1、第三单元 细胞的能量供应和利用 第1课 酶和ATP 考点一 酶的本质、作用与特性 【核心知识突破】1.酶的作用和本质：(1)酶的本质与合成：酶的本质绝大多数是_少数是_蛋白质 RNA 合成原料氨基酸_合成场所_主要是细胞核(真核细胞)核糖核苷酸 核糖体(2)酶的作用及其机理。如图为酶降低化学反应活化能的曲线：解读：图中表示有酶催化的反应曲线是_。若a-c表 示无酶催化时所需的活化能，则a-b表示该酶_ _。结论：酶具有_作用，可以_化学反应的活化 能。(3)酶的来源：一般_都能产生。B 降低的活 化能 催化 降低 活细胞 2.酶的特性：(1)酶的高效性。下面是酶的高效性曲线：分析：酶只能缩短达
2、到化学反应平衡点的_，不 改变化学反应的平衡点。结论：与_相比，酶降低活化能的作用更 显著。酶的催化效率大约是_的1071013 倍。时间 无机催化剂 无机催化剂(2)酶的专一性。下面是酶的专一性曲线：分别向蔗糖溶液和麦芽糖溶液中加入麦芽糖酶，底物剩余量如图所示：分析：加入麦芽糖酶，蔗糖剩余量不变，而麦芽糖 剩余量减少。说明麦芽糖酶不能催化_水解，可以 催化_水解。结论：每一种酶只能催化_化学反应。蔗糖 麦芽糖 一种或一类(3)酶的作用条件较温和。下面是温度和pH对酶促反应速率的影响曲线：分析。a.在最适温度(pH)条件下，酶的活性最高，温度(pH)偏高或偏低，酶的活性都会明显_。b._都会使
3、酶变性失活；而_只是 抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度_可恢 复活性。降低 过酸、过碱、高温 低温 升高 c.从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用 的最适_。结论：_都会使酶的_遭到 破坏，使酶永久失活；_时，酶的活性较低，但不 会失活。温度 高温、过酸或过碱 空间结构 低温【秒判正误】1.酶的基本组成单位是氨基酸。()分析：酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。2.酶发挥作用离不开其特定的结构。()分析：结构与功能相适应，酶发挥作用离不开其特定 的结构。3.酶提供了化学反应所需的活化能。()分析：酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能。4.酶只能在细胞内发挥作用。()分析：只
4、要条件适合，酶在细胞内和细胞外都能发挥 作用。5.酶在催化反应完成后立即被降解。()分析：酶在催化化学反应前后本身的质和量都不发生 变化。6.低温和高温条件下酶都会变性失活。()分析：低温条件下酶的活性较低，但不会变性失活，高温条件下酶才会变性失活。【命题案例研析】【典例】(2017天津高考)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是()A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能 B.该体系中酶促反应速率先快后慢 C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的 D.适当降低反应温度，T2值增大【审答技巧】(1)分析两条曲线的走势：加入酶C后A曲线下降、B上升，
5、说明该反应是A生成B。(2)理解T2点的反应状态：T2点时该反应趋于平衡状态，反应条件改变会影响反应趋于平衡状态的速率，即影响T2值。【解析】选C。题图中加入酶C后，A浓度下降，B浓度 上升，推测A经过反应生成了B，酶C降低了A生成B这一 反应的活化能，A项正确；该体系中在T1T2段曲线变化 幅度较大，T2以后曲线趋于平缓，反映出酶促反应速 率先快后慢，B项正确；T2后B增加缓慢是作为反应物 的A过少造成的，酶的活性变化不明显，C项错误；图 示为最适温度下A、B浓度的变化曲线，适当降低反应温度，反应速率减慢，T2值增大，D项正确。【高考长句应答特训】(1)如果适当升高反应温度，上图中T2值会增
6、大，原因 是_ _。适当升高反应温度，酶的活性降低，酶促反应速率 降低，反应达到平衡的时间会延长(2)T1加入酶C后，请描述两曲线变化的趋势。提示：在T1T2段A曲线下降，B曲线上升，且变化幅度较大；T2后两曲线保持稳定。【方法规律】“四步法”分析酶促反应曲线 第一步 识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。第二步 析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先上升后下降”“先上升后稳定”等。第三步 抓点：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交点等表示的生物学含义。第四步
7、 辨析：“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标注信息识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，然后进行比较分析，判断曲线间有无联系或找出相互关系。【考点题组诊断】角度一 酶的本质、作用及特性 1.(2017全国卷改编)下列关于生物体中酶的叙述，错误的是 世纪金榜导学号()A.在细胞质中存在参与DNA合成的酶 B.由活细胞产生的酶可在生物体外发挥催化作用 C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 【解析】选D。线粒体、叶绿体中含有少量DNA，也有参与DNA合成的酶，A项正确；由活细胞产生的酶可在
8、生物体外发挥催化作用，如唾液淀粉酶可以在体外分解淀粉，B项正确；胃蛋白酶的化学成分是蛋白质，可以用盐析的方法沉淀，C项正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37，但是需要在低温条件下保存，D项错误。2.(2018济南模拟)科学家发现了一种RNaseP酶，它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2+的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明()A.某些RNA具有生物催化作用 B.酶是由RNA和蛋白质组成的 C.酶的化学本质是蛋白质 D.绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA【解析】选A。本题主要考查酶的本质和作用。由题可知，除去RN
9、aseP酶中的蛋白质，在提高Mg2+浓度的前提下，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明RNA也有催化作用，A项正确。酶的化学本质是蛋白质或RNA，故B项和C项错误，题中结果无法说明绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA，故D项错误。【易错提醒】本题易错选D。原因是不理解“绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA”这一结论是通过大量实验归纳得出的，任何一个单独的实验都不能得出这样的结论。3.(金榜原创预测)酶燃料电池是一种新型电池，通过生物酶在电极上的催化，将底物(如糖类)中的化学能直接转化为电能。该电池被认为是下一代为移动电子产品供电的绿色电池之一，具有广阔的应用前景。下列有关叙述不正确的
10、是()A.酶燃料电池的使用条件温和、安全 B.酶燃料电池中使用的酶本质上是蛋白质 C.酶燃料电池中酶的种类单一，体现了酶的专一性 D.酶燃料电池的使用易受到温度的影响【解题指南】解答本题的关键：(1)明确酶燃料电池的作用原理是酶的催化。(2)知道酶的专一性是一种酶只能催化一种或一类化学反应。【解析】选C。酶燃料电池的使用条件温和、安全，与酶的特性有关，A项正确；酶燃料电池中使用的酶是生物酶，本质上是蛋白质，B项正确；酶燃料电池中可以有多种酶，不同的酶催化不同的反应，体现了酶的专一性，C项错误；酶的活性易受到外界温度变化的影响，从而影响酶燃料电池的使用，D项正确。角度二 与酶的本质、特性相关的曲
11、线模型 4.(2019常德模拟)竹纤维是一种新型的织物纤维，具有抗菌、防紫外线等功能，穿着凉爽、透气。在竹 纤维织物工艺流程中需要除去淀粉类浆料，目前常用 耐热性强的枯草杆菌淀粉酶(-淀粉酶)“退浆”。如 图曲线表示的是在其他条件都适宜的情况下，淀粉酶 浓度的退浆效果(失重率)。下列有关说法错误的是()A.A-B表示酶浓度越高退浆效果越好 B.B-C表示提高酶的浓度几乎不影响退浆效果 C.B-C显示底物几乎耗尽 D.B-C表示底物与酶已充分结合【解析】选D。酶促反应速率与酶浓度、酶的活性以及底物浓度有关。反应进行到B点时，失重率不再增加，意味着淀粉类浆料被分解完毕，D项错误。5.(教材素材新命
12、题必修1 P86拓展题T1变式)如图表示在最适温度、最适pH等条件下，反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。回答下列问题：世纪金榜导学号(1)解释在A、B、C点时该化学反应的状况。A点：_；B点：_；C点：_。(2)如果温度升高10 重复实验，则图中A点的位置将_(填“上移”或“下移”)，原因是_ _。(3)如果从乙点开始，向反应混合物中加入少量同样的酶，在图中绘出曲线所发生的变化。并分析发生以上变化的原因。【解析】(1)A点时，反应物的浓度较低，随着反应物浓度的增加，反应速率加快；B点时，反应物的浓度较高，反应速率在此时达到最高；C点时，反应物浓度已经足够大，反应速率不再随反应物浓度的增
13、加而升高，维持在相对稳定的水平。(2)由于原来为最适温度，如果温度升高10 重复实验，酶的活性降低，反应速率降低，A点的位置将下移。(3)如果从乙点开始，向反应混合物中加入少量同样的酶，反应速率会加快，然后达到稳定。绘制曲线时应该从B点开始，先上升后稳定。答案：(1)随着反应物浓度的增加，反应速率加快 反应速率在此时达到最高 反应速率不再随反应物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平(2)下移 原曲线反映最适温度条件下的变化，超过最适温度，酶活性下降，反应速率下降(3)酶浓度增加且反应物充足，反应速率加快。考点二 探究影响酶活性的因素实验 【核心知识突破】1.实验原理：(1)酶活性：酶对化学反
14、应的_称为酶活性。催化效率(2)温度对酶活性的影响。反应原理：鉴定原理：滴加碘液，根据淀粉遇碘_的特性 判断淀粉分解情况。变蓝色(3)pH对酶活性的影响。反应原理：鉴定原理：可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验_ 产生量的多少。O2 2.实验步骤与结论：(1)温度对酶活性的影响。实验步骤与现象(如表)：实验操作试管编号变量分析123加入-淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL无关变量实验操作试管编号变量 分析123控制温度60 水浴沸水浴冰水浴自变量加入淀粉溶液2 mL2 mL2 mL一段时间后混合混合混合无关 变量滴加_1滴1滴1滴实验现象_因变量实验结论_都影响酶的活性不变蓝 变蓝 变蓝 高温、低
15、温 碘液 实验结论：在_条件下，酶的活性最高，_ _都影响酶的活性。最适温度 高 温、低温(2)pH对酶活性的影响。实验步骤与现象(如表)：实验操作试管编号变量 分析123加入过氧化 氢酶溶液2滴2滴2滴无关 变量控制pH1 mL 蒸馏水1 mL 5%HCl1 mL 5%NaOH自变量实验操作试管编号变量 分析123加入3%的 H2O2溶液2 mL2 mL2 mL无关 变量实验 现象气泡量多少少因变量卫生香 燃烧_ _ _实验结论_猛烈 燃烧 不猛烈 燃烧 不猛烈 过酸、过碱都影响酶的活性 实验结论：在_条件下，酶的活性最高，过酸、过碱都影响酶的活性。最适【微点警示】实验试剂与材料的选取及变量
16、控制(1)正确选取试剂：在探究温度对酶活性的影响实验中，选用淀粉和淀粉酶时，宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，原因是使用斐林试剂需要水浴加热，而该实验需要严格控制温度。(2)合理选取材料。在探究温度对酶活性的影响实验中，不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶，原因是过氧化氢在常温常压下就能分解，在加热条件下分解会加快。在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶，原因是淀粉在酸性条件下分解会加快。(3)科学控制变量：在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度的干扰)，且将酶溶液调至实验要求的pH后，再让反应物与酶接触。【秒判正误】1.可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高
17、效 性。()2.酶的活性越高，酶促反应速率越快。()分析：当底物浓度相同时，酶活性越高，酶促反应速 率越快。3.在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，可先控制 酶的温度或pH，再将酶与底物混合，也可以先将酶与 底物混合，再控制酶的温度或pH。()分析：在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，如果 先将酶与底物混合，再控制酶的温度或pH，在达到相 应温度或pH之前酶已经发挥作用，会影响实验结果。4.若用唾液淀粉酶进行探究pH对酶活性影响的实验，则应将水浴温度控制在37。()5.在探究温度对酶活性的影响实验中，可以选用过氧 化氢酶催化过氧化氢分解。()分析：温度能直接影响过氧化氢分解。【命题案例研析
18、】【典例】(2016全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20)、B组(40)和C组(60)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10，那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_ _。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。【审答技巧】(1)审题关键：题干中关键信息不要忽略：检测指标是“产物浓度”而不是酶活性，相同反应时间内产物浓
19、度越大，酶活性越高。读懂曲线图的关键变化：并不是三个实验组的产物浓度都逐渐增加，t2后C组(60)的产物浓度不变，说明该温度下酶已经失活。(2)满分答题：分析原因要体现出因果关系：设问(3)在回答原因时，若直接答“酶已失活”或“酶活性降低”均不能得满分，分析原因时一定要分析透彻，体现出因果关系才能得满分。回答问题时不要漏写特殊情况：设问(4)回答酶的化学本质时不能只答“蛋白质”，而忽略少数酶是RNA。【解析】本题主要考查酶的本质与特性、温度与底物对酶活性的影响。(1)通过曲线分析可知在相同时间内，B组产物浓度高，即反映了酶的活性强。(2)A组为20，低温抑制酶的活性，适当升高温度，酶的活性会增
20、强，表现为催化反应的速度加快。(3)分析C组曲线可知，t2之后产物的浓度不再增加，说明反应已经停止，酶失去了催化作用，此时再增加底物的量，因为酶已失活，产物的总量不再增加。(4)酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，主要是蛋白质，还有少量的RNA。酶具有高效性、专一性和反应条件较温和等特性。答案：(1)B(2)加快(3)不变 60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA 高效性、专一性、作用条件较温和(答出两点即可)【核心素养新命题】(1)科学思维分析与综合 在时间t1之前，如果B组温度提高10，那么B组酶催化反应的速率会怎样变化？原因是什么？提示
21、：B组温度提高10 后，如果没有达到最适温度，酶催化反应的速率会增大；如果超过最适温度，酶催化反应的速率可能会增大、不变或减小。(2)科学探究设计实验方案 如果已经确定该酶可以催化葡萄糖分解，其化学本质是蛋白质。请设计一个实验，精确探究该种酶的最适温度，写出实验的基本思路。提示：先确定系列等温度梯度，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度之间设置更小的温度梯度。【考点题组诊断】角度一 实验设计方案 1.(2016全国卷)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是()世纪金榜导学号 A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量 B.加入底物加入
22、酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量 C.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量 D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)关键词：酶活力(即酶活性)、缓冲液(调节酸碱度)、底物(参与生化反应)。(2)解题关键：明确实验的基本原则单一变量原则。【解析】选C。本题主要考查酶活力的检测方法。在检测酶活力的实验中，除酶本身外，其余条件应保持相同且适宜，即无关变量不能影响酶活力；在该实验中pH为无关变量，为了排除pH的干扰，应在酶和底物混合之前加入缓冲液，为酶促反应提供稳定的pH环境，故C项正确。2.(金榜原创预测)下
23、表为探究影响酶活性因素的一组实验，请据表分析，如果要探究 pH对酶活性的影响，应选择表中的哪些试管()试管内容物条件11 mL10%鸡蛋清溶液+1 mL清水3538 水浴；pH=921 mL10%鸡蛋清溶液+1 mL胰蛋白酶3538 水浴；pH=5试管内容物条件31 mL10%鸡蛋清溶液+1 mL胰蛋白酶3538 水浴；pH=941 mL10%鸡蛋清溶液+1 mL胰蛋白酶4 水浴；pH=955 mm5 mm毛边纸+1 mL胰蛋白酶3538 水浴；pH=965 mm5 mm毛边纸+1 mL纤维素酶液3538 水浴；pH=5A.4和5 B.2和3 C.5和6 D.1和2【解析】选B。试管4和5有两
24、个变量，即温度和底物，且pH相同，不能探究pH对酶活性的影响，A错误；试管2、3只有一个变量，即pH，其他条件都相同且适宜，符合条件，B正确；试管5、6中有两个变量，即pH和酶的种类，不遵循实验设计的单一变量原则，C错误；试管1和2中也有两个变量，即pH和酶的有无，不遵循实验设计的单一变量的原则，D错误。【方法技巧】对照实验的变量控制原则 实验变量控制原则自变量单一变量原则无关变量等量且适宜原则因变量可观测性原则角度二 实验过程分析 3.(2018武汉六校联考)下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：世纪金榜导学号 注
25、明：淀粉酶的最适温度是60。实验一：探究温度对酶活性影响的实验实 验 步 骤分组甲组乙组丙组淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL可溶性淀粉溶液5 mL5 mL5 mL控制温度0 60 90 将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温测定单位时间内淀粉的分解速率实验二：探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验组别A组B组C组D组E组pH56789H2O2溶液完全分 解所需时间(秒)20018090192284(1)pH在实验一中属于无关变量，而在实验二中属于_变量。(2)实验一的步骤为错误操作，若改为正确的操作步骤后，第步最好选用_(试剂)测定单位时间内_。(3)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀
26、粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，这是不科学的，原因是_。(4)分析实验二的结果，可得到的结论是_ _。(5)分析实验二的结果，在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，如何设置pH梯度？【解析】(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量。(2)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先设置好酶和淀粉的温度，然后再将相应温度的淀粉和酶混合进行反应，因此，实验一的步骤为错误操作，正确的操作应该是将新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别恒温后再混合。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量，淀粉的剩余量越多，说明
27、酶活性越低。(3)温度会直接影响H2O2溶液的分解，因此实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。(4)实验二探究过氧化氢酶作用的最适pH，pH为自变量。由实验二的结果可知：在pH 57的范围内，随pH的升高，该过氧化氢酶活性升高；在pH 79的范围内，随pH的升高，该过氧化氢酶活性降低。故该过氧化氢酶的最适pH约为7。(5)缩小pH梯度范围，在pH为68范围内设置较小的梯度值进行实验，比如6.5、7、7.5、8。答案：(1)自(2)碘液 淀粉的剩余量(3)温度会直接影响H2O2的分解(4)该过氧化氢酶的最适pH约为7(5)在pH为68范围内设置较小的pH梯度
28、。【加固训练】(2018济南模拟)如图为探究新鲜的土豆片中的 H2O2酶具有催化作用的实验装置图，下列对该实验产生的现象及其结果推测的叙述，正确的是()A.该实验的自变量是温度和新鲜的土豆片数量 B.若增加新鲜的土豆片的数量，量筒中气体的总量会增加 C.一段时间后，气体产生速率不再增加的原因是该反应的底物已耗尽 D.对照实验的装置可设置为10 mL30%的H2O2溶液和煮熟的土豆片，其他条件均相同【解析】选D。本实验目的是探究新鲜的土豆片中的 H2O2酶具有催化作用，实验的自变量为是否加入过氧 化氢酶(是否加入新鲜土豆片)，温度属于无关变量，A错误；新鲜土豆片中含H2O2酶，增加新鲜土豆片的数
29、 量即增加酶浓度，这样会加快化学反应速率，使量筒 中产生气体的速率加快，但是底物H2O2的量一定，故 最终生成氧气的量相同，B错误；一段时间后，气体产生速率不再增加的原因是酶量有限，C错误。考点三 ATP在能量代谢中的作用 【核心知识突破】1.ATP的结构：(1)ATP的元素组成：_。(2)ATP的化学组成：一分子_，一分子_和三 分子_。(3)ATP的结构简式：_。C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 A-PPP(4)ATP的结构图解(写出各部分的名称)：_，_，_，_，_，_，_ _，_。腺嘌呤 核糖 高能磷酸键 磷酸基团 腺苷 一磷酸腺苷(腺嘌呤核糖核苷酸)二 磷酸腺苷 三磷酸腺苷
30、 2.ATP和ADP的相互转化：(1)转化原因：ATP的化学性质不稳定，_的那 个高能磷酸键容易断裂与合成。远离腺苷(2)转化关系及过程比较：比较 项目ATP的合成ATP的水解反应式_ _ 所需酶ATP合成酶_能量 来源_(光合作用)、_ _(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量能量 去路储存于形成的高能磷酸键中用于_ADP+Pi+能量 ATP ATP ADP+Pi+能量 酶 光能 化 学能 ATP水解酶 各项生命活动 酶 比较 项目ATP的合成ATP的水解反应 场所_ _生物体的需能部位细胞质基质、线粒体、叶绿体 3.ATP的利用：4.【教材易漏知识】必修1 P90“思考与讨论”：糖类、脂肪分
31、子中能量和ATP分子中能量作用不同：糖类和脂肪分子中能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用，这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用。【微点警示】理解ATP的四个易混点 (1)ATP与ADP的相互转化不属于可逆反应：其中物质可循环利用，但能量不可循环利用。(2)ATP不能等同于能量：ATP是一种与能量有关的物质，是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出大量能量。(3)细胞中ATP不会大量积累：细胞中ATP含量很少，但转化速度很快，可以满足生命活动的需要。(4)ATP转化为ADP要消耗水：ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，既需要酶的催化，也需要消耗
32、水。【秒判正误】1.ATP在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行 相互转化。()2.ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。()分析：吸能反应一般与ATP水解反应相联系，由ATP水 解提供能量；放能反应一般与ATP合成反应相联系，释 放的能量储存在ATP中。3.ATP中远离腺苷的高能磷酸键断裂后所释放的能量主 要以热能的形式散失。()分析：ATP中远离腺苷的高能磷酸键断裂后所释放的能 量可用于细胞内的各项生命活动，转化成各种形式的 能。4.ATP脱去两个磷酸基团后，可作为RNA分子的合成原 料。()5.植物根细胞吸收离子所需的ATP来源于光合作用或细 胞呼吸。()分析：植物根细胞
33、吸收离子所需的ATP来源于细胞呼 吸。6.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来 源。()分析：在无氧条件下，叶肉细胞还可以进行无氧呼吸 产生ATP。【命题案例研析】【典例】(2016海南高考)下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是()A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一 B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加 C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成 D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成【审答技巧】解答本题需要厘清三个关系：关系一 ATP与DNA：ATP去掉2个Pi，剩下的结构是腺嘌呤核糖核苷酸，是
34、RNA的基本组成单位，而DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。关系二 ATP与细胞呼吸：有氧呼吸的每一个阶段都产生ATP，而无氧呼吸第二阶段不产生ATP。关系三 ATP与光合作用：叶肉细胞在光下既进行光合作用，也进行细胞呼吸，都能产生ATP。【解析】选D。本题主要考查ATP的分子结构、ATP的合 成、细胞呼吸与光合作用的关系。A项，DNA的基本组 成单位是脱氧核苷酸，故错误。B项，加入呼吸抑制剂 可使细胞中ATP生成减少，故错误。C项，无氧呼吸第 一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和H，产生ATP，丙酮酸 转变为酒精的过程中没有ATP的合成，故错误。D项，光下叶肉细胞可在细胞质基质、线粒体中进行细胞呼吸，也
35、可在叶绿体中进行光合作用，它们都有ATP合成，故正确。【核心素养新命题】(1)生命观念物质与能量观 对于马铃薯的块茎来说，加入呼吸抑制剂后，酒精和ATP的产生量将会发生怎样的变化？提示：在无氧条件下，马铃薯的块茎进行无氧呼吸，产生乳酸，所以加入呼吸抑制剂后，无氧呼吸受到抑制，ATP的产生量会减少，但不会产生酒精。(2)科学思维比较与分类 比较下面的三种结构，说出 分别表示的结构名称及圆圈中所对应的含义。表示_，圆圈表示_；表示_，圆圈表示_；表示_，圆圈表示_。ATP 腺苷 RNA片段 腺嘌呤核糖核苷酸 DNA片段 腺嘌呤脱氧核苷酸【考点题组诊断】角度一 ATP的结构与功能 1.(2018德州
36、模拟)下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是()A.脂肪 B.钙离子 C.糖 D.ATP【解题指南】(1)题干关键词：“直接给细胞生命活动提供能量”。(2)关键知识：细胞中的能源物质与供能特点。【解析】选D。本题主要考查细胞中的能源物质与供能的相关知识。脂肪是细胞内的主要储能物质，故A项错。细胞中的无机盐离子不是供能物质，故B项错。糖是细胞中主要的能源物质，但不直接提供能量，故C项错。细胞内的直接能源物质是ATP，故D项正确。2.(2019南昌模拟)下列关于ATP和RNA的叙述，错误的是()A.植物叶肉细胞的线粒体中既有ATP的合成，也有RNA的合成 B.ATP水解去除两个磷酸基团后得
37、到的产物为RNA的基本组成单位之一 C.真核细胞中细胞呼吸合成的ATP可用于细胞核中合成RNA D.细胞中RNA可为细胞代谢提供活化能，ATP可降低反应所需的活化能【解析】选D。叶肉细胞的线粒体通过细胞呼吸产生ATP，线粒体中含有DNA，可以转录产生RNA，A项正确；ATP水解去除两个磷酸基团后得到腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本组成单位之一，B项正确；真核细胞中细胞呼吸合成的ATP可用于细胞核中合成RNA，C项正确；细胞中ATP可为细胞代谢提供能量，细胞中RNA作为酶时可降低反应所需的活化能，D项错误。3.生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们的用途有一定差异(如表)。下列相关叙述正确的是()
38、世纪金榜导学号 高能磷酸 化合物ATPGTPUTPCTP主要用途能量 通货蛋白质 合成糖原 合成脂肪和磷 脂的合成A.葡萄糖和果糖反应生成蔗糖的过程中，可由ATP直接供能 B.在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中，消耗的能量均不能来自ATP C.UTP分子中所有高能磷酸键断裂后，可得到尿嘧啶脱氧核苷酸 D.无光情况下，叶肉细胞内合成ATP的场所有线粒体和叶绿体【解析】选A。ATP是能量通货，也可以为糖原、脂肪和磷脂的合成过程直接提供能量，A正确、B错误；UTP分子中所有高能磷酸键断裂后，可得到尿嘧啶核糖核苷酸，C错误；无光情况下，叶肉细胞内合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质，D错误。【易错提醒】本
39、题易错选B或C，错选B的原因是只注意了糖原、脂肪和磷脂的合成过程中特有的高能磷酸化合物，忽视了ATP能量通货的作用，即糖原、脂肪、磷脂合成需要的能量也可来自ATP。错选C的原因是不理解UTP中的五碳糖是核糖。角度二 ATP与ADP的相互转化 4.(2019济南模拟)如图为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法错误的是 世纪金榜导学号()A.ATP中的“A”与ATP彻底水解后生成的“A”表示不同物质 B.ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为化学能，但无法转化为光能 C.ATP与ADP快速转化依赖于酶的高效性 D.酶1和酶2的作用机理都是降低化学反应的活化能【解析】选B。ATP中的“A”
40、为腺苷，ATP彻底水解后生成的“A”表示腺嘌呤，A项正确；ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能，B项错误；ATP与ADP快速转化依赖于酶的高效性，C项正确；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，从而提高反应速率，D项正确。角度三 酶、ATP和激素比较 5.(金榜原创预测)下列对动物体内酶、ATP和激素这三类有机物的相关叙述，正确的是()A.这三类有机物一定含有C、H、O、N B.动物精原细胞形成精子的过程中无激素参与 C.能合成酶的细胞一定能合成ATP D.酶、ATP和激素均通过体液传送，对细胞发挥作用【解析】选C。酶的本质为蛋白质或RNA，激素为固醇 类或含氮类物质，它们和
41、ATP都含有C、H、O，A项错 误。精原细胞形成精子的过程中，需要酶催化，需要 激素参与，B项错误。合成酶需要消耗能量，能合成酶 的细胞一定能合成ATP，C项正确。ATP是在细胞内合成 并发挥作用；酶在细胞内外都发挥作用；激素由内分 泌腺细胞分泌，进入细胞外液，通过体液传送后对细胞发挥作用，D项错误。【加固训练】1.(2018南昌模拟)ATP被比喻为生物体内的能量“通货”，它已成为科学家研究的热点。下列有关细胞内ATP的叙述中，正确的是()A.ATP中含有3个高能磷酸键 B.ATP可溶于水，因此只可注射不可口服 C.寒冷或紧张状态下，细胞内ATP的分解速率大于合成速率 D.剧烈运动时，肌肉细胞
42、中ATP与ADP之间相互转化的速率迅速加快【解析】选D。ATP中含有2个高能磷酸键；ATP可溶于水，既可注射也可口服；即使在寒冷、紧张等状态下，细胞内ATP的合成速率与分解速率也大致相等，只是它们之间的转化速率加快；剧烈运动时，需要能量较多，肌肉细胞会加快ATP与ADP之间的转化速率。2.下列关于细胞内合成ATP的叙述中，错误的是()A.ATP在细胞内的含量很少，随时消耗、随时产生，且速度非常快 B.ATP失去两个磷酸基团后为DNA的基本组成单位之一 C.在叶绿体中形成ATP需要光能 D.在一定条件下，ADP与ATP可以相互转化【解析】选B。ATP在细胞内的含量很少，随时消耗、随时产生，且速度
43、非常快，从而满足细胞对能量的需求，A正确；ATP失去两个磷酸基团后为RNA的基本组成单位之一，B错误；在叶绿体中形成ATP的过程为光反应，需要光能，C正确；在一定条件下，ADP与ATP可以相互转化，D正确。3.(2018长沙模拟)如图表示ATP中磷酸键逐级水解的过程图，下列说法不正确的是()A.绿色植物叶肉细胞内，叶绿体和线粒体均能合成ATP，但两者合成的ATP的用途不同 B.酶ac催化的反应(底物的物质的量相同)，产生最少的是过程 C.酶a发挥作用时细胞中一般伴随着放能反应的进行 D.是组成HIV遗传物质的单体之一【解析】选C。在绿色植物叶肉细胞内，叶绿体通过光 合作用合成的ATP只能用于光合作用的暗反应；线粒体 合成的ATP可以用于其他各项生命活动，A正确。酶a c催化的反应(底物的物质的量相同)，产生最少的是 过程，因为、过程水解的都是高能磷酸键，而 过程水解的是普通磷酸键，B正确。酶a发挥作用时 细胞中一般伴随着吸能反应的进行，C错误。是腺嘌呤核糖核苷酸，HIV的遗传物质是RNA，所以是组成HIV遗传物质的单体之一，D正确。答案速填：1_ 2_ 3_ 4_ _ 6_ _ 蛋白质 降低化学反应的活化能 高效性 专一性 5A-PPP 光合 作用和细胞呼吸
