②_______________。
(2)在完成改进方案后，若实验结果为_________________，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响。
(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越________________。
(4)如果将本实验的自变量换成温度来探究“过氧化氢酶的活性是否受温度的影响”，你认为是否合适？______，原因是_________。
[解析] (1)本实验应该有蒸馏水对照、过酸、过碱这三组，并且应该是自变量处理在前。(2)在完成改进方案后，若甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响；若甲、乙、丙3支试管中产生的气泡的情况基本一样，则说明过氧化氢酶的活性不受pH的影响。(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越低。(4)过氧化氢会随温度升高分解加快，从而对实验结果造成干扰，故不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响。
[答案] (1)①操作步骤1、4互换 ②增加丙试管，在加入盐酸或氢氧化钠的步骤中换为加入1 mL蒸馏水，其他步骤与修正后的步骤相同
(2)甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡 (3)低(或“弱”)
(4)不合适 过氧化氢会随温度升高分解加快，从而对实验结果造成干扰
ATP的结构和功能
1．ATP的结构
(1)ATP的元素组成：C、H、O、N、P。
(2)ATP的化学组成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基团。 (3)ATP的结构简式：A—P～P～P。
(4)ATP中的能量：主要储存在高能磷酸键中。 2．ATP和ADP的相互转化
(1)转化原因：ATP的化学性质不稳定，远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂与合成。 (2)转化关系及过程比较：
项目 反应式 所需酶 能量来源 能量去路 反应场所 ATP的合成 酶ADP＋Pi＋能量――→ATP ATP合成酶 ATP的水解 酶ATP――→ADP＋Pi＋能量 ATP水解酶 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在高能磷酸键中的能量 储存于形成的高能磷酸键中 细胞质基质、线粒体、叶绿体 用于各项生命活动 生物体的需能部位 3.ATP的功能与动、植物细胞代谢
(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。
(2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP一般只用于暗反应，不用于其他生命活动；植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。
(3)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
1．1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。
提示：1个ATP分子中含有1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团。 2．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。 3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。 提示：淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。
4．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。
(×) (√) (×) (×)
提示：细胞中的ATP与ADP的含量处于动态平衡状态，保证能量供应。 5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。 提示：无氧呼吸也能产生ATP。
6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。
(×)
提示：内质网膜上不能产生ATP。
(×)
7．ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。
(√)
1．ATP的再生和利用图解
2．细胞内常见产生与消耗ATP的生理过程 转化场所 细胞膜 细胞质基质 常见的生理过程 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 产生ATP：细胞呼吸第一阶段 消耗ATP：一些吸能反应 产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 消耗ATP：蛋白质的合成 消耗ATP：DNA复制、转录等 叶绿体 线粒体 核糖体 细胞核
1．据图分析ATP的结构和特点
(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”？
(2)图示b、c、d所示化学键是否相同？其中最易断裂和重建的是哪一个？ (3)图示框e中结构的名称是什么？它与RNA有何关系？ 提示：(1)图示a处应为“—OH”，因为该五碳糖为核糖。
(2)图示b为普通磷酸键，c、d则为高能磷酸键，其中d处的化学键最易断裂和重建。 (3)图示框e中结构为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一。
2．细胞内ATP和ADP的转化是不是可逆反应？为什么？
提示：细胞内ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面不尽相同， 因此细胞内ATP和ADP的转化不是可逆反应，但物质可以重复利用。
3．人的心肌细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛，那么心肌细胞比口腔上皮细胞含有的ATP多吗？
提示：ATP在细胞中的含量很少，心肌细胞含有的ATP并不比口腔上皮细胞多，只是ATP与ADP的相互转化更迅速。
4．实验室里有萤火虫尾部研磨粉、生理盐水、葡萄糖溶液、ATP溶液，请设计实验证明ATP是直接能源物质。写出实验步骤和实验结果。
提示：将萤火虫尾部研磨粉用生理盐水配制成悬浊液；取两支试管编号为甲、乙，分别加入等量的已配制的悬浊液；向甲试管中加入两滴ATP溶液，向乙试管中加入两滴葡萄糖溶液，在黑暗环境中观察两试管；观察到甲试管发出荧光，乙试管没有发出荧光。
ATP的结构及其合成和利用
1．(2024·广州一模)如图表示生物体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法中正确的是( )
A．ATP分子水解时，图中所示的化学键③④最易断裂 B．图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同 C．细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系
D．ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内
B [分析图形可知，ATP分子水解时，图中所示的化学键④最易断裂，提供能量，A错误；图中酶1和酶2的化学本质相同都是蛋白质，但是二者的种类不同，B正确；细胞中的放能反应一般与ATP的合成反应相联系，吸能反应一般与ATP的分解反应相联系，C错误；ATP与ADP间相互转化的能量供应机制发生在一切细胞内，D错误。]
2．(2024·潍坊期中)细胞内的化学反应伴随着能量的变化。以下相关叙述错误的是( )
A．ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性 B．光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量
C．有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中，因此属于吸能反应 D．ATP水解释放的能量也可以用于维持人体体温的相对稳定
C [放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中，属于放能反应。]
ATP的拓展考查
3．(2024·河南九校联考)核苷三磷酸(NTP)包括ATP、GTP、UTP、CTP等，脱氧核苷三磷酸(dNTP，d表示脱氧)包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。研究发现dNTP可作为DNA合成的原料。下列叙述正确的是( )
A．dNTP和NTP的区别体现在五碳糖的种类不同 B．dNTP含有2个高能磷酸键，可为DNA复制提供能量 C．DNA复制时需dATP、dTTP越多，则DNA结构越稳定
D．真核细胞分裂时，胞内dNTP都进入细胞核内参与DNA的复制
B [dNTP和NTP的区别在于五碳糖种类不同和碱基种类不同，A错误；DNA复制时，dNTP需要断裂2个高能磷酸键，可为DNA复制提供能量，B正确；DNA复制时需dCTP、dGTP越多，则DNA结构越稳定，C错误；真核细胞进行分裂时，除核DNA进行复制外，细胞质DNA也有复制，胞内dNTP不可能全部进入细胞核中，D错误。因此，本题答案选B。]
1.四个角度区别酶和激素
2．ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。
3．细胞中ATP的含量很少，但是ATP与ADP的相互转化非常迅速，能为生命活动提供大量能量。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP的含量都保持动态平衡，不会剧烈变化。
1.同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
2．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，少数是RNA。 3．酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。 4．低温抑制酶的活性，但不破坏酶的空间结构。
5．高温、过酸、过碱都会导致酶分子空间结构破坏而永久失去活性。
2024高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第1讲酶和ATP教学案新人教版必修1
