和线粒体的参与,不需要高尔基体的加工,A错误;KIF5A蛋白磷酸化会改变其空间结构,从而使其沿着细胞骨架定向运动,B正确;KIF5A蛋白能沿着细胞骨架定向运动,所以它与细胞骨架存在相互识别,C正确;KIF5A基因突变可能导致囊泡中的“货物”无法及时分泌出去,从而导致细胞内物质堆积,所以,ALS可能是由细胞内物质堆积引起的,D正确。 $