2027届新高考生物精准冲刺复习 酶+细胞代谢

细胞内的化学反应依赖ATP和酶单元情境运动与能量：无论是百米冲刺的爆发力，还是马拉松的持久耐力，抑或是晨跑时的呼吸节奏，都离不开细胞的能量供应。当你在运动场上挥洒汗水时，你的肌肉细胞正在发生什么？为什么剧烈运动后肌肉会酸胀？为什么长跑选手需要合理补充能量？单元核心问题链细胞生命活动需要的能量从何而来？直接能源是什么？如何降低细胞化学反应的“门槛”？酶在其中扮演了什么角色？葡萄糖中的化学能如何被细胞一步步释放并储存？植物如何将光能转化为化学能储存起来？体育运动中的“酸胀感”与细胞代谢有什么关系？如何科学锻炼？降低化学反应活化能的酶咀嚼米饭时，唾液中的唾液淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖，带来甜味。加酶洗衣粉为什么能有效去除奶渍、油渍？▼子情境1：消化吸收情境——淀粉在口腔中被唾液淀粉酶水解，蛋白质在胃中被胃蛋白酶分解▼子情境2：生产生活情境——加酶洗衣粉（蛋白酶、脂肪酶）去除顽固污渍，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶让肉质更嫩▼子情境3：运动情境——肌肉细胞中的代谢酶如何调控能量释放核心问题酶的本质是什么？绝大多数酶属于哪类有机物？酶的作用原理是什么？与无机催化剂相比，酶催化有何特点？酶有哪些特性？酶活性受哪些因素影响？为什么过酸过碱或高温会导致酶永久失活？概念核心知识点酶的本质绝大多数酶是蛋白质（少数是RNA），由活细胞产生作用机理酶降低化学反应的活化能（不是提供能量，加热才是提供活化能）高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率约高10⁷~10¹³倍，对比才能说高效专一性一种酶只能催化一种或一类化学反应作用条件温和适宜温度（37℃左右，植物酶最适温度略高）、适宜pH（胃蛋白酶pH≈1.5，胰蛋白酶pH≈8.0）失活条件高温、过酸、过碱→

空间结构破坏（永久失活）；低温→

活性降低（恢复温度可恢复，适合保存）本质辨析加热：提供活化能，不降低活化能；酶：降低活化能，不提供能量典型真题（2024·浙江学考）下列与酶相关叙述错误的是（）A．酶的作用是降低化学反应的活化能B．酶作用的物质称为底物C．酶都是由氨基酸分子组成的D．酶可以在细胞外发挥作用（2024·浙江学考·材料题节选）溶栓酶可用于治疗血管栓塞引起的中风，其作用机理是催化血栓中的纤维蛋白水解。下列关于溶栓酶的叙述，正确的是（）A.溶栓酶能水解血栓中的胆固醇B.溶栓酶的化学本质是蛋白质C.必须在细胞内才能发挥作用D.口服和注射均能达到治疗效果（2023·浙江学考）L-天冬酰胺酶是治疗急性淋巴细胞白血病的药物，其化学本质是蛋白质。在人体血浆中，该酶可催化L-天冬酰胺转化为L-天冬氨酸和氨。研究者制备了含L-天冬酰胺酶的纳米微球（简称酶微球），以游离的L-天冬酰胺酶为对照，进行了实验。回答下列问题：①取适量酶微球溶液和游离酶溶液，分别与模拟血浆混匀，37℃水浴预热；②预热不同时间后，加入L-天冬酰胺保温10min；③反应体系中加入三氯乙酸终止反应；④测定体系中氨的生成量，得到时间-酶活性曲线（如图）。(1)在L-天冬酰胺转化为L-天冬氨酸和氨的反应过程中，L-天冬酰胺酶发挥了催化______作用。(2)已知L-天冬酰胺酶的最适温度为50～60℃，实验中采用37℃的主要原因是模拟人体内环境温度______。向反应体系中加入三氯乙酸，可破坏酶的（空间）结构______，使酶变性，从而终止反应。(3)与游离酶相比，酶微球在血浆中的稳定性较高_。L-天冬酰胺酶作为药物使用时，应采用的给药方式是静脉注射_（填“口服”或“静脉注射”）。该实验结果可为给药剂量和频率提供参考。（2025·浙江学考）某同学利用图示装置，比较鸡肝和洋葱研磨液对H₂O₂分解的催化效率。下列叙述正确的是（）A.气泡消失前，单位时间内甲的读数变化幅度保持不变B.气泡消失前，相同时间内读数大对应的研磨液催化效率更高C.气泡消失后，读数大对应的研磨液中酶的含量更多D.气泡消失后，若甲、乙读数相同，则两者的催化效率相等变式训练（判断）酶能为化学反应提供活化能，因此能够催化反应快速进行。（）答案：×（酶降低活化能，不提供能量）探究温度对酶活性的影响时，实验设计的关键是______（先保温后混合/先混合后保温）。答案：先保温后混合探究pH对酶活性的影响时，不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，原因是______。答案：淀粉在酸性条件下易分解，干扰实验结果前沿拓展①

运动饮料的“酶”密码：不只补充能量那么简单为什么专业运动饮料中会添加多种酶？2025年的一项随机双盲交叉临床试验发现，在摄入乳清蛋白的同时，额外补充口服蛋白酶可以显著提高餐后血浆中的氨基酸浓度。请结合酶的特性和蛋白质消化过程，分析蛋白酶为什么能帮助运动员更快地吸收蛋白质、促进肌肉恢复。②

嫩肉粉的工作边界：为什么加热太久会失效？嫩肉粉的核心成分是木瓜蛋白酶，它能分解肉类中的胶原蛋白和肌纤维蛋白，让肉质变嫩。但烹饪时间过长时这种效果会消失。请结合酶的作用条件，分析嫩肉粉应该在烹饪的哪个阶段加入？为什么？细胞的能量“货币”——ATP萤火虫在夏夜发光、肌肉收缩、神经传导……这些看似不同的生命活动，都依赖同一种物质直接供能。是什么物质在细胞内“随取随用”，又能够“循环再生”？▼子情境1：萤火虫发光情境——尾部发光细胞中的荧光素酶催化荧光素氧化发光，需要ATP供能▼子情境2：体育运动情境——百米冲刺时肌肉收缩的能量来源，ATP-CP系统供能核心问题ATP的中文名称是什么？ATP由哪些部分组成？其结构简式如何书写？ATP与ADP如何相互转化？该过程的能量来源和去向分别是什么？为什么ATP被称为细胞的“直接能源物质”？ATP在细胞中含量如何？概念核心知识点中文名称腺苷三磷酸结构组成腺苷（腺嘌呤+核糖）+

3个磷酸基团注意：1分子ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成结构简式A—P~P~P（～代表特殊化学键/高能磷酸键）“A”代表腺苷，不是腺嘌呤高能磷酸键相邻磷酸基团间带负电荷相互排斥，化学键不稳定，末端磷酸基团易脱离ATP水解ATP+H₂O→ADP+Pi+能量（吸能反应的直接供能者）远离A的磷酸基团最易断裂ATP合成ADP+Pi+能量→ATP（放能反应的能量“捕获者”）含量特点细胞中ATP含量很少，但转化非常迅速，时刻处于动态平衡ATP与ADP的相互转化两者转化物质可逆，能量不可逆，酶不同，不是可逆反应典型真题（2025·浙江学考）驱动萤火虫发光的直接能源物质是（）A.O₂B.Cl⁻C.H₂OD.ATP（2023·浙江学考）生命活动需要能量的驱动，细胞内的直接能源物质是（）A.O₂B.H₂OC.ATPD.CO₂（2022·浙江学考）细胞的生存需要能量和营养物质，其中驱动细胞生命活动的直接能源物质是（）A.H₂OB.ATPC.Na⁺D.Ca²⁺（2018·浙江学考）下列关于ATP水解和合成过程的图示描述，正确的是（）A．图中的ADP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸基团组成B．这个反应式从物质的角度看是可逆的C．线粒体内膜和叶绿体内膜中都嵌有该合成酶D．玉米细胞中的淀粉依靠ATP水解酶最终水解成葡萄糖变式训练1分子ATP由1分子______、1分子______和3分子______组成。答案：腺嘌呤；核糖；磷酸基团（判断）ATP在细胞中含量很高，且能快速水解释放能量。（）答案：×（ATP在细胞中含量很少，但转化迅速）对于绿色植物来说，合成ATP的途径有______和______。答案：光合作用；细胞呼吸前沿拓展（2025-2026年研究成果）①ATP的“生产线”设计：如果让人造细胞学会使用太阳能2026年3月，中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队成功构建了一种“人工光合工程细胞”，让非光合微生物能直接利用太阳能合成ATP等能量分子。如果你需要设计一个能持续供应ATP的人造细胞，你会选择利用哪种能源系统（光能/化学能）？这种“人工捕光天线”的设计原理是什么？②ATP的循环再生：为什么没有“充一次电用一辈子”的电池ATP在细胞中含量极少，但能时刻保持动态平衡。请结合ATP与ADP的转化过程，分析这种快速转化机制的优势。如果你要设计一款模拟ATP能量系统的运动手环，它的“充电模式”应该如何设计？细胞呼吸的原理和应用百米冲刺后腿部酸胀难忍，长跑后虽然疲惫但呼吸平稳——为什么？种子晾晒后才能安全储藏，冰箱能够保鲜果蔬——这些与细胞呼吸有什么关系？▼子情境1：运动情境：长跑时有氧呼吸供能，百米冲刺时无氧呼吸产生乳酸，引发肌肉酸胀▼子情境2：农业生产情境：种子晾晒入库、稻田定期排水防烂根、水果冷藏保鲜▼子情境3：工业生产情境：酿酒（酵母菌无氧呼吸产生酒精）、酸奶制作（乳酸菌无氧呼吸产生乳酸）核心问题细胞呼吸分为哪两种类型？它们的场所分别在哪里？有氧呼吸的三个阶段分别发生在细胞的什么位置？各阶段产生了什么产物？无氧呼吸的两个阶段分别发生在哪里？不同生物的无氧呼吸产物有何差异？有氧呼吸与无氧呼吸的实质是什么？一、有氧呼吸完整过程：注意：葡萄糖不能直接进入线粒体；[H]实际指还原型辅酶Ⅰ（NADH）阶段场所反应物产物能量第一阶段细胞质基质葡萄糖丙酮酸+[H](NADH)少量ATP第二阶段线粒体基质丙酮酸+H₂OCO₂+[H](NADH)少量ATP第三阶段线粒体内膜[H]+O₂H₂O大量ATP二、无氧呼吸比较项酒精发酵乳酸发酵场所细胞质基质细胞质基质过程第一阶段与有氧呼吸相同→第二阶段丙酮酸→酒精+CO₂第一阶段与有氧呼吸相同→第二阶段丙酮酸→乳酸产物酒精+CO₂乳酸能量少量ATP（仅第一阶段产生）少量ATP（仅第一阶段产生）代表生物酵母菌、多数植物乳酸菌、动物肌肉细胞、马铃薯块茎、甜菜块根三、细胞呼吸原理的应用应用实例原理分析包扎伤口用透气纱布抑制厌氧菌（如破伤风杆菌）繁殖冷藏保鲜水果蔬菜低温抑制呼吸酶活性，降低呼吸速率，减少有机物消耗种子晾晒入库减少自由水含量，降低呼吸速率稻田定期排水防止幼根缺氧进行无氧呼吸产生酒精，导致烂根提倡慢跑有氧运动避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸，引起肌肉酸胀酿酒发酵酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵典型真题（2020·浙江学考）如图为人体细胞需氧呼吸中碳原子的转移过程，其中“C-C-C”为丙酮酸，“C-C”为二碳化合物。下列叙述正确的是（）A．过程①为糖酵解，1分子葡萄糖经过程①产生2分子“C-C-C”B．过程②释放的能量部分贮有在ATP中，部分以热能形式散失C．过程③为电子传递链，场所是线粒体基质和嵴D．过程①和②产生的[H]，在过程③将O2还原为H2O（2023·浙江学考）某天南星科植物在开花期，与其它部位的线粒体相比，花顶部的线粒体内有机物分解释放的能量很少用于合成ATP，更多的能量转化为热能。下列分析不合理的是（）A.开花期花顶部的温度可能高于其它部位B.葡萄糖在线粒体中分解，但分解不彻底C.该现象有利于花朵释放挥发性物质，吸引昆虫前来传粉D.与其它部位的线粒体相比，花顶部的线粒体可能存在特殊的酶（2024·浙江学考）大多数水果适宜储存的条件为0~4℃的低温、2%~3%的低O₂浓度、3%~5%的高CO₂浓度。下列叙述正确的是（）A.低温抑制了参与需氧呼吸的酶活性，能延长水果储存时间B.O₂是需氧呼吸第二阶段的原料，低O₂条件能抑制细胞呼吸C.CO₂是需氧呼吸第三阶段的产物，高浓度CO₂能抑制细胞呼吸D.需氧呼吸释放热能可提高储存的环境温度，得以延长储存时间变式训练有氧呼吸过程中，水生成的场所是______，CO₂生成的场所是______。答案：线粒体内膜；线粒体基质细胞呼吸过程中，产生能量最多的阶段是______。答案：有氧呼吸第三阶段（判断）乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和CO₂，可用于酸奶制作。（）答案：×（乳酸菌无氧呼吸只产生乳酸，不产生CO₂）下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（）A.有氧呼吸的场所是线粒体B.无氧呼吸只在第一阶段产生ATPC.有氧呼吸三个阶段都能产生大量ATPD.无氧呼吸第二阶段产生CO₂和酒精前沿拓展①

高强度间歇训练VS中低强度持续训练：谁更能激活线粒体？2026年《NatureCommunications》发表的研究指出，高强度间歇训练（SIT）会激活线粒体应激信号和质量控制通路，促进线粒体“深度重塑”；而中低强度持续训练（MICT）主要通过增加线粒体数量来实现适应。两种模式各有优势。如果你想通过运动提升耐力，你会优先选择哪种训练方式？请从能量供应角度说明理由。②

线粒体置换疗法：为什么“三亲婴儿”的线粒体来自捐献者？2016年诞生的“三亲婴儿”技术，通过将母亲的卵细胞核移植到健康供体去核的卵细胞中，再与父亲精子受精，使后代拥有父、母及供体的DNA。请分析为什么线粒体疾病通常只通过母亲遗传？这一技术对理解有氧呼吸第三阶段有何启示？光合作用与能量转化叶子为什么是绿色的？为什么秋天叶子会变黄？温室中增施CO₂气肥为什么能提高作物产量？现代农业科技如何利用光合作用原理实现“高产密码”？▼子情境1：温室大棚情境——人工补光、增施CO₂、调节温度等增产措施▼子情境2：色素提取实验情境——叶子为什么是绿色的？为什么秋天叶子会变黄？核心问题叶绿体中的色素有哪些？它们分别吸收什么颜色的光？如何通过实验提取和分离这些色素？光反应阶段发生在哪里？有哪些产物？这些产物如何用于暗反应？暗反应（卡尔文循环）发生在哪里？包括哪些关键步骤？光合作用总反应方程式是什么？光反应与暗反应之间有何联系？一、捕获光能的色素色素种类颜色吸收光谱溶解度（层析液）含量（绿叶中）胡萝卜素橙黄色蓝紫光最大最少叶黄素黄色蓝紫光较大较少叶绿素a蓝绿色蓝紫光、红光较小最多叶绿素b黄绿色蓝紫光、红光最小较少色素提取实验关键点（学考高频考点）：环节试剂/操作目的/原理提取无水乙醇色素溶于有机溶剂（CaCO₃保护色素，SiO₂充分研磨）分离层析液纸层析法：色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的扩散快现象4条色带胡（橙黄色）→黄（黄色）→a（蓝绿色）→b（黄绿色）注意滤液细线不触及层析液，否则色素溶解在层析液中，无法分离二、光合作用的过程阶段光反应暗反应（卡尔文循环）场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质条件需光、色素、酶有光无光均可，需酶、ATP、NADPH物质变化①水的光解：2H₂O→4H⁺+O₂+4e⁻②ATP合成：ADP+Pi+光能→ATP③NADPH合成：NADP⁺+H⁺+2e⁻→NADPH①CO₂固定：CO₂+C₅→2C₃②C₃还原：2C₃→(CH₂O)+C₅（需ATP和NADPH）能量变化光能→ATP、NADPH中的活跃化学能活跃化学能→有机物中的稳定化学能三、真光合、净光合与呼吸速率的区分术语含义测量方法真光合速率实际光合作用产生有机物的速率=净光合速率+呼吸速率净光合速率光合作用减去呼吸作用后的净积累速率光照下CO₂吸收量

/O₂释放量/有机物积累量呼吸速率细胞呼吸消耗有机物的速率黑暗中CO₂释放量典型真题（2023·浙江学考）下列关于光合作用的叙述，正确的是（）A.光反应在叶绿体基质中进行B.光反应为卡尔文循环提供O₂和NADPHC.卡尔文循环只有在黑暗环境中才能进行D.卡尔文循环中固定CO₂的物质是一种五碳化合物

（2025·浙江学考）下列关于绿色植物光合作用的叙述，错误的是（）A.光反应发生在叶绿体的类囊体膜上B.光反应为碳反应提供NADPH和ATPC.碳反应中光能转化为有机物中的化学能D.光合作用所需的CO₂可来自细胞呼吸（2022高一下·浙江·学业考试）为了研究弱光对大豆生长、光合作用和产量的影响，研究小组用两种大豆在正常光（100%）和弱光（20%）条件下进行实验，结果如下表。注：净光合速率用单位时间单位面积的叶片从外界吸收的CO2量表示。下列叙述错误的是（）A．弱光条件下，主茎伸长有利于获得更多的光照B．光合色素含量改变有利于适应不同的光照环境C．净光合速率大的大豆品种，单株种子产量也大D．弱光条件下，南豆比黑豆更适合栽种品种光照处理株高（cm）叶绿素a（mg·cm-2）叶绿素b（mg·cm-2）类胡萝卜素（mg·cm-2）净光合速率（μmolCO2·m-2·s-1）单株种子产量（g）南豆100%32.781.230.330.714.4118.2120%64.671.300.251.093.1715.09黑豆100%41.671.390.270.783.9736.7120%99.503.803.040.622.978.92（2023高一下·浙江·学业考试）黄精是一种名贵的中草药，具有提高免疫力、降低血糖、抗肿瘤等功效。某研究人员为了探究遮阴对黄精光合作用的影响，进行了实验，结果如下表。阅读材料完成下列小题。注：气孔导度大表示气孔开放程度大28．下列关于光合作用的叙述，正确的是（）A．光反应在叶绿体基质中进行B．光反应为卡尔文循环提供O2和NADPHC．卡尔文循环只有在黑暗环境中才能进行D．卡尔文循环中固定CO2的物质是一种五碳化合物29．下列关于上述实验的叙述，正确的是（）A．该实验的自变量是温度B．气孔导度与遮阴比例呈负相关C．黄精在不遮阴条件下O2的释放速率最大D．光强度合适的林下环境适宜种植黄精处理净光合速率气孔导度蒸腾速率（μmolCO2·m-2·s-1）（mmol·m-2·s-1）（mmol·m-2·s-1）不遮阴5.70108.121.47遮阴20%6.8682.051.17遮阴40%10.85124.131.81遮阴60%7.2162.511.41遮阴80%3.4858.151.06（2025高一下·浙江·学业考试）为研究红蓝光配比对番茄幼苗生长的影响，选取长势一致的幼苗进行处理，30