第3讲 ATP和酶
考点 考试内容 1.细胞内的吸能反应和放能反应 细胞与能量 2.ATP的化学组成和特点 3.ATP在能量代谢中的作用 1.酶的发现过程 酶的本质及作用 2.酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用 1.影响酶作用的因素 影响酶活性的因素与实验探究 2.活动：探究酶的专一性 3.活动：探究pH对过氧化氢酶的影响 细胞与能量
1．吸能反应和放能反应
(1)在植物绿色细胞中最重要的吸能反应——光合作用。 (2)在所有细胞中最重要的放能反应——细胞呼吸。 (3)吸能反应与放能反应的纽带——腺苷三磷酸(ATP)。 2．ATP是细胞中的能量通货
考试要求 a a b a b c c c ???ATP????
??腺嘌呤??腺苷??结构??核糖??磷酸基团
酶??ATP――→ADP＋Pi＋能量转化?
酶?―→ATP?ADP＋Pi＋能量― 容易水解释放大量能量
结构特点：在酶的催化下，远离A的高能磷酸键再生特点：ATP在细胞中易于再生，可以作为源 源不断的能源
3．细胞内产生与消耗ATP的“六个结构”
转化场所 细胞膜 细胞溶胶 常见的生理过程 消耗ATP：主动转运、胞吞、胞吐 产生ATP：细胞呼吸第一阶段； 消耗ATP：一些需能反应 叶绿体 产生ATP：光反应； 消耗ATP：碳反应和自身DNA复制、转录、蛋白质合成等 产生ATP：需氧呼吸第二、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
线粒体 核糖体 细胞核 (2024·浙江6月学考)如图是ATP—ADP循环图解，其中①和②表示过程。下列叙
述正确的是( )
A．植物细胞在黑暗条件下，过程①只发生在线粒体中 B．人体细胞中，过程①所需的能量来自淀粉的氧化分解 C．生物体内各种吸能反应所需的能量均来自过程②
D．在睡眠或运动状态下，人体细胞中的过程①和②均能达到平衡
[解析] 植物细胞在黑暗条件下，过程①(ATP的合成)可发生在细胞溶胶和线粒体中；人体细胞中不存在淀粉，有糖元等多糖；生物体内各种吸能反应所需的能量也可来自光能，如植物细胞的光合作用；在睡眠或运动状态下，人体细胞中的过程①和②仍能达到平衡，故D正确。
[答案] D
1．ATP与光合作用及细胞呼吸的关系 (1)与光合作用的关系
(2)与细胞呼吸的关系
2．ATP产生量与O2供给量之间的关系
(1)在无氧条件下，生物细胞可通过厌氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
(2)随O2供应量增多，需氧呼吸明显加强，ATP产生量随之增加；但当O2供应量达到一定值后，ATP产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。
(3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP产生量曲线应从原点开始。
[题组突破]
考向一 考查ATP的结构、生理作用
1．(2024·浙江4月选考)ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是( ) A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B．ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
解析：选C。ATP中的能量也可来自植物的光合作用吸收的光能；细胞内的ATP含量很少；ATP中远离A的高能磷酸键易断裂水解。
2．(2024·浙江1月选考)下图是ATP的结构示意图，其中①②③表示化学键。下列叙述错误的是( )
A．①②③均为磷酸键，其中①所含的能量最少 B．形成③所需的能量可来源于光能也可来源于化学能 C．细胞内的吸能反应所需能量都是由③断裂后直接提供 D．②和③都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位
解析：选C。据图可知，①②③都是磷酸键，①是普通磷酸键，含有的能量最少，A正确；高能磷酸键中的能量可以来自光能或细胞呼吸释放的化学能，B正确；光合作用是吸能反应，其能量来自光能，不是ATP水解释放的能量，C错误；根据ATP的结构式可知，ATP去掉两个磷酸基团后可作为RNA的基本组成单位之一，D正确。
考向二 ATP与细胞呼吸和光合作用
3．下列关于细胞内合成ATP的叙述，错误的是( ) A．在叶绿体中形成ATP需要光能 B．在一定条件下ADP与ATP可以相互转化 C．在线粒体中形成ATP的各个阶段，都需要氧气
D．在有氧与缺氧的条件下，细胞溶胶都能形成ATP
解析：选C。在光合作用的光反应过程中利用光能形成ATP；在线粒体中进行需氧呼吸的第二、三两个阶段，只有第三阶段消耗氧气；需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是在细胞溶胶中进行的，都能形成少量的ATP。
考向三 细胞内的吸能反应与放能反应
4．下列关于吸能反应和放能反应的叙述，正确的是( ) A．肌肉做功，恢复原状的过程属于吸能反应 B．吸能反应所需的能量均来自细胞中的 ATP C．光合作用是植物细胞中最重要的放能反应 D．氨基酸合成蛋白质的过程为吸能反应
解析：选D。肌肉收缩过程中，ATP水解提供能量使肌肉发生形状改变，为吸能反应，然后肌肉做功，释放能量，使肌肉恢复原状，属于放能反应，A错误；吸能反应所需的能量也可能来自光能，B错误；光合作用属于吸能反应，C错误；氨基酸合成蛋白质的过程需要ATP水解提供能量，属于吸能反应，D正确。
酶的本质、功能、特性及影响因素
1．酶的产生部位、本质、功能
内容 解释 活细胞(哺乳动物成熟红细胞产生部位 一般来说，活细胞都能产生酶 除外)一定能产生，可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 酶的本质 大多数是蛋白质，少数是RNA 合成原料：氨基酸或核糖核苷酸 反应前后酶量和化学性质不变 酶的功能 按存 在部 位分 按功 能分 催化 种 类 种 类 胞内酶：合成后在细胞内起作用，如需氧呼吸酶 胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶 水解酶：在物质水解时起催化作用 合成酶：在物质合成时起催化作用 2.酶的高效性与专一性 (1)高效性
①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。 (2)专一性 ①物理模型
a．图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。
b．酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 ②曲线模型
a．加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。 b．而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A可催化该反应，即酶具有专一性。
3．影响酶活性的因素
图1 图2
(1)在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
(2)温度(如图1)
①a点的温度称为最适温度。 ②分析b、c点反应速率较低的原因 a．b点：温度较低，酶活性较低。
b．c点：温度较高，酶分子遭到破坏而变性失活。 (3)pH(如图2)
(浙江选考)2024版高考生物二轮复习第3讲ATP和酶教案
