2019高考生物大二輪復(fù)習(xí) 專題三 細胞內(nèi)的酶與ATP學(xué)案.doc

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專題三　細胞內(nèi)的酶與ATP 考點 考情 1．酶在代謝中的作用(Ⅱ) 2．ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ) 1．考查題型：以選擇題為主。 2．呈現(xiàn)形式：文字或表格形式。 3．命題特點：(1)極少單獨考查。(2)酶：①常與細胞呼吸、光合作用結(jié)合考查。②特種酶：淀粉酶、端粒酶、溶菌酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶。(3)ATP：常與DNA、ADP、物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)化等結(jié)合考查。 H　 (1)水稻細胞內(nèi)合成的某物質(zhì)，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(zhì)含有羧基。(√) (2)滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率不涉及“降低化學(xué)反應(yīng)活化能”的原理。() (3)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。(√) (4)探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫。() (5)發(fā)燒時，食欲減退是因為唾液淀粉酶失去了活性。() (6)1個ATP分子由一個腺嘌呤和3個磷酸基團組成。() (7)ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供。() (8)細胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體。() (9)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。() (10)人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等。() 考向一　酶的作用特點及影響酶促反應(yīng)的曲線分析 Z　 1．(2017全國卷Ⅱ)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是(　C　) A．在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶 B．由活細胞產(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]　鹽析法主要用于蛋白質(zhì)的分離、純化，胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因而可用鹽析法進行沉淀，C項正確。真核細胞中DNA主要分布于細胞核中，細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA分布，所以參與DNA合成的酶也可分布于線粒體和葉綠體中，A項錯誤。酶作為生物催化劑可以在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，也可以在生物體外發(fā)揮作用，B項錯誤。唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度為37℃左右，而該酶通常在低溫下保存，D項錯誤。 2．(2016全國卷Ⅱ)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。回答下列問題： (1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是__B__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__加快__。 (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)物總量__不變__，原因是__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)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是__蛋白質(zhì)或RNA__，其特性有__高效性和專一性__(答出兩點即可)。 [解析]　(1)圖中信息表明：40℃條件下產(chǎn)物濃度達到最大值所需時間比20℃條件下短，且40℃條件下產(chǎn)物濃度最大值大于60℃條件下，故在三個溫度條件下，該酶活性最高的是B組。(2)由圖可知，在20℃～40℃范圍內(nèi)的酶活性均大于20℃時的酶活性，故在t1前，如果A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會加快。(3)圖中信息表明：在t2時，60℃條件下的酶已失活，故此時增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量不會增加。(4)絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA；酶的特性包括：高效性、專一性、作用條件較溫和。 H　 1．酶的活性與酶促反應(yīng)速率： (1)酶的活性：指酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率。(2)影響酶促反應(yīng)速率的因素：溫度、pH、酶抑制劑、酶濃度和底物濃度等。 (3)關(guān)系：其他條件相同時，酶的活性越大，酶促反應(yīng)速率就越快。 2．解讀酶的三類圖像(填表) 圖像 解讀 酶的作 用原理 ①機理__?降低反應(yīng)的活化能__ ②若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b的縱軸上向__?上__移動 ③用加熱的方法__?不能__降低活化能，但會提供活化能 酶的 特性 ①圖2中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較表明酶具有__?高效性__ ②圖3中兩曲線比較表明酶具有__?專一性__ 影響酶 促反應(yīng) 速率的 因素 ①根據(jù)圖4和圖5可知溫度或pH通過影響__?酶的活性__來影響酶促反應(yīng)速率 ②根據(jù)圖6可知，OP段的限制因素是__?底物濃度__，P點以后的限制因素則是__?酶濃度__ T　 題型1　酶的概念、本質(zhì)和作用特性 1．(2018蘭州市理科綜合)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(　C　) A．酶只在細胞內(nèi)起催化作用 B．人體內(nèi)所有酶的最適PH都接近中性 C．酶的數(shù)量不會因參加化學(xué)反應(yīng)而減少 D．酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核苷酸 [解析]　A項，酶在細胞內(nèi)或細胞外都可以起催化作用，A錯誤；B項，不同的酶其最適pH不一樣，如胃蛋白酶的最適pH為2，B錯誤。C項，酶的種類和數(shù)量在化學(xué)反應(yīng)前后保持不變，C正確。D項，酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，因此其基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，故D錯誤。 2．(2018江西省贛州市一模)下列關(guān)于酶的說法中，正確的是(　D　) A．酶的合成一定需要核糖體，但不一定需要高爾基體 B．pH較低時一定會降低酶的活性，但溫度較低時則不一定會降低酶的活性 C．在任何條件下，酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著 D．所有活細胞都具有與細胞呼吸有關(guān)的酶，但不一定都分布在線粒體中 [解析]　A．對于化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)類的酶需要在核糖體上合成，而化學(xué)本質(zhì)為RNA的酶則不需要核糖體，有些酶是分泌蛋白，有些酶是胞內(nèi)蛋白，其中胞內(nèi)蛋白不需要高爾基體的加工，A錯誤；B．不同酶的最適pH不同，因此pH較低時不一定會降低酶的活性，反而可能升高酶的活性，如胃蛋白酶，B錯誤；C．酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能較無機催化劑顯著，體現(xiàn)出酶的高效性，但酶的催化作用需要適宜的條件，因此并不是在任何條件下酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著，C錯誤；D．呼吸作用是生命的特征之一，所有活細胞都具有與細胞呼吸有關(guān)的酶，但這些酶不一定都分布在線粒體中，如原核細胞沒有線粒體，D正確。故選：D。 技巧方法 有關(guān)酶的概念、本質(zhì)特性的分析策略 解答酶的本質(zhì)特性試題時，應(yīng)關(guān)注以下幾個方面： (1)絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，可用雙縮脲試劑或吡羅紅試劑進行鑒定，甚至用蛋白酶處理來確定某種酶的本質(zhì)。 (2)酶既可在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，也可在細胞外發(fā)揮催化作用。酶的催化作用是指能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)反應(yīng)的方向和平衡點。 (3)在化學(xué)反應(yīng)前后，酶的性質(zhì)、數(shù)量并不發(fā)生改變。 題型2　影響酶促反應(yīng)速率的因素 3．(2018安徽安慶期末)乳糖酶可催化乳糖水解。有兩項與此相關(guān)的實驗，實驗中無關(guān)變量相同且適宜，實驗結(jié)果如下表所示。下列相關(guān)敘述正確的是(　C　) 實驗一(質(zhì)量分數(shù) 為10%的乳糖) 酶的質(zhì)量分數(shù)/% 0 1 2 3 4 相對反應(yīng)速率 0 25 50 100 200 實驗二(質(zhì)量分數(shù) 為2%的乳糖酶) 乳糖的質(zhì)量分數(shù)/% 0 5 10 15 20 相對反應(yīng)速率 0 25 50 65 65 A．實驗一若繼續(xù)增加酶濃度，相對反應(yīng)速率不再加大 B．實驗一若增加乳糖濃度，相對反應(yīng)速率將降低 C．實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對反應(yīng)速率不再加大 D．實驗二若將反應(yīng)溫度提高5℃，相對反應(yīng)速率將增大 [解析]　由表格的數(shù)據(jù)分析可知，實驗一若繼續(xù)增加酶濃度(質(zhì)量分數(shù))，相對反應(yīng)速率可能加大，A項錯誤。實驗一若增加乳糖濃度(質(zhì)量分數(shù))，相對反應(yīng)速率升高或不變，B項錯誤。由表格的數(shù)據(jù)分析可知，實驗二乳糖質(zhì)量分數(shù)為15%和20%時，相對反應(yīng)速率相等，所以繼續(xù)增大乳糖濃度(質(zhì)量分數(shù))，相對反應(yīng)速率不再加大，C項正確。實驗二中溫度為無關(guān)變量，且適宜，若將反應(yīng)溫度提高5℃，相對反應(yīng)速率會減小，D項錯誤。 4．(2017天津理綜)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。敘述錯誤的是(　C　) 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]　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(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，A項正確；隨著反應(yīng)的進行，底物A濃度由大變小，酶促反應(yīng)速率先快后慢，B項正確、C項錯誤；圖示反應(yīng)在最適溫度下進行，降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率將減慢，反應(yīng)時間將延長，T2值增大，D項正確。 技巧方法 酶促反應(yīng)曲線的分析技巧 解答此類試題應(yīng)用“四看法”達成。 (1)一看兩坐標(biāo)軸的含義：分清自變量與因變量，了解兩個變量的關(guān)系。 (2)二看曲線的變化：利用數(shù)學(xué)模型法觀察同一條曲線的升、降或平的變化，掌握變量變化的生物學(xué)意義。如在分析影響酶促反應(yīng)的因素時，一般情況下，生成物的量未達到飽和時，限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素，達到飽和后，限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。 (3)三看特殊點：即曲線的起點、終點、頂點、轉(zhuǎn)折點、交叉點等五點，理解特殊點的意義。 (4)四看不同曲線的變化：理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系，找出不同曲線的異同及變化的原因。 考向二　與酶相關(guān)的實驗 Z　 　(2016全國卷Ⅰ)若除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(　C　) 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→一段時間后檢測產(chǎn)物的量 [解析]　根據(jù)題意可知，該實驗的pH為無關(guān)變量，為了排除pH的干擾，應(yīng)在酶和底物混合之前加入緩沖液，為酶促反應(yīng)提供穩(wěn)定的pH環(huán)境，A、B、D項都錯誤，C項正確。 H　 1．辨清與酶相關(guān)實驗設(shè)計的五個易錯點(填空) (1)若底物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，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，而不能選用碘液，是因為__碘液無法檢測蔗糖是否被水解__。 (2)探究酶的適宜溫度時： ①不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解，因為__H2O2受熱易分解__。 ②若選淀粉和淀粉酶，檢測試劑不應(yīng)選用斐林試劑，因為__斐林試劑需要水浴加熱__，而本實驗需嚴格控制溫度。 (3)在酶的最適pH探究實驗中，操作時必須先將酶和底物分別置于不同pH條件下，然后再將同一pH條件下處理的底物和酶混合，而不能把酶加入反應(yīng)物中后，再加入鹽酸或氫氧化鈉。 (4)探究酶的高效性時，對照組應(yīng)__加入無機催化劑__；探究酶的催化作用時，對照組應(yīng)__不加催化劑__。 2．掌握兩類實驗設(shè)計 (1)驗證酶的本質(zhì)、作用特性的實驗設(shè)計： 實驗?zāi)康? 實驗組 對照組 實驗組衡量標(biāo)準(zhǔn) 驗證某種酶是蛋白質(zhì) 待測酶液＋雙縮脲試劑 已知蛋白液＋雙縮脲試劑 是否出現(xiàn)__紫色__ 驗證酶具有催化作用 底物＋相應(yīng)酶液 底物＋__等量蒸餾水__ 底物是否被分解 驗證酶的專一性 底物＋相應(yīng)酶液 另一底物＋__相同酶液__或同一底物＋另一酶液 底物是否被分解 驗證酶具有高效性 底物＋相應(yīng)酶液 底物＋__等量無機催化劑__ 底物分解速率或產(chǎn)物生成速率 (2)探究酶的最適溫度或最適pH的實驗設(shè)計程序： T　 題型1　與酶相關(guān)的實驗設(shè)計 1．(2018湖南省岳陽市一模)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是(　D　) A．探究pH對酶活性的影響實驗建議用淀粉酶 B．探究溫度對酶活性的影響實驗建議用過氧化氫酶 C．淀粉酶溶液的活性隨淀粉溶液的濃度變化而變化 D．能合成激素的細胞一定能合成酶 [解析]　A．由于酸性條件下淀粉易分解，因此淀粉不能作為探究pH對酶活性影響的實驗材料，A錯誤；B．過氧化氫在高溫下易分解，因此不能用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響實驗，B錯誤；C．影響酶活性的因素有溫度、pH，淀粉溶液的濃度不會影響酶活性，C錯誤；D．活細胞都能產(chǎn)生酶，因此能夠產(chǎn)生激素的細胞一定能合成酶，D正確。故選：D。 2．某實驗小組利用過氧化氫做了如下實驗，下列相關(guān)說法正確的是(　D　) 步驟 試管編號及組別 a b c d e 加入 試劑 2mL體積 分數(shù)為3% 的H2O2 2mL體積 分數(shù)為3% 的H2O2 2mL體積 分數(shù)為3% 的H2O2 2mL體積 分數(shù)為3% 的H2O2 2mL H2O 處理 措施 90℃水 浴加熱 2滴FeCl3 溶液，常溫 2滴肝臟研 磨液，常溫 2滴煮熟的 肝臟研磨 液，常溫 2滴肝臟 研磨液， 常溫 氣泡 多少 多 較多 最多 無 無 A．a(chǎn)組和c組對照，說明酶具有催化作用 B．b組和c組對照，說明酶具有高效性和專一性 C．c組和d組對照，說明高溫會破壞酶的空間結(jié)構(gòu) D．c組和e組對照，可排除肝臟研磨液中其他物質(zhì)的影響 [解析]　要說明酶具有催化作用，對照組應(yīng)該不做任何處理，A項錯誤。b組和c組對比，自變量是催化劑類型，說明酶具有高效性，B項錯誤。c組和d組對比，只能說明酶的活性受溫度影響，C項錯誤。c組和e組對比，唯一不同的是e組沒有加入H2O2溶液而是加入等量的水，其目的是排除肝臟研磨液中其他物質(zhì)對實驗結(jié)果的影響，D項正確。 易錯警示 酶相關(guān)實驗設(shè)計必記4個關(guān)鍵點 (1)探究酶的高效性時，對照組應(yīng)用無機催化劑對照。 (2)驗證酶的專一性，既可用同一種酶(如淀粉酶)作用于不同的底物(如淀粉和蔗糖)，也可以用不同的酶(如淀粉酶和蛋白酶)作用于同一底物(如淀粉)。 (3)驗證酶活性受溫度和酸堿度影響時，要先讓酶和底物均達到相應(yīng)的條件后再讓二者相遇。 (4)用不同底物、同種酶來探究酶的專一性時，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖兩種底物，則應(yīng)用斐林試劑作為檢測試劑，不能選用碘液作為檢測試劑。 題型2　與酶相關(guān)的驗證、探究及評價性實驗 3．(2015重慶理綜)小麥的穗發(fā)芽影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。某地引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當(dāng)?shù)匕琢Ｐ←湣樘骄康矸勖富钚耘c穗發(fā)芽率的關(guān)系，進行了如下實驗。 (1)取穗發(fā)芽時間相同、質(zhì)量相等的紅、白粒小麥種子，分別加蒸餾水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在適宜條件下進行實驗。實驗分組、步驟及結(jié)果如下： 分組 步驟 紅粒管 白粒管 對照管 ① 加樣 0.5mL提取液 0.5mL提取液 C ② 加緩沖液(mL) 1 1 1 ③ 加淀粉溶液(mL) 1 1 1 ④ 37℃保溫適當(dāng)時間，終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色 顯色結(jié)果 ＋ ＋＋ 注：“＋”數(shù)目越多表示藍色越深 步驟①中加入的C是__0.5_mL蒸餾水__，步驟②中加緩沖液的目的是__控制pH__。顯色結(jié)果表明：淀粉酶活性較低的品種是__紅粒小麥__；據(jù)此推測：淀粉酶活性越低，穗發(fā)芽率越__低__。若步驟③中的淀粉溶液濃度適當(dāng)減小，為保持顯色結(jié)果不變，則保溫時間應(yīng)__縮短__。 (2)小麥淀粉酶包括α－淀粉酶和β－淀粉酶，為進一步探究其活性在穗發(fā)芽率差異中的作用，設(shè)計了如下實驗方案： X處理的作用是使__β－淀粉酶失活__。若Ⅰ中兩管顯色結(jié)果無明顯差異，且Ⅱ中的顯色結(jié)果為紅粒管顏色顯著__深于__白粒管(填“深于”或“淺于”)，則表明α－淀粉酶活性是引起這兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因。 [解析]　(1)步驟①中加入的C是0.5mL蒸餾水，以形成對照實驗；步驟②中加緩沖液的目的是維持培養(yǎng)液中pH的相對穩(wěn)定。顯色結(jié)果表明，紅粒管中藍色較深，說明此時淀粉酶活性較低。據(jù)此推測，淀粉酶活性越低，穗發(fā)芽率也越低。若步驟③中的淀粉溶液濃度適當(dāng)減小，為達到相同顯色效果的時間應(yīng)當(dāng)縮短。(2)要探究α－淀粉酶和β－淀粉酶活性在穗發(fā)芽率差異中的作用，需對比紅、白粒小麥中的α－淀粉酶和β－淀粉酶進行滅活處理，若α－淀粉酶活性是引起這兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因，則只有α－淀粉酶作用的Ⅱ管表現(xiàn)為紅粒管顏色顯著深于白粒管。 技巧方法 酶的驗證、探究或評價性實驗解題策略 第一步，分析實驗?zāi)康模_定自變量與因變量，如酶的種類或影響酶的因素(檢測指標(biāo))。第二步，明確實驗原理(新情境題的題干中會有提示，要注意提煉)。第三步，準(zhǔn)確書寫實驗步驟，注意遵循實驗的對照原則、單一變量原則及科學(xué)性原則。酶相關(guān)實驗常常是用表格形式呈現(xiàn)實驗步驟。第四步，如果是選擇題，要依據(jù)實驗原理、實驗原則、所學(xué)的生物知識進行綜合分析，然后作出判斷；如果是非選擇題則應(yīng)注意聯(lián)系教材知識綜合分析，以確定所填答案。 考向三　ATP的結(jié)構(gòu)、合成與利用 Z　 1．(2016北京理綜)葡萄酒釀制期間，酵母細胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過程(　D　) A．在無氧條件下不能進行　　 B．只能在線粒體中進行 C．不需要能量的輸入　　 D．需要酶的催化 [解析]　酵母菌是兼性厭氧微生物，在葡萄酒釀制期間，酵母菌可通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，A項錯誤；酵母菌無氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，葡萄酒釀制期間，酵母細胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過程發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，B項錯誤；在有關(guān)酶的催化作用下，ADP需要接受能量同時與一個游離的Pi結(jié)合形成ATP，C項錯誤、D項正確。 2．(2016海南理綜)下列有關(guān)植物細胞能量代謝的敘述，正確的是(　D　) 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．光下葉肉細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體中都有ATP生成 [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；光下葉肉細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體可以進行有氧呼吸，葉綠體進行光合作用，均可產(chǎn)生ATP，D項正確。 H　 1．三個角度理清ATP的產(chǎn)生與利用(填圖) 2．辨析四種結(jié)構(gòu)中的“A”(填空) ①ATP中的“A”為__腺苷__(由腺嘌呤和核糖組成)。 ②DNA中的“A”為__腺嘌呤脫氧核苷酸__。 ③RNA中的“A”為__腺嘌呤核糖核苷酸__。 ④核苷酸中的“A”為__腺嘌呤__。 T　 題型1　ATP的結(jié)構(gòu)來源和利用 1．(2018北京市平谷區(qū)一模)下列關(guān)于葉肉細胞內(nèi)ATP描述正確的是(　C　) A．ATP的結(jié)構(gòu)決定了其在葉肉細胞中可以大量儲存 B．光合作用產(chǎn)生的ATP可以為Mg2＋進入葉肉細胞直接提供能量 C．ATP水解失掉兩個磷酸基團后，可以作為轉(zhuǎn)錄的原料 D．葡萄糖分子在線粒體內(nèi)徹底氧化分解，可以產(chǎn)生大量ATP [解析]　A．ATP的結(jié)構(gòu)決定了其在細胞內(nèi)的含量很少，A錯誤；B．植物葉肉細胞吸收Mg2＋的方式是主動運輸，需要消耗來自呼吸作用產(chǎn)生的ATP提供能量，光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)，B錯誤；C．ATP水解，失去兩個磷酸后為腺嘌呤核糖核苷酸，可作為轉(zhuǎn)錄的原料之一，C正確；D．葡萄糖水解為丙酮酸發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)，D錯誤。故選：C。 2．(2018河北邯鄲二模)下列有關(guān)ATP的敘述，都不正確的一組是(　A　) ①哺乳動物成熟的紅細胞中沒有線粒體，不能產(chǎn)生ATP ②植物細胞產(chǎn)生的ATP，均可用于一切生命活動 ③ATP中的能量可來源于光能、化學(xué)能，也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能 ④ATP和RNA具有相同的五碳糖 ⑤在有氧和缺氧的條件下，細胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATP ⑥ATP分子中的兩個高能磷酸鍵穩(wěn)定性不同 ⑦ATP中的“A”與構(gòu)成DNA、RNA中的堿基“A”表示相同物質(zhì) ⑧ATP與絕大多數(shù)酶的組成元素不存在差異 A．①②⑦⑧　　 B．①②③④ C．⑤⑥⑦⑧　　 D．③④⑤⑥ [解析]　哺乳動物成熟的紅細胞中，ATP來自無氧呼吸，①錯誤；在植物細胞的葉綠體中合成的ATP只供暗反應(yīng)利用，②錯誤；光能可通過植物的光反應(yīng)轉(zhuǎn)化成ATP中的能量，生物體中的化學(xué)能可通過呼吸作用轉(zhuǎn)化成ATP中的能量，ATP中的能量也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能，③正確，組成ATP和RNA的糖都是核糖，④正確；有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段相同，場所都是細胞質(zhì)基質(zhì)，⑤正確；ATP分子中含有兩個高能磷酸鍵，遠離腺苷的高能磷酸鍵更容易水解釋放能量，⑥正確；ATP中的A表示腺苷，而核酸中的A表示腺嘌呤，⑦錯誤；ATP中的組成元素為C、H、O、N、P，大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，組成元素為C、H、O、N，有的還有S，⑧錯誤。 題型2　ATP與ADP間的相互轉(zhuǎn)化 3．(2018廣東深圳模擬)據(jù)下圖判斷，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　C　) A．丙物質(zhì)含有的元素為C、H、O、N B．乙物質(zhì)為腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一 C．酶1、酶2和酶3催化的反應(yīng)均伴有大量的能量釋放 D．細胞的無氧呼吸只有第一階段產(chǎn)生了ATP [解析]　據(jù)題意分析，丙為腺苷(核糖＋含氮堿基)，丙含有的元素為C、H、O、N，A項正確。乙為腺嘌呤核糖核苷酸，B項正確。酶1、酶2催化的是高能磷酸鍵的斷裂，釋放大量能量，酶3催化的是普通磷酸鍵的斷裂，不釋放大量能量，C項錯誤。無氧呼吸第二階段不釋放能量，只在第一階段釋放能量，產(chǎn)生ATP，D項正確。 4．(2018山東臨沂三中期末)ATP是生物生命活動的直接能源物質(zhì)，下圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式，下列說法不正確的是(　A　) A．圖1中的A代表腺苷，b、c為高能磷酸鍵 B．ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性 C．在人的成熟紅細胞中能合成ATP的場所只有細胞質(zhì)基質(zhì) D．圖2中過程②所需要的能量可來自葡萄糖等有機物的氧化分解 解題模板 有關(guān)ATP的結(jié)構(gòu)與功能的試題的解題策略 解答ATP結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)的試題要注意6點：(1)ATP、磷脂及核酸的組成元素相同。ATP中含有的五碳糖為核糖；(2)一個ATP中含有兩個高能磷酸鍵，ATP中遠離腺苷的那個高能磷酸鍵容易形成和水解；(3)吸能反應(yīng)往往需要消耗ATP，放能反應(yīng)往往產(chǎn)生ATP，人在運動狀態(tài)下ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化速率大于安靜狀態(tài)下的轉(zhuǎn)化速率；(4)物質(zhì)出入細胞時，協(xié)助擴散不消耗ATP，主動運輸、胞吞和胞吐消耗ATP；(5)生命活動所需要的ATP主要來自有氧呼吸；(6)無氧呼吸產(chǎn)生的ATP少，是因為大部分能量儲存在不徹底的氧化產(chǎn)物(乳酸或酒精)中，沒有釋放出來。 一、選擇題 1．下列有關(guān)酶的敘述正確的是(　B　) A．酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能從而提高了化學(xué)反應(yīng)速率 B．活細胞能通過轉(zhuǎn)錄、翻譯產(chǎn)生酶，或通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生酶 C．人體中酶的活性受溫度、pH的影響，并只能在人體的內(nèi)環(huán)境中起作用 D．酶的形成都要經(jīng)過核糖體的合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等幾個階段 [解析]　酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能；酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯合成)或RNA(經(jīng)轉(zhuǎn)錄合成)；酶在體外也可起作用；在細胞內(nèi)發(fā)揮作用的酶一般不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，少數(shù)酶是RNA，其合成不需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體參與。 2．核酶(ribozyme)是具有催化功能的RNA分子，在特異地結(jié)合并切斷特定的mRNA后，核酶可從雜交鏈上解脫下來，重新結(jié)合和切割其他的mRNA分子。下列關(guān)于核酶的敘述，正確的是(　D　) A．向核酶中滴加雙縮脲試劑，水浴加熱可發(fā)生紫色反應(yīng) B．與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶的高效性 C．核酸具有熱穩(wěn)定性，故核酶的活性不受溫度的影響 D．核酶與催化底物特異性結(jié)合時，有氫鍵形成，也有磷酸二酯鍵的斷裂 [解析]　核酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，滴加雙縮脲試劑可發(fā)生紫色反應(yīng)的是蛋白質(zhì)，且不需加熱，A項錯誤；與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，表明核酶具有催化作用，要證明酶具有高效性，最好與無機催化劑對比，B項錯誤；與蛋白質(zhì)相比，核酸雖然具有熱穩(wěn)定性，但溫度過高或過低也能影響其性質(zhì)或結(jié)構(gòu)，因此核酶的活性也受溫度的影響，C項錯誤；核酶特異地結(jié)合mRNA是通過堿基互補配對實現(xiàn)的，因此有氫鍵的形成，核酶能切斷特定的mRNA，在該過程中有磷酸二酯鍵的斷裂，D項正確。 3．下圖中，甲圖表示某植物淀粉酶與人的腸淀粉酶活性受pH影響的情況，乙圖表示3種脫氫酶(A、B、C)的活性受溫度影響的情況。下面分析正確的是(　D　) ①兩淀粉酶的活性相同時pH可以不同 ②若pH由中性變?yōu)樗嵝裕c淀粉酶的活性漸漸升高 ③A、B酶活性相同時，溫度對酶的影響相同 ④C酶活性的最適溫度等于或大于40℃ A．①②　　 B．①③ C．②③　　 D．①④ [解析]　由圖甲可知，兩淀粉酶的pH不同但活性可相同，①正確；pH由中性變?yōu)樗嵝?，腸淀粉酶的活性漸漸降低，②錯誤；由圖乙可知，最適溫度時酶的活性最高，高于或低于最適溫度酶的活性有所降低，A、B酶活性相同時，溫度對酶的影響可能不同，一個為高溫，一個為低溫，③錯誤；由于圖中C酶的活性一直在上升，所以C酶活性的最適溫度等于或大于40℃，④正確。 4．如圖表示底物和抑制劑與酶的結(jié)合機理，據(jù)圖分析下列說法錯誤的是(　C　) A．X位點是酶與底物結(jié)合的活性位點 B．抑制劑1和抑制劑2都能抑制酶的活性 C．增加底物濃度不會減弱抑制劑1的抑制作用 D．抑制劑2會使酶不能與底物分子結(jié)合 [解析]　據(jù)圖示可知，X位點是酶與底物結(jié)合的活性位點，A正確；據(jù)圖示可知，抑制劑1為競爭性抑制劑，抑制劑2為非競爭性抑制劑，抑制劑1和抑制劑2都能抑制酶的活性，B正確；由于抑制劑1為競爭性抑制劑，故增加底物濃度會減弱抑制劑1對酶活性的影響，C錯誤；抑制劑2為非競爭性抑制劑，可使酶活性位點的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶不能與底物分子結(jié)合，D正確。 5．(2018淄博一模)下列關(guān)于酶和ATP的敘述，正確的是(　A　) A．酶的種類有物種差異性，ATP無物種差異性 B．不同分化階段的細胞中酶的種類保持不變 C．酶在細胞內(nèi)起作用時都伴隨著ATP的合成 D．酶和ATP由活細胞產(chǎn)生并都在細胞內(nèi)起作用 [解析]　不同分化階段的細胞中酶的種類會改變，B錯。有些酶促反應(yīng)并沒有伴隨著ATP的合成，C錯。酶可以在細胞外發(fā)揮作用，D錯。 6．(2018貴州省畢節(jié)一模)下列關(guān)于酶的敘述，錯誤的是(　B　) A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中 B．隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降 C．酶活性最高時的溫度不適合該酶的保存 D．所有活細胞都有與細胞呼吸有關(guān)的酶 [解析]　同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中，如呼吸氧化酶，A正確；酶促反應(yīng)的活化能與降低溫度沒有關(guān)系，B錯誤；低溫條件下酶的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，酶適于保存在低溫條件下，C正確；活細胞都能進行呼吸作用，所有活細胞都有與細胞呼吸有關(guān)的酶，D正確。 7．(2018天津市五區(qū)縣高三期末)ATP合酶是由脂溶部位和水溶部位兩部分構(gòu)成的蛋白質(zhì)，用于催化ATP的合成。下列關(guān)于ATP合酶的敘述，錯誤的是(　D　) A．ATP合酶位于線粒體內(nèi)膜、類囊體膜及原核細胞的質(zhì)膜上 B．ATP合酶的脂溶部位可能嵌入在磷脂雙分子層中 C．ATP合酶能完成ADP的磷酸化過程并儲存能量 D．ATP合酶能接受光能和熱能并轉(zhuǎn)化為ATP中化學(xué)能 [解析]　線粒體的內(nèi)膜能進行有氧呼吸的第二階段，能產(chǎn)生少量的ATP，葉綠體的類囊體薄膜上能進行光反應(yīng)合成ATP，原核細胞的質(zhì)膜上可以合成ATP，因此，ATP合酶位于線粒體內(nèi)膜、類囊體膜及原核細胞的質(zhì)膜上，A正確；磷脂屬于脂質(zhì)，ATP合酶的脂溶部位可能嵌入在磷脂雙分子層中，B正確；ADP的磷酸化形成ATP并將能量儲存在高能磷酸鍵中，C正確；ATP中的能量可能來源于光能和化學(xué)能，也可能轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能，D錯誤。 8．GTP是細胞的正常成分，與ATP相似，參與許多生化反應(yīng)，如可以為蛋白質(zhì)的生物合成過程直接提供能量，下列有關(guān)敘述正確的是(　B　) A．“G”表示鳥嘌呤 B．GTP分子中含有高能磷酸鍵 C．GTP水解產(chǎn)物可用于合成DNA D．蛋白質(zhì)合成旺盛時，核糖體附近GTP含量一定增加 [解析]　ATP中的“A”代表腺苷，由GTP與ATP相似，可知GTP中的“G”表示鳥苷，A項錯誤；GTP與ATP相似，可以為一些反應(yīng)直接提供能量，因此，GTP分子中含有高能磷酸鍵，B項正確；GTP的水解產(chǎn)物鳥嘌呤核糖核苷酸可用于合成RNA，C項錯誤；蛋白質(zhì)合成旺盛時，消耗的GTP增多，運往核糖體附近的GTP也增多，并且與ATP相似，GTP和GDP的相互轉(zhuǎn)化處于動態(tài)平衡之中，所以不能確定核糖體附近的GTP含量一定增多，D項錯誤。 9．ATP被喻為生物體內(nèi)“能量貨幣”，它已成為科學(xué)家研究的熱點。下列有關(guān)細胞內(nèi)ATP的敘述中，正確的是(　D　) A．ATP中含有3個高能磷酸鍵 B．ATP可溶于水，因此只可注射不可口服 C．寒冷或緊張狀態(tài)下，細胞內(nèi)ATP的分解速率大于合成速率 D．劇烈運動時，肌肉細胞中ATP與ADP之間相互轉(zhuǎn)化的速率迅速加快 [解析]　ATP含有2個高能磷酸鍵；ATP可溶于水，可注射也可口服；即使在寒冷、緊張等狀態(tài)下，細胞內(nèi)ATP的合成速率與分解速率也大致相等，只是它們之間的轉(zhuǎn)化速率加快；劇烈運動時，需要能量較多，肌肉細胞會加快ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化速率。 10．下列有關(guān)酶和ATP的敘述不正確的是(　D　) A．酶和ATP的化學(xué)成分中都含有氮元素 B．分化程度不同的活細胞中酶和ATP的含量都不同 C．細胞中基因的表達過程都需要酶和ATP的參與 D．酶的合成和分解分別與ATP的合成和分解相聯(lián)系 [解析]　酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，其和ATP的化學(xué)成分中都含有氮元素，A正確；細胞分化的實質(zhì)在于基因的選擇性表達，分化程度不同的活細胞中，代謝途徑不同，酶的種類不同，代謝的程度不同，ATP的含量也不同，B正確；細胞中基因的表達過程分為轉(zhuǎn)錄和翻譯，都需要酶和ATP的參與，C正確；酶的合成需要能量供應(yīng)，和ATP的分解相聯(lián)系，酶的分解釋放能量，與ATP的合成相聯(lián)系，D錯誤。 11．用同種蛋白酶處理甲、乙兩種酶，兩種酶的活性與處理時間的關(guān)系如右圖所示。下列敘述不正確的是(　B　) A．甲酶能夠抗蛋白酶的降解 B．甲酶已失去活性 C．乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) D．乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變 [解析]　A．由題圖知，甲酶在用蛋白酶處理時其活性不變，說明甲酶能夠抗蛋白酶的降解，A正確；B．由題圖知，甲酶在用蛋白酶處理過程中其活性一直不變且不為零，說明甲酶能夠抗蛋白酶的降解，甲酶沒有失去活性，B錯誤；C．蛋白酶可催化蛋白質(zhì)的水解，由題圖知，乙酶在用蛋白酶處理過程中其活性降低，由此可知乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，C正確；D．蛋白酶可催化蛋白質(zhì)的水解，乙酶在用蛋白酶處理過程中活性降低是因為其分子結(jié)構(gòu)在蛋白酶的催化作用下發(fā)生了改變，D正確。故選：B。 12．某同學(xué)探究過氧化氫在不同條件下的分解情況，結(jié)果記錄如下表，與此相關(guān)的分析正確的是(　D　) 處理試管 編號 H2O2 3.5%FeCl3 20%肝臟研磨液 溫度 實驗現(xiàn)象 1 2mL － － 室溫 － 2 2mL － － 90℃ ＋＋ 3 2mL 2滴 － 室溫 ＋ 4 2mL － 2滴 室溫 注：表中“＋”的數(shù)目表示氣泡產(chǎn)生的多少，“－”表示無氣泡產(chǎn)生。 A．本實驗試圖研究酶的專一性、高效性和溫度對酶活性的影響 B．試管2、3和4的處理都可降低H2O2分解反應(yīng)的活化能 C．設(shè)置的4號試管是本實驗的實驗組，其他三組是對照組 D．若把4號試管迅速放在90℃環(huán)境中，實驗現(xiàn)象將與2號試管的相近 [解析]　本實驗的自變量是催化劑的種類和溫度，可用于研究酶的催化作用及其高效性；升高溫度不會降低反應(yīng)的活化能；試管1、2形成對照，試管1、3、4形成對照，對照組均是1號試管；酶在高溫下變性失活，無催化作用。 二、非選擇題 13．現(xiàn)有兩種淀粉酶A與B，某生物興趣小組為探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性，設(shè)計實驗如下： 實驗原理：溫度等條件可以影響酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下產(chǎn)生麥芽糖。 實驗材料：一定濃度的淀粉溶液、相同濃度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、溫度計等。 實驗過程：如表所示。 組別 步驟 1 2 3 4 5 6 7 8 ①設(shè)置水浴缸溫度(℃) 20 30 40 50 20 30 40 50 ②取8支試管各加入淀粉溶液(mL)，分別保溫5min 10 10 10 10 10 10 10 10 ③另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液，分別保溫5min 酶A 酶A 酶A 酶A 酶B 酶B 酶B 酶B ④將同組兩個試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻，保溫5min 實驗結(jié)果：圖甲是40℃時測定酶A催化淀粉水解生成的麥芽糖的量隨時間變化的曲線；圖乙是實驗第④步保溫5分鐘后對各組淀粉剩余含量進行檢測的結(jié)果。 (1)該實驗的自變量是__溫度、酶的種類__，無關(guān)變量有__pH、反應(yīng)時間、溶液的量、淀粉的濃度、酶的濃度等__(至少寫出2種)。 (2)若適當(dāng)降低溫度，圖甲中P點將向__右__(填“左”或“右”)移動，原因是__溫度降低會引起酶A的活性下降，酶催化反應(yīng)完成所需的時間增加__。 (3)若步驟③中淀粉酶的濃度適當(dāng)降低，為保持圖乙實驗結(jié)果不變，則保溫時間應(yīng)__延長__(填“縮短”“延長”或“不變”)。 (4)根據(jù)實驗結(jié)果分析，下列敘述正確的是__C__。(單選) A．酶A在20℃條件時活性較高 B．酶A的活性小于酶B的活性 C．酶B在40℃條件時活性較高 D．大于50℃條件時，酶A部分失活 (5)實驗用分光光度計檢測底物淀粉的剩余量來表示酶的活性，該實驗不能用斐林試劑檢測生成物麥芽糖的含量，原因是__斐林試劑檢測時需水浴加熱，會導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度發(fā)生改變，影響實驗結(jié)果__。 [解析]　(1)根據(jù)柱形圖可以得出本實驗有兩個自變量，即酶的種類和溫度。除自變量外，實驗過程中還會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量，本實驗中的pH、溶液的量、反應(yīng)時間、酶的用量等為無關(guān)變量。(2)圖甲是40℃時測定酶A催化淀粉水解生成的麥芽糖的量隨時間變化的曲線。結(jié)合柱形圖分析，若適當(dāng)降低溫度，酶A的活性下降，麥芽糖的量達到最大值所需時間延長，即酶催化反應(yīng)完成所需的時間增加，故P點將向右移動。(3)若步驟③中淀粉酶的濃度適當(dāng)降低，保溫一段時間后要各組淀粉剩余含量保持圖乙實驗結(jié)果不變，則保溫時間應(yīng)適當(dāng)延長，因為酶量降低，酶促反應(yīng)速率會減慢。(4)酶A在50℃條件時淀粉剩余含量較少，所以酶A在50℃條件時活性較高，A項錯誤；在同一溫度下，酶A的活性小于酶B的活性，若在不同溫度下，二者活性無法判斷，B項錯誤；酶B在40℃條件時淀粉剩余含量較少，因此酶B在40℃條件時活性較高，C項正確；大于50℃條件時，由圖中結(jié)果無法判定酶A的活性變化，D項錯誤。(5)本實驗的一個自變量是溫度，因為用斐林試劑檢測還原糖時需水浴加熱，影響實驗結(jié)果，所以該實驗不能用斐林試劑檢測生成物麥芽糖的含量來表示酶的活性。 14．請分析下列關(guān)于ATP的有關(guān)數(shù)據(jù)和實驗，并回答下面的問題。 (1)經(jīng)測定一個成年人靜止?fàn)顟B(tài)下24h將有40kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細胞內(nèi)ADP、ATP等僅有2～10mg。為滿足能量的需要，生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是__ADP與ATP之間可以快速相互轉(zhuǎn)變__。 (2)用32P標(biāo)記的磷酸加入細胞培養(yǎng)液，短時間內(nèi)快速分離出細胞內(nèi)的ATP，結(jié)果ATP濃度變化不大，但部分ATP的末端磷酸基團卻已帶上了放射性標(biāo)記。這一事實證明__ATP在細胞內(nèi)的含量處于動態(tài)平衡狀態(tài)，細胞內(nèi)ATP濃度變化不大__，你得出結(jié)論的依據(jù)是__部分ATP末端磷酸基團帶上了放射性標(biāo)記，說明這是重新合成的，同時也說明原有ATP部分被分解了__。 [解析]　ATP在活細胞內(nèi)的含量較少，但與ADP之間的轉(zhuǎn)化速度卻很快，維持在一定水平，處于動態(tài)平衡狀態(tài)。