2026届高三生物二轮复习课件专题二 细胞代谢——酶与ATP

专题二 ： 细胞代谢 贺老师 1 不同之处 化学本质 来源不同 作用机理不同 作用的去向不同 酶 激素 抗体 神经递质 一同：均需要与特定物质结合后才能发挥作用 绝大多数为蛋白质，少数为RNA 活细胞 唯一功能为降低化学反应的活化能，即催化功能 作为催化剂，在发挥作用前后数量及其化学性质不变，且可反复多次使用 蛋白质、多肽、类固醇、氨基酸衍生物等 一般由内分泌细胞产生 改变靶细胞原有的生理活动，起调节作用 发挥作用后被灭活 全为蛋白质 只由浆细胞产生 与特定抗原特异性结合，一般形成沉淀等，被某些免疫细胞吞噬消化 发挥作用后被吞噬消化 乙酰胆碱、多巴胺、NO、甘氨酸等 由神经细胞（突触前神经元）产生 与突触后膜上的特异性受体结合，引起突触后膜膜电位改变（兴奋或抑制） 被降解或被突触前神经元回收 考点1 酶 1 酶、激素、抗体与神经递质的比较 2 考点1 酶 2 酶的相关实验 (1)验证酶的专一性实验中的注意事项： 淀粉或蔗糖+淀粉酶→应用 检测反应物，不能选用碘液，因为 。 (2)验证酶的高效性实验中对照组加的试剂为 。 (3)在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项： ①底物不宜使用 ，理由是 。 ②底物与酶必须先 ，再混合。 ③不宜选用 作为鉴定试剂，因为 。 ④动物题目的酶最适温度在 ，植物体内酶最适温度在 。细菌和真菌体内酶的最适温度 。 (4)在探究PH对酶活性的影响实验中的注意事项： ①底物不宜选用 ，理由是 。 斐林试剂 碘液无法检测蔗糖是否被分解 35-40℃（P84） 斐林试剂 H2O2 高温本身会加速过氧化氢分解，干扰实验结果，一般选用淀粉 + 淀粉酶 淀粉 酸能催化淀粉水解 无机催化剂 检测还原糖需要水浴加热，会改变实验温度，破坏单一变量，只能用碘液检测 40-50℃ 差别较大 分别保温 底物与酶必须先分别保温，再混合 3 3 影响酶促反应的因素及机理 底物浓度较低时，酶促反应速率与底物浓度成正比，即随底物浓度的增大而加快。 所有的酶都与底物结合后，再增大底物浓度，酶促反应速率不再加快(此时限制酶促反应速率的因素是酶的数量)。 在有足够底物且不受其他因素影响的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 1、底物浓度 2、酶浓度 考点1 酶 4 （1）反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。 （2）反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。 3 影响酶促反应的因素及机理 3、温度和PH 思考：为什么曲线最低点的温度或PH是一致的？ 4、激活剂 ：提高酶活性的物质，称为酶的激活剂。 真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。因此PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+ 大部分激活剂是无机盐离子:K+、Na+、Ca2+、I-、Mg2+、Cl-、等。 5 3 影响酶促反应的因素及机理 5、抑制剂 可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用 非竞争抑制剂与活性位点以外的位点结合，改变酶的结构并降低反应速率。 A.竞争性抑制剂： 抑制剂与底物竞争酶。 B.非竞争性抑制剂： 抑制剂与底物不存在竞争关系。 在无法去除竞争性抑制剂的情况下，如何提高酶促反应速率？ 6 1.图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图，图2为相同胰脂肪酶溶液在不同条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的实验结果。下列叙述错误的是（     ） A．图1中竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响酶促反应速率 B．图2中奥利司他、山茶叶提取物分别为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 C．适当增加底物浓度不能提高含有山茶叶提取物的酶促反应体系中的反应速率 D．非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性影响的机理相同 D 3 影响酶促反应的因素及机理 5、抑制剂 非竞争性抑制剂、高温→改变酶的空间结构，且该抑制作用不可逆，低温→抑制酶活性 奥利司他最终反应速率和对照组相同→奥利司他是竞争性抑制剂， 山茶叶提取物最终反应速率低于对照组→山茶叶提取物是非竞争性抑制剂 竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂 A、据图可知，竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似结构，从而影响酶促反应速率，A正确； B、 C、奥利司他最终反应速率和对照组相同，所以奥利司他是竞争性抑制剂，山茶叶提取物最终反应速率低于对照组，所以山茶叶提取物是非竞争性抑制剂，C正确； D、若适当增加底物浓度，因为山茶叶提取物是非竞争性抑制剂，导致酶变性或失活，底物增加不能提高反应速率，D正确 7 ATP与ADP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。 5.细胞在剧烈运动时，ATP 的分解速率远大于合成速率。（ ） × 无O2存在时也能合成ATP，无氧呼吸同样可以产生ATP，为生命活动提供能量。 考点2 ATP ATP 就是能量，二者可以等同。（ ） 2.细胞生命活动需要大量能量，细胞中储存着大量 ATP。（ ） 3.ATP 合成一般与吸能反应相联系，ATP 水解通常与放能反应相联系。（ ） 4.只有在有氧条件下才能合成 ATP，无氧条件下不能产生 ATP。（ ） × ATP≠能量。ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储能物质，不能将两者等同起来。 × × 生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。其供应取决于ATP与ADP之间快速转化。 ATP合成往往与放能反应(如呼吸作用)相联系(合成ATP相当于合成了一种高能化合物)，ATP水解往往与吸能反应(如主动运输、物质合成、神经传导等)相联系。 × 8 考点2 ATP 1 ATP的结构及拓展 ATP的结构 化学组成: 1 分子腺苷、 3分子磷酸基团 中文名称： 腺苷三磷酸 9 光能 ATP NADPH 中的能量 有机物中稳定的化学能 热能(散失) ATP中的化学能 物质合成所需能量 机械能(如肌肉收缩） 电能(如神经传导、生物电) 渗透势能(如主动运输） 光能 光合作用 细胞呼吸 ATP的利用 考点2 ATP 2 能量转换过程和ATP的产生与消耗 10 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与某种化学反应。 考点2 ATP 3 ATP的作用机制 1．ATP如何为主动运输供能？ 载体蛋白具有ATP水解酶的作用，在载体蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，载体蛋白发生磷酸化。 载体蛋白发生磷酸化后导致其空间结构的改变，完成相应物质的跨膜运输。 载体蛋白发生磷酸化后有什么变化？ 11 ②作为非典型性__________： ATP释放方式：_______ 主要功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 ①作为_______合成的原料 神经递质 胞吐 RNA ③__________：接受信号分子后， 影响ATP水解生成cAMP 传递信息 4 ATP的其他功能 神经递质或部分激素(“第一信使”)没有进入靶细胞，却能把某种信息传递给靶细胞，这是怎么做到的呢？这就不得不提及“第二信使”--细胞内的cAMP（环磷酸腺苷），你有没有从它的名字发现跟 ATP 的联系？ 例8.科学研究表明，含氮激素和类固醇激素的作用机制是不同的，含氮激素主要与膜受体结合、类固醇激素主要与细胞内的受体结合来发挥调节作用。图示为含氮激素（第一信使）的作用机理，下列相关叙述错误的是（    ） A．cAMP可能会对第一信使传递的信号产生放大作用 B．图中“其他”可能包括基因的表达 C．微量元素Mg摄入不足，会影响信息传递过程 D．性激素的作用机制与图示过程不同 C ——ATP 参与信号传导 考点2 ATP 2 ATP的其他功能 13 正误判断 p6 (1)(2025·安徽T1)核糖体中有相应的酶，可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端。(　　) (6)(2022·浙江1月T3)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解，从而成为细胞中吸能反应和放能反应的纽带。(　　) 氨基酸活化、结合到特定 tRNA 的 3′-CCA 末端，由氨基酰 - tRNA 合成酶催化，场所是细胞质基质，不是核糖体。 核糖体的作用是在翻译时催化肽键形成，把两个氨基酸连接成肽链，并不负责氨基酸装载到 tRNA 上。 × × 腺苷三磷酸（ATP）在ATP 合成酶、ATP 水解酶分别催化下不断合成与水解，释放和储存能量，成为细胞中吸能反应和放能反应的能量纽带。 14 真题必刷 1．（2025·浙江·高考真题）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度（℃） 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是（     ） A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min B A、浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，澄清时间越短，A错误； B、组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确； C、若实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4min，C错误； D、组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清，D错误。 故选B 15 真题必刷 2．（2025·河北·高考真题）下列过程涉及酶催化作用的是（     ） A．Fe3+催化H2O2的分解 B．O2通过自由扩散进入细胞 C．PCR过程中DNA双链的解旋 D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除 3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是（    ） A．基本单位是脱氧核苷酸 B．在细胞内或细胞外均可发挥作用 C．当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D．为维持较高活性，适宜在70℃~75℃下保存 4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（    ） A．乙醛脱氢酶基因序列的差异 B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异 C．乙醛脱氢酶活性的差异 D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异 D B A 】A、同一只鹦鹉的体细胞由同一受精卵分裂分化而来，基因序列应相同，差异不可能来自乙醛脱氢酶基因序列，A符合题意； B、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异，导致产生的乙醛脱氢酶含量变化，造成羽色由红到黄的能力改变，进而引起生物性状的变化，B不符合题意； C、不同细胞中乙醛脱氢酶活性可能存在一定的差异，造成羽色由红到黄的能力改变，进而导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，C不符合题意； D、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，可能是不同部位鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异，所以导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，D不符合题意。 故选A。 16 真题必刷 5．（2025·四川·高考真题）D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件（含Co2+条件）下，测定不同浓度D-果糖的转化率（转化率=产物量/底物量×100%），其变化趋势如下图。下列叙述正确的是（     ） A．升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率 B．D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C．若将Co2+的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D．2h时，三组中500g·L-1果糖组产物量最高 D A、题干中实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化率，A错误； B、D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物（D-果糖）的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误； C、Co2+可协助酶Y催化反应，但Co2+不是酶，将Co2+的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率也加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误； D、 转化率=产物量/底物量×100%，2h时，500g·L-1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量=底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。 17 真题必刷 6．（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（     ） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液 ② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？ ③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热 A．丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 C A、丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液，而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性，A错误； B、第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误； C、乙组（淀粉+蒸馏水）未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖，C正确； D、甲组（淀粉+淀粉酶）水解产物为葡萄糖（还原糖），与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色；丙组（蔗糖+淀粉酶）无水解产物，故丙组出现蓝色，D错误。 18 真题必刷 7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi的过程示意图如下。其他条件均适宜，下列叙述正确的是（    ） A．ATP、ADP和Pi通过NTT时，无需与NTT结合 B．NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输 C．图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生 D．光照充足，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止 D A、载体蛋白的作用机制通常需要与底物结合后才能转运物质。NTT作为载体蛋白，运输ATP、ADP和Pi时必然需要结合底物，A错误； B、黑暗条件下，叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi，因此不是主动运输，B错误； C、黑暗条件下，叶绿体无法进行光反应，自身不能合成ATP。此时进入叶绿体基质的ATP可来自细胞呼吸，但细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质（糖酵解）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），C错误； D、光照充足时，叶绿体类囊体膜上进行光反应合成ATP，需要消耗大量ADP和Pi作为原料。此时叶绿体基质中的ADP和Pi会优先被类囊体膜利用，导致基质中ADP浓度降低。由于NTT顺浓度梯度运输ADP（从基质到细胞质基质），当基质中ADP不足时，NTT运出ADP的数量会减少甚至停止，D正确。 19 $