2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 課堂互動探究案1 酶與ATP（含解析）

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1、課堂互動探究案1 酶與ATP 考點突破　素養(yǎng)達(dá)成 　酶的本質(zhì)、作用特性及相關(guān)模型(國考5年4考) (全國卷：2017全國卷Ⅱ；2016全國卷Ⅰ；2014全國卷Ⅱ；2013全國卷Ⅱ； 地方卷：2018浙江卷；2017天津卷；2016北京、海南卷；2015浙江、重慶、海南卷；2014福建、重慶、江蘇卷) 【師說考問】 考問1　正確辨析有關(guān)酶的八種說法 項目 錯誤說法 正確說法 產(chǎn)生場所 具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生 活細(xì)胞(哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等除外) 化學(xué)本質(zhì) 蛋白質(zhì) 有機物 作用場所 只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用 可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用 溫度影響 低溫

2、和高溫均使酶變性失活 低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活 作用 酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能 酶只起催化作用 來源 有的可來源于食物等 生物體內(nèi)合成 合成原料 只有氨基酸 氨基酸、核糖核苷酸 合成場所 只有核糖體 核糖體、細(xì)胞核等 考問2　酶與激素的比較 (1)相同點：都具有微量、高效的特點，也都具有一定的特異性。 (2)區(qū)別： 產(chǎn)生 化學(xué)本質(zhì) 作用機制 激素 內(nèi)分泌 細(xì)胞 蛋白質(zhì)、多肽、固醇、單胺等 作為信號分子作用于相應(yīng)的靶細(xì)胞，并在發(fā)揮作用后被滅活 酶 所有的 活細(xì)胞 絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA 作為催化劑降低反應(yīng)的活化能

3、，在化學(xué)反應(yīng)的前后，其數(shù)量與化學(xué)性質(zhì)均不發(fā)生改變 考問3　酶的作用原理和特性曲線解讀 (1)酶的作用原理 下圖曲線表示在無酶催化條件和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過程。 ①沒有酶催化的反應(yīng)曲線是②。 ②有酶催化的反應(yīng)曲線是①。 ③AC段的含義是在無催化劑的條件下，反應(yīng)所需要的活化能。 ④BC段的含義是酶降低的活化能。 ⑤若將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則B點在縱軸上將向上移動。 (2)表示酶專一性的圖像和曲線解讀 ①圖像 圖中A表示酶，B表示被催化的底物。 ②酶專一性的曲線 a．在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時的變化是明顯加快，說明酶A能催化

4、該反應(yīng)。 b．在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，說明酶B不能催化該反應(yīng)。 (3)表示酶高效性的曲線解讀 ①曲線 ②解讀：由曲線可知，酶比無機催化劑的催化效率更高；酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。因此，酶不能(填“能”或“不能”)改變最終生成物的量。 (4)影響酶活性的曲線 ①分析圖A、B可知，在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。 ②分析圖A、B中曲線的起點和終點有何特點？思考原因是什么？ 提示：過酸、過堿、高溫會使酶失去活性，而低溫只是使酶的活性降低；前者都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞

5、，而后者并未破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。 ③分析圖C中的曲線可知反應(yīng)溶液中pH的變化不會(填“會”或“不會”)影響酶作用的最適溫度。 【題組跟進(jìn)】 高考題組——研考向 　酶的本質(zhì)和作用的綜合考查 1．[2017·全國卷Ⅱ，3]下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是(　　) A．在細(xì)胞中，核外沒有參與DNA合成的酶 B．由活細(xì)胞產(chǎn)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(yīng)最適溫度和保存溫度是37 ℃ 解析：線粒體和葉綠體中也能進(jìn)行DNA分子的復(fù)制，所以也有參與DNA合成的酶，A錯誤；酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，既能在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，

6、也能在細(xì)胞外發(fā)揮作用，只要給予適宜的溫度和pH，活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外仍然有催化活性，B錯誤；向蛋白質(zhì)溶液中加入某些無機鹽溶液后，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出，這種作用叫作鹽析，可在胃蛋白酶的提取液中加濃(NH4)2SO4使蛋白質(zhì)凝聚沉淀，C正確；酶在低溫環(huán)境中保存，D錯誤。 答案：C 2．高考重組，判斷正誤。 (1)葡萄酒釀制期間，酵母細(xì)胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過程需要酶的催化。[2016·北京卷，T2D](√) (2)光合作用中，催化ATP合成的酶分布在類囊體薄膜上。[2016·海南卷，T3C](√) (3)呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在線粒體外膜

7、上。[2016·海南卷，T3D](×) (4)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA。[2015·海南卷，T4A](√) (5)纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁。[2015·海南卷，T4D](×) (6)同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中。[2013·全國卷Ⅱ，T6A](√) (7)低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)。[2013·全國卷Ⅱ，T6B](×) (8)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物。[2013·全國卷Ⅱ，T6D](√) (9)不同酶的最適溫度可能相同。[2013·海南卷，T3A](√) (10)隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降。[2013·海

8、南卷，T3B](×) (11)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存。[2013·海南卷，T3C](√) (12)溶酶體內(nèi)的水解酶是由核糖體合成的。(√) [高考VS,教材] 高考溯源　以上內(nèi)容側(cè)重于酶本質(zhì)及酶催化特性及活性影響因素的考查。相關(guān)內(nèi)容對應(yīng)教材P83～84，把握酶作用三大特性及相關(guān)內(nèi)涵是解題的關(guān)鍵。 [即時對練]　(必修1 P80圖5－2改編)下圖中曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示物質(zhì)A在無催化劑和有酶催化條件下生成物質(zhì)P所需能量的變化過程。下列相關(guān)敘述，不正確的是(　　) A．a(chǎn)b段表示在無酶催化的條件下，物質(zhì)A生成物質(zhì)P需要的活化能 B．若將酶改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則a的高度

9、將升高 C．若曲線Ⅱ為最適酶促條件下的曲線，改變酶促條件后，a的高度將降低 D．圖中b顯示酶可使化學(xué)反應(yīng)的活化能降低 解析：若曲線Ⅱ為“最適”酶促條件下的曲線，則改變酶促條件，將會使酶變得“不適”，其催化能力將減弱，此時a的高度將升高。 答案：C [題后歸納] 明辨酶在代謝中作用的四個易誤點： (1)酶并不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點，不能提供能量，只降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而縮短化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的時間。 (2)酶在反應(yīng)后并不失活，反應(yīng)前后酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量均保持不變。 (3)產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶，但是產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素。 (4)酶是化合物，亦可以作為底物被其他酶催

10、化分解。 　酶相關(guān)曲線考查 3．[2011·全國卷，2]甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如圖所示。下列分析錯誤的是(　　) A．甲酶能夠抗該種蛋白酶降解 B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA C．乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì) D．乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變 解析：酶具有專一性，蛋白酶能催化蛋白質(zhì)降解。在蛋白酶的作用下，甲酶活性沒有變化，乙酶活性逐漸下降，故甲酶的本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，有可能是RNA；乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在蛋白酶的作用下其空間結(jié)構(gòu)被破壞。 答案：B [師說技巧]　“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線 ↓ ↓ ↓ 4．[2

11、017·天津卷，3]將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時加入酶C。下圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。下列敘述錯誤的是(　　) A．酶C降低了A生成B這一反應(yīng)的活化能 B．該體系中酶促反應(yīng)速率先快后慢 C．T2后B增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的 D．適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，T2值增大 解析：T1時加入酶C，A物質(zhì)減少，B物質(zhì)增加，可推測酶C催化A物質(zhì)生成B物質(zhì)，酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，A正確；由曲線可知，T1～T2間，酶促反應(yīng)速率加快，超過T2后，酶促反應(yīng)速率減慢，B正確；T2后B增加緩慢是底物A含量過少所致，C錯誤；曲線是在最適溫度下繪制的，若降低反應(yīng)溫度，則反應(yīng)速率減慢，T2

12、值增大，D正確。 答案：C 模擬題組——預(yù)趨勢 　以語言文字形式考查酶相關(guān)知識 1．[2019·湖南考前演練]下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　　) A．DNA連接酶是將單個脫氧核苷酸連接在DNA片段上 B．RNA聚合酶能在脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵 C．DNA分子的解旋不一定都需要DNA解旋酶 D．過氧化氫酶催化過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣量比Fe3＋催化時要多 解析：DNA連接酶是連接DNA片段之間的磷酸二酯鍵，A錯誤；RNA聚合酶能在核糖核苷酸之間形成磷酸二酯鍵，B錯誤；DNA分子的解旋不一定都需要DNA解旋酶，如轉(zhuǎn)錄過程，C正確；過氧化氫酶催化過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣量與Fe3

13、＋催化時一樣多，只是速度不同，D錯誤。 答案：C 　以模型形式考查酶的知識 2．[2019·河北衡水中學(xué)高考押題]下圖是某課外活動小組探究影響酶活性的因素時繪制的實驗結(jié)果圖(實驗中用鹽酸創(chuàng)設(shè)酸性條件，鹽酸能催化淀粉水解)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．實驗的自變量是1 h后淀粉剩余量，因變量是pH B．pH為1時有淀粉水解，則過酸條件下酶沒有失活 C．pH為3時酶的活性小于pH為9時酶的活性 D．與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用要弱 解析：據(jù)圖分析，橫坐標(biāo)為不同的pH，縱坐標(biāo)為淀粉剩余量，所以實驗的自變量是pH，因變量是1 h后淀粉剩余量，A錯誤；根據(jù)題干信息已知

14、鹽酸能催化淀粉水解，所以pH為1時有淀粉水解，應(yīng)該是鹽酸的作用，并不能說明酶沒有失活，B錯誤；據(jù)圖示可知pH為3和pH為9條件下淀粉剩余量相等，但pH為3條件下的酶活性小于pH為9條件下的酶活性，原因是因為pH為3的條件下，有鹽酸催化淀粉分解干擾實驗結(jié)果，C正確；比較pH為1和pH為7的實驗結(jié)果可知，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉的剩余量，故說明與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，D錯誤。 答案：C 　“三法”探究酶的本質(zhì)、特性及影響因素(國考5年2考) (全國卷：2016全國卷Ⅰ、Ⅱ；地方卷：2017江蘇卷；2016江蘇卷；2015重慶、浙江卷； 201

15、4福建、重慶卷；2013安徽、海南、山東、福建、海南卷) 【師說考問】 考問1　用“試劑檢測法”鑒定酶的本質(zhì) 實驗原理和方法 考問2　用“對比實驗法”探究或驗證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素 (1)驗證酶的高效性 ①設(shè)計思路 驗證酶高效性的方法是“對比法”，自變量為不同類型的催化劑，因變量為底物的反應(yīng)速率。 ②設(shè)計方案 項目 實驗組 對照組 材料 等量的同一種底物 試劑 與底物相對應(yīng)的“酶溶液”(如生物材料研磨液) 等量的“無機催化劑” 現(xiàn)象 反應(yīng)速率很快，或反應(yīng)用時短 反應(yīng)速率緩慢，或反應(yīng)用時長 結(jié)論 酶具有高效性 (2)驗證酶的專一

16、性 ①設(shè)計思路：常見的思路有兩條，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行而得出相應(yīng)結(jié)論。 ②設(shè)計方案 項目 方案一 方案二 實驗組 對照組 實驗組 對照組 材料 同種底物(等量) 與酶相對應(yīng)的底物 另外一種底物 試劑 與底物相對應(yīng)的酶溶液 另外一種酶溶液 同一種酶(等量)溶液 現(xiàn)象 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 發(fā)生反應(yīng) 不發(fā)生反應(yīng) 結(jié)論 酶具有專一性 酶具有專一性 考問3　用“梯度法”探究影響酶活性的因素(溫度或pH) (1)設(shè)計思路：設(shè)計實驗時需設(shè)置一系列不同溫度(或pH)梯度的實驗組進(jìn)行相互對照，最后根據(jù)實驗現(xiàn)象得

17、出結(jié)論。酶促反應(yīng)所需時間最短的一組對應(yīng)的溫度(或pH)最接近最適溫度(或pH)。相鄰組間的差值(即梯度值)越小，測定的最適溫度(或pH)就越精確。 (2)設(shè)計方案 組別編號 1 2 … n 實驗材料 等量的同種底物和酶 溫度 (或pH) t1(或a1) t2(或a2) … tn(或an) 衡量指標(biāo) 相同時間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余量的多少 實驗結(jié)論 生成物量最多的一組，或底物剩余量最少的一組對應(yīng)的溫度(或pH)最接近最適溫度(或pH) 【題組跟進(jìn)】 高考題組——研考向 　酶活力及存在實驗測定 1．[2016·全國卷Ⅰ，3]若除

18、酶外所有試劑均已預(yù)保溫，則在測定酶活力的試驗中，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(chǎn)物的量 B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)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(chǎn)物的量 D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量 解析：依題意可知，該實驗的pH為無關(guān)變量，為了排除無關(guān)變量的干擾，應(yīng)控制pH相同且適宜，而緩沖液能夠起到維持反應(yīng)液的pH相對恒定的作用，因此需最先加入；酶具有高效性，所以在控制pH恒定的條件下，應(yīng)先加底物后加酶，讓酶促反應(yīng)在適

19、宜的溫度條件下進(jìn)行，一定時間后檢測產(chǎn)物的量。綜上所述，A、B、D三項均錯誤，C項正確。 答案：C 2．[2017·江蘇卷，17]為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)實驗，結(jié)果如下圖。由圖中實驗結(jié)果能直接得出的結(jié)論是(　　) A．堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強 B．不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力 C．堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同 D．加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力 解析：20 U/L的堿性纖維素酶處理對污布類型1去污力為60%,30 U/L的堿性纖維素酶處理對污布類型2去污力約為80%，則單位堿性纖維素酶對污布類型1去

20、污力最強，A錯誤；由于污布類型不同，不能探究不同類型的洗衣粉對堿性蛋白酶去污力的影響，B錯誤；對污布類型2、3而言，都是Y型洗衣粉，30%的酶用量，但去污力不同，說明堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同，C正確；該實驗沒有針對同一類型的洗衣粉加大酶用量的探究，則不能判斷加大酶用量是否提高洗衣粉的去污力，D錯誤。 答案：C 　影響酶活性的因素探究 3．[2016·全國卷Ⅱ，29]為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)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(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖。請回答下列問題： (1)三個溫度條件下，

21、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(yīng)的速度會________。 (3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)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(chǎn)物的總量________，原因是________________________________________________________________________ ______________________________

22、__________________________________________。 (4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是__________，其特性有__________________(答出兩點即可)。 解析：(1)曲線圖顯示：在反應(yīng)開始的一段時間內(nèi)，40 ℃時產(chǎn)物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而B組控制的溫度是40 ℃。(2)A組控制的溫度是20 ℃，在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ℃，因酶的活性增強，則A組酶催化反應(yīng)速度會加快。(3)對比分析圖示中的3條曲線可推知，在時間t2時，C組的酶在60 ℃條件下已經(jīng)失活，所以如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持

23、不變，在t3時，C組產(chǎn)物的總量不變。(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶具有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和。 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(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA　高效性、專一性 [師說技巧] 設(shè)置對照實驗可以排除無關(guān)變量的干擾，增加實驗的可信度。要想正確設(shè)置對照，自變量的確定是關(guān)鍵。常見的與酶有關(guān)的實驗設(shè)計思路總結(jié)如下表。 實驗?zāi)康? 自變量 實驗組 對照組 驗證酶具有催化作用 相應(yīng)酶液的有無 底物＋相應(yīng)酶液 底物＋等量蒸餾水 驗證酶的高效性 催化劑的種類(無機催化劑和酶)

24、 底物＋相應(yīng)酶液 底物＋無機催化劑 驗證酶的專一性 不同的底物或不同的酶液 底物＋相應(yīng)的酶液 同一底物＋另一酶液或另一底物＋同一酶液 驗證某種酶是蛋白質(zhì) 待測酶液和標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液 待測酶液＋雙縮脲試劑 標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液＋雙縮脲試劑 驗證某種酶是RNA 待測酶液和標(biāo)準(zhǔn)RNA溶液 待測酶液＋吡羅紅染液 標(biāo)準(zhǔn)RNA溶液＋吡羅紅染液 注：根據(jù)實驗?zāi)康牡牟煌?，有些實驗需設(shè)置相互對照，即設(shè)置兩個或兩個以上實驗組。如探究酶作用的最適溫度(或pH)時，應(yīng)按一定的自變量梯度設(shè)置多個實驗組，通過相互對照實驗找出酶的最適溫度(或pH)。 模擬題組——預(yù)趨勢 　探究溫度、pH對酶活性的影

25、響 1．[經(jīng)典模擬]為探究“影響酶活性的因素”，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗方案，見下表： 試管 底物和試劑 實驗條件 1 1 mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液 37 ℃水浴 2 1 mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液＋1 mL胰蛋白酶 37 ℃水浴； pH 5 3 1 mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液＋1 mL胰蛋白酶 ？ 4 1 mL體積分?jǐn)?shù)為10%雞蛋清溶液＋1 mL胰蛋白酶 5 ℃水?。? pH 8～9 下面相關(guān)分析，合理的是(　　) A．本實驗的目的是探究溫度對酶活性的影響 B．1號試管設(shè)置正確合理，為空白對照組 C．3號試管的實驗條件是37 ℃水?。籶H

26、8～9 D．蛋清液和酶液應(yīng)在混合均勻后再進(jìn)行水浴加熱 解析：本實驗的目的是探究溫度和pH對酶活性的影響，A錯誤；若1號試管為空白對照組，則試劑應(yīng)加1 mL蒸餾水，實驗條件還應(yīng)滿足適宜pH，B錯誤；蛋清液和酶液應(yīng)先分別調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)的溫度和pH后再混合均勻，D錯誤。 答案：C 2．[2019·陜西西安一中模擬]圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝b時H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時間的變化曲線。下列關(guān)于該酶促反應(yīng)的敘述正確的是(　　) A．溫度降低時，e點不移，d點右移 B．H2O2量增加時，e點不移，d點左移 C．pH＝c時，e點為0 D．pH＝a時，

27、e點下移，d點左移 解析：據(jù)圖分析可知，pH＝b時，H2O2酶活性最強，因為原始條件是最適溫度，故降低溫度后酶活性要下降，故e點不移，d點右移，A正確；H2O2量增加時，e點應(yīng)該上移，d點應(yīng)該右移，B錯誤；pH＝c時，H2O2酶已經(jīng)完全失活，但H2O2仍有一定的分解，故e點不為0，C錯誤；pH＝a時，酶的活性下降，e點不動，d點右移，D錯誤。 答案：A 　與酶有關(guān)的實驗設(shè)計綜合考查 3．[2019·湖南長沙雅禮中學(xué)高三模擬]1833年，Payen和Personz從麥芽的水抽提物中，用酒精沉淀得到了一種對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，它可以使淀粉水解為可溶性糖，后來知道這種物質(zhì)就是淀粉酶。淀粉酶有多種

28、類型，如α-淀粉酶可使淀粉內(nèi)部隨機水解，β-淀粉酶則使淀粉從末端以兩個單糖為單位進(jìn)行水解。下圖為研究pH對兩種淀粉酶相對活性影響的研究結(jié)果。請據(jù)圖回答相關(guān)的問題： (1)與α-淀粉酶水解淀粉的終產(chǎn)物相比，β-淀粉酶水解淀粉的主要產(chǎn)物為__________________。從圖中可知，______________淀粉酶在人體胃液(pH＝1.8左右)中的活性更高。 (2)在驗證pH對淀粉酶活性影響的實驗中，酶的相對活力的大小可以用______________來表示。某同學(xué)設(shè)計了以下兩種實驗方案： ①先分別在試管中加底物，再加酶，然后一起放在相應(yīng)的pH條件下保溫，一段時間后檢測。 ②先分

29、別在試管中加底物，再加在相應(yīng)的pH條件下保溫的酶，一段時間后檢測。 為了使實驗結(jié)果更加可靠，應(yīng)選擇哪種方案，并說明理由：________________________________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)題干可知，β-淀粉酶使淀粉從末端以兩個單糖為單位進(jìn)行水解，兩個單糖(葡萄糖)剛好構(gòu)成麥芽糖，所以該淀粉酶水解淀粉為麥芽糖。從圖中可知，在pH為1.8時，α-淀粉酶比β-淀粉酶活性更高。(2)酶活性大小可用單位時間內(nèi)底物的消耗量(或單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量)表示，量越大，酶活性越高。對比兩種方案，方案①中酶和底物(

30、淀粉)都沒有在每個特定的pH條件下處理，直接讓它們混合，這樣會導(dǎo)致每個實驗組在沒有達(dá)到設(shè)定的pH時酶就開始催化底物了，導(dǎo)致得到的實驗結(jié)果不是一定在所設(shè)定pH條件下的實驗結(jié)果，所以選擇方案②更可靠。 答案：(1)麥芽糖　α (2)單位時間內(nèi)底物的消耗量(或單位時間內(nèi)產(chǎn)物的生成量)　方案②，因為如果酶和底物先混合，還沒放到對應(yīng)的pH條件下，化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行，會干擾實驗結(jié)果 　ATP的結(jié)構(gòu)、功能和利用(國考5年2考) (全國卷：2016全國卷Ⅰ；2014全國卷Ⅱ；地方卷：2018浙江卷；2016海南卷；2015海南、四川、江蘇卷) 【師說考問】 考問1　據(jù)圖分析ATP的結(jié)構(gòu)及組成成分

31、 (1)圖中A表示腺嘌呤，①是腺苷，②是腺嘌呤核糖核苷酸，③是二磷酸腺苷(ADP)，④是ATP，⑤是普通化學(xué)鍵，⑥是高能磷酸鍵。 (2)據(jù)圖確定ATP與RNA的關(guān)系是ATP去掉兩個磷酸基團后的剩余部分是組成RNA的基本單位之一。 考問2　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 (1)酶1是ATP合成酶，酶2是ATP分解酶。 (2)酶2催化的反應(yīng)式中能量來自儲存于ATP高能磷酸鍵中的能量；去路為用于各項生命活動。 (3)在動、植物體內(nèi)由酶1催化的反應(yīng)式中的能量在植物中來自光能和細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的化學(xué)能；在動物中來自細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的化學(xué)能。 (4)合成ATP的場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體；分

32、解ATP的場所：生物體內(nèi)需能部位，如細(xì)胞膜、葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞核等。 考問3　在下面坐標(biāo)系中畫出ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系曲線，以及ATP的產(chǎn)生量與呼吸強度之間的關(guān)系曲線。 答案： 【題組跟進(jìn)】 高考題組——研考向 　ATP相關(guān)基礎(chǔ)知識高考重組判斷 1．高考重組，判斷正誤。 (1)ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成。[2015·海南卷，T3D](×) (2)ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量并可為物質(zhì)跨膜運輸提供能量。[2015·海南卷，T3BC](√) (3)線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用。[2014·全國卷，T2A](√) (4)

33、機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP。[2014·全國卷，T2B](×) (5)在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP。[2014·全國卷，T2C](√) (6)細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈需要ATP提供能量。[2014·江蘇卷，T14D](√) (7)在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會發(fā)生ATP的合成與分解。[2013·四川卷，T1C](×) [高考VS,教材] 高考溯源　以上內(nèi)容源自人教版必修1教材P88～89，側(cè)重考查ATP的化學(xué)組成、ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化等，把握ATP及其產(chǎn)生途徑是解答本類題目的關(guān)鍵。 [即時對練]　(教材必修1P89圖5－5改編

34、)在活細(xì)胞中，下列循環(huán)過程永不停止地進(jìn)行著，如圖所示，下列相關(guān)敘述，錯誤的是(　　) A．在②過程中，由于遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷裂而釋放出能量 B．在綠色植物體內(nèi)進(jìn)行①過程的生理活動有光合作用、細(xì)胞呼吸 C．A1和A2應(yīng)為不同種物質(zhì)，其作用底物不同 D．呼吸作用主要進(jìn)行②過程，能量來自有機化合物的分解 解析：①為ATP的合成，②為ATP的水解，呼吸作用主要進(jìn)行①過程，其能量來自有機物氧化分解所釋放的化學(xué)能。 答案：D 　ATP前后關(guān)聯(lián)知識的綜合考查 2．[2016·全國卷Ⅰ，4]下列與神經(jīng)細(xì)胞有關(guān)的敘述，錯誤的是(　　) A．ATP能在神經(jīng)元線粒體的內(nèi)膜上產(chǎn)生 B．神經(jīng)遞

35、質(zhì)在突觸間隙中的移動消耗ATP C．突觸后膜上受體蛋白的合成需要消耗ATP D．神經(jīng)細(xì)胞興奮后恢復(fù)為靜息狀態(tài)消耗ATP 解析：在線粒體的內(nèi)膜可進(jìn)行有氧呼吸的第三階段，并釋放大量的能量，合成大量的ATP，A項正確；神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中是通過擴散作用而進(jìn)行移動的，不消耗ATP，B項錯誤；突觸后膜上受體蛋白的合成過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，需要消耗ATP，C項正確；神經(jīng)細(xì)胞興奮后恢復(fù)為靜息狀態(tài)涉及到相關(guān)離子通過主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)行跨膜運輸，因此消耗ATP，D項正確。 答案：B [題后歸納] 細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程歸納(如下表)： 轉(zhuǎn)化場所 常見的生理過程 細(xì)胞膜 消耗ATP：主動

36、運輸、胞吞、胞吐 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段 消耗ATP：一些需能反應(yīng) 葉綠體 產(chǎn)生ATP：光反應(yīng) 消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)合成等 線粒體 產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等 核糖體 消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成 細(xì)胞核 消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等 3.[2018·浙江卷，10]ATP是細(xì)胞中的能量通貨，下列敘述正確的是(　　) A．ATP中的能量均來自細(xì)胞呼吸釋放的能量 B．ATP－ADP循環(huán)使得細(xì)胞儲存了大量的ATP C．ATP水解形成ADP時釋放能量和磷酸基團 D．AT

37、P分子中的2個高能磷酸鍵不易斷裂水解 解析：ATP的形成途徑是光合作用和細(xì)胞呼吸，因此ATP中的能量來自光能和細(xì)胞呼吸釋放的能量，A錯誤；ATP-ADP循環(huán)，使得細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，B錯誤；ATP水解時，遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，形成ADP和Pi，同時釋放能量，C正確；ATP分子中含有2個高能磷酸鍵，遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解，D錯誤。 答案：C 4．[2016·北京卷，2]葡萄酒釀制期間，酵母細(xì)胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過程(　　) A．在無氧條件下不能進(jìn)行　　B．只能在線粒體中進(jìn)行 C．不需要能量的輸入 D．需要酶的催化 解析

38、：酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，在無氧呼吸的第一階段生成ATP，由此推知葡萄酒釀制期間，酵母菌細(xì)胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過程是在無氧條件下進(jìn)行的，A錯誤；無氧呼吸在酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，B錯誤；ATP的合成過程為：ADP＋Pi＋能量ATP，該過程需能量的輸入，C錯誤、D正確。 答案：D 5．[2016·海南卷，11]下列有關(guān)植物細(xì)胞能量代謝的敘述，正確的是(　　) A．含有兩個高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本組成單位之一 B．加入呼吸抑制劑可使細(xì)胞中ADP生成減少，ATP生成增加 C．無氧條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^程中伴隨有ATP的合成 D．光下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠

39、體中都有ATP合成 解析：ATP中含有核糖，DNA中含有脫氧核糖，A項錯誤；呼吸抑制劑抑制呼吸作用，會使ADP生成增加，ATP生成減少，B項錯誤；無氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP，C項錯誤；光下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體可以進(jìn)行有氧呼吸，葉綠體進(jìn)行光合作用，均可產(chǎn)生ATP，D項正確。 答案：D 易錯提醒 1.關(guān)于ATP的2個易錯提醒 (1)ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”，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(zhì)、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(xué)能，可直接用于各項生命活動(光反應(yīng)階段合成

40、的ATP只用于暗反應(yīng))；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(xué)能或光合作用中吸收的光能。 2.ATP的結(jié)構(gòu)(如下圖所示) 3．幾種不同物質(zhì)中A代表的含義 6.[2016·全國卷Ⅰ，29]在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)在ATP的________(填“α”“β”或“γ

41、”)位上。 (2)若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。 解析：(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。ATP水解時，遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，產(chǎn)生ADP和Pi，釋放的能量用于生物體的生命活動。據(jù)此并結(jié)合題意可知：若要用該酶把32P標(biāo)記在DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)在ATP的γ位上。(2)dA－Pα～Pβ～Pγ(d表示脫氧)脫去Pβ和Pγ這兩個磷酸基團后，余下的結(jié)構(gòu)為腺嘌呤脫氧核苷酸，是DNA的基本組成單位之

42、一。因此，若用帶有32P標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的α位上。 答案：(1)γ　(2)α 模擬題組——預(yù)趨勢 　ATP基礎(chǔ)知識的綜合考查 1．[2019·廣東深圳中學(xué)模擬]下列有關(guān)酶與ATP的敘述正確的是(　　) A．酶的合成往往需要ATP，但ATP的合成一般不需要酶 B．酶可以催化反應(yīng)的進(jìn)行，ATP可以直接為細(xì)胞代謝提供能源 C．酶在高溫、低溫、過酸、過堿條件下，空間結(jié)構(gòu)都會被破壞 D．只有真核細(xì)胞才有ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制 解析：酶的合成過程需要ATP供能，ATP的合成過程需要

43、ATP合成酶的催化，A錯誤；ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，酶的作用是催化化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，B正確；酶在高溫、過酸、過堿條件下，空間結(jié)構(gòu)都會被破壞而失活，而低溫不會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，只是抑制酶的活性，C錯誤；真核、原核細(xì)胞中都有ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，D錯誤。 答案：B 2．[2019·云南曲靖模擬]在下列四種化合物的化學(xué)組成中，“○”中所對應(yīng)的含義最接近的是(　　) A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④ 解析：①表示ATP的結(jié)構(gòu)簡式，A代表的是腺苷(一個腺嘌呤和一個核糖)，其中“○”表示腺嘌呤核糖核苷酸；②中五碳糖屬于核糖，代表是腺嘌呤核糖核苷酸，其中“

44、○”表示腺嘌呤；③中含有堿基T，表示一段DNA片段，其中“○”表示腺嘌呤脫氧核糖核苷酸；④表示RNA，其中“○”表示腺嘌呤核糖核苷酸。因此，“○”中所對應(yīng)的含義最接近的是①④。 答案：D 　利用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點分析ATP的應(yīng)用 3．當(dāng)你品嘗各種美味佳肴時，你可能不得不感謝三磷酸腺苷(ATP)這種化學(xué)物質(zhì)。新的研究顯示，ATP這種傳統(tǒng)上與細(xì)胞能量供應(yīng)相關(guān)的物質(zhì)在把食物的味道信息傳遞給大腦的過程中起到了關(guān)鍵的作用。根據(jù)以上信息不能推出的結(jié)論是(　　) A．ATP與能量供應(yīng)相關(guān) B．作為信息分子的ATP不能提供能量 C．ATP也可作為信息傳遞分子 D．神經(jīng)細(xì)胞膜外表面可能有ATP

45、的受體 解析：根據(jù)題干“ATP這種傳統(tǒng)上與細(xì)胞能量供應(yīng)相關(guān)的物質(zhì)在把食物的味道信息傳遞給大腦的過程中起到了關(guān)鍵的作用”，既可推知ATP與能量供應(yīng)有關(guān)，也可推出ATP是信號分子，作用于神經(jīng)細(xì)胞，不能推出作為信息分子的ATP不能提供能量，A正確、B錯誤；ATP在把食物的味道信息傳遞給大腦的過程中起到了關(guān)鍵的作用，可推出ATP是信號分子，作用于神經(jīng)細(xì)胞，C正確；ATP是信號分子，作用于神經(jīng)細(xì)胞，所以神經(jīng)細(xì)胞膜外可能有其受體，D正確。 答案：B 4．[2019·甘肅蘭州理科綜合]用α、β、γ表示ATP上三個磷酸基團所處的位置(A—Pα～Pβ～Pγ)，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．ATP的β

46、、γ位磷酸基團脫離，剩余部分可用于DNA的復(fù)制 B．ATP含有三個高能磷酸鍵，都能為生命活動提供能量 C．ATP的β、γ位磷酸基團脫離，剩余部分可用于基因的轉(zhuǎn)錄 D．ATP的γ位磷酸基團脫離，釋放的能量可用于葉綠體中水的光解 解析：ATP的β、γ位磷酸基因脫離，剩余部分為腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位，A錯誤；ATP含有2個高能磷酸鍵，B錯誤；ATP的β、γ位磷酸基團脫離，剩余部分為腺嘌呤核糖核苷酸，可以作為合成RNA的原料，C正確；葉綠體中水的光解利用的是光能，D錯誤。 答案：C 課堂總結(jié)　網(wǎng)絡(luò)建構(gòu) [網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)] [答題必備] 1．酶催化效率高的原因是：同無機催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。 2．關(guān)于酶全面而準(zhǔn)確的表述為：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物。 3．溫度、pH與酶活性之間關(guān)系的表述是：在最適的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。 4．過酸、過堿或溫度過高使酶永久失活的原因：酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞。 5．ATP的分子結(jié)構(gòu)可以寫成簡式：A—P～P～P，其功能是直接給細(xì)胞的生命活動提供能量。 15