【生物】2019届一轮复习人教版第3单元第1讲酶和ATP考点 26页

第单元　细胞的能量供应和利用 第1讲　酶和ATP 考纲要求 全国卷五年考情 ‎1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)‎ ‎2017·卷ⅡT3,2016·卷ⅠT3,2015·卷ⅡT2,2013·卷ⅡT6,2013·卷ⅡT29‎ ‎2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)‎ ‎2016·卷ⅠT29,2015·卷ⅠT1,2014·卷ⅡT1,2014·卷ⅡT6‎ ‎3.实验：探究影响酶活性的因素 ‎2016·卷ⅡT29‎ 考点一| 酶的本质、作用和特性 ‎(对应学生用书第39页)‎ ‎[识记—基础梳理]‎ ‎1．酶的本质及作用 ‎ (1)本质与作用 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要是细胞核(真核细胞)‎ 来源 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体外均可 生理功能 催化作用 ‎ (2)作用机理 ‎ ①活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。‎ ‎ ②作用机理：降低化学反应的活化能。‎ ‎2．酶的特性 ‎ (1)高效性：催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。‎ ‎ (2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。‎ ‎ (3)作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。‎ 高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。‎ ‎1．判断正误 ‎ (1)酶的基本组成单位是氨基酸。(×)‎ ‎ 【提示】　酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。‎ ‎ (2)酶提供了反应过程所必需的活化能。(×)‎ ‎ 【提示】　酶的作用是降低活化能。‎ ‎ (3)酶在催化反应前后，其分子结构不变。(√)‎ ‎ (4)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(√)‎ ‎ (5)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(×)‎ ‎ 【提示】　低温不破坏酶的结构。‎ ‎ (6)酶活性最高时的温度不适合酶的保存。(√)‎ ‎ (7)人体在发热感冒时，常出现厌食现象，这与人体内酶的活性有关，说明酶活性的发挥离不开适宜的温度。(√)‎ ‎ (8)在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入双缩脲试剂，由于蛋清液中的蛋白质被分解，因此不再发生紫色反应。(×)‎ ‎ 【提示】　蛋白酶本身也是蛋白质。‎ ‎2．据图思考 ‎ 下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。‎ ‎ (1)无酶催化的反应曲线是__②__。‎ ‎ (2)有酶催化的反应曲线是__①__。‎ ‎ (3)ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。‎ ‎ (4)ba段的含义是酶降低的活化能。‎ ‎ (5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点在纵轴上将向上移动。‎ ‎[理解—深化探究]‎ ‎1．如图表示未加催化剂时，生成物浓度随时间的变化曲线，请在图中绘出加酶和加无机催化剂的条件时的变化曲线。‎ ‎【提示】　‎ ‎2．甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示，请思考：‎ ‎ (1)甲、乙两种酶的化学本质是否相同？‎ ‎ 【提示】　观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为蛋白质。‎ ‎ (2)乙酶活性改变的机制是什么？‎ ‎ 【提示】　乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。‎ ‎3．下列图示为影响酶促反应因素的四种曲线，据图回答：‎ ‎ (1)分别表述甲、丙两图表示的含义。‎ ‎ 【提示】　甲图表明在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。丙图表明在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随着底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。‎ ‎ (2)过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？‎ ‎ 【提示】　不一样，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。‎ ‎ (3)甲、乙、丙、丁四图所示的因素均对酶活性造成影响吗？‎ ‎ 【提示】　温度和pH影响酶的活性，进一步影响酶促反应速率；底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。‎ ‎[运用—考向对练]‎ 考向1　考查对酶的本质、作用和特性的理解 ‎1．(2018·新课程仿真卷)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)‎ ‎ A．酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色 ‎ B．酶适宜在最适温度下长期保存以保持其最高活性 ‎ C．细胞代谢能够有条不紊地进行主要由酶的高效性决定 ‎ D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 ‎ D　‎ ‎[大部分酶是蛋白质，能和双缩脲试剂反应呈紫色，少数酶是RNA，不能和双缩脲试剂反应，A错误；酶应该保存在低温下，B错误；细胞代谢能够有条不紊地进行主要由酶的专一性决定，C错误；酶既可以作为催化剂，也可以作为另一反应的底物，D正确。]‎ ‎2．(2018·东城区期末)下列有关酶的叙述，不正确的是(　　)‎ ‎ A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 ‎ B．酶促反应一般是在比较温和的条件下进行 ‎ C．温度能改变酶的活性，也能改变酶的结构 ‎ ‎ D．酶可为化学反应提供能量来加快反应速率 ‎ D　[分化程度不同的细胞也有相同的酶，是细胞生命活动必需的酶，如细胞呼吸的酶，ATP合成酶等，A正确；酶的催化需要适宜的温度和pH值，酶促反应一般是在比较温和的条件下进行，B正确；高温和低温都能改变酶的活性，其中高温还能改变酶的空间结构，C正确；酶的催化作用机理是降低化学反应的活化能，D错误。]‎ 项目 正确说法 错误说法 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 酶的本质是蛋白质 产生部位 一般来说，凡是活细胞都能产生酶(不考虑哺乳动物的成熟红细胞)‎ 具有分泌功能的细胞才能产生酶 合成原料 氨基酸或核糖核苷酸 氨基酸 合成场所 核糖体或细胞核 核糖体 生理功能 生物催化剂，只起催化作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 生物体内合成 有的来源于食物 作用场所 既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用 只在细胞内起催化作用 温度影响 低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温易使酶失活 低温会引起酶变性失活 作用前后 催化反应前后的数量和性质没有变化 发生催化作用后被分解 ‎ (2018·潍坊市期中联考)下列有关酶的叙述，正确的是(　　)‎ ‎ A．在人体的生命活动中，酶可起到催化和调节作用 ‎ B．与无机催化剂不同，酶能降低化学反应的活化能 ‎ C．酶都是由内分泌细胞合成的，具有高效性 ‎ D．酶的作用条件比较温和，高温可使酶失活 ‎ D　[在人体的生命活动中，酶起催化作用，不起调节作用，A项错误；与无机催化剂相比，酶降低活化能更显著，B项错误；一般来说，活细胞都能产生酶，具有高效性，C项错误；酶的作用条件比较温和，高温破坏酶分子的结构，使酶失活，D项正确。]‎ 考向2　结合坐标曲线考查酶的作用和特性 ‎3．(2018·云南一中月考)如图表示某条件下酶促反应速率的曲线，相关分析错误的是(　　)‎ ‎ A．若X为pH，则A点时酶永久失活 ‎ B．若X为温度，则A点时酶的空间结构稳定 ‎ C．在B点条件下，同种酶催化的酶促反应最大速率可能不同 ‎ D．若不同种酶催化的酶促反应最大速率相同，则B点一定相同 ‎ D　[若X为pH，则A点对应的pH过低酶促反应的速率为零，说明A点对应的pH过低使酶永久失活，A正确；若X为温度，则A点对应的温度过低酶促反应的速率为零，说明A点对应的温度过低抑制了酶的活性，但此时酶的空间结构稳定，B正确；影响酶促反应速率的因素有pH、温度、底物浓度、酶浓度等，在B点条件下，同种酶催化的酶促反应最大速率可能因其他因素的限制而使酶促反应最大速率不同，C正确；不同种酶的酶活性最高、酶促反应速率最大时，所需的最适宜温度或pH条件(即B点)可能不同，D错误。]‎ ‎4．(2018·郑州检测)下图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是(　　) 【导学号：67110028】‎ ‎ A．增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变 ‎ B．B点后，适当升高温度，曲线将出现c所示变化 ‎ C．酶量增加一倍，酶促反应速率可用曲线a表示 ‎ D．反应物浓度是限制曲线AB段酶促反应速率的主要因素 ‎ D　[曲线b表示在最适温度、最适pH条件下测定的酶促反应速率与反应物浓度的关系，若温度、pH发生变化，酶促反应速率降低，A、B项错误；酶量增加一倍，酶促反应速率上升，C项错误；AB段反应物浓度低，限制了酶促反应速率，D项正确。]‎ ‎1．识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。‎ ‎2．析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。‎ ‎3．明点(特殊点)：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。‎ ‎4．判断：“先分后合巧辨析”。对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。‎ ‎　(2018·合肥市二模)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置甲、乙、丙三个实验组，各组温度条件不同，其他条件相同且适宜，测定各组在不同反应时间内的产物浓度，结果如图。以下分析正确的是(　　)‎ ‎ A．在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到酶数量的限制 ‎ B．在t时刻降低丙组温度，将使丙组酶的活性提高，曲线上升 ‎ C．若甲组温度小于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度 ‎ D．若甲组温度大于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于甲组温度 ‎ C　[在t时刻后，甲组曲线不再上升，是由于底物被彻底分解，A项错误；丙组温度过高，酶失活，降低温度，酶的活性不能提高，B项错误；若甲组温度小于乙组温度，说明乙组已超过适宜温度，酶的最适宜温度不可能大于乙组温度，C项正确；若甲组温度大于乙组温度，酶的最适温度可能大于甲组温度，也可能小于甲组温度，D项错误。]‎ 考点二| 探究影响酶活性的因素(实验)‎ ‎(对应学生用书第41页)‎ ‎[原理流程]‎ ‎1．探究温度对酶活性的影响 ‎ (1)实验原理 ‎ ①反应原理 ‎ 淀粉麦芽糖 ‎ ‎ ‎ 蓝色　　　不出现蓝色 ‎ ②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。‎ ‎ (2)实验设计程序 ‎ 淀粉　　　淀粉酶 ‎ ↓　　　　　↓‎ ‎ 各自在所控制的温度下处理一段时间 ‎　　　 ↓‎ ‎ 淀粉与相应温度的淀粉酶混合 ‎　　　 ↓‎ ‎ 在各自所控制的温度下保温一段时间 ‎　　　 ↓‎ ‎ 滴加碘液，观察颜色变化 ‎2．探究pH对酶活性的影响 ‎ (1)实验原理 ‎ ①反应原理：2H2O22H2O＋O2(反应式)‎ ‎ ②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。‎ ‎ (2)实验流程 序号 实验操作内容 试管1‎ 试管2‎ 试管3‎ ‎1‎ 注入等量的过氧化氢酶溶液 ‎2滴 ‎2滴 ‎2滴 ‎2‎ 注入等量的不同pH的溶液 ‎1 mL蒸馏水 ‎1 mL 5%的HCl ‎1 mL 5%的NaOH ‎3‎ 注入等量的3%的过氧化氢溶液 ‎2 mL ‎2 mL ‎2 mL ‎4‎ 观察实验现象 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生 ‎5‎ 将点燃的卫生香插入试管内液面的上方 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱 ‎ [实验关键]‎ ‎1．实验变量控制的三个原则 实验变量 控制原则 实　例 自变量 单一变 量原则 探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量 无关变量 等量适 宜原则 探究温度对酶活性的影响实验中pH为无关变量，不但相同，还要适宜 因变量 可观测 性原则 探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测地反应直观地显现出来，便于实验结果的观测 ‎2．在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，应先分别控制酶和底物的温度或pH，再将酶与底物混合，而不能颠倒，否则酶会在调节温度或pH的过程中，先将底物分解，导致实验失败。‎ ‎3．实验用的淀粉酶最适温度不同，若用唾液淀粉酶进行实验，则应将‎60 ℃‎水浴改为‎37 ℃‎水浴。‎ ‎4．由于过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解，因此在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解。‎ ‎5．探究温度对酶活性的影响实验中不能用斐林试剂鉴定，因为使用斐林试剂时要水浴加热，会改变实验的自变量。‎ ‎[对点练习]‎ ‎1．(2018·青州质检)为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是 ‎(　　)‎ 实验 编号 探究课题 选用材料与试剂 ‎①‎ 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液　新鲜的肝脏研磨液 ‎②‎ 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液　可溶性淀粉溶液　碘液 ‎③‎ pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液　可溶性淀粉溶液　碘液 ‎④‎ pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液　可溶性淀粉溶液　斐林试剂 ‎ A．实验①　　　　　 B．实验②‎ ‎ C．实验③ D．实验④‎ ‎ B　‎ ‎[过氧化氢在高温下易分解，因此不能用过氧化氢作为底物来探究温度对酶活性的影响，A错误；可以利用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液来探究温度对酶活性的影响，B正确；根据酶的专一性，蔗糖酶不能使淀粉水解，C错误；淀粉在酸性条件下易分解，因此不能用淀粉作为底物探究pH对酶活性的影响，D错误。]‎ ‎2．(2018·齐鲁名校三模)如图中实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响，‎ ‎ 先将酶和乳汁分别加入2个试管，然后将两个试管放入同一水浴环境中持续15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验，记录在不同温度下凝乳所需要的时间，结果如表：‎ 装置 A B C D E F 水浴温度(℃)‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ 凝乳时间(min)‎ 很长 ‎7.0‎ ‎4.0‎ ‎1.5‎ ‎4.0‎ 不凝固 ‎ (1)解释以下两种处理对实验结果的影响。‎ ‎ ①将装置A中的混合物加温至‎40 ℃‎，乳汁凝固时间如何变化？________，原因是_________________________________________________________。‎ ‎ ②将装置F中的混合物冷却至‎40 ℃‎，乳汁凝固时间________，原因是_______________________________________________________________。‎ ‎ (2)若将酶和乳汁先混合再进行F组实验，实验结果会不准确，原因是_______________________________________________________________。‎ ‎ (3)根据表格简要写出探究该酶催化作用的最适温度的实验思路。________‎ ‎ _______________________________________________________________。‎ ‎ [解析]　(1)①低温不破坏酶的空间结构，在一定范围内升高温度酶的活性可以发挥出来，由表格可知，该酶的最适温度在‎40 ℃‎左右，因此如果将A组的水温逐渐提高至‎40 ℃‎，酶活性提高，乳汁凝固时间明显缩短。②高温破坏酶的空间结构使酶永久失活，温度即使降低，酶的活性也不能恢复，装置F组中的酶已经失活，将F组混合物冷却至‎40 ℃‎，乳汁凝固时间不变(不能凝固)。‎ ‎ (2)酶具有高效性，若将酶和乳汁先混合再进行F组实验，会因为发生凝固反应而使实验结果不准确。‎ ‎ (3)分析表格数据可知，该酶催化作用的最适温度在‎30 ℃‎～‎50 ℃‎之间，若探究该酶催化作用的最适温度，在‎30 ℃‎～‎50 ℃‎范围内设置更小的温度梯度，其他条件不变，重新进行实验，凝乳时间最短对应的温度接近最适温度。‎ ‎ [答案]　(1)①明显缩短　‎40 ℃‎时凝乳酶活性较高，乳汁凝固时间较短 ‎ ②乳汁没有凝固　‎60 ℃‎时凝乳酶已失活，将温度降至‎40 ℃‎时不会恢复活性 ‎ (2)酶具有高效性，酶与乳汁一旦混合就可能发生凝乳反应 ‎ (3)在‎30 ℃‎～‎50 ℃‎范围内设置更小的温度梯度，其他条件不变，重新进行实验，凝乳时间最短对应的温度接近最适温度 ‎3．(2018·云南检测)某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到下图所示的实验结果。请回答相关问题：‎ ‎ (1)酶活性是指__________________，该实验的自变量是______________，以______________作为检测因变量的指标。‎ ‎ (2)上图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行________(填“对照”“对比”或“重复”)实验，得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在________和________的作用下分解的。pH为3条件下的酶活性________(填“小于”“等于”或“大于”)pH为9条件下的酶活性，原因是____________________。‎ ‎ (3)在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是______________________________________________________。‎ ‎ [解析]　(1)酶活性是指酶对化学反应的催化效率，据图示可知，横坐标为不同的pH，纵坐标为淀粉剩余量，故该实验的自变量是pH的不同，因变量是1 h后淀粉剩余量。‎ ‎ ‎ ‎(2)当实验结果与预期不符，需进行重复实验，观察结果。由于盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下分解的。据图示可知pH为3和pH为9条件下淀粉剩余量相等，但pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是因为pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果。‎ ‎ (3)比较pH为1和pH为7的实验结果可知，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量。故说明与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。‎ ‎ [答案]　(1)酶对化学反应的催化效率　pH　1 h后淀粉剩余量 ‎ (2)重复　淀粉酶　盐酸　小于　pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果 ‎ (3)1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量 考点三| ATP的结构和功能 ‎ (对应学生用书第42页)‎ ‎[识记—基础梳理]‎ ‎1．填写ATP的结构概念图 ‎ ‎ ‎2．ATP和ADP的相互转化 ‎ ATPADP＋Pi＋能量 ‎ (1)下列需要A过程提供能量的是①②③④⑤。‎ ‎ ①主动运输　②生物发光、发电　③肌肉收缩　④淀粉合成　⑤大脑思考　⑥植物根细胞吸收水分 ‎ (2)进行B过程的生命活动和场所 ‎ ①生命活动 ‎ ②场所：线粒体、细胞质基质、叶绿体。‎ ‎ (3)进行B过程的能量来源和去向 ‎ ①来源：光能和细胞呼吸时有机物分解释放的能量。‎ ‎ ②去向：用于形成ATP中的高能磷酸键。‎ ‎ [教材边角知识]　必修1　P88“相关信息”,ATP由哪几个小分子组成？‎ ‎ 【提示】　由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸组成。‎ ‎1．判断正误 ‎ (1)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。(×)‎ ‎ 【提示】　1个ATP分子中含有1个腺嘌呤，1个核糖和3个磷酸基团。‎ ‎ (2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)‎ ‎ (3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。(×)‎ ‎ 【提示】　淀粉水解成葡萄糖时不释放能量，也不合成ATP。‎ ‎ (4)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)‎ ‎ 【提示】　细胞中的ATP与ADP的含量处于动态平衡状态。‎ ‎ (5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(×)‎ ‎ 【提示】　无氧呼吸也能产生ATP。‎ ‎ (6)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。(×)‎ ‎ 【提示】　ATP与ADP的转化是双向进行的。‎ ‎ (7)能量就是ATP，ATP就是能量。(×)‎ ‎ 【提示】　ATP是能源物质。‎ ‎2．据图思考 ‎ 下图为ATP水解的过程图解。‎ ‎ (1)图中A、P所代表的含义分别是腺苷和磷酸基团。‎ ‎ (2)图中①是高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键易形成和断裂。‎ ‎ (3)图中②为高能磷酸键水解释放能量的过程，其作用是为各项生命活动提供能量。‎ ‎[理解—深化探究]‎ ‎1．填写ATP的再生和利用图解 ‎2．填写表格探究ATP的产生和消耗 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段 叶绿体 产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等 ‎ [运用—考向对练]‎ 考向1　考查ATP的结构及其合成和利用 ‎1．(2018·石景山区期末)ATP是细胞的能量“通货”，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．ATP脱去2个磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一 ‎ B．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中 ‎ C．ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解 ‎ D．黑暗条件下，植物细胞中只有线粒体可以产生ATP ‎ B　[ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一，A错误；ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中，B正确；ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分解，如光合作用光反应形成ATP，C错误；黑暗条件下，植物细胞产生ATP的场所，除线粒体外，还有细胞质基质，D错误。]‎ ‎2．(2018·湖北重点中学联考)下列有关ATP的叙述中，不正确的是(　　)‎ ‎ A．ATP的合成一般与放能反应相联系 ‎ B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能 ‎ C．细胞内各种吸能反应一般需要消耗ATP ‎ D．ATP是由三个磷酸基团和一个腺嘌呤构成的 ‎ D　[ATP的合成一般与放能反应相联系，A项正确；ATP的形成途径是光合作用与细胞呼吸，因此ATP中的能量可以来源于光能、化学能，B项正确；细胞内各种吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量，C项正确；ATP是由三个磷酸基团和一个腺苷构成，D项错误。]‎ ‎1．ATP在细胞内含量很少，但是转化速度极快，可以满足细胞对能量的需要。‎ ‎2．ATP分子脱去2个磷酸基团，称为腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA分子的基本单位之一。‎ ‎3．ATP与ADP相互转化的供能机制是生物界的共性。‎ ‎ (2018·东城区期末)下列关于ATP的叙述，不正确的是(　　)‎ ‎ A．ATP是细胞生命活动的直接能源物质 ‎ B．细胞质基质中也能合成少量的ATP ‎ C．ATP中的高能磷酸键结构稳定且储存的能量多 ‎ D．细胞代谢加快时ATP与ADP之间的转化加快 ‎ C　[ATP是细胞生命活动的直接能源物质，A正确；细胞质基质是细胞呼吸第一阶段的场所，其中也能合成少量的ATP，B正确；ATP中的高能磷酸键结构不稳定，容易断裂和合成，C错误；细胞代谢加快时消耗的能量增加，故ATP与ADP之间的转化加快，D正确。]‎ 考向2　ATP和酶的综合考查 ‎3．(2018·厦门市一模)下列关于酶与ATP的叙述，正确的是(　　)‎ ‎ A．细胞内的酶和ATP均为多聚体 ‎ B．酶和ATP的合成过程均需要能量 ‎ C．酶与ATP均要在细胞器中合成 ‎ D．生物体内的生化反应均需要酶和ATP参与 ‎ B　‎ ‎[细胞内的酶大多数是蛋白质，少数是RNA，故酶为多聚体，而ATP不是多聚体，A错误；酶和ATP的合成过程均需要能量，B正确；酶大多数是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成在核糖体，RNA的合成主要在细胞核，ATP的合成可以在细胞质基质中，C错误；生物体内的生化反应均需要酶参与，但不一定需要ATP参与，如有氧呼吸过程中不需要ATP的参与，D错误。]‎ ‎4．(2018·淄博市一模)下列关于酶和ATP的叙述，正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：67110029】‎ ‎ A．酶的种类有物种差异性，ATP无物种差异性 ‎ B．不同分化阶段的细胞中酶的种类保持不变 ‎ C．酶在细胞内起作用时都伴着ATP的合成 ‎ ‎ D．酶和ATP由活细胞产生并都在细胞内起作用 ‎ A　[不同物种细胞代谢不同，相应的酶不同，ATP是一切生物的直接能源物质，因此不同物种中ATP无差异，A正确；不同分化阶段的细胞中酶的种类会有所变化，B错误；酶起到生物催化剂作用，不一定伴有ATP的合成，C错误；酶和ATP可以在细胞外或细胞内起作用，D错误。]‎ ‎ (2018·安庆二模)下列关于酶和ATP的叙述，正确的是(　　)‎ ‎ A．酶的合成都必须经过转录和翻译两过程 ‎ B．加酶和加热促进H2O2分解的机理相同 ‎ C．消耗能量的生命过程都伴随ATP的水解 ‎ D．ATP的形成不一定伴随着氧气的消耗 ‎ D　[若是蛋白质类的酶，则通过转录和翻译过程合成，若是RNA类酶，则合成过程不需经过翻译，A错误；加酶能降低反应活化能，而加热能提供反应活化能，B错误；绝大多数生命活动所需能量来自ATP的水解释放的能量，GTP水解、质子浓度梯度等也可为某些活动提供能量，C错误；光合作用光反应、无氧呼吸等过程中ATP的形成不伴随着氧气的消耗，D正确。]‎ 真题验收| 感悟高考　淬炼考能 ‎ (对应学生用书第44页)‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅱ)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是(　　)‎ ‎ A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶 ‎ B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 ‎ C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 ‎ D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度都是‎37 ℃‎ ‎ C　[考查酶的种类、分布、特性与保存。A错：在细胞核外，叶绿体和线粒体中也含有参与DNA合成的酶；B错：由活细胞产生的酶，在生物体外适宜的条件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在适宜条件下可催化试管中的淀粉水解；C对：盐析可使蛋白质沉淀，但不会破坏蛋白质的空间结构，析出的蛋白质仍可以溶解在水中，其化学性质不会发生改变；D错：唾液淀粉酶催化反应的最适温度是‎37 ℃‎，但保存时应在低温条件下。]‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅰ)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是(　　)‎ ‎ A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物 ‎ 的量 ‎ B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物 ‎ 的量 ‎ C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物 ‎ 的量 ‎ D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物 ‎ 的量 ‎ C　[在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。]‎ ‎3．(2014·大纲全国卷)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　)‎ ‎ A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用 ‎ B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP ‎ C．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP ‎ D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用 ‎ B　‎ ‎[A项，细胞核所需要的ATP主要由细胞质中的线粒体提供。B项，ATP是生命活动的直接能源物质，机体时刻都在消耗ATP。C项，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行，均有ATP形成。D项，根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的，其消耗的能量来源于呼吸作用产生的ATP。]‎ ‎4．(2013·全国卷Ⅱ)关于酶的叙述，错误的是(　　)‎ ‎ A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 ‎ B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 ‎ C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 ‎ D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 ‎ B　[无论细胞分化到什么程度，某些基本的物质和能量代谢是所有细胞共有的，如DNA的复制、转录、翻译等，这些反应中涉及的酶就是分化程度不同的细胞中所共有的酶，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等，故A项正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一种可逆的过程，故B项错误。酶在生化反应中起着催化剂的作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，提高了反应速度，故C项正确。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在一些化学反应中可作为催化剂，而在另一些化学反应中，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，故D项正确。]‎ ‎5．(2016·全国卷Ⅱ)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(‎20 ℃‎)、B组(‎40 ℃‎)和C组(‎60 ℃‎)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：‎ ‎ (1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。‎ ‎ (2)在时间t1之前，如果A组温度提高‎10 ℃‎，那么A组酶催化反应的速度会________。‎ ‎ (3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是____________________。‎ ‎ (4)生物体内酶的化学本质是________，其特性有______________________‎ ‎ _________________________________________________(答出两点即可)。‎ ‎ [解析]　(1)在‎60 ℃‎条件下，反应的最终产物浓度比‎20 ℃‎和‎40 ℃‎条件下小很多，说明酶在‎60 ℃‎条件下最终失活。‎20 ℃‎与‎40 ℃‎条件下相比，‎40 ℃‎时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明‎40 ℃‎条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高‎10 ℃‎变成‎30 ℃‎，由该酶活性随温度的变化规律可知，‎30 ℃‎条件下的该酶活性大于‎20 ℃‎条件下的，那么A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A组和B组t2时的产物浓 ‎ 度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。‎ ‎ [答案]　(1)B　(2)加快　(3)不变　‎60 ℃‎条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加 ‎ (4)蛋白质或RNA　高效性和专一性(其他合理答案可酌情给分)‎ ‎1．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。‎ ‎2．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。‎ ‎3．酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。‎ ‎4．低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。‎ ‎5．高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。‎ ‎6．ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。‎ ‎7．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。‎ ‎(对应学生用书第45页)‎ ‎1．试剂检测法鉴定酶的本质 ‎ (1)实验设计思路 ‎ 从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。‎ ‎ (2)实验设计方案 项目 实验组 对照组 材料 待测酶溶液 已知蛋白液(等量)‎ 试剂 分别加入等量的双缩脲试剂 现象 是否呈现紫色 呈现紫色 结论 呈现紫色说明该酶化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质 ‎2．对比法验证酶的作用及高效性与专一性 ‎ (1)酶的催化作用实验探究 ‎ 对照组：反应物＋清水反应物不被分解；‎ ‎ 实验组：反应物＋等量的相应酶溶液反应物被分解。‎ ‎ (2)酶的专一性实验探究：此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。‎ ‎ ①设计思路一：换反应物不换酶 ‎ 实验组：反应物＋相应酶溶液反应物被分解；‎ ‎ 对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液反应物不被分解。‎ ‎ ②设计思路二：换酶不换反应物 ‎ 实验组：反应物＋相应酶溶液反应物被分解；‎ ‎ 对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液反应物不被分解。‎ ‎ (3)酶的高效性实验探究 ‎ 对照组：反应物＋无机催化剂底物分解速率；‎ ‎ 实验组：反应物＋等量酶溶液底物分解速率。‎ ‎ 实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。‎ ‎3．梯度法探究酶的最适温度或最适pH ‎ (1)实验设计思路 ‎ ‎ (2)实验设计程序 ‎　(2016·江苏高考)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)‎ 管号 ‎1%焦性 没食子酸 ‎/mL ‎2%‎ H2O2/mL 缓冲液 ‎/mL 过氧化 物酶溶 液/mL 白菜梗 提取液 ‎/mL 煮沸冷却 后的白菜 梗提取液/mL ‎1‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎2‎ ‎ A．1号管为对照组，其余不都是实验组 ‎ B．2号管为对照组，其余都为实验组 ‎ C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 ‎ D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 ‎ [解析]　根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的3号管为实验组，1号、2号和4号管都为对照组，A选项正确、B选项错误；若3号管显橙红色，还需要与2号管、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶，C选项错误；若4号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶，D选项错误。‎ ‎ [答案]　A ‎　(2018·泰安二模)将牛奶和姜汁混合，能使牛奶凝固。某同学用曾煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固。将不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，观察结果如下表：‎ 温度(℃)‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ 结果 ‎15 min 后仍未 凝固 ‎14 min 内全部 凝固 ‎1 min 内全部 凝固 ‎1 min 内全部 凝固 ‎15 min 后仍未 凝固 ‎ 根据以上结果，下列表述中错误的是(　　)‎ ‎ A．新鲜姜汁中含有能使可溶状态的牛奶凝固的酶 ‎ B．进一步测定最适温度，可设置‎60 ℃‎、‎65 ℃‎、‎75 ℃‎、‎80 ℃‎四个温度梯度 ‎ C．将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验 ‎ 的准确度 ‎ D．该实验说明酶需要适宜的温度，‎100 ℃‎时未凝固，是因为酶的活性已经 ‎ 丧失 ‎ [解析]　新鲜姜汁能使牛奶凝固，且凝固时间受温度影响，可能是由于新鲜姜汁中含有使牛奶凝固的酶，A正确；由表格信息可知，‎60 ℃‎、‎80 ℃‎牛奶凝固的时间较短，因此最适宜温度应该在‎40 ℃‎～‎100 ℃‎之间，因此如果进一步测定最适温度，设置的温度梯度应该有小于‎60 ℃‎、大于‎80 ℃‎的温度，B错误；为了保证实验的准确性，应该将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，C正确；该实验说明酶需要适宜的温度，‎100 ℃‎时未凝固，是因为酶的活性已经丧失，D正确。‎ ‎ [答案]　B ‎[对点练习]‎ ‎1．(2018·湖北重点中学联考)下列与酶相关的叙述中，正确的是(　　)‎ ‎ A．探究酶的专一性时，自变量一定是酶的种类 ‎ B．探究酶的高效性时，自变量可以是酶的种类 ‎ C．探究温度对酶活性的影响时，检测的因变量可能不止一种 ‎ D．探究pH对酶活性的影响时，自变量不止一种 ‎ C　[酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，若验证酶的专一性，自变量是酶的种类或底物的种类，A项错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶的催化效率高，若验证酶的高效性，自变量是催化剂的种类，B项错误；探究温度对酶活性影响时，因变量可以是单位时间内底物的消耗量，也可以是单位时间内产物的生成量，C项正确；探究pH对酶活性的影响，自变量是不同pH，D项错误。]‎ ‎2．(2018·武汉调研)萌发的大麦种子中存在着两种淀粉酶：α淀粉酶和β淀粉酶。α淀粉酶耐热不耐酸；β淀粉酶耐酸不耐热，‎70 ℃‎处理15 min即变性失活。为测定萌发种子中α淀粉酶和β淀粉酶活性的差异，将发芽3天的大麦种子加蒸馏水研磨匀浆、离心取上清液得到淀粉酶提取液，进行如下实验。‎ 操作步骤 ‎1号试管 ‎2号试管 ‎3号试管 ‎①‎ 加淀粉酶 提取液 ‎1 mL ‎1 mL ‎1 mL ‎②‎ 预处理 ‎70 ℃‎恒温水浴15 min，取出冰浴中冷却 高温使α淀粉酶和β淀粉酶失活 不处理 ‎③‎ 加缓冲液 ‎2 mL ‎2 mL ‎2 mL ‎④‎ 预保温 ‎40 ℃‎恒温水浴10 min ‎⑤‎ 加40 ℃预热的淀粉溶液 ‎2 mL ‎2 mL ‎2 mL ‎⑥‎ 保温 ‎40 ℃‎恒温水浴5 min ‎⑦‎ 测定 加入试剂X,50～65 ℃水浴5 min，测定砖红色沉淀物的量 ‎ 回答下列问题：‎ ‎ (1)步骤⑦中加入的试剂X为_______________________________________。‎ ‎ (2)上述实验操作步骤中，步骤②中对1号试管进行操作的目的是______________________________；为达成实验目的，设置的1、2、3号试管中，为对照组的一组是________号试管。‎ ‎ (3)通过上述实验，能大致比较萌发3天时种子的α淀粉酶和β淀粉酶活性的大小。比较的方法是____________________________________。‎ ‎ [解析]　(1)本实验的目的是测定萌发种子中α淀粉酶和β淀粉酶活性的差异，淀粉酶分解淀粉为还原糖，还原糖可以用斐林试剂进行鉴定，步骤⑦中加入的试剂X为斐林试剂。‎ ‎ (2)β淀粉酶耐酸不耐热，‎70 ℃‎处理15 min即变性失活。上述实验操作步骤中，步骤②中对1号试管进行操作的目的是使β淀粉酶变性失活，测定大麦种子中α淀粉酶催化效率，为达成实验目的，设置的1、2、3号试管中，为对照组的一组是2号试管(2号试管α淀粉酶和β淀粉酶均失活，不能将淀粉变为还原糖，2号和1号对比能测定α淀粉酶催化效率)。‎ ‎ (3)通过题述实验，可以测定各试管沉淀物的量，1、2号试管的差值代表α淀粉酶的活性，3、1号试管的差值代表β淀粉酶的活性，差值大的表示该酶的活性大，从而能大致比较萌发3天时种子的α淀粉酶和β淀粉酶活性的大小。‎ ‎ [答案]　(1)斐林试剂　(2)使β淀粉酶变性失活　2　(3)测定各试管沉淀物的量，1、2号试管的差值代表α淀粉酶的活性，3、1号试管的差值代表β淀粉酶的活性，差值大的表示该酶的活性大 ‎　(2018·河南联考)腐乳随着储存时间的延长，其蛋白质越来越少，而短肽和氨基酸越来越多。某兴趣小组为了探究其原因，取适量豆腐乳制成样液，设计了如下表所示的实验(注：蛋白酶可以催化蛋白质水解为氨基酸或短肽)。下列相关叙述中错误的是(　　)‎ 处理编号 处理方法 显色结果 ‎①‎ ‎37 ℃‎放置0 min 加入等量双 缩脲试剂 紫色 ‎②‎ ‎37 ℃‎放置10 min ‎？‎ ‎③‎ ‎37 ℃‎放置120 min ‎？‎ ‎④‎ ‎100 ℃‎加热5 min后，‎ ‎37 ℃‎放置120 min 紫色 ‎ A．①～③组的紫色越来越浅 ‎ B．④组呈紫色原因是高温使蛋白质的结构更加稳定 ‎ C．该实验的自变量是处理的时间和温度 ‎ D．③与④对照说明‎37 ℃‎有利于蛋白酶发挥作用 ‎ B　[腐乳随着储存时间的延长，其蛋白质越来越少，而蛋白质与双缩脲反应呈紫色，A正确。④组高温导致蛋白酶变性不能分解蛋白质，故蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，B错误。①～③组自变量为时间，③与④为温度，C正确。③‎37 ℃‎下蛋白质被蛋白酶分解，与双缩脲试剂反应不呈紫色，而④组高温导致蛋白酶变性不能分解蛋白质，故蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，D正确。]‎