2024年高考生物大一輪必修1復習講義第7講 酶和ATP

第二單元細胞的能量供應和利用

第7講酶和ATP

課標內容（1）說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環

境因素（如pH和溫度等）的影響。（2）解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物

質。（3）實驗：探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素。

考點一酶的本質、作用及特性

「基礎,精細梳理夯實上備知識

1.酶的作用及本質

（1）酶本質的探索歷程（連線）

從刀豆種子中提取出朦醵

（第一個）,證明腺醐的化

學本質（蛋白質）和作用

（分解尿素）

將薛埠苗細胞中引起發醉

的物質稱為怵醐

少數RNA也具仃生物催化

功能

糖類變成酒精必須有活酵

母菌細胞的參與

糖類變成酒精必須有酵母

菌細胞死亡并擇放其中的

某些物質

（2）酶的本質和功能

?林內、林外均可發寫作用

/（本質:絕大多數是蛋白質,少數是RNA

\!（合成原料］-氨基酸或核糖核伊酸

軟細胞核等一一:蓋?

來源卜一般來說,迪迪都能產生醐

（功能］啰生/里,,，?女一功能

（3）酶的作用機理分析降低化學反應的活化能

°/;反應過程

不表示無幅催化過程所需要的活化能是蛆段

②表示有腋催化過程所需要的活化能是火段

3表示的降低的活化能是他段

④該反應中，若將幅催化改為無機催化劑催化,

則b點在縱軸上將包上移動

名師解讀

①加熱不能降低化學反應的活化能，但是可以為反應提供能量。

②酶可以重復多次利用，不會立即被降解。

③檢驗蛋白酶對蛋白質的水解時應選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結論,

因蛋白酶本身也是蛋白質，不能用雙縮腺試劑鑒定。

④酶既可以作為催化劑，又可以作為另一個化學反應的底物。

2.酶的特性

(1)高效性

生成物的最

①加②加入無：比較①②一醐具

入悔機催化劑J仃，效性

~"：比較①③一附具

③未加催化劑：有催化作用

時間

名師解讀

酶與無機催化劑的相同點：①都能降低化學反應的活化能；②可加快化學反應速

率，縮短達到平衡的時間，但不改變平衡點；③化學反應前后酶的數量和性質不

變。

(2)專一性；每一種酶只能催化一種或一類化學反應。

［反應速率：酶A可催化底物水

-----酹A；解.酶B則與“無酶”

//一相同一髀催化具

F梅B或京酶;有專一性

,反應物濃度

回一A0B⑥占

7ioC

①AK示酶.B表示能被A催化的底物.C、D

物質則不能被催化一腑具“G-性

②酶和被催化的反應物分子?均JL有特定的

結構

(3)作用條件較溫和

名師解讀

在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過堿等條件會使酶

的空間結構遭到破壞而永久失活：低溫條件下酶的活性很低，但空間結構穩定。

【考點速覽?診斷】

(1)麥芽中的淀粉酣比人的唾液淀粉前的酸適溫度低。(2021?湖北卷，2D)(X)

提示一般來說，動物體內酶的最適溫度比植物低。

(2)酶、抗體、激素都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的。(2021?全國甲卷，IA)(X)

提示大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA；只有部分激素是蛋白質類。

(3)胰蛋白酶和胰島素發揮作用后都立即被滅活。(2020?海南卷，8C)(X)

提示薛可以重復多次利用，不會立即被降解。

(4)細胞中生物大分子的合成需要酶來催化。(2020?江蘇卷，T2D)(V)

(5)饑餓時，胰高血糖素水平升高，促進糖原分解，說明激素具有酶的催化活性。

(2018?全國卷H,T3B)(X)

提示激素具有調節作用。

⑹由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性。(2017?全國卷n,T3B)(X)

提示酶在生物體內、體外均可發揮催化作用。

(7)從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法。(2017?全國卷II,3C)(V)

■疑難.精準突破強化關鍵能力

【情境推理?探究】

必修1P82“探究?實踐”拓展

1.唾液淀粉酶隨食物進入胃內就會失活，原因是

提示唾液的pH為6.2?7.4而胃液的pH為0.9?1.5,唾液淀粉酶沒有了適宜

的pH條件，酶活性大大下降甚至失活，不再發揮作用

必修1P84“相關信息”拓展

2.高溫、過酸、過堿等條件下，酶失活后即使給予適宜的條件，活性仍不能夠恢

復正常，原因是_____________________________________________________

人發燒時不想吃東西，原因是_____________________________________________

提示高溫、過酸、過堿等條件都會導致酶空間結構被破壞，使酶永久失活體溫

升高導致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢

必修1P-“科學?技術?社會”碇

3.利用加酶洗衣粉洗滌衣服時：

①絲綢和毛皮類衣物不能用加酶洗衣粉來洗滌，因為

②加酶洗衣粉使用的水溫一般在50℃以下，切記不能用沸水，否則

提示①加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可能會損壞絲綢和毛皮類衣物的蛋白質

②酶會失去活性

必修1P79”思考?討論”拓展

4.巴斯德認為釀酒中的發酵是由酵母菌細胞的存在所致，沒有活細胞就不能產生

酒精；李比希卻認為引起發酵的只是酵母菌細胞中的某些物質，不一定需要活的

細胞。請你利用酵母菌細胞、研磨和過濾裝置、葡萄糖溶液等材料設計一個實驗

來結束這一爭論。

提示將薛母菌細胞研磨粉碎、加水攪拌后過濾，將提取液加入葡萄糖溶液中，

也能產生酒精，說明引起發酵的是一種化學物質(模擬些希納的實驗)。

【重點難點?透析】

1.酶促反應速率的影響曲線分析

(1)底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響

反應速率...../II限制6J*美獨

A>-；B沫皮式那牯桂

/'...淳友

°底物濃度

反應速率..>自啟物充入、￥他加件迂

宜的情況下，氏戊士率與

°髓濃度

(2)酶促反應產物濃度與反應時間的關系曲線

中強②：4①的基油

超上，袖濃皮增加一倍

在

會

￡一三二....曲強③：在①的基

叟/-----------T牯上.氏戊再濃無

Xi梏

O時間

(3)溫度和pH對酶促反應速率的影響

反應物剩余最/

相對量

30

33

37

35

不同pH條件下.:不同溫度條件下.醐最適

酶最適溫度不變；pH也不變

2.教材中具有“專一性”或“特異性”的物質歸納

:每一種醐只能催化一種或一類

」化學反應，如限制性內切核酸

飛醐能識別特定的核甘酸序列.

：并在特定的位點切割DNA分子

一—一—一■.一一—————■?

:某些物質通過細胞膜時得要轉：

|轉運L」運蛋白協助,不同物質所需轉！

抬I設門『包運蛋白不同,轉運蛋白的專一：

一

:性是細胞膜選擇透過性的基礎：

性

物

質:激素特異性地作用于靶細胞、：

7%至k-」靶踹官，其原因在于其犯細胞.

晅吏廠］的細胞膜上或細胞內存在與該:

:激素特異性結合的受體：

雨Ik」af?i'；RNAH^^疝奔河運二疝

1r

--1氨基酸：

一種抗體只能與相應的抗原發:

生特異性結合

一種抗原只能與相應的抗體發;

生特異性結合

每種特定的DNA分子都皆其獨;

特的脫氧核件酸序列

細胞膜上或細胞內激素和經遞：

質等的受體一般具有特異性

廣典例.精心深研_______提升學科素養

考向1結合酶的本質及作用，考查科學思維

1.（2023?山西太原調研）在生物體內，酶是具有催化作用的有機物。下列關于醐的

敘述，錯誤的是（）

A.過氧化氫酶、腺酶和麥芽糖酶的化學本質都是蛋白質

B.DNA聚合酶和DNA連接酶都能催化磷酸二酯鍵的形成

C.胰蛋白酶的合成及分泌與核糖體、內質網和高爾基體有關

D.淀粉酶和鹽酸通過升高化學反應的活化能催化淀粉水解

答案D

解析淀粉酶是生物催化劑，鹽酸是無機催化劑，都可乂降低化學反應的活化能

來催化淀粉水解，D錯誤，

2.（2023?廣東深圳調研）嚼饅頭時會感覺有甜味，那是因為唾液淀粉酶將淀粉分解

成了麥芽糖。下列有關酶的說法，錯誤的是（）

A.升高溫度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用機理相同

B.高溫、強酸、強堿都會導致唾液淀粉酣的空間結構改變而使其失活

C.唾液淀粉酚既可作為淀粉水解的催化劑，又可作為蛋臼酶催化的反應底物

D.唾液淀粉醐能夠與雙綿麻試劑反應顯紫色

答案A

解析升高溫度的原理是提供能量，加酶的原理是降低化學反應所需的活化能，

作用機理不同，A錯誤；高溫、強酸、強堿都會導致蛋白質的空間結構改變而使

其失活，唾液淀粉酶的化學本質是蛋白質，B正確；唾液淀粉酶的化學本質是蛋

白質，唾液淀粉酶既可作為淀粉水解的催化劑，又可作為蛋白酶催化的反應底物,

C正確；唾液淀粉酶的化學本質是蛋白質，蛋白質能夠與雙縮腺試劑反應顯紫色,

D正確。

3.（2022?全國乙卷，4）某種酶P由RNA和蛋白質組成，可催化底物轉化為相應的

產物。為探究該酶不同組分催化反應所需的條件，某同學進行了卜.列5組實驗（表

中“+”表示有，“一”表示無）。

實驗組①②③④⑤

底物++十++

RNA組分++—+—

蛋白質組分+—十—+

低濃度Mg?.十+十——

高濃度Mg2‘———++

產物+——+—

根據實驗結果可以得出的結論是（）

A.酷P必須在高濃度Mg?十條件下才具有催化活性

B.蛋白質組分的催化活性隨Mg2+濃度升高而升高

C.在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性

D.在高濃度Mg.條件下蛋白質組分具有催化活性

答案C

解析由①組可知酶P在低濃度Mg2+條件下也有產物的生成，說明并非一定要

在高濃度Mg?+條件下酶P才具有催化活性，A錯誤；由第③組和第⑤組對比可

知，只有蛋白質組分存在時，在低濃度Mg2+和高濃度Mg?f的條件下，均無產物

的生成，說明在兩種條件下蛋白質組分都沒有催化活性，B錯誤；由第④組和第

⑤組對比可知，在高濃度Mg?十條件下，第④組有產物的生成，第⑤組沒有產物

的生成，說明RNA組分在高濃度Mg2+條件下具有催化活性，蛋白質組分沒有催

化活性，C正確，D錯誤。

考向2結合酶促反應速率的影響因素，考查科學思維

4.（2023?重慶市抽測）某同學探究溫度、pH、底物濃度與防促反應速率的關系，繪

制出如下曲線圖。有關敘述正確的是（）

A.圖I中A8段與8c段酶促反應速率的限制因素相同

B.圖2中。點與尸點酶的空間結構都被部分破壞且不能恢復

C.圖3中把G點時對應的相關因素調至最適，酶促反應速率不能同步升高

D.圖1、圖2、圖3中相關因素分別是底物濃度、pH、溫度

答案C

解析分析題圖可知，圖I、圖2、圖3中相關因素分別是底物濃度、溫度、pH,

D錯誤；圖1中限制48段酶促反應速率的因素是底物濃度，限制8c段醉促反

應速率的因素是酶的量等其他因素，A錯誤；圖2中。點時酶活性受抑制，但

其空間結構未被破壞，B錯誤。

考點二探究酶的專一性、高效性及影響醞活性的因素

■基礎?精細梳理夯實必備知識

1.比較過氧化氫在不同條件下的分解

(1)實驗原理

2H2。2重氧化氫底2H20+02t,可用點燃但無火焰的T1生香燃燒的情況來檢驗

02的生成速率。

⑵實驗設計與現象分析

①自然狀態?幾乎?不分解.起手照作用

②9。七水浴緩慢出現少量氣泡，表明

氧

過常「水道-加熱能促進過輒化氫分解,

氫

化熱提高反應速率

不

在

條

同

③加FeCl3產生較多氣泡，點愁但無

下

件溶液火焰的衛生香復燃不明顯

的分

解④加肝臟研產生大量氣泡，點燃但無

售》巴中過火焰的衛生香復燃明顯

氧化氫酹)

同無機催化劑相比，福隆

結論?低活化能的作用更顯著.

催化效率更高

(3)實驗變量與對照分析

水浴加熱(90t:)處理、無機催化劑

g^)?(Fcch)和過氣化氫酶----------

底物(HQ?)的分解速率?可用產生的

0?變“?氣泡數口的多少表示

加入也。2的最;實驗室的溫度;FcCL,

和肝臟研磨液的新鮮程度

(4)實驗結論

①②對照，說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率;

①④對照，說明酶具有催化作用,同無機催化劑一樣可加快化學反應速率;

③④對照，說明酶具有高效性,同無機催化劑相比，酶的催化效率更高。

2.探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

試管編號12

注入可溶性淀粉溶液2mL—

注入蔗糖溶液—2mL

注入新鮮的

2mL2mL

淀粉酶溶液

60℃水浴保溫5min

新配制的斐林試劑2mL2mL

沸水浴煮沸1min

實驗現象有磚紅色沉淀沒有磚紅色沉淀

說明產生了江原硫.淀松濃水肝說明定必愎過被心解

V/

結論：刃的作用旦有孑一枝

名師解讀

(1)該實驗的自變量是底物的種類：因變量是底物是否被淀粉酶水解。本實驗設

計思路是探究同一種酶是否能催化不同底物水解。

(2)上述實臉中不能用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因為碘液只能檢測淀粉

是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會遇碘液變色。

3.探究溫度對酣活性的影響

—淀粉麗_.

eg藍友出.

溫度影響幅的活性，從而?選響淀粉活性解.

加碘液，根據是否;1:現藍色及藍色色深淺

來判斷酶的活性

(2)實驗步驟、現象及結論

取6支試管，分別編號為I與1，、2與7、3與3、并分別進行以下操作。

試管編號1r2V33，

2mL

2mL可溶2mL淀2mL可2mL可溶

2mL淀淀粉

—性淀粉溶粉酶溶溶性淀性淀粉溶

粉酶溶液酶溶

液液粉溶液液

液

實驗步

在60℃溫水中水浴在沸水中水浴

驟二在冰水中水浴5min

5min5min

1與「試管內液體混2與2,試管內液體混3與3,試管內液體

三

合，搖勻合，搖勻混合，搖勻

四在冰水中水浴數分鐘在60℃溫水中水浴在沸水中水浴相

相同時間同時間

五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，觀察現象

實驗現象呈藍色無藍色出現呈藍色

醐發揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高和過低都將影響

結論

酸的活性

名師解讀

①探究溫度對酶活性的影響時，一定要讓反應物和酶在各自所需的溫度下保溫一

段時間，再進行混合。

②選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時，檢測試劑不可用斐林試劑代替碘

液。因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發生特定的顏色反應，而該實臉中需

嚴格控制溫度。

③探究溫度對酶活性的影響時，不宜用H2O2作反應物，因為H2O2易分解，加熱

條件下其分解會加快，氧三的產生速率增加，并不能準確反映酶活性的變化。

4.探究pH對酶活性的影響

；2HQ；過一花區標］2HQ+ojpH影響而而'：

活左從而影前一氣的生成束率.也"「用點J

"燃一無火焰的衛生存燃燒的情況來檢臉0,的：

■生成速率。

(2)步驟及現象

實驗操

實驗步驟試管1試管2試管3

作內容

注入等量過氧

—?2滴2滴2滴

化氫酶溶液

注入不同pH1mL1mL1mL

二

的溶液蒸儲水鹽酸NaOH溶液

注入等量的過

三2mL2mL2mL

氧化氫溶液

有大量氣泡產基本無氣泡產基本無氣泡產

四觀察現象

生生生

⑶結論

酶的催化作用需要適宜的pH,pH偏低或偏高都會影響酶的活性。

名師解讀

①探究pH對酶活性的影響時，不能用斐林試劑作指示劑，因為鹽酸會和斐林試

劑發生反應，使斐林試劑失去作用。

②探究pH對酶活性的影響時，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反應，因為用作鑒定

試劑的碘液會和NaOH發生化學反應，使碘與淀粉生成藍色絡合物的機會大大

減少，而且在酸性條件下淀粉也會被水解，從而影響實臉的觀察效果。

“典例'精心深研提升學科素養

考向探究酶的特性及影響因素

1.（2022?浙江6月選考，10）下列關于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述，

正確的是（）

A.低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成，導致隨變性失活

B.稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，是因為酶的作用具高效性

C.淀粉幅在一定pH范圍內起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高

D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會加快淀粉的水解速率

答案B

解析低溫不會改變淀粉酶的氨基酸組成，也不會導致酶變性失活，A錯誤；稀

釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，是因為酶的作用具高效性，B正確；pH過

高會導致酶變性失活，C錯誤；淀粉酶的化學本質為蛋白質，會被蛋白酶水解而

無法催化淀粉水解，D錯誤。

2.（2023?廣東洪江模擬）己婦淀粉在酸性條件下能被水解，如圖表示pH對淀粉酶

活性的影響結果。下列有關敘述正確的是（）

A.分析實驗結果可知，該淀粉酶的最適pH為7

B.若在強酸條件下淀粉的剩余量較少，則淀粉酶具有活性

C.當pH=3時，淀粉酶的活性比pH=9時的活性高

D.分離在pH=13時的淀粉酶，其能與雙縮版試劑產生紫色反應

答案D

解析分析柱形圖可知，1h后，這幾組實驗中pH為7的條件下淀粉的剩余量

最少，淀粉酶的最適pH在7左右，但最適pH并不一定是7,A錯誤；在強酸

條件下，酶的空間結構發生改變，淀粉酶失活無法發揮作用，且因淀粉在酸性條

件下能被水解，因此在強酸條件下淀粉的剩余量較少，并不是淀粉酶催化（淀粉

酶沒有活性）的結果，B錯誤；分析柱形圖可知，pH為3的條件下和pH為9的

條件下淀粉剩余量基本相等，由于淀粉在酸性條件下能被水解，因此pH為3的

條件下的酶活性低于pH為9的條件的酶活性，C錯誤；淀粉酶的化學本質為蛋

白質，pH為13條件下，淀粉酶的空間結構會發生改變，但肽鍵沒有斷裂，故仍

然能與雙縮腺試劑產生紫色反應，D正確。

3.（2023?華師附中調研）已知淀粉在酸性條件下自身會發生水解，唾液淀粉酶的最

適pH為6.6o欲探究在pH=5的條件下唾液淀粉酶的催化效率，某同學設置了

如卜.四組實驗：

①在pH=5的溶液中加入一定量的可溶性淀粉和唾液淀粉前溶液，一定時間后

檢測淀粉剩余量

②在pH=6.6的溶液中加入一定量的可溶性淀粉和唾液淀粉酶溶液，一定時間后

檢測淀粉剩余量

③在pH=5的溶液中加入一定量的可溶性淀粉，一定時間后檢測淀粉剩余量

④在pH=6.6的溶液中加入一定量的可溶性淀粉，一定時間后檢測淀粉剩余量

可用來進行對照得出實驗結論的兩組是（）

A.①和②B.①和③

C.②和④D.①和④

答案B

解析本實驗的目的是探究唾液淀粉酶在pH=5的條件下的催化效率，由于在

酸性條件下淀粉會水解，因此該實驗的自變量是唾液淀粉酶的有無，實驗條件為

pH=5,因此選擇①和③丙組進行對照，B項符合題意，

考點三ATP的結構與功能

?基礎?精細梳理夯實財備知識

1?乂史的結構和功能立法能源沙缸但并臉一

▼還有6TP、uTP、CTP第

腺節三環故

節血化學優

三個磷酸基團|

水*葉，詼梃十

個腺背\./_1.\.

■?I■IaI■先薊裂，桿次之

葩學同時生成

蹤噂吟咱

:兩個特殊的化學鍵

可以荀寫為ATM^P

(l)ATP的供能原理

兩個相：ATP中的特殊化}TP在酶的作用

鄰的磷：學鍵不穩定.末;下水解時,猊離下

酸基團：端磷酸基團有一:來的末端誄酸基

部帶負:?

種離開ATP而與:坦挾能最與其他

電荷而其他分子結合的

1:分子結合,從而

相互排：趨勢,即具有較

;使后者發生變化

斥等：高的轉移勢能

(2)ATP是一種高能磷酸化合物

ATP水解的過程就是釋放能量的過程，1molATP水解釋放的能量高達3244kJ,

所以說ATP是一種高能磷酸化合物。

2.ATP和ADP的相互轉化

能量

酶前

Pi能量

ADP

:人〒麗谷龍:ATP鬲永麗:

V

ADP+Pi+能量z--ATP-ADP+Pi

場ATP?園M.+能量

ATP合成酶?(所需前)ATP水解醯

細胞質些質、線反應

?生物體的需能部位

粒體、葉綠體場所

襤麗遠離腺佯（）的那

雌（光合作用）、.A

礴個特殊化學鍵

化學能（邳胞呼吸）

\可直接轉化成其他

儲存在ATP（遠離,?形式的能量（如機

能量

A的那個特殊化學，;械能、電能等）,用

去路

健）中:r各項生命活動

仲胞中A7P含和艮九ATPz-jz^爾京可節復力酩健營

與粉轉化作季通1及什.I興產J

與也于沙去呼衙殳中:\不可的環向問

1________________________JL__

也生必如曳回的能量供應機制，在所仃

星蕩而疝硒麻豆二樣的.這體現了生物界的

統一性也說明林類鯨多的生沙洵4?同的起澄

3.ATP的利用

（DATP為主動運輸供能的過程（以Ca2+釋放為例）

S"朱另一種能僅使4Tp豕野的獨

>7—1._

ObAIP

ADP

Ca2,與CaZ?載載體蛋白空間

本蛋白相應位我體蛋白結構發生變化.

點結合.ATP的磷酸化Ca2?由膜內釋

水解放到膜外

⑵ATP——細胞內流通的能量“貨幣”

①吸能反應：一般與ATP的水解反應相聯系,由ATP水解提供能量。如蛋白質

的合成。

②放能反應：一般與ATP的合成相聯系,釋放的能量儲存在ATP中。如細胞內

有機物的氧化分解反應。

4.ATP產生量與02供給量的關系分析

，點&無串金"下,紳：

月包可應迂無條呼吸分解:

洵機物，產生夕號ATP：

嘀扎沙執應2紅紳胞

（H也行無樂嚀吸）

A

o:;0?供給量°O?供給量

/反紅0&區千增｝,；

:洵集嚀吸明星加強，:

:ATPf生子也浙樗多：

【考點速覽?診斷】

(l)ATP必須在有氧條件下合成。(2021?北京卷，1B)(X)

提示無氧呼吸也可產生ATP。

(2)線粒體、葉綠體和高爾基體都是合成ATP的場所。(2019?全國卷HI,IC)(X)

提示高爾基體不能合成ATP。

⑶唾液淀粉酶水解淀粉的過程需ATP水解提供能量。(2019?天津卷，2A)(X)

提示淀粉水解不需要消耗ATP。

(4)葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶(2018?全國卷I,1A)(J)

(5)水在葉綠體中分解產生氧氣需要ATP提供能量。(2017?海南卷，10D)(X)

提示水在葉綠體中分解產生氧氣依靠光能提供能量。

(6)ATP能在神經元線粒體的內膜上產生；神經細胞興奮后恢復為靜息狀態消耗

ATPo(2016?全國卷I,4A,D)(J)

?疑難,精準突破___________強化關鍵能力

【情境推理?探究】

1.“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水，臥看牽?？椗恰！?/p>

詩中描述的螢火蟲發光的原理是。

提示螢火蟲尾部的發光細胞中的熒光素接受ATP提供的能量后被激活，在熒

光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發生化學反應，形成氧化熒光素而發光

2.科學家發現，一種化學結構與ATP相似的物質GTP(鳥甘三磷酸)也能為細胞的

生命活動提供能量，請從化學結構的角度解釋GTP也可以供能的原因：

提示含有兩個特殊化學鍵，遠離鳥昔的特殊化學鍵容易水解斷裂，釋放能量。

3.在某細胞培養液中加入32P標記的磷酸分子，短時間后分離出細胞中的ATP,

發現其含量變化不大，但部分ATP的末端P已帶上放射性標記，分析該現象得

到的結論是；

提示①ATP中遠離A的磷酸基團容易脫離；②該過程中ATP既有合成又有水

解；③部分32P標記的ATP是重新合成的

【重點難點?透析】

1.不同化合物中“A”的辨析

化合物結構簡式“A”的含義共同點

腺甘（由腺喋吟和核

ATPig)-P~P~P

糖組成）所有“A”的

@GCT共同點是

DNATCqq腺嚓吟脫氧核核酸

都含有腺

RNA腺喋吟核糖核甘酸

噂吟

核甘酸腺喋吟

名師解讀

ATP脫去兩個磷酸基團后的產物為AMP,即腺喋吟核糖核甘酸，為RNA的基本

單位之一。

2.ATP與細胞的代謝

在

發生

體

綠

葉

體

囊

光合作用類

植n索吸收：

上

膜

（光反應）:薄

物專遞、轉化.ADP+P邑ATPV

光能

:發生在

呼陶

細熱能一散失摟霜

用

甫氧化分解

菌

機

物有或‘

化學能卜戈粒體

無O?世ATP<*中（原核

ADP+Pi性物發:

:生在細

，胞質中）

?典例-精心深研提升學科素養

考向1圍繞ATP的結構和特點，考查生命觀念

1.（2023?福建泉州調研）ATP被稱為細胞中的能量貨幣，其合成和水解與多種生理

過程有關。下列關于ATP的敘述，正確的是（）

A.ATP水解掉兩個特殊化學鍵后可用于RNA的合成

B.ATP中的“A”與DNA和RNA中的“A”為同一種物質

C.淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP--ADP+Pi的轉化

D.奧運健兒比賽時，因過多消耗ATP而導致ADP大量積累

答案A

解析ATP水解掉兩個特殊化學鍵后變成腺嘿吟核糖核昔酸，A正確；ATP分子

中的“A”代表由腺喋吟和核糖組成的腺昔，而DNA、RMA中的“A”代表腺喋吟，

B錯誤；淀粉在酶的作用下水解成葡萄糖，不消耗能量，C錯誤；細胞中ATP

含量極少，但ATP與ADP相互轉化的速度很快，且處于動態平衡之中，不會導

致ADP大量積累，D錯誤。

2.（2023?山東荷澤調研）將標記的32P注入活細胞內，隨后迅速分離細胞內的ATP,

測定其放射性，下圖代表八TP的結構。下列敘述錯誤的是（）

A.①代表ATP中的“A"，ATP脫去④⑤成為腺噪吟核糖核甘酸

B.④和⑤之間化學鍵的形成過程總是與放能反應相關聯

C.ATP中磷酸基團⑤很快就會被32P標記，但是ATP的含量基本不變

D.細胞癌變后ATP末端磷酸基團被取代的速率加快

答案A

解析①代表腺嘿吟，而ATP中的“A”代表腺昔，腺昔是由腺嘿吟和核糖結合而

成的，A錯誤；ATP中遠離腺昔的化學鍵容易斷裂和生成，但是ATP的含量基

本不變，故磷酸基團⑤很快就會被32P標記，C正確；細胞癌變后細胞代謝增強,

ATP和ADP的轉化加快，D正確。

考向2圍繞ATP與ADP的相互轉化和ATP的利用，考查科學思維

3.（2023?廣東中山調研）ATP是細胞內一種不穩定的高能磷酸化合物，也是生物體

內直接的能源物質。下列有關ATP的敘述錯誤的是（）

A.一個ATP分子中含有三個磷酸，兩個特殊化學鍵

B.無氧條件下，酵母菌的細胞質基質也能合成ATP

C.藍細菌細胞中的ATP全部來自有氧呼吸

D.ATP和ADP的生成都需要相關前的催化

答案c

解析一分子ATP由一分子腺喋吟、一分子核糖、三分子磷酸組成，共形成兩

個特殊化學鍵，A正確；醉母菌是兼性厭氧型菌，在無氧條件下其細胞質基質中

能進行無氧呼吸的第一階段，該階段有ATP形成，B正確；藍細菌還可以進行

光合作用產生ATP,C錯誤；ATP的合成需要ATP合成酶的催化，ADP的生成

需要ATP水解酶的催化，D正確。

4.（2023?湘建名校聯考）如圖所示為ATP合成酶結構及其作用機制。H，沿著線粒

體內膜上ATP合成酶內部的通道流回線粒體基質，推動ATP的合成。某些減肥

藥物能夠增加線粒體內膜對H.的通透性，降低H+膜內外濃度差。卜.列相關敘述

正確的是（）

線粒體外膜

加用”』：.膜間隙

?口.nH*

A.ATP合成酶還存在于葉綠體內膜和葉綠體類囊體薄膜

B.圖中合成ATP的能量來自H'濃度差產生的勢能

C.圖中產生的ATP可用于一切生命活動

D.減肥藥物會加快ATP的產生，有利于健康

答案B

解析線粒體內膜和葉綠體類囊體薄膜上都存在ATP合成酶，但葉綠體內膜上

不存在ATP合成酶，A錯誤；由圖可知，合成ATP的能量來自H+濃度差產生的

勢能，B正確；光合作用暗反應階段需要的ATP來自于光反應階段（葉綠體類囊

體薄膜產生的）而非來自于線粒體，C錯誤；減肥藥物能夠增加線粒體內膜對H，

的通透性，降低H'膜內外的濃度差，減慢ATP的產生，不利于健康，D錯誤。

重溫真題經典再現

1.（2021?北京卷，l）ATP是細胞的能量“通貨”，關于ATP的敘述錯誤的是（）

A.含有C、H、O、N、PB.必須在有氧條件下合成

C.胞內合成需要酶的催化D.可直接為細胞提供能量

答案B

解析ATP中含有腺喋吟、核糖與磷酸基閉,故元素組成為C、H、O、N、P.

A正確；在無氧條件下，無氧呼吸過程釋放的能量也能用于合成ATP,B錯誤；

ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物

質，可直接為細胞提供能量，D正確。

2.（2022?廣東卷，13）某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見

下表。下列分析錯誤的是（）

組別pHCaCh溫度/℃降解率/%

①9+9038

②9