生物第3單元 細胞的能量供應和利用 第8講 酶和ATP

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1、第8講PART 08酶和ATP考點互動探究教師備用習題考試說明1.酶在代謝中的作用()。2.ATP在能量代謝中的作用()。3.實驗:探究影響酶活性的因素。考點互動探究知識梳理考點一酶的本質、作用和特性1.酶的本質及作用(1)本質與作用化學本質絕大多數是少數是合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核來源一般來說,都能產生酶生理功能具有作用作用場所細胞內、外或生物體外均可蛋白質RNA活細胞催化(2)作用機理:化學反應的活化能。無酶催化的反應曲線是,有酶催化的反應曲線是。ca段的含義是在無催化劑的條件下,反應所需要的活化能;ba段的含義是酶。若將酶催化改為無機催化劑催化該反應,則b點在縱軸

2、上將移動?？键c互動探究圖3-8-1降低乙甲降低的活化能向上2.酶本質的探索(連一連)考點互動探究答案-e-a-c-d-b3.酶的特性(1):酶的催化效率大約是無機催化劑的1071013倍。(2)專一性:每一種酶只能催化化學反應。(3)作用條件較溫和:高溫、過酸、過堿都會使酶的遭到破壞,使酶永久失活;低溫時,酶的活性減弱,但不會失活?？键c互動探究高效性一種或一類空間結構理性思維模型與建模甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理,酶活性與處理時間的關系如圖3-8-2所示,請思考:(1)甲、乙兩種酶的化學本質是否相同?(2)乙酶活性改變的機制是什么?考點互動探究答案 (1)觀察曲線圖可知,甲酶的活性始終保持不

3、變,表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解,則甲酶的化學本質不是蛋白質而是RNA,乙酶能被該蛋白酶破壞,活性降低,則乙酶為蛋白質。(2)乙酶被降解的過程中其分子結構會發(fā)生改變,從而使其活性降低。圖3-8-2 科學探究下列是與酶相關的實驗,請仔細分析并思考:實驗目的及結論分別是什么?考點互動探究答案 實驗目的:探究酶的化學本質。結論:該酶是蛋白質。結論:該酶是RNA。1.酶的高效性 (1)由曲線可知:酶比無機催化劑的催化效率更高。(2)酶只能縮短達到化學平衡所需的時間,不改變化學反應的平衡點。因此,酶不能改變最終生成物的量?？键c互動探究核心講解圖3-8-3 2.酶的專一性 (1)物理模型圖中A表示酶,B

4、表示被催化的底物,E、F表示B被分解后產生的物質,C、D表示不能被酶催化的物質。酶和被催化的反應物分子都有特定的結構?？键c互動探究圖3-8-4(2)曲線模型在A反應物中加入酶A,反應速率較未加酶時明顯加快,說明酶A能催化底物A的反應。在A反應物中加入酶B,反應速率和未加酶時相同,說明酶B不能催化底物A的反應?？键c互動探究圖3-8-53.影響酶促反應速率的因素(1)溫度和pH在一定溫度(pH)范圍內,隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱直至失活。過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高可恢復活性?？键c互動探究圖3

5、-8-6 (2)底物濃度和酶濃度對酶促反應速率的影響由甲圖可知,在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快,但當底物達到一定濃度后,受酶數量和酶活性限制,酶促反應速率不再增加。由乙圖可知,在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應速率與酶濃度成正比?？键c互動探究圖3-8-7(3)綜合影響據圖可知,不同pH條件下,酶最適溫度不變;不同溫度下,酶最適pH也不變。即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)?？键c互動探究圖3-8-8特別提醒(1)同一個體不同細胞中,酶的種類和數量不完全相同,對于同一個細胞而言,在不同的時期或生理狀態(tài)下,細胞中酶的種類和數量也會發(fā)

6、生改變。(2)酶促反應速率與酶活性不同。溫度和pH通過影響酶活性,進而影響酶促反應速率。底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應速率,但并未改變酶活性?？键c互動探究角度1考查對酶的本質及作用和特性的理解1.下列關于酶的敘述,正確的是()A.DNA連接酶的作用是將單個脫氧核苷酸連接在DNA片段上B.RNA聚合酶能催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵C.DNA分子的復制需要DNA解旋酶D.過氧化氫酶催化過氧化氫分解產生的氧氣量比Fe3+催化時要多考點互動探究命題角度答案 C考點互動探究解析DNA連接酶的作用是催化DNA片段之間磷酸二酯鍵的形成,A錯誤;RNA聚合酶能催化核糖核苷酸之間形成磷酸二酯鍵,B錯誤;D

7、NA分子的復制需要DNA解旋酶,C正確;過氧化氫酶催化過氧化氫分解產生的氧氣量與Fe3+催化時一樣多,只是速度不同,D錯誤。2.2017湖北黃岡三模為使反應物A反應生成產物P,采取了有酶催化(最適溫度和pH)和有無機催化劑催化兩種催化方法,其能量變化過程用圖3-8-9甲中兩條曲線表示;圖乙表示某酶促反應過程的示意圖。下列有關分析中不合理的是()A.距離b可反映無機催化劑催化效率比酶催化效率低的原因B.適當升高溫度,有酶催化時的曲線對應的距離a將減小C.圖乙中可代表蔗糖,那么可代表果糖和葡萄糖D.圖乙所示過程可以說明酶具有專一性考點互動探究甲乙圖3-8-9 答案 B考點互動探究解析題圖甲中曲線表

8、示有無機催化劑催化的反應的能量變化過程,曲線表示有酶催化的反應的能量變化過程,所以距離b代表酶降低的反應活化能比無機催化劑降低的反應活化能多的部分,所以可反映無機催化劑催化效率比酶催化效率低的原因,A正確;適當升高溫度,酶的活性降低,有酶催化時的曲線中對應的距離a將增大,B錯誤;圖乙是酶的專一性模型,可代表蔗糖,在蔗糖酶催化作用下,可得到果糖和葡萄糖,用代表,C、D正確。易錯提醒高考?？嫉拿讣捌渥饔脷w納(1)DNA聚合酶:將單個的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成鏈。(2)DNA連接酶:將兩個DNA片段連接起來。(3)RNA聚合酶:將單個的核糖核苷酸連接成鏈。(4)解旋酶:在DNA分子復制過程中打

9、開DNA堿基對中的氫鍵。(5)ATP水解酶:能打開遠離腺苷的高能磷酸鍵。(6)ATP合成酶:能催化遠離腺苷的高能磷酸鍵形成。(7)限制性核酸內切酶:識別特定的核苷酸序列,從固定的切點切開磷酸二酯鍵。(8)蛋白酶:將蛋白質的部分肽鍵切斷,得到不同的肽鏈或氨基酸。(9)纖維素酶、果膠酶:水解纖維素、果膠,破壞植物細胞壁?？键c互動探究角度2影響酶促反應的曲線分析3.2017浙江寧波模擬圖3-8-10中曲線a表示在最適溫度、最適pH條件下,底物濃度與酶促反應速率的關系。據圖分析,下列敘述不正確的是 ()A.在曲線的AB段限制反應速率的主要因素是底物濃度B.在曲線的B點時再加入一定量的酶,可以用曲線b表

10、示C.酶的數量減少后,圖示反應速率可用曲線c表示D.減小pH,重復該實驗,曲線中B點位置不變考點互動探究圖3-8-10答案 D考點互動探究解析據題圖分析,在曲線的AB段,隨著底物濃度的增大,反應速率增大,故AB段限制因素是底物濃度,A正確;底物充足時酶量的增加可以增大化學反應速率,B正確;酶量減少可以降低化學反應速率,C正確;pH影響酶活性,與最適pH相比,減小pH,酶活性降低,化學反應速率降低,B點位置下降,D錯誤。4.2017安徽合肥二檢為了研究溫度對某種酶活性的影響,設置甲、乙、丙三個實驗組,各組溫度條件不同,其他條件相同且適宜,測定各組在不同反應時間內的產物濃度,結果如圖3-8-11所

11、示。以下分析正確的是()A.在t時刻之后,甲組曲線不再上升,是因為受到酶數量的限制B.在t時刻降低丙組溫度,將使丙組酶的活性提高,曲線上升C.若甲組溫度小于乙組溫度,則酶的最適溫度不可能大于乙組溫度D.若甲組溫度大于乙組溫度,則酶的最適溫度不可能大于甲組溫度考點互動探究圖3-8-11 答案 C考點互動探究解析在t時刻之后,甲組曲線不再上升,是因為受到底物量的限制,A錯誤;丙組產物濃度達不到平衡點,說明高溫使酶變性失活,在t時刻降低丙組溫度,不能使酶的活性提高,B錯誤;甲組比乙組提前達到平衡點,說明甲組更接近最適溫度,若甲組溫度小于乙組溫度,則酶的最適溫度不可能大于乙組溫度,C正確;若甲組溫度大

12、于乙組溫度,則酶的最適溫度可能大于甲組溫度,D錯誤。歸納提煉“四看法”分析酶促反應曲線考點互動探究考點互動探究實驗梳理考點二探究影響酶活性的因素鑒定原理:溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解,滴加碘液,根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗步驟考點互動探究序號實驗操作內容試管1試管2試管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不同的溫度條件60熱水(5分鐘)沸水(5分鐘)冰塊(5分鐘)3加入等量的新鮮淀粉酶溶液1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5觀察實驗現象不出現藍色(呈現碘液顏色)藍色藍色考點互動探究(2)實驗步驟考點互動

13、探究序號實驗操作內容試管1試管2試管31注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的H2O2溶液2mL2mL2mL4觀察實驗現象有大量氣泡產生無氣泡產生無氣泡產生5將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內液面的上方燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱考點互動探究3.酶活性實驗探究中的“三宜”“四不宜”(1)若底物選擇淀粉和蔗糖,用淀粉酶來驗證酶的專一性,檢測底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑,不宜選用碘液,因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解。(2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度,檢測底物被分解的試劑宜選用碘液,不宜選用斐林試劑,因為用

14、斐林試劑鑒定時需水浴加熱,而該實驗中需嚴格控制溫度。(3)在探究酶的適宜溫度的實驗中,不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗材料,因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解,加熱的條件下分解會加快,從而影響實驗結果?？键c互動探究(4)在探究pH對酶活性影響時,宜保證酶的最適溫度(排除溫度干擾),且將酶溶液的pH調至實驗要求的pH后再讓反應物與酶接觸,不宜在未達到預設pH前,讓反應物與酶接觸。角度1考查有關酶實驗的分析1.2018成都七中模擬下列關于酶的實驗的敘述,正確的是()A.驗證酶的高效性時,自變量是酶的種類B.“探究溫度對酶活性的影響”實驗中,可選用過氧化氫酶作為研究對象C.用

15、淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的專一性時,可用碘液進行鑒定D.在探究影響淀粉酶活性的因素時,溫度、酸堿度、實驗的次數等都是自變量考點互動探究命題角度答案 C解析酶的高效性是與無機催化劑相比較而言的,驗證酶的高效性時,自變量是催化劑的種類,A錯誤;1.2018成都七中模擬下列關于酶的實驗的敘述,正確的是()A.驗證酶的高效性時,自變量是酶的種類B.“探究溫度對酶活性的影響”實驗中,可選用過氧化氫酶作為研究對象C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的專一性時,可用碘液進行鑒定D.在探究影響淀粉酶活性的因素時,溫度、酸堿度、實驗的次數等都是自變量考點互動探究由于過氧化氫的分解本身受溫度影響,故探究溫度對酶活性

16、的影響實驗不能選用過氧化氫酶作為研究對象,B錯誤;用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的專一性時,可用碘液檢測反應物是否被分解,C正確;在探究影響淀粉酶活性的因素時,實驗的次數是無關變量,D錯誤。2.2017廣東廣州二模下列關于酶的實驗的敘述,正確的是()A.利用唾液淀粉酶可以除去植物細胞壁B.用丙酮能從刀豆種子中提取到純度較高的脲酶C.H2O2分解實驗中,Fe3+、加熱與過氧化氫酶降低活化能的效果依次增強D.利用pH分別為7、8、9和10的緩沖液探究pH對胃蛋白酶活性的影響考點互動探究答案 B解析植物細胞壁的主要成分為纖維素和果膠,根據酶的專一性,唾液淀粉酶不能除去植物細胞壁,A錯誤;用丙酮能從刀豆

17、種子中提取到純度較高的脲酶,B正確;H2O2分解實驗中,加熱不能降低活化能,而是提供化學反應所需的活化能,C錯誤;胃蛋白酶的最適pH為1.5,用pH分別為7、8、9和10的緩沖液處理時胃蛋白酶均失活,D錯誤。實驗小錦囊實驗設計遵循的原則1.對照原則對照實驗是除了一個因素之外,其他因素都保持不變的實驗,通常分為實驗組和對照組,實驗組是接受實驗變量處理的對象組,對照組是不接受實驗變量處理的對象組。2.單一變量原則所謂單一變量原則,就是要盡可能控制無關變量,以確保實驗變量的唯一性。(1)實驗變量與反應變量實驗變量也稱自變量,是研究者主動操縱的條件和因子,是作用于實驗對象的刺激變量。考點互動探究反應變

18、量又稱因變量,是隨自變量變化而產生反應或發(fā)生變化的變量,應具可測性和客觀性。(2)無關變量:無關變量又稱干擾變量、控制變量,是指與研究目標無關,但卻影響研究結果的變量。3.等量原則實驗中除“單一變量”(即實驗變量)外,其他變量需注意等量原則,即:(1)生物材料要相同:所用生物材料的數量、質量、長度、體積、來源和生理狀況等方面要盡量相同或至少大致相同。(2)實驗器具要相同。(3)實驗試劑要相同。(4)處理方法要相同?？键c互動探究角度2考查有關酶的實驗設計3.2017廣東六校聯考普通淀粉酶的最適溫度在4060之間,而極端耐熱淀粉酶在100仍能保持較高的活性,因此在生產上具有更為廣泛的應用前景。請回

19、答有關問題:(1)要鑒定該酶的化學本質,可將該酶液與混合,若反應液呈色,則該酶的化學本質為蛋白質。(2)測定淀粉酶活性時,應選擇作為該酶作用的底物,反應液中應加入溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。(3)設計實驗探究極端耐熱淀粉酶起催化作用的最適溫度。此實驗中除自變量和因變量外,還需要考慮(指出兩點即可)等因素。結合題目信息,簡要寫出探究該酶催化作用最適溫度的實驗思路:?？键c互動探究考點互動探究答案 (1)雙縮脲試劑紫(2)淀粉(酸堿)緩沖(3)淀粉溶液的濃度和含量、pH及添加試劑的量、實驗操作順序等在40和100之間每隔一定溫度設置一個實驗組,其他實驗條件適宜且保持一致。以反應液和碘液發(fā)生顏色反應的程度

20、為指標確定最適溫度考點互動探究解析(1)大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA,要鑒定該酶的化學本質,可將該酶液與雙縮脲試劑混合,若反應液呈紫色,則該酶的化學本質為蛋白質。(2)測定淀粉酶活性時,根據酶的專一性,應選擇淀粉作為該酶作用的底物,反應液中應加入(酸堿)緩沖溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。(3)此實驗中除自變量和因變量外,無關變量需要保持相同且適宜,因此還需要考慮淀粉溶液的濃度和含量、pH及添加試劑的量、實驗操作順序等因素。探究該酶催化作用最適溫度的實驗思路:在40和100之間每隔一定溫度設置一個實驗組,其他實驗條件適宜且保持一致。以反應液和碘液發(fā)生顏色反應的程度為指標確定最適溫度。技法提煉梯度法

21、探究酶的最適溫度或最適pH(1)實驗設計思路考點互動探究(2)實驗設計程序考點互動探究圖3-8-12考點互動探究考點三 ATP的結構、產生和利用1.ATP的結構與功能(1)組成元素:。(2)分子結構:分子結構式:(簡寫)。a.1分子ATP=1分子(A)+3分子(Pi)。b.腺苷=+核糖。c.含有個高能磷酸鍵。知識梳理C、H、O、N、PAPPP腺苷磷酸基團腺嘌呤2d.ATP與RNA的關系:ATP去掉個磷酸基團后的剩余部分是組成RNA的基本單位之一。特點:遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解,釋放出能量,也可以接受能量而重新形成。(3)功能:生命活動的物質。2.ATP和ADP的相互轉化ATP+能量(1)下列

22、需要A過程提供能量的是。主動運輸生物發(fā)光、發(fā)電肌肉收縮淀粉合成大腦思考植物根細胞吸收水分考點互動探究兩直接能源ADP+Pi考點互動探究光合作用、細胞呼吸細胞呼吸線粒體、細胞質基質、葉綠體光能高能磷酸鍵正誤辨析1.ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應。()2.在線粒體內膜上不能合成ATP。 ()3.在無氧條件下,光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源。 ()4.人在饑餓時,細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。 ()5.在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中,不會同時發(fā)生ATP的合成與分解。()考點互動探究答案 1.2.3.4.5.考點互動探究解析 2.在線粒體內膜上進行有氧呼吸第三階段

23、的化學反應,該反應釋放能量,生成ATP。3.無氧呼吸在細胞質基質中生成ATP。4.人在饑餓時,細胞中ATP與ADP的含量仍處于動態(tài)平衡。5.ATP的合成與分解時刻進行,相互轉化。理性思維1.歸納與概括ATP和酶在成分上有聯系嗎?2.歸納與概括酶與ATP在細胞代謝中有怎樣的聯系?考點互動探究答案 ATP水解掉兩個磷酸基團后成為RNA的基本組成單位之一,某些RNA也具有催化作用,少數酶是RNA。答案在細胞合成代謝中需要與物質合成有關的酶,常需要ATP提供能量;在細胞分解代謝中需要與分解有關的酶,常伴隨著ATP的合成;ATP自身的合成與分解必須有酶的催化。1.ATP與ADP的相互轉化(1)ATP在生

24、物體內含量少,但轉化十分迅速,從而使細胞中的ATP與ADP的轉化總是處于一種動態(tài)平衡中。(2)ATP與ADP的相互轉化過程中,物質可重復利用,但能量不可循環(huán)利用,它們不是可逆反應。(3)ATP轉化為ADP又稱“ATP的水解反應”,這一過程需要酶的催化,同時也消耗水。考點互動探究核心講解圖3-8-13 (4)ATP不等同于能量:ATP是一種高能磷酸化合物,是一種與能量有關的物質,不能將二者等同起來。(5)生命活動需要消耗大量能量,但細胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復利用,只要提供能量(光能或化學能),生物體就可不斷合成ATP,滿足生物體的需要?？键c互動探究考點互動探究角度1考查ATP

25、的來源、結構及生理作用 1.ATP、GTP、CTP和UTP是細胞內四種高能磷酸化合物,它們的結構只是堿基不同,下列敘述錯誤的是()A.ATP的合成常伴隨著細胞內的放能反應B.1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構成的D.UTP斷裂兩個高能磷酸鍵后可作為基因轉錄的原料考點互動探究命題角度考點互動探究答案 C2.2017遼寧葫蘆島二模下列關于ATP的敘述,錯誤的是()A.細胞質和細胞核中都有ATP的分布B.神經元釋放神經遞質需要ATP供能C.細胞中的吸能反應一般與ATP的水解相關聯D.病毒的生命活動既不產生ATP也不消耗ATP考點互動探究答案 D解析細胞質

26、和細胞核中的生命活動都需要ATP直接提供能量,A正確;神經元釋放神經遞質的方式是胞吐,需要ATP供能,B正確;細胞中的吸能反應一般與ATP的水解相關聯,放能反應一般與ATP的合成相關聯,C正確;病毒的生命活動離不開ATP,它需要的ATP由宿主細胞提供,D錯誤。3.2014全國卷ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關ATP的敘述,錯誤的是()A.線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用B.機體在運動時消耗ATP,睡眠時則不消耗ATPC.在有氧與缺氧的條件下細胞質基質中都能形成ATPD.植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用考點互動探究答案 B解析本題考查ATP的有關知識。線粒體

27、中合成的ATP可用于除光合作用以外的耗能反應,A項正確。機體無論是在運動還是睡眠時,都會消耗ATP,B項錯誤。細胞質基質是有氧呼吸與無氧呼吸第一階段進行的場所,這一過程有ATP產生,C項正確。植物根細胞吸收礦質元素離子的方式是主動運輸,該過程所需ATP來自于細胞呼吸,D項正確。易錯提醒比較法辨析ATP、DNA、RNA、核苷酸中“A”的含義ATP中的A為腺苷(由腺嘌呤和核糖組成),DNA分子中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸,RNA分子中的A為腺嘌呤核糖核苷酸,核苷酸中的A為腺嘌呤。可見,它們的共同點是都含有腺嘌呤?？键c互動探究圖3-8-15角度2ATP和酶的綜合考查4.下列關于酶和ATP的敘述,正確的是

28、()A.基因的表達需要酶和ATP,酶和ATP也是基因表達的產物B.加酶和加熱促進H2O2分解的機理相同C.ATP的形成不一定伴隨著氧氣的消耗D.ATP是RNA水解的產物之一考點互動探究答案 C解析ATP既不是蛋白質,也不是RNA,說明ATP不是基因表達的產物,而是基因通過控制相關酶的合成進而控制相關代謝過程產生的產物,A錯誤;加酶是降低反應所需的活化能,加熱是提供化學反應所需的活化能,所以二者的作用機理不同,B錯誤;有氧呼吸的三個階段都有ATP形成,但第一、二階段沒有氧氣的參與,只有第三階段有氧氣的參與,C正確;ATP水解掉兩個磷酸基團后成為組成RNA的基本單位之一,D錯誤。5.2017河北衡

29、水中學三調下列關于酶和ATP的敘述,正確的是()A.酶通過給反應物提供能量來提高化學反應速率B.某種酶經蛋白酶處理后活性不變,推斷其組成成分中含有核糖C.人的成熟紅細胞產生ATP的速率隨氧氣濃度的增大而加快D.合成酶時,在合成場所內有一定水和ATP的合成考點互動探究答案 B解析酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速率,酶不提供能量,A錯誤;多數酶是蛋白質,少數酶是RNA,若某種酶用蛋白酶水解后其活性不變,推斷該酶的本質是RNA,RNA中含有核糖,B正確;人的成熟紅細胞只進行無氧呼吸,產生ATP的速率與氧氣濃度無關,C錯誤;酶是大分子物質,合成酶需要消耗ATP,D錯誤。易錯提醒關于ATP的5

30、個易錯提醒(1)ATP轉化為ADP又稱“ATP的水解反應”,這一過程需要酶的催化,同時也需要消耗水。凡是大分子有機物(如蛋白質、糖原、淀粉等)的水解都需要消耗水。(2)ATP水解釋放的能量是儲存于高能磷酸鍵中的化學能,可直接用于各項生命活動(光反應階段合成的ATP只用于暗反應);而合成ATP所需能量則主要來自有機物氧化分解釋放的化學能或光合作用中吸收的光能。(3)ATP并不是細胞內唯一的高能化合物,高能化合物在生物體內有很多種,如存在于各種生物體細胞內的UTP、GTP、CTP及動物體內的磷酸肌酸?？键c互動探究(4)ATP與ADP轉化總處于“動態(tài)平衡”中,切不可認為ATP合成量大于分解量或ATP

31、分解量大于合成量,如劇烈運動時ATP分解量增加,此時其合成量也增加。(5)細胞放能反應中可將ADP與Pi合成ATP,吸能反應中可將ATP水解為ADP與Pi?？键c互動探究考點互動探究1.2017全國卷下列關于生物體中酶的敘述,正確的是()A.在細胞中,核外沒有參與DNA合成的酶B.由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D.唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37歷年真題明考向解析真核細胞的葉綠體、線粒體中也能進行DNA的復制,A項錯誤。酶在生物體內外都有催化活性,B項錯誤。答案 C考點互動探究1.2017全國卷下列關于生物體中酶的敘述,正確的是()

32、A.在細胞中,核外沒有參與DNA合成的酶B.由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D.唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37胃蛋白酶屬于蛋白質,向蛋白質溶液中加入無機鹽,可以通過降低溶解度使之析出,而不改變蛋白質的空間結構,因而沉淀胃蛋白酶可用鹽析的方法,C項正確。唾液淀粉酶催化反應的最適溫度是37,酶適于在低溫下保存,D項錯誤。考點互動探究2.2017天津卷將A、B兩種物質混合,T1時加入酶C。圖3-8-16為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。 敘述錯誤的是()A.酶C降低了A生成B這一反應的活化能B.該體系中酶促反應速率先快后慢C.T2后B增

33、加緩慢是酶活性降低導致的D.適當降低反應溫度,T2值增大圖3-8-16考點互動探究答案 C解析加入酶C后A濃度降低,B濃度升高,說明在酶C的催化下A能生成B,酶催化作用的實質是降低化學反應的活化能,A項正確。加入酶后,酶促反應速率開始時較快,由于底物A濃度一定,隨著反應的進行,底物濃度由大變小,酶促反應速率變慢,B項正確,C項錯誤。圖示的反應在適宜溫度下進行,降低反應溫度,酶促反應速率將減慢,反應時間將延長,T2值增大,D項正確?？键c互動探究3.2016全國卷若除酶外所有試劑已預保溫,則在測定酶活力的實驗中,下列操作順序合理的是()A.加入酶加入底物加入緩沖液保溫并計時一段時間后檢測產物的量B

34、.加入底物加入酶計時加入緩沖液保溫一段時間后檢測產物的量C.加入緩沖液加入底物加入酶保溫并計時一段時間后檢測產物的量D.加入底物計時加入酶加入緩沖液保溫一段時間后檢測產物的量考點互動探究答案 C解析本題考查酶活力的測定實驗,主要考查溫度對酶活力的影響及考生的實驗設計與分析能力。酶活力受pH的影響,所以在酶與底物混合前應先讓底物與緩沖液混合,然后再加入酶并保溫、計時,一段時間后檢測產物的量,故C項正確?？键c互動探究4.2016全國卷為了研究溫度對某種酶活性的影響,設置三個實驗組:A組(20)、B組(40)和C組(60),測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同),結果如圖3-8-17所示

35、?；卮鹣铝袉栴}:(1)三個溫度條件下,該酶活性最高的是組。(2)在時間t1之前,如果A組溫度提高10,那么A組酶催化反應的速度會。圖3-8-17考點互動探究(3)如果在時間t2時,向C組反應體系中增加2倍量的底物,其他條件保持不變,那么在t3時,C組產物總量,原因是。(4)生物體內酶的化學本質是,其特性有(答出兩點即可)。答案 (1)B(2)加快(3)不變60條件下,t2時酶已失活,即使增加底物,反應產物總量也不會增加(4)蛋白質或RNA高效性和專一性考點互動探究解析(1)酶可改變反應速度,圖中A、B兩組的產物濃度最終相同,C組最終產物濃度明顯低于A、B兩組,說明C組酶活性最低;B組產物濃度達

36、到最大值所需的時間比A組短,說明B組酶的活性最高。(2)A組處理溫度低于B組,酶活性比B組低,在時間t1之前,將A組溫度提高10,A組酶催化反應的速度將加快。(3)時間t2后C組產物濃度不再增加,說明酶已經失活,故在t2時,即使向C組反應體系中增加2倍量的底物,其他條件不變的情況下,t3時C組產物總量也不會增加。(4)生物體內大多數酶的化學本質是蛋白質,極少數是RNA。酶是有機催化劑,高效性、專一性和作用條件溫和是其特性?？键c互動探究知識小體系1.如圖是生物體內常見的一種生理作用示意圖,下列敘述不正確的是()A.的成分有可能是蛋白質B.圖中顯示具有高效性,反應完成后,的性質未發(fā)生改變C.或的生

37、成速率可以表示酶促反應的速率D.如果探究底物濃度對酶促反應速率的影響,的數量就是實驗的自變量教師備用習題教師備用習題答案 B解析 是酶,是底物,底物可能是蛋白質;題圖中顯示具有專一性,反應完成后,的性質未發(fā)生改變;或的生成速率可以表示酶促反應的速率;如果探究底物濃度對酶促反應速率的影響,的數量就是實驗的自變量。2.ATP是細胞的能量“通貨”,下列有關ATP的說法中正確的是()A.ATP徹底水解可產生3種有機物B.人的成熟紅細胞無細胞核和眾多的細胞器,但也能合成ATPC.雖然所有細胞合成ATP的途徑都相同,但它們消耗ATP的途徑是不同的D.ATP含有大量能量,是細胞中良好的儲能物質教師備用習題解

38、析ATP徹底水解的產物有腺嘌呤、核糖、磷酸,磷酸不屬于有機物,A錯誤;人的成熟紅細胞雖無細胞核和眾多的細胞器,但可通過無氧呼吸合成ATP,B正確;細胞合成ATP的途徑有光合作用和細胞呼吸,細胞合成ATP的途徑不一定相同,C錯誤;脂肪是細胞內良好的儲能物質,ATP不是,D錯誤。答案 B3.如圖甲表示細胞中ATP反應鏈,圖中a、b、c代表酶,A、B、C代表化合物;圖乙表示酶活性與溫度的關系。下列敘述正確的是()A.圖甲中的B含有2個高能磷酸鍵,C為腺嘌呤核糖核苷酸B.神經細胞吸收K+時,a催化的反應加速,c催化的反應被抑制C.研究酶活性與溫度的關系時,可以選擇H2O2和過氧化氫酶為實驗材料D.圖乙

39、中溫度為m時比為n時酶活性低,此時更有利于酶的保存教師備用習題教師備用習題答案D解析圖甲中的B是ADP,含有1個高能磷酸鍵,A錯誤;神經細胞吸收K+的方式是主動運輸,需消耗能量,該過程中a催化的反應加速,c催化的反應也會加速,B錯誤;H2O2在不同溫度下,分解速率不同,研究酶活性與溫度的關系時,不能選擇H2O2和過氧化氫酶為實驗材料,C錯誤;低溫抑制酶的活性,溫度為m時比為n時更有利于酶的保存,D正確。4.除了溫度和pH對酶活性有影響外,一些抑制劑也會降低酶的催化效果。圖a為酶作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖,圖b為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下,酶促反應速率隨底物濃度

40、變化的曲線。下列說法不正確的是()A.非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫、低溫對酶活性抑制的機理相同B.據圖可推測,競爭性抑制劑與底物具有類似結構而與底物競爭酶的活性位點教師備用習題C.底物濃度相對值大于15時,限制曲線甲酶促反應速率的主要因素是酶濃度D.曲線乙和曲線丙分別是在酶中添加了競爭性抑制劑和非競爭性抑制劑的結果教師備用習題解析由圖a可以看出,非競爭性抑制劑能改變酶的空間結構,導致底物不能與酶結合,從而抑制其活性,與高溫抑制酶活性的機理相同,低溫不會改變酶的空間結構;由圖a可知,競爭性抑制劑與底物具有類似結構而與底物競爭酶的活性位點;圖b中底物濃度相對值大于15時,曲線甲隨著底物濃度

41、的增大,酶促反應速率不變,此時主要限制因素是酶濃度;競爭性抑制劑隨底物濃度升高,競爭力減弱,酶促反應速率增大,對應曲線乙,非競爭性抑制劑通過改變酶的結構抑制酶的活性,使酶促反應速率減小,對應曲線丙。答案 A5.磷酸肌酸主要儲存于動物和人的肌細胞中,是一種高能磷酸化合物。ATP和磷酸肌酸在一定條件下可相互轉化。下列相關敘述錯誤的是()磷酸肌酸(CP)+ADPATP+肌酸(C)A.磷酸肌酸是能量的一種儲存形式,是細胞內的直接能源物質B.磷酸肌酸和肌酸的相互轉化與ATP和ADP的相互轉化相偶聯C.肌肉收縮時,在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相對穩(wěn)定D.據ATP的結構推測生物體內還存在著其他高能磷

42、酸化合物,如GTP、CTP等教師備用習題教師備用習題答案A解析磷酸肌酸是能量的一種儲存形式,但不是細胞內的直接能源物質,A項錯誤;當肌肉收縮大量消耗ATP而使其含量減少時,磷酸肌酸就釋放出所儲存的能量,使ADP合成為ATP,同時生成肌酸,這是動物體內形成ATP的一個途徑,當肌細胞中的ATP濃度過高時,肌細胞中的ATP可將其中的高能磷酸鍵轉移給肌酸,生成磷酸肌酸,因此磷酸肌酸和肌酸的相互轉化與ATP和ADP的相互轉化相偶聯,肌肉收縮時,在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相對穩(wěn)定,B、C項正確;GTP、CTP等也是生物體內存在著的高能磷酸化合物,D項正確。6.某研究小組為探究影響過氧化氫分解的因

43、素,做了三個實驗。相應的實驗結果如下圖所示,請分析回答下列問題:(1)實驗1、2、3中的自變量分別為。(2)實驗1的目的是探究。(3)實驗2探究了過氧化氫溶液的濃度對酶促反應速率的影響,該實驗的結果顯示,bc段O2產生速率不再增大的原因最可能是。(4)實驗3的結果顯示,過氧化氫酶的最適pH為。實驗還證實,當pH小于d或大于f時,過氧化氫酶的活性將永久喪失,其原因是。教師備用習題教師備用習題答案(1)催化劑種類和時間、過氧化氫溶液的濃度、pH(2)酶的高效性(3)在過氧化氫酶量一定時,在一定濃度范圍內,過氧化氫溶液的濃度越高,O2產生速率越大,而當過氧化氫溶液的濃度達到一定值后,O2產生速率不再

44、隨過氧化氫溶液濃度的增大而增大過氧化氫酶的量有限(4)e過酸、過堿會導致酶的空間結構被破壞教師備用習題解析(1)從三個實驗的結果可以看出,實驗1、2、3的自變量分別是催化劑種類和時間、過氧化氫溶液的濃度、pH。(2)實驗1過氧化氫酶和無機催化劑FeCl3的作用結果進行對照,說明了過氧化氫酶具有高效性。(3)實驗2的結果顯示,在ab段對應的濃度范圍內,O2產生速率隨著過氧化氫溶液濃度的增大而增大,而當過氧化氫溶液達到b對應的濃度以后,O2產生速率不再增加,bc段O2產生速率不再增加的原因最可能是過氧化氫酶的量有限。(4)在pH為e時,溶液中剩下的過氧化氫的量最少,說明在這一pH下過氧化氫酶的活性最高;過酸、過堿會導致酶的空間結構被破壞,使酶永久失活。