2027届高三生物人教版一轮复习课件第09讲 酶与ATP综合

该高中生物学高考复习课件聚焦酶与ATP综合专题，依据高考评价体系梳理了酶的本质作用、特性及实验、ATP结构功能三大核心考点，通过近五年真题统计明确酶特性实验（占比38%）、ATP转化（占比32%）等高频考点，归纳实验探究、曲线分析等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“考点溯源+实验建模+素养提升”策略，如以2025江苏卷淀粉酶专一性实验为案例，用科学思维剖析变量控制，结合探究实践指导实验步骤设计，特设易错辨析（如酶与激素区别）和长句作答模板，助力学生掌握答题逻辑，教师可据此精准突破考点，实现高效复习。

第九讲 酶与ATP综合 讲师:xxx 考点一 酶的本质和作用 考点二 酶的特性及实验 考向1 酶的特性 考向2 与酶有关的实验探究 重难点透析 酶的探究实验 考点三 ATP的结构和功能 1 体系构建 思维领航 降低化学反应活化能的酶 (比较过氧化氢在不同条件下的分解) 作用 酶具有催化作用能显著降低活化能 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是RNA—核酶 本质 特性 可调节 高效性 条件温和 专一性 比较FeCl₃和过氧化氢酶对H2O2的分解 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究温度对淀粉酶活性的影响 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 酶活性 抑制剂 激活剂 酶促反应速率 酶浓度 底物浓度 结构简式 ATP是一种高能磷酸化合物 :中文名称 三磷酸腺苷 结构 A-P~P~P (A代表腺苷,~代表高能磷酸键) 元素组成 C、H、O、N、P 共同参与代谢过程 转化:ATP与ADP相互转化,维持细胞内ATP含量稳定 直接能源物质:为生命活动供能 功能 与酶的联系 酶催化反应可能需要ATP供能 ATP合成依赖酶的催化 酶与ATP的关联 二者共同参与光合作用、细胞呼吸等代谢过程 酶催化需能反应时,ATP提供能量 ATP合成过程中,需酶催化 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 影响因素 温度:低温抑制酶活性(不失活), 高温使酶失活影响因素 pH:过酸、过碱会使酶变性失活 抑制剂:竞争性抑制剂与非竞争 性抑制剂 再生途径 细胞呼吸 光合作用 绿色植物、光合细菌 人和动物等 酶的本质和作用 考点一 知识点1 酶的本质 1.酶本质的探索历程 巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。 发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中某种物质起作用。 引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起到催化作用,就像在活酵母细胞中一样;并将酵母细胞中引起发酵的物质称作酿酶。 巴斯德 李比希 毕希纳 但酶的化学本质是什么呢? 酶的本质和作用 考点一 知识点1 酶的本质 1.酶本质的探索历程 萨姆纳:从刀豆中提纯脲酶,并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA具有催化功能 萨姆纳之后 科学家们获得胃蛋白酶,胰蛋白酶等许多酶的结晶,并证明这些酶的化学本质是蛋白质。 20世纪80年代,切赫、奥尔特曼 发现了绝大多数酶是蛋白质,少数RNA。 证明: 脲酶:分解尿素的酶 CO(NH2)2+H2O 脲酶 CO2 + 2NH3 2.正确理解有关酶的本质和作用 项目 产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 化学本质 蛋白质 作用场所 只在细胞内起催化作用 温度 影响 低温和高温均使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 有的可来源于食物等 酶的本质和作用 考点一 知识点1 酶的本质 这些是激素的。激素和酶有什么区别呢? 酶只在生物体内合成 酶只起催化作用 低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活;高温使酶变性失活 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用 有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA) 活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等) 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中 绝大多数酶是蛋白质。 酶的本质和作用 考点一 知识点1 酶的本质 3.酶和激素的比较“一同三不同” 项目 酶 激素 来源及作用场所 化学本质 生物功能 共性 (提醒:激素发挥作用后被灭活,酶反应前后不变) 活细胞产生;细胞内或细胞外发挥作用 绝大多数是蛋白质,少数是RNA 催化作用 在生物体内均属高效能物质,即含量少、作用大、生物代谢不可缺少 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生;一般细胞外发挥作用 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质 调节作用 H2O2 常态 H2O2 活跃态 提醒:加热为反应分子提供能量从而提高反应速率。 分子从常态转变为容易发生化学反应 的活跃状态所需要的能量 活化能 酶的本质和作用 考点一 知识点2 酶的作用机理 Fe3+和过氧化氢酶的作用? 1.酶的作用机理- 降低化学反应的活化能 7 酶的本质和作用 考点一 知识点2 酶的作用机理 2.酶的作用效果 图中①表示: 图中②表示: 图中④表示: 无催化剂时化学反应所需的活化能。 无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。 酶催化时化学反应所需的活化能。 图中③表示: 图中⑤表示: 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 思考:酶作为生物催化剂,与无机催化剂相比,在发挥作用过程中有哪些共同特点? (1)共同点:①只能催化自然条件下能发生的化学反应;②化学反应前后酶的数量和性质均不变; ③加快化学反应的速率(降低化学反应的活化能),缩短达到化学平衡的时间,但不能改变化学反应的方向和化学平衡; 酶降低活化能的作用更显著 酶的本质和作用 考点一 知识点3 与酶有关的曲线分析 拓展:酶的应用 1.溶解细菌的细胞壁: 抗菌消炎 2.果胶酶:溶解细胞壁中的果胶 3.加酶洗衣粉:去污力更强 4.含酶牙膏:分解细菌, 清新口气 5.多酶片: 治疗消化不良 酶的特性及实验 考点二 知识点1 酶的高效性 1.酶的特性 高效性: 专一性: 作用条件较温和: 酶的催化效率是无机催化剂的107 ~1013倍。 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 有适宜的温度、有适宜的pH。 这些特性是如何得出的呢? 请利用下列实验材料设计实验,验证酶的特性 FeCl3溶液、过氧化氢酶、过氧化氢溶液、卫生香、酒精灯、淀粉酶、淀粉、蔗糖、斐林试剂、碘液、冰水、水浴锅、盐酸、氢氧化钠 酶的特性及实验 考点二 知识点1 酶的高效性 酶的特性及实验 考点二 知识点2 酶的专一性 1.验证酶的专一性 淀粉 蔗糖 +淀粉酶 碘液 斐林 选材?设计思路? 淀粉酶 蔗糖酶 +淀粉 碘液 斐林 FeCl3溶液、过氧化氢酶、过氧化氢溶液、卫生香、酒精灯、淀粉酶、淀粉、蔗糖、斐林试剂、碘液、冰水、水浴锅、盐酸、氢氧化钠 思路2:底物相同,酶不同 思路1:底物不同,酶相同 酶的特性及实验 考点二 知识点2 酶的专一性 模型表述 2.专一性: 酶A可催化底物水解,酶B则与“无酶”相同 A表示酶,B表示能被酶A催化的底物,C、D物质则不能被催化 酶的特性及实验 考点二 知识点2 酶的专一性 两种学说 a.锁钥学说:整个酶分子的天然构象具有刚性结构,酶表面具有特定的形状,酶与底物的关系就像锁和钥匙。 b.诱导契合学说:酶表面没有一种与底物互补的固定形状,只是由于底物的诱导才形成了互补形状,从而有利于底物与之结合。 D 酶的特性及实验 考点二 知识点2 酶的专一性 拓展:教材中具有“专一性”的物质总结(常考点) 1.酶:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定位置切割两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 2.载体:某些物质通过细胞膜时需要载体协助,不同物质所需载体不同,载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。 3.激素:激素特异性地作用于靶细胞、靶器官,其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。 4.抗体:一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 5.神经递质:由突触前膜释放,作用于突触后膜,产生抑制或兴奋 6.tRNA:tRNA有61种,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 酶的特性及实验 考点二 知识点3 温度和pH对酶活性的影响 (1)实验选择材料是什么?原因? (2)检测试剂选择什么?原因? (3)实验材料先分别处理温度,还是先混合? 淀粉、淀粉酶 为什么不选用H2O2? H2O2不稳定,受热易分解。 碘液 为什么不选用斐林试剂? 斐林试剂检测需要水浴加热,温度是干扰条件。 先处理温度,再混合,原因:酶具有高效性,保证反应从一开始就是预设温度。 1.温度对酶活性的影响 FeCl3溶液、过氧化氢酶、过氧化氢溶液、卫生香、酒精灯、淀粉酶、淀粉、蔗糖、斐林试剂、碘液、冰水、水浴锅、盐酸、氢氧化钠 酶的特性及实验 考点二 知识点3 温度和pH对酶活性的影响 操作 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 6号试管 0 0 50 50 100 100 加淀粉 2mL — 2mL — 2mL — 加淀粉酶 — 2mL — 2mL — 2mL 保温 在各自温度下保温5min 混合 将2号加入1号中 将4号加入3号中 将6号加入5号中 保温 在各自温度下保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 变蓝 不变蓝 变蓝 实验过程和分析: 结论 酶的催化作用需要适宜的温度, 温度过低或过高都会影响酶的活性。 缩小温度梯度,重复进行上述实验,进一步探究淀粉酶的最适温度 酶的特性及实验 考点二 知识点3 温度和pH对酶活性的影响 2.pH对酶活性的影响 (1)实验选择材料是什么?原因? (2)检测试剂选择什么? (3)先往试管加入酶溶液还是底物? H2O2、H2O2酶 为什么不选用淀粉? 淀粉在酸性条件下会被水解 斐林试剂、碘液 先加入酶溶液,固定好酶的活性,再加底物。 因为酶的作用具有高效性,在调节pH之前,试管中已经发生了剧烈反应,会影响到检测结果。 为什么不先加底物? FeCl3溶液、过氧化氢酶、过氧化氢溶液、卫生香、酒精灯、淀粉酶、淀粉、蔗糖、斐林试剂、碘液、冰水、水浴锅、盐酸、氢氧化钠 酶的特性及实验 考点二 知识点3 温度和pH对酶活性的影响 实验过程和分析: 实验 步骤 一 取三支试管,编号1、2、3。 二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液,振荡,反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液 四 三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液,振荡,反应 实验现象 产生少量气泡 产生少量气泡 产生大量气泡 实验结论: 酶的催化作用需要适宜的pH,pH偏高或偏低都会影响酶的活性。 酶的特性及实验 考点二 知识点3 温度和pH对酶活性的影响 3.温度和pH对酶活性的影响 失活 失活 低温抑制 酶活性 失活 低温:不破坏酶的空间结构,只是降低酶的活性。(可恢复) 温度过高:会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。(不可逆) 过酸、过碱 ,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。(不可逆) 思考:酶的保存宜选择 、 等条件。 低温 适宜的pH 思考:已知胃蛋白酶最适pH为1.5,小肠液为7.6。胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用? 不能。因为脱离了适宜的pH,胃蛋白酶活性大大下降甚至失活,不再发挥作用。 酶的特性及实验 考点二 知识点4 与酶有关的曲线分析 1.影响因素 ①酶活性:酶催化特定化学反应的能力。 ④影响酶促反应速率的因素: 单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 强调:底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触来影响反应速率,不会影响酶活性 ②影响酶活性的因素: 温度、pH、抑制剂、激活剂 底物浓度、酶浓度、温度、pH、抑制剂、激活剂 ③酶促反应速率: 2.影响酶促反应速率的曲线分析 酶的特性及实验 考点二 知识点4 与酶有关的曲线分析 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 A B O 酶促反应速率 酶浓度 底物足够 AB 。 段限制因素是酶浓度或酶活性 OA 。 限制因素是底物浓度 O 在底物充足、其他条件适宜的情况下,反应速率与酶浓度成正比 产物浓度 ③ O 时间 ② ① 思考:画出在曲线①的基础上,增加酶浓度的变化曲线②;画出在曲线①的基础上,增加反应物浓度的变化曲线③ 酶的特性及实验 考点二 知识点4 与酶有关的曲线分析 pH或温度的变化不影响酶作用的最适温度或pH。 酶的特性及实验 考点二 知识点4 与酶有关的曲线分析 (1)抑制剂:抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。 3.影响酶促反应速率的曲线分析 非竞争性抑制剂 根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制和非竞争性抑制 竞争性抑制剂 竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应。 非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型,使酶不能与底物结合,从而使酶失去催化活性。 酶的特性及实验 考点二 知识点4 与酶有关的曲线分析 思考:下图为无抑制剂条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线,如加入竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,曲线会怎么变化? B D ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 知识夯基 考向研析 1.细胞中的能源物质 能源物质 生物体主要的能源物质 细胞生命活动主要能源物质 生物体内良好的储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 最终能源来源 直接能源物质 ATP 葡萄糖 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 糖类 判断:ATP是细胞可以直接利用的能量。( ) 注意:ATP≠能量, ATP是直接能源物质! 1.ATP的中文名称: 2.ATP的元素组成: 3.一分子ATP的化学组成:一分子,一分子和三分子。 4.ATP的结构简式:。 腺苷三磷酸 C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 A-P~P~P RNA 1molATP水解所释放的能量高达30.54kJ。 ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 知识夯基 考向研析 腺苷(A) AMP(腺苷一磷酸) ADP(腺苷二磷酸) 腺嘌呤 核糖 腺苷 特殊的化学键(2个) 磷酸基团 普通化学键(1个) 高能磷酸键 (核糖+腺嘌呤) 两个相邻磷酸都带负电相互排斥,使得这种化学键不稳定,末端磷酸基团具有较高的转移势能,容易断裂。每1mol水解释放的能量多达30.54KJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 含量特点:在细胞中含量少,ATP与ADP的转化快,处于动态平衡 思考:ATP与DNA、RNA、核苷酸等都有A,其代表的含义相同吗?说出下列化合物中“ ”所对应的成分表示什么? 一磷酸腺苷 (腺嘌呤核糖核苷酸) 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷 腺苷 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤(tRNA上3个相邻的碱基构成一个反密码子) ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 知识夯基 考向研析 32 ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 知识夯基 考向研析 思考:ATP是细胞唯一的直接能源物质吗? 细胞的直接能源物质: NTP :包括ATP、UTP、CTP、GTP dNTP:包括dATP、dTTP、dCTP、dGTP 细胞中绝大多数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 ADP ATP ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 1.ATP与ADP的相互转化 光合作用 呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体 反应场所 用于各项生命活动, 如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等 生物体的需能部位 合成酶 ATP 水解酶 ADP +Pi +能量 对细胞的正常生活来说, ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 思考:ATP与ADP的相互转化是可逆反应? 需要吸收能量,由ATP水解提供能量。 吸能反应 放能反应 释放能量,储存在ATP中,为吸能反应直接供能。 ATP水解伴随细胞发生吸能反应 ATP合成伴随细胞发生放能反应 反应式: 合成ATP和ATP分解的场所有哪些不同? 合成ATP: 分解ATP: 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体内需能部位,如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等 思考:ATP与ADP的相互转化是可逆反应?请说出理由 虽然从物质方面来看是可逆的,但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的 ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 ATP水解伴随细胞发生吸能反应 ATP合成伴随细胞发生放能反应 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 ATP是细胞的能量“货币” 图示 类型 所需酶 反应场所 能量来源 能量去路 动物/真菌/细菌 。 绿色植物 和 。 ATP水解酶 ATP合成酶 呼吸作用 呼吸作用 需能部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ATP 合成酶 ADP + Pi + 能量 ATP 水解酶 ADP + Pi + 能量 远离腺苷(A)的那个高能磷酸键 储存在ATP中,形成高能磷酸键 光合作用 用于各项生命活动: (机械能、电能等) 物质转化可逆,能量不可逆 不是可逆反应 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 2.总结细胞内产生与消耗ATP的生理过程 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP:细胞呼吸第一阶段; 消耗ATP: 叶绿体 产生ATP: 消耗ATP: 线粒体 产生ATP: 消耗ATP: 核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等 消耗ATP: 细胞呼吸第一阶段; 一些需能反应 光反应; 暗反应和自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 自身DNA复制、转录,蛋白质合成等 有氧呼吸第二、三阶段; 蛋白质的合成 DNA复制、转录等 注意:不是所有的生理活动都要消耗ATP, 被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。都不消耗ATP: 主动运输、胞吞、胞吐 ATP的供能机制 ① ② ③ 载体蛋白磷酸化 ①运输 ②作为ATP水解酶 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 3.ATP为主动运输提供能量的过程 Pi携转移势能与载体结合 与载体蛋白结合,激活其酶活性 载体蛋白 空间结构改变 Ca2+ ATP水解 Ca2+释放到膜外 4.分子的磷酸化及意义 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,因而可以参与各种化学反应。 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 拓展:ATP的其它作用 ②传递信 息:接受信号分子后, 影响ATP水解生成cAMP(第二信使) ①非典型性:ATP释放方式: 神经递质 胞吐 传递信息 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 【易错辨析】 (1)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。( ) (2)ATP必须在有氧条件下合成。( ) (3)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。( ) (4)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。( ) 腺苷三磷酸分子由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 无氧呼吸也可产生ATP 高尔基体不能合成ATP 淀粉水解不需要消耗ATP ATP的结构和功能 考点三 考向1 ATP的结构及其特点 知识夯基 考向研析 例1.ATP是活细胞内一种特殊的能量载体,在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在,它不断与ADP相互转化形成ATP系统。下列叙述正确的是( ) A.ATP分子的磷酸基团都带正电荷而相互排斥,导致高能磷酸键不稳定 B.细胞内所有生命活动消耗的能量都由ATP直接提供 C.ATP水解脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合,可使其构象改变 D.发生放能反应时,ATP转化成ADP的量多于ADP转化成ATP的量 C 磷酸基团带的是负电荷 细胞内大多数的生命活动所需能量是由ATP直接提供的 放能反应发生时伴随着ATP的合成,ADP转化成ATP的量较大 ATP的结构和功能 考点三 考向1 ATP的结构及其特点 知识夯基 考向研析 【变式训练1 变考法】GTP(鸟苷三磷酸)的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时,具有GTP酶活性的发动蛋白组装成环线粒体的纤维状结构,该结构依靠GTP水解驱动线粒体缢缩,使其一分为二。下列叙述正确的是( ) A.GTP因含三个特殊的化学键而具有较多能量 B.GTP酶为GTP的水解提供了活化能 C.推测发动蛋白具有催化、运动等功能 D.GTP去掉两个磷酸基团后可参与DNA的合成 C GTP含有2个特殊的化学键 酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供活化能 GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成RNA的基本单位 ATP的结构和功能 考点三 考向1 ATP的结构及其特点 知识夯基 考向研析 【变式训练2 变载体】腌制的泡菜往往含有大量的细菌,可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活,在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光,根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。下列相关叙述错误的是( ) A.ATP荧光检测仪中含有荧光素和荧光素酶 B.ATP荧光检测仪检测不出样品中病毒的含量 C.荧光素酶催化的反应是放能反应,ATP中的化学能转化为光能 D.因不同细胞中ATP浓度差异小,所以荧光强度可反映微生物数量多少 C 该过程伴随着ATP水解供能,即荧光素酶催化的反应是吸能反应,ATP中的化学能转化为光能 ATP的结构和功能 考点三 考向2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 例2.哺乳动物体内的某种Rab8蛋白由207个氨基酸组成,可分为“活性”与“非活性”两种状态,这两种状态在一定的条件下可以相互转换,其转换过程如下图所示,GTP是指鸟苷三磷酸。该种“活性”Rab8与EHBP1蛋白部分结构发生相互作用,进而使其与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输。下列相关表述正确的是( ) A.该种Rab8蛋白中最多有一个游离的氨基和一个游离的羧基 B.Rab8蛋白的合成在核糖体上,活性态与非活性态的相互转换,表明其空间结构的改变不一定会导致蛋白质变性 C.该种Rab8蛋白从“非活性”状态转化到“活性”状态时,接受GTP提供的磷酸使蛋白质结构磷酸化 D.该种Rab8蛋白通过与肌动蛋白部分结构相互作用,从而转变成“活性”状态,参与囊泡的运输 B Rab8蛋白由207个氨基酸组成,至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基 Rab8蛋白由207个氨基酸组成,至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基 从“非活性”状态转化到“活性”状态时,GDP接受GTP提供的磷酸和能量形成GTP,然后GTP使Rab8蛋白质结构磷酸化 Rab8与EHBP1蛋白部分结构首先发生相互作用,进而使其再与肌动蛋白相互作用,参与囊泡运输 ATP的结构和功能 考点三 考向2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 【变式训练1 变载体】主动运输包括初级主动运输和次级主动运输,初级主动运输直接利用ATP等高能化合物水解释放的能量(如图1),次级主动运输利用物质顺浓度梯度所提供的电化学势能,来驱动其他物质逆浓度梯度运输(如图2)。下列叙述错误的是( ) A.图1所示的主动运输是初级主动运输,所需ATP主要来自线粒体 B.图2中S1、S2运入细胞的方式分别是初级主动运输、次级主动运输 C.图1、图2所示的运输方式运输的主要是小分子物质和离子 D.初级主动运输和次级主动运输能体现出细胞膜运输物质具有一定的选择性 B S1运入细胞是协助扩散,S2运入细胞是次级主动运输, 【变式训练2 变考法】研究人员将ATP合酶和细菌视紫红质定向插入囊泡中,进行了以下三组实验,在黑暗或光照条件下检测有无H+跨膜运输和ATP产生。下列相关说法正确的是( ) A.实验一和二对比,说明ATP合酶利用光能合成ATP B.实验一和三对比,说明细菌视紫红质利用光能合成ATP C.实验二和三对比,说明细菌视紫红质依赖光能进行H跨膜运输 D.实验过程中,需要向囊泡外部添加ADP和Pi ATP的结构和功能 考点三 考向2 ATP的合成和利用 知识夯基 考向研析 组别 实验一 实验二 实验三 实验材料 囊泡+细菌视紫红质+ATP合酶 囊泡+细菌视紫红质+ATP合酶 囊泡+ATP合酶 实验条件 光照 黑暗 光照 实验结果 D 说明细菌视紫红质利用光能进行H+跨膜运输,进而为ATP合酶合成ATP提供能量,而不是ATP合酶利用光能合成ATP 这说明细菌视紫红质利用光能进行H+跨膜运输,进而合成ATP,而不是细菌视紫红质直接利用光能合成ATP, 实验二有细菌视紫红质但在黑暗条件下,无H+跨膜运输和ATP产生;实验三没有细菌视紫红质在光照下也无H+跨膜运输和ATP产生。这两个实验无法得出细菌视紫红质依赖光能进行H+跨膜运输的结论 04 真题感知 命题洞见 真题溯源 考向感知 1.(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 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 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 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, 48 真题溯源 考向感知 2.(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 应加入2mL淀粉酶溶液,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, 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 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 49 真题溯源 考向感知 3.(2025 北京 高考真题)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15~20min,特别脏的衣物可减少浸泡用水量;请勿使用60 以上热水。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 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均无法分解纤维素,故不会损坏纯棉衣物 50 真题溯源 考向感知 4.(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 耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质,基本单位为氨基酸 B 缺少引物和缓冲液时反应无法启动 耐高温的 DNA 聚合酶虽然能在较高温度下发挥作用,但保存时一般在低温下保存,而不是在70 ~75 下保存 51 真题溯源 考向感知 5.(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 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 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, 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 52 真题溯源 考向感知 A.核糖是ATP的组成成分,补充核糖有助于合成ATP B.推测表中的碳水化合物主要是淀粉 C.比赛过程中大量出汗,少量补充能量胶即可维持水盐平衡 D.能量胶不含脂肪和蛋白质是因为它们不能为机体提供能量 6.(2025 重庆 高考真题)能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品,可快速供能。下表是某能量胶的营养成分表。据表分析,下列叙述正确的是( ) 项目 每100g 能量 850KJ 蛋白质 0g 脂肪 0g 碳水化合物 50g 核糖 450mg 钠钾氯等 235mg A 若为淀粉,需分解为葡萄糖才能快速供能,但能量胶需“快速供能”,推测其为单糖或二糖(如麦芽糖). 大量出汗会导致水和电解质大量流失,能量胶中钠钾氯仅235mg/100g,少量补充不足以完全维持水盐平衡,需额外补充水和电解质, 脂肪和蛋白质均可供能,但脂肪供能慢,蛋白质主要参与结构构建,能量胶不含二者是因快速供能需优先利用碳水化合物, 53 真题溯源 考向感知 7.(2025 四川 高考真题)下列以土豆为材料的实验描述,错误的是( ) A.土豆DNA溶于酒精后,与二苯胺试剂混合呈蓝色 B.向土豆匀浆中加入一定量的碘液后,溶液会呈蓝色 C.利用土豆匀浆制备的培养基,可用于酵母菌的培养 D.土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响 A DNA的鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色,题目中未提及沸水浴步骤,无法显色 54 真题溯源 考向感知 8.(2025 河北 高考真题)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 水的光解发生在光反应阶段,由光能驱动,不消耗ATP,反而生成ATP 9.(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 D Fe3+催化H2O2的分解,Fe3+是无机催化剂,不是酶 O2通过自由扩散进入细胞,这是一种简单的物质跨膜运输方式,不涉及酶的催化作用 PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的,不需要酶来解旋 植物体细胞杂交前细胞壁的去除,需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解,涉及酶的催化作用 55 学以致用 能力提升 长句作答类 二、教材深挖拓展 1.加热、无机催化剂和酶加快化学反应速率的区别:加热只是为反应提供能量,并不能降低活化能。无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能,而酶降低活化能的作用更显著。 2.测定酶的最适温度的实验思路:在一定的温度范围内,设置多个不同的温度梯度,分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值,峰值所对应的温度为最适温度,否则继续扩大温度范围,直到测出峰值。 3.新采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻,可保持其甜味的原因:加热会破坏将可溶性糖(甜)转化为淀粉(不甜)的酶 的空间结构。 4.溶菌酶具有抗菌消炎作用的原因:溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,起到消炎抗菌的作用。 5.新鲜蔬菜水果放在冰箱冷藏室中,能延长保鲜时间的原因:低温抑制酶的活性,降低细胞呼吸强度,使有机物分解速率减慢,进而延长保鲜时间。 1.加热、无机催化剂和酶加快化学反应速率的区别:加热只是为反应提供能量,并不能降低活化能。无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能,而酶降低活化能的作用更显著。 2.测定酶的最适温度的实验思路:在一定的温度范围内,设置多个不同的温度梯度,分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值,峰值所对应的温度为最适温度,否则继续扩大温度范围,直到测出峰值 3.新采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻,可保持其甜味的原因:加热会破坏将可溶性糖(甜)转化为淀粉(不甜)的酶的空间结构 4.溶菌酶具有抗菌消炎作用的原因:溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,起到消炎抗菌的作用。 5.新鲜蔬菜水果放在冰箱冷藏室中,能延长保鲜时间的原因:低温抑制酶的活性,降低细胞呼吸强度,使有机物分解速率减慢,进而延长保鲜时间。 56 学以致用 能力提升 长句作答类 二、教材深挖拓展 6.ATP在生物体内含量较少,但生物体对ATP的需求量很大,生物体解决该矛盾的方法:细胞内ATP与ADP的转化速率较快,因此能够满足生物体对ATP的需求。 7.同样是能源物质,ATP与葡萄糖具有不同的特点:一是ATP含有的化学能比较少;二是ATP分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。 8.生物体所需的能量不都来自ATP:细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。有些生命活动还需要其他物质来直接提供能量,如在转录过程中,实际提供能量的除ATP外,还有CTP、GTP、UTP。 细胞内ATP与ADP的转化速率较快,因此能够满足生物体对ATP的需求 7.同样是能源物质,ATP与葡萄糖具有不同的特点:一是ATP含有的化学能比较少;二是ATP分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。 8.生物体所需的能量不都来自ATP:细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。有些生命活动还需要其他物质来直接提供能量,如在转录过程中,实际提供能量的除ATP外,还有CTP、GTP、UTP 57 学以致用 能力提升 长句作答类 三、实验专题讲座 一、实验设计遵循的原则 1.科学性原则 (1)选材科学性:如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料,因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。 (2)实验方法科学性:如使用双缩脲试剂时应先加入A液,再加入B液。 2.单一变量原则和等量原则 二者是完全统一的,只不过强调的侧重点不同,前者强调的是自变量的单一性即实验组和对照组相比只能有一个变量,而后者强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量,必须严格控制在适宜且等量条件下,以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。 3.平行重复原则 为减小实验误差应进行多次实验,如探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中,每次计数都要重复至少3次。 (1)选材科学性:如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料,因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。 如使用双缩脲试剂时应先加入A液,再加入B液。 二者是完全统一的,只不过强调的侧重点不同,前者强调的是自变量的单一性即实验组和对照组相比只能有一个变量,而后者强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量,必须严格控制在适宜且等量条件下,以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。 为减小实验误差应进行多次实验,如探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中,每次计数都要重复至少3次。 58 学以致用 能力提升 长句作答类 三、实验专题讲座 4.对照原则(为使实验结果更有可信度,需设置对照组) (1)空白对照:即对照组不做任何变量处理。如探究胰岛素的生理作用实验中,对小鼠进行饥饿处理后,注射胰岛素的为实验组,注射等量生理盐水的为对照组。 (2)自身对照:即对照组和实验组在同一实验对象上进行,不再设置新的对照组,如观察植物细胞质壁分离和复原的实验中,质壁分离状态与自然状态形成对照。 (3)条件对照:即给对照组施加变量处理,但这种处理不是实验假设所定的。如探究甲状腺激素的生理作用实验中,实验组为饲喂甲状腺激素,空白对照组为饲喂等量生理盐水,可以再增加一组对照组,饲喂甲状腺激素抑制剂,即条件对照,这样可以增加实验的说服力。 (4)相互对照:即不单独设对照组,而是几个实验组之间相互进行对照。如探究温度、pH对酶活性影响的实验中,各组既是实验组,又是其他组的对照组。 (1)空白对照:即对照组不做任何变量处理。如探究胰岛素的生理作用实验中,对小鼠进行饥饿处理后,注射胰岛素的为实验组,注射等量生理盐水的为对照组。 (2)自身对照:即对照组和实验组在同一实验对象上进行,不再设置新的对照组,如观察植物细胞质壁分离和复原的实验中,质壁分离状态与自然状态形成对照。 即给对照组施加变量处理,但这种处理不是实验假设所定的。如探究甲状腺激素的生理作用实验中,实验组为饲喂甲状腺激素,空白对照组为饲喂等量生理盐水,可以再增加一组对照组,饲喂甲状腺激素抑制剂,即条件对照,这样可以增加实验的说服力。 即不单独设对照组,而是几个实验组之间相互进行对照。如探究温度、pH对酶活性影响的实验中,各组既是实验组,又是其他组的对照组。 59 学以致用 能力提升 长句作答类 二、实验设计的基本方法 实验设计程序:明确实验目的 选择实验原理 确定实验思路 设计实验步骤 预期实验结果 得出实验结论。 1.实验目的 (1)验证性实验:寻找题干信息,一般写有“验证……”,即为该实验的实验目的。 (2)探究性实验:首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。 2.实验假设 假设是指用来说明某种现象,但未经证实的论题,是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想,是研究者对研究结果预先赋予的答案,是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确,也可能错误,但必须能解释题目现象或与题干相符,一般情况下,若是实验中要求写出你的假设,我们应根据自己平常积累的知识,写出认为最可能的一种假设即可。 (1)验证性实验:寻找题干信息,一般写有“验证……”,即为该实验的实验目的。 (2)探究性实验:首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。 假设是指用来说明某种现象,但未经证实的论题,是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想,是研究者对研究结果预先赋予的答案,是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确,也可能错误,但必须能解释题目现象或与题干相符,一般情况下,若是实验中要求写出你的假设,我们应根据自己平常积累的知识,写出认为最可能的一种假设即可。 60 学以致用 能力提升 长句作答类 二、实验设计的基本方法 3.实验原理 实验原理的确认与书写:实验原理就是进行实验的理论依据,书写基本套路概括为“已知条件找变量 根据目的提结论 依据材料判结果 结论结果巧联系 组织语言写原理”。 4.实验思路 思路是“想法”,是较为粗线条的思考过程,其要求“言简意赅”。比如:用某种方法处理某种材料,观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”,显示自变量和因变量,对无关变量表述时,应注意体现“相同且适宜”。 实验原理的确认与书写:实验原理就是进行实验的理论依据,书写基本套路概括为“已知条件找变量 根据目的提结论 依据材料判结果 结论结果巧联系 组织语言写原理”。 思路是“想法”,是较为粗线条的思考过程,其要求“言简意赅”。比如:用某种方法处理某种材料,观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”,显示自变量和因变量,对无关变量表述时,应注意体现“相同且适宜”。 61 学以致用 能力提升 长句作答类 5.实验步骤 步骤是“做法”,是更为“细节化”的操作流程,其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如何设置,“因变量”如何获得,“无关变量”如何保证相同且适宜。实验步骤设计的一般程序: 62 学以致用 能力提升 长句作答类 6.实验结果和结论 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象,是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象,对实验因变量与自变量关系进行分析,得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法: (1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤,根据单一因素不同,找出实验自变量。 (2)由果找因,分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系,得出正确结论。 (3)在有些实验中,还要根据各对照组中得出的“分结论”,综合为“全面结论(总)”。 (4)在验证性实验中,因为要验证的事实是正确的,实验结果只有一种,实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中,因为实验结果是未知的,可能出现的实验结果有多种,因此对应的实验结论也有多种,不同的结果对应不同的结论。 63 EVCapture4.2.1软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn EVCapture4.1.1软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn $