高考生物大一輪復習學案： 第三單元 細胞的能量供應和利用 第7講 ATP和酶學案

第7講　ATP和酶 [考綱要求]　1.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)。2.酶在代謝中的作用(Ⅱ)。3.實驗：探究影響酶活性的因素。 考點一　ATP的結構與功能 1．ATP的結構 (1)圖中各部分名稱：A腺嘌呤，①腺苷，②一磷酸腺苷，③ADP，④ATP，⑤普通化學鍵，⑥高能磷酸鍵。 (2)ATP與RNA的關系：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。 (3)結構特點 ①ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵容易水解斷裂，釋放出能量，ATP就轉化為ADP，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。 ②高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達30.54 kJ/mol，所以說ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物。 2．ATP與ADP的相互轉化 項目 ATP的合成 ATP的水解 反應式 ADP＋Pi＋能量ATP＋H2O ATP＋H2OADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量來源 光能(光合作用)、化學能(細胞呼吸) 儲存在高能磷酸鍵中的能量 能量去路 儲存于高能磷酸鍵中 用于各項生命活動 反應場所 細胞質基質、線粒體、葉綠體 生物體的需能部位 3.ATP的功能與動、植物細胞代謝 (1)植物細胞可以通過光合作用和細胞呼吸形成ATP，而動物細胞只能通過細胞呼吸形成ATP。 (2)植物光合作用光反應階段產生的ATP專用于暗反應，不用于其他生命活動；植物或動物細胞呼吸產生的ATP才能用于多種生命活動。 (3)ATP水解釋放的能量可用于主動運輸、發(fā)光發(fā)電、肌肉收縮、物質合成、大腦思考等。 (1)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(　×　) (2)線粒體內膜、內質網膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP(　×　) (3)ATP是生命活動的直接能源物質，但它在細胞中的含量很少，ATP與ADP時刻不停地進行相互轉化(　√　) (4)ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應(　√　) (5)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產生ATP的唯一來源(　×　) (6)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的合成與水解(　×　) 據圖分析ATP的結構和特點 (1)圖示a處應為“—H”還是“—OH”？ 提示　圖示a處應為“—OH”，因為該五碳糖為“核糖”。 (2)圖示b、c、d所示化學鍵是否相同？其中最易斷裂和重建的是哪一個？ 提示　圖示b為普通磷酸鍵，c、d則為高能磷酸鍵，其中d處的鍵最易斷裂和重建。 (3)圖示框e的名稱是什么？它與DNA、RNA有何關系？ 提示　圖示框e為腺嘌呤核糖核苷酸，它是構成RNA的基本單位之一，當發(fā)生逆轉錄時，它可與DNA鏈中的胸腺嘧啶脫氧核苷酸配對。 命題點一　ATP的結構和特點分析 1．下列關于生物體中ATP的敘述，其中正確的一項是(　　) A．藍藻細胞中的線粒體、葉綠體分別通過有氧呼吸、光合作用產生ATP B．ATP與ADP是同一種物質的兩種形態(tài) C．ATP中存在2個高能磷酸鍵，在一定條件下均可釋放其中的能量 D．生物體內ATP的含量很多，從而保證了生命活動所需能量的持續(xù)供應 答案　C 解析　藍藻細胞是原核細胞，不含線粒體和葉綠體，A項錯誤；ATP和ADP是兩種不同的物質，B項錯誤；ATP中存在2個高能磷酸鍵，在一定條件下均可釋放其中的能量，C項正確；生物體內ATP的含量很少，但ATP與ADP轉化非常迅速，從而保證了生命活動所需能量的持續(xù)供應，D項錯誤。 2．如圖是人體細胞代謝部分簡圖。圖中甲表示ATP，下列有關敘述錯誤的是(　　) A．甲→乙→丙→丁過程中，起催化作用的酶空間結構不同 B．丙是RNA的基本組成單位之一 C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成 D．在紅細胞吸收葡萄糖時，細胞中乙的含量會顯著增加 答案　D 解析　甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反應的酶都不同，A項正確；丙由1分子核糖、1分子腺嘌呤和1分子磷酸構成，為1分子腺嘌呤核糖核苷酸，B項正確；丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，戊表示磷酸，是ATP的組成成分，C項正確；紅細胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴散，不需要消耗ATP，故乙(ADP)的含量不會增加，D項錯誤。 命題點二　ATP與ADP的相互轉化和ATP的利用 3．下列有關ATP的敘述錯誤的是(　　) A．ATP和ADP的相互轉化保證了機體對能量的需求 B．圖中兩次ATP的水解，后者能量可用于各項生命活動 C．圖中兩次合成ATP，前者能量來源于光能且在人體細胞中不會發(fā)生 D．ATP由3個磷酸基團和1個腺嘌呤構成 答案　D 解析　細胞中ATP和ADP的相互轉化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，保證了機體對能量的需求，A項正確；圖中兩次ATP的水解，前者能量儲存在有機物中，后者能量可用于各項生命活動，B項正確；圖中兩次合成ATP，前者ATP的合成是通過光合作用，所需能量來源于光能，在人體細胞中不會發(fā)生，C項正確；ATP由3個磷酸基團和1個腺苷(由腺嘌呤和核糖結合而成)構成，D項錯誤。 4．(2018·汕頭模擬)ATP是細胞內的直接能源物質，可通過多種途徑產生，如圖所示。以下說法正確的是(　　) A．O2由紅細胞進入肝臟細胞，使ATP含量迅速下降 B．a過程和b過程都在細胞器中進行 C．綠色植物通過b過程形成的ATP不能用于吸收礦質元素 D．①、②在物質和能量上都可成為互逆反應 答案　C 解析　O2由紅細胞進入肝臟細胞屬于自由擴散，不需要載體和能量，因此ATP含量基本不變，A項錯誤；a表示細胞呼吸，細胞呼吸的場所有細胞質基質、線粒體，B項錯誤；b過程為光合作用，其形成的ATP只能用于暗反應，不能用于其他生命活動，C項正確；①、②分別為ATP的合成和水解過程，其中物質是可逆的，能量是不可逆的，D項錯誤。 細胞內產生與消耗ATP的生理過程 轉化場所 常見的生理過程 細胞膜 消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐 細胞質基質 產生ATP：細胞呼吸第一階段 葉綠體 產生ATP：光反應 消耗ATP：暗反應和自身DNA復制、轉錄、翻譯等 線粒體 產生ATP：有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP：自身DNA復制、轉錄、翻譯等 核糖體 消耗ATP：蛋白質的合成 細胞核 消耗ATP：DNA復制、轉錄等 考點二　酶的本質、作用及特性 1．酶的本質與作用 (1)酶本質的探索歷程 (2)酶的本質和功能 (3)酶的作用原理 ①表示無酶催化時反應進行需要的活化能的是AC段。 ②表示有酶催化時反應進行所需要的活化能的是BC段。 ③酶降低的活化能是AB段。 ④若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則B在縱軸上向上移動。 2．酶的特性(連線) 歸納總結　關于酶的8個易錯點 項目 正確說法 錯誤說法 產生場所 活細胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等) 具有分泌功能的細胞才能產生 化學本質 有機物(大多數為蛋白質，少數為RNA) 蛋白質 作用場所 可在細胞內、細胞外、體外發(fā)揮作用 只在細胞內起催化作用 溫度影響 低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活 低溫和高溫均使酶變性失活 作用 酶只起催化作用 酶具有調節(jié)、催化等多種功能 來源 生物體內合成 有的可來源于食物等 合成原料 氨基酸、核糖核苷酸 只有氨基酸 合成場所 核糖體、細胞核等 只有核糖體 (1)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物(　√　) (2)酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸(　×　) (3)酶提供了反應過程所必需的活化能(　×　) (4)隨著溫度降低，酶促反應的活化能下降(　×　) (5)酶是由活細胞產生的，因此酶只能在細胞內發(fā)揮作用(　×　) (6)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結構(　√　) (7)蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類(　√　) (8)纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁(　×　) (9)同一個體各種體細胞酶的種類相同、數量不同，代謝不同(　×　) 如圖表示A、B兩種酶用同一種蛋白酶處理后酶活性與處理時間的關系，據圖分析： (1)A、B兩種酶的化學本質是否相同？ 提示　不相同。A酶能抵抗該種蛋白酶的降解，化學本質不是蛋白質而是RNA；B酶能被蛋白酶破壞，活性降低，化學本質為蛋白質。 (2)B酶活性改變的原因是什么？ 提示　B酶被降解的過程中其分子結構會發(fā)生改變，從而使其活性喪失。 (3)欲讓A、B兩種酶的變化趨勢換位，應用哪種酶處理？ 提示　應選用RNA水解酶處理。 1．與酶有關的曲線分析 (1)酶高效性的曲線 ①與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。 ②酶和無機催化劑一樣，只能縮短達到化學平衡所需要的時間，不能改變化學反應的平衡點。 (2)酶專一性的曲線 ①加入酶B的反應速率和無酶條件下的反應速率相同，說明酶B對此反應無催化作用。 ②加入酶A的反應速率隨反應物濃度的增大明顯加快，說明酶A對此反應有催化作用。 (3)影響酶活性因素的相關曲線 甲曲線分析： ①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。 ②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，酶分子的結構未被破壞，溫度升高可恢復活性。 乙曲線分析： 縱坐標為反應物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應速率越慢；圖示pH＝7時，反應物剩余量最少，應為最適pH；反應溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。 (4)底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線 ①甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率先隨底物濃度增加而加快，當底物達到一定濃度后，受酶數量的限制，酶促反應速率不再增加。 ②乙圖：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。 2．酶專一性的理論模型 (1)圖中A表示酶，B表示被A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A催化的物質。 (2)酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。 命題點一　酶的本質與特性的綜合分析 1．(2017·全國Ⅱ，3)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 ℃ 答案　C 解析　DNA的合成主要發(fā)生在細胞核中，此外在線粒體和葉綠體中也能合成，因此細胞核、線粒體和葉綠體中都有參與DNA合成的酶，A項錯誤；只要給予適宜的溫度、pH等條件，由活細胞產生的酶在生物體外也具有生物催化活性，B項錯誤；鹽析可使蛋白質在水溶液中的溶解度降低，但不影響蛋白質的活性，胃蛋白酶的化學本質是蛋白質，因此從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法，C項正確；唾液淀粉酶催化反應的最適溫度是37 ℃，但是37 ℃不是保存該酶的最適溫度，酶應該在低溫條件下保存，D項錯誤。 2．下列關于酶的敘述正確的是(　　) A．酶適于低溫下保存，因為低溫時雖然酶的活性很低，但酶的空間結構穩(wěn)定 B．Fe3＋和酶促使過氧化氫分解，是因為它們降低了化學反應的活化能，同時給過氧化氫提供能量 C．酶是由內分泌腺細胞合成的、具有催化作用的有機物 D．酶與激素一樣使用后立即被滅活，所以活細胞中需要源源不斷地合成酶 答案　A 解析　低溫下酶的活性被抑制，而空間結構穩(wěn)定，不會變性失活，因此酶適于低溫下保存，A項正確；Fe3＋和酶均促使過氧化氫分解，是因為它們均能降低化學反應的活化能，但不能給過氧化氫的分解提供能量，B項錯誤；酶是由活細胞產生的、具有催化作用的有機物，C項錯誤；酶在化學反應后不被滅活，不需源源不斷地合成，D項錯誤。 具有專一性或特異性的五類物質 (1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內切酶只能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。 (2)載體：某些物質通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。 (3)激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內存在與該激素特異性結合的受體。 (4)tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。 (5)抗體：一種抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結合。 命題點二　酶的相關曲線分析 3．用某種酶進行有關實驗的結果如下圖所示，下列有關說法錯誤的是(　　) A．該酶的最適催化溫度不確定 B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶 C．由圖4實驗結果可知酶具有高效性 D．由圖3實驗結果可知Cl－是該酶的激活劑 答案　C 解析　圖1顯示溫度對酶活性的影響，圖中結果只能顯示30 ℃比較適宜，但溫度梯度太大，不能確定最適催化溫度，A項正確；圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5，由圖4可知該酶為麥芽糖酶，B項正確；圖3能說明Cl－是該酶的激活劑，Cu2＋是該酶的抑制劑，D項正確；圖4可說明酶具有專一性，C項錯誤。 4.向裝有5 mL體積分數為3%的H2O2溶液的密閉容器中，加入2滴新鮮的肝臟研磨液，每隔一段時間測定容器中O2的濃度，得到如圖中曲線a(實線)所示結果。下列相關敘述錯誤的是(　　) A．曲線a表明，隨著時間的推移，H2O2分解速率呈現(xiàn)由快轉慢直到停止的特點 B．在t1時，向容器內再加入2滴新鮮肝臟研磨液，可以得到曲線b所示結果 C．在t1時，向容器內再加入2滴質量分數為3.5%的FeCl3溶液，可以得到曲線c所示結果 D．在t2時，向容器內再加入5 mL體積分數為3%的H2O2溶液，可以得到曲線d所示結果 答案　C 解析　由圖可知，曲線a表明，隨著時間的推移，H2O2分解速率由快轉慢直到停止，A項正確；在t1時，向容器內再加入新鮮肝臟研磨液，提高了反應速率，但沒有改變反應底物的量，最終生成的O2量不變，即O2濃度不變，得到曲線b所示結果，B項正確；在t1時，向容器內再加入FeCl3溶液，沒有改變反應底物的量，O2的最終濃度不變，不可能得到曲線c所示結果，C項錯誤；在t2時，向容器內再加入H2O2溶液，增加了反應底物的量，O2的最終濃度增加，得到曲線d所示結果，D項正確。 解答坐標曲線題的“三步曲” 考點三　探究影響酶活性的因素 1．實驗原理 (1)探究溫度對酶活性的影響 ①反應原理 ②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(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。 (2)探究pH對酶活性的影響 ①反應原理(用反應式表示)：2H2O22H2O＋O2。 ②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2的生成速率。 2．實驗步驟 (1)探究溫度對酶活性的影響 序號 實驗操作內容 試管1 試管2 試管3 1 加入等量的可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 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 1 mL(5分鐘) 1 mL(5分鐘) 1 mL(5分鐘) 4 加入等量的碘液 1滴 1滴 1滴 5 觀察實驗現(xiàn)象 不出現(xiàn)藍色 (呈現(xiàn)碘液顏色) 藍色 藍色 (2)探究pH對酶活性的影響 序號 實驗操作內容 試管1 試管2 試管3 1 注入等量的3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 注入等量的不同pH的溶液 1 mL蒸餾水 1 mL 5%的HCl 1 mL 5%的NaOH 3 注入等量的過氧化氫酶溶液 2滴 2滴 2滴 4 觀察實驗現(xiàn)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 歸納總結　(1)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。 (2)在探究溫度對酶活性的影響的實驗中，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。 (3)在探究pH對酶活性的影響實驗中，宜先保證酶的最適溫度(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。 (4)在探究pH對酶活性的影響實驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作實驗材料，因為在酸性條件下淀粉本身分解也會加快，從而影響實驗結果。 命題點一　實驗基礎 1．探究溫度對酶活性影響最合理的實驗步驟是(　　) ①取3支試管，編號，各注入2 mL淀粉溶液；另取3支試管，編號，各自注入1 mL新鮮的淀粉酶溶液?、趯⒌矸勖溉芤鹤⑷胂嗤瑴囟认碌牡矸廴芤涸嚬苤?，維持各自的溫度5 min?、巯蚋髟嚬苤械我坏蔚庖骸、軐?支試管分成三組，每組各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分別放在60 ℃的熱水、沸水和冰水中?、萦^察實驗現(xiàn)象 A．①②④③⑤ B．①③②④⑤ C．①③④②⑤ D．①④②③⑤ 答案　D 解析　探究溫度對酶活性影響的實驗步驟為：分組→酶與底物在各自溫度下處理一段時間→酶與底物混合，保溫一段時間→檢測→觀察實驗現(xiàn)象。 2．(2018·太原中學聯(lián)考)下列關于探究酶活性實驗的設計思路，最適宜的是(　　) A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響 B．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響 C．利用淀粉、淀粉酶和斐林試劑探究溫度對酶活性的影響 D．利用淀粉、淀粉酶和斐林試劑探究pH對酶活性的影響 答案　B 解析　溫度影響過氧化氫的分解，從而對過氧化氫酶活性測定造成干擾，A項錯誤；利用過氧化氫和過氧化氫酶可探究pH對酶活性的影響，B項正確；斐林試劑使用時需要水浴加熱，會對實驗結果造成干擾，C項錯誤；酸能促進淀粉水解，會對實驗結果造成干擾，D項錯誤。 命題點二　實驗拓展 3．下表是探究溫度對纖維素酶活性的影響實驗設計及結果，據表分析，以下說法不正確的是(　　) 試管 ① ② ③ 纖維素懸液(mL) 2 2 2 纖維素酶液(mL) 1 1 1 反應溫度(℃) 30 40 50 斐林試劑(mL) 2 2 2 磚紅色深淺 ＋＋ ＋＋＋ ＋ 注：“＋”的多少代表顏色深淺。 A．該實驗的自變量為溫度 B．該實驗的因變量是還原糖的生成量 C．纖維素被水解成了還原糖 D．該纖維素酶的最適溫度為40 ℃ 答案　D 解析　由表中數據可知，該實驗中溫度是自變量，A項正確；還原糖生成量通過顏色深淺體現(xiàn)出來，這與溫度不同有關，是因變量，B項正確；溶液中出現(xiàn)磚紅色沉淀是因為纖維素被水解成了還原糖，C項正確；②組與①③組的溫度相比，40 ℃較適宜，但溫度梯度太大，故通過本實驗不能說明該纖維素酶的最適溫度為40 ℃，D項錯誤。 4．某研究小組在研究不同金屬離子對某水解酶活性的影響時，得到下圖結果。下列分析不正確的是(　　) A．Mn2＋降低了相應化學反應過程所必需的活化能 B．Co2＋或Mg2＋可能導致酶結構的改變使其活性降低 C．不同離子對酶的活性有提高或降低作用 D．該水解酶的用量是實驗的無關變量 答案　A 解析　從圖中可以看出，Mn2＋只是提高了該水解酶的活性，并不能降低反應過程所必需的活化能，A項錯誤；Co2＋或Mg2＋可能導致酶結構的改變使某水解酶活性降低，B項正確；從圖中可以看出，有的離子可以提高酶的活性，有的離子可以降低酶的活性，C項正確；不同金屬離子是實驗的自變量，該水解酶的活性是實驗的因變量，該水解酶的用量是實驗的無關變量，D項正確。 矯正易錯　強記長句 1．ATP是與能量有關的一種物質，不可等同于能量。 2．ATP與ADP的相互轉化，從物質方面來看是可逆的，從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的，因此不是可逆反應。 3．細胞中ATP含量很少，但是ATP與ADP轉化非常迅速，能為生命活動提供大量能量。無論是飽食還是饑餓，ATP與ADP含量都保持動態(tài)平衡，不會劇烈變化。 4．吸能反應一般與ATP水解的反應相聯(lián)系，需要ATP水解酶的催化，同時也消耗水；放能反應一般與ATP的合成相聯(lián)系。 5．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。 右圖為不同條件下，某酶促反應生成物隨時間的變化曲線，請分析： 1．若表示的是不同催化劑條件下的反應，③是不加催化劑，②是加無機催化劑，①是加酶，這體現(xiàn)了酶的高效性，酶具有該特性的原理是同無機催化劑相比，酶能顯著降低化學反應的活化能。 2．若表示不同溫度條件下的反應，能否確定三種溫度的高低，為什么？不能，因為在最適溫度下，酶的活性最高，但是溫度偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。 3．生物體內酶的化學本質是絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。其特性有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和(答出兩點即可)。 4．過酸、過堿或溫度過高使酶永久失活的原因：酶的空間結構遭到破壞。 重溫高考　演練模擬 1.(2017·天津，3)將A、B兩種物質混合，T1時加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。下列敘述錯誤的是(　　) 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 答案　C 解析　T1時加入酶C后，A濃度逐漸降低，B濃度逐漸升高，說明酶C催化物質A生成了物質B。由于酶能降低化學反應的活化能，因此酶C降低了A生成B這一反應的活化能，A項正確；由圖可知，該體系中酶促反應速率先快后慢(減慢的原因是底物減少)，B項正確；T2后B增加緩慢是反應物A減少導致的，C項錯誤；圖示是在最適溫度條件下進行的，若適當降低反應溫度，則酶活性降低，酶促反應速率減慢，T2值增大，D項正確。 2．(2016·全國Ⅰ，3)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．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 答案　C 解析　測定酶活力的影響因素時，在改變被探究因素之前，務必防止酶與底物混合，故只有C選項所述操作順序正確。 3．(2013·新課標Ⅱ，6)關于酶的敘述，錯誤的是(　　) A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中 B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構 C．酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速度 D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物 答案　B 解析　低溫只能降低酶的活性，并沒有改變酶的空間結構，當溫度回到最適溫度時，酶的催化效率仍然可以達到最大，B項錯誤。 4．(2015·海南，3)ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關于ATP的敘述，錯誤的是(　　) A．酒精發(fā)酵過程中有ATP生成 B．ATP可為物質跨膜運輸提供能量 C．ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D．ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 答案　D 解析　酒精發(fā)酵是微生物的無氧呼吸，無氧呼吸在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP，A項正確；ATP可以用于細胞的主動運輸，如：Ca2＋、Mg2＋通過主動運輸進入番茄細胞時消耗的能量直接由ATP提供，B項正確；ATP的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量，ATP水解時高能磷酸鍵斷裂，大量的能量會釋放出來，C項正確；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，D項錯誤。 5．(2016·全國甲，29)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?；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________。 (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、專一性 解析　(1)曲線圖顯示：在反應開始的一段時間內，40 ℃時產物濃度增加最快，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 ℃條件下已經失活，所以如果在時間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，在t3時，C組產物的總量不變。(4)絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。酶具有高效性、專一性，酶的作用條件較溫和。 1．(2018·馬鞍山二中質檢)ATP是一種高能磷酸化合物。下列關于ATP的敘述正確的是(　　) A．若細胞代謝強度增加一倍，則細胞內ATP的含量也將增加一倍 B．ATP中全部高能磷酸鍵斷裂后，形成的產物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸 C．ATP分子結構中含有一個普通磷酸鍵，該鍵易斷裂也易形成 D．有絲分裂后期，受紡錘絲牽引，著絲點分裂，該過程需要ATP水解供能 答案　B 解析　細胞內ATP與ADP的含量很少且保持相對穩(wěn)定，A項錯誤；ATP分子結構中含有一個普通磷酸鍵和兩個高能磷酸鍵，易斷裂也易形成的是高能磷酸鍵，C項錯誤；有絲分裂后期著絲點分裂并非紡錘絲牽引所致，D項錯誤。 2．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．ATP合成所需的能量由磷酸提供 C．ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸 D．正常細胞中，ATP與ADP的比值在一定范圍內變化 答案　B 解析　ATP是生命活動的直接能源物質，在細胞質和細胞核中有許多吸能反應和放能反應，與ATP的分解和合成相關，故在細胞質和細胞核中都有ATP的分布，A項正確；ATP合成所需的能量來源于光能和有機物中的化學能，磷酸不含能量，B項錯誤；ATP可以水解為一個腺嘌呤核糖核苷酸和兩個磷酸，C項正確；正常細胞中，ATP與ADP不停地發(fā)生著相互轉化，處于相對平衡狀態(tài)，兩者的比值在一定范圍內波動，D項正確。 3．下列生命活動中不需要ATP 提供能量的是(　　) A．葉肉細胞合成的糖運輸到果實 B．吞噬細胞吞噬病原體的過程 C．淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖 D．細胞中由氨基酸合成新的肽鏈 答案　C 解析　葉肉細胞合成的糖(如葡萄糖)通過主動運輸進入果實細胞需要ATP提供能量，A項正確；吞噬細胞吞噬病原體依賴膜的流動性，需要ATP提供能量，B項正確；在適宜的溫度、pH條件下，淀粉酶催化淀粉水解，此過程不需要ATP提供能量，C項錯誤；氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈需要ATP提供能量，D項正確。 4．(2017·六安第一中學聯(lián)考)下圖是生物體內常見的一種生理作用圖示，下列敘述不正確的是(　　) A．②的成分有可能是蛋白質 B．圖中顯示①具有高效性，反應完成后，①的性質未發(fā)生改變 C．③或④的生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，②的數量就是實驗的自變量 答案　B 解析?、偈敲福谑堑孜?，底物可能是蛋白質，A項正確；圖中顯示①具有專一性，反應完成后，①的性質未發(fā)生改變，B項錯誤；③或④的生成速率可以表示酶促反應的速率，C項正確；如果探究底物濃度對酶促反應速率的影響，②的數量就是實驗的自變量，D項正確。 5．通過實驗研究溫度對a、b、c三種酶活性的影響，結果如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．c酶的最適溫度為36 ℃左右 B．當溫度為任一固定值時，酶的用量都會影響實驗結果 C．該實驗中有兩個自變量，因變量只有一個 D．若溶液的pH升高，則曲線b的頂點上移 答案　C 解析　圖中c酶隨著溫度的升高活性增加，c酶活性未出現(xiàn)最高點，A項錯誤；當溫度過高時，酶變性失活后酶的用量不再繼續(xù)影響實驗結果，B項錯誤；該實驗的自變量是溫度和酶的種類，因變量是酶的活性，C項正確；此題中，溶液的pH升高，酶的活性變化未知，D項錯誤。 6．下圖中曲線b表示在最適溫度和pH條件下，反應物濃度與酶促反應速率的關系。據圖分析正確的是(　　) A．增大pH，重復該實驗，A、B點位置都不變 B．B點后，升高溫度，酶活性增加，曲線將呈現(xiàn)曲線c所示變化 C．酶量增加后，圖示反應速率可用曲線a表示 D．反應物濃度是限制曲線AB段反應速率的主要因素 答案　D 解析　題干中提出“曲線b表示在最適溫度和pH條件下”，因此如果增大pH，酶的活性會下降，A、B點位置都會下移，A項錯誤；曲線b是在最適溫度條件下測得的，因此B點后，如果升高溫度，酶活性將會下降，反應速率下降，B項錯誤；曲線b在B點時反應速率不再增加，這是受酶的數量的限制，因此如果酶量增加，圖示反應速率可用曲線c表示，C項錯誤；從圖中可以看出，在曲線AB段反應速率與反應物濃度呈正相關，因此反應物濃度是限制曲線AB段反應速率的主要因素，D項正確。 7．(2017·濰坊質檢)將牛奶和姜汁混合，待牛奶凝固便成為一種富有廣東特色的甜品——姜撞奶。某同學用煮沸過的姜汁重復這項實驗，牛奶在任何溫度下均不能凝固。在不同溫度的等量牛奶中混入一些新鮮姜汁，觀察結果如下表： 溫度 (℃) 20 40 60 80 100 結果 15 min后 仍未凝固 14 min內 完全凝固 1 min內 完全凝固 1 min內 完全凝固 15 min后 仍未凝固 根據以上結果，下列表述中不正確的是(　　) A．20 ℃和100 ℃時未凝固，是因為酶被分解成了氨基酸 B．新鮮姜汁可能含有一種酶，該酶能將可溶狀態(tài)的牛奶蛋白質轉化成不溶狀態(tài) C．將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應溫度的牛奶混合，能夠提高實驗的準確度 D．60 ℃和80 ℃不一定是酶的最適溫度，可設置更多、更小的溫度梯度測得最適溫度 答案　A 解析　20 ℃時牛奶未凝固是因為酶的活性低，100 ℃時牛奶未凝固是因為酶因高溫而喪失了活性，A項錯誤；新鮮姜汁中可能含有某種酶，該酶能將可溶狀態(tài)的牛奶蛋白質轉化成不溶狀態(tài)，B項正確；將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應溫度的牛奶混合，能夠提高實驗的準確度，防止因為溫度不同而影響實驗結果，C項正確；表格中60 ℃和80 ℃凝固效果較好，但60 ℃和80 ℃不一定是酶的最適溫度，若探究其最適溫度需設置更多、更小的溫度梯度進行實驗，D項正確。 8．下列關于酶的實驗敘述中，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，F(xiàn)e3＋、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 答案　B 解析　酶具有專一性，細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以可以利用纖維素酶和果膠酶除去植物細胞壁，A項錯誤；用丙酮能從刀豆種子中提取到純度較高的脲酶，B項正確；H2O2分解實驗中，F(xiàn)e3＋與過氧化氫酶降低活化能的效果依次增強，加熱不能降低活化能，C項錯誤；胃蛋白酶的適宜pH在2.0左右，題目中提供的數據下，胃蛋白酶都已經失活，D項錯誤。 9．解讀下面與酶有關的曲線，回答下列問題： (1)酶的作用機理可以用甲圖中________段來表示。如果將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則b在縱軸上將________(填“上移”或“下移”)。 (2)乙圖中160 min時，生成物的量不再增加的原因是____________________________。 (3)聯(lián)系所學內容，分析丙圖曲線： ①對于曲線abc，若x軸表示pH，則曲線上b點的生物學意義是________________。 ②對于曲線abd，若x軸表示反應物濃度，則y軸可表示________________。曲線bd不再增加的原因是________________________。 (4)若該酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________。若胃蛋白酶濃度和其他條件不變，反應液pH由10逐漸降低到2，則酶催化反應的速率將________，原因是________________ ________________________________________________________________________ ____________________。 答案　(1)ab　上移　(2)底物已被完全消耗掉　(3)①在最適pH下，酶的催化效率最高?、诿复俜磻俾省∶笣舛鹊南拗啤?4)蛋白質　不變　胃蛋白酶的最適pH在2左右，pH為10時胃蛋白酶已經失活，即使再降低pH，酶活性也不會恢復 解析　(1)在無酶催化時，必須提供a值的活化能，反應才能順利進行；有酶催化時，必須提供b值的活化能，因此降低的活化能用ab段表示。無機催化劑也能降低化學反應的活化能，只是沒有酶的作用顯著，因此b點上移。(2)乙圖反映生成物的量隨反應時間變化的曲線，當曲線達到最大值時，意味著底物被消耗盡了。(3)丙圖中，若x軸表示pH，則曲線abc表示不同pH對酶活性的影響，曲線最高點表示在最適pH下酶的催化效率最高；若x軸表示反應物濃度，則曲線abd表示底物濃度對酶促反應速率的影響，當底物濃度增大到一定值后，酶促反應速率不再增加，此時酶促反應速率受到酶濃度的制約。(4)胃蛋白酶的最適pH在2左右，在pH為10時，胃蛋白酶的活性喪失，即使pH再降低到2，酶的活性也不會恢復。 10．科學家發(fā)現(xiàn)某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，其體內的類胡蘿卜素不僅能吸收光能，傳遞給負責能量生產的組織細胞，而且還決定蚜蟲的體色。陽光下蚜蟲的ATP生成量將會增加，黑暗時蚜蟲的ATP含量會下降。下列有關敘述正確的是(　　) A．正常情況下蚜蟲在黑暗中合成ATP時會伴隨著O2的消耗 B．蚜蟲合成ATP時所需能量僅僅來自細胞呼吸 C．蚜蟲做同一強度的運動時，陽光下和黑暗中的ATP消耗量不一樣 D．蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，說明其體內的ATP含量不穩(wěn)定 答案　A 解析　由題干信息可知，蚜蟲合成ATP所需能量還可來自于類胡蘿卜素吸收的光能，B項錯誤；蚜蟲做同一強度的運動時消耗ATP的量是一樣的，C項錯誤；蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，但消耗也增加，處于動態(tài)平衡中，故體內的ATP含量穩(wěn)定，D項錯誤。 11．研究人員從木耳菜中提取過氧化物酶(POD)，分別與四種不同酚類物質及H2O2進行催化反應，結果如圖所示。下列相關說法正確的是(　　) A．圖1所示的實驗目的是探究不同酚類物質的濃度對POD活性的影響 B．當底物濃度為0.08 mmol·L－1時，POD催化酚類2的反應速率一定大于酚類3 C．由圖2可知，H2O2濃度過高會抑制POD的活性，降低濃度后POD的活性一定會恢復 D．H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響相同 答案　A 解析　圖1所示的實驗目的是探究不同酚類物質的濃度對POD活性的影響，A項正確；過氧化物酶活性除了與底物濃度有關外，還與溫度和pH有關，B項錯誤；由圖2可知，H2O2濃度過高會抑制POD的活性，但實驗沒有說明降低濃度后POD的活性就會恢復，C項錯誤；由于不知H2O2濃度大于1.2%以后POD活性的情況，因而無法判斷H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響是否相同，D項錯誤。 12．ATP酶復合體是原核細胞與真核細胞內普遍具有的一類功能蛋白，該分子由若干亞基組成，主要功能是將生物膜一側的H＋搬運到另一側時推動其部分亞基運轉，從而催化形成ATP，請回答下列問題： (1)該生物大分子的單體是________________，合成場所是______________。 (2)該分子在與能量轉換有關的細胞器中大量存在：葉綠體中該分子分布的場所是________________________________________________________________________； 線粒體中該分子分布于內膜上，故有氧呼吸的第______________________________ 階段產生大量的ATP。原核細胞中沒有具膜結構的細胞器，故該分子很可能位于細胞的________(結構)中。 (3)一個ATP分子中有________個高能磷酸鍵，ATP除了作為細胞生命活動的____________物質外，高能磷酸鍵斷裂后產生的AMP還可作為____________________過程的原料。 答案　(1)氨基酸　核糖體　(2)類囊體薄膜　三　細胞膜　(3)兩(或二)　直接能源　轉錄或RNA自我復制 解析　(1)由題意知：ATP酶復合體是一類功能蛋白，蛋白質的基本單位是氨基酸，合成場所是核糖體。(2)葉綠體中形成ATP的場所是類囊體薄膜；線粒體中ATP酶復合體分布在線粒體內膜上，故有氧呼吸的第三階段產生大量的ATP。原核細胞中沒有具膜結構的細胞器，故ATP酶復合體很可能位于細胞的細胞膜中。(3)一個ATP分子中有兩個高能磷酸鍵，ATP除了作為細胞生命活動的直接能源物質外，高能磷酸鍵斷裂后產生的AMP還可作為轉錄或RNA自我復制過程的原料。 13．(2018·南昌二中月考)小麥的穗發(fā)芽影響其產量和品質。某地引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當地白粒小麥。為探究淀粉酶活性與穗發(fā)芽率的關系，進行了如下實驗。 (1)取穗發(fā)芽時間相同、質量相等的紅、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、步驟及結果如下： 　　　分組 步驟　　　 紅粒管 白粒管 對照管 ① 加樣 0.5 mL提取液 0.5 mL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 ℃保溫適當時間，終止酶促反應，冷卻至常溫，加適量碘液顯色 顯色結果 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋＋＋ 注：“＋”數目越多表示藍色越深。 步驟①中加入的C是________，步驟②中加緩沖液的目的是________。顯色結果表明：淀粉酶活性較低的品種是__________；據此推測：淀粉酶活性越低，穗發(fā)芽率越______。若步驟③中的淀粉溶液濃度適當減小，為保持顯色結果不變，則保溫時間應適當________(填“縮短”“延長”或“不變”)。 (2)小麥中的淀粉酶包括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，設計了如下實驗方案： X處理的作用是使________________。若Ⅰ中兩管顯色結果無明顯差異，且Ⅱ中的顯色結果為紅粒管顏色顯著________(填“深于”或“淺于”)白粒管，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。 (3)酶的催化具有專一性，酶的專一性是指______________________________。 (4)生物體內各項生理活動的進行都需要酶的催化，組成酶的單體是____________________。 答案　(1)0.5 mL蒸餾水　控制pH　紅粒小麥　低 　縮短　(2)β­淀粉酶失活　深于　(3)一種酶只能催化一種或一類化學反應 (4)氨基酸或核糖核苷酸 解析　(1)本實驗的自變量是小麥種子的提取液(去淀粉)，即提取液中酶的活性，步驟①對照管中可加入等量(0.5 mL)的蒸餾水作為空白對照。②中加入緩沖液的目的是控制pH，以保證酶的活性。分析結果紅粒管內淀粉剩余量多于白粒管的，說明紅粒小麥淀粉酶活性較低，據此推測，紅粒小麥的穗發(fā)芽率較低，可能是因為淀粉酶活性較低所致。若步驟③中的淀粉溶液濃度適當減小，為保持顯色結果不變，則保溫時間應適當縮短。(2)實驗的目的是探究α­淀粉酶和β­淀粉酶活性在穗發(fā)芽率中的作用，所以Ⅰ、Ⅱ兩管中應分別只有一種酶有活性，Ⅰ管使α­淀粉酶失活，Ⅱ管需使β­淀粉酶失活；Ⅰ中兩管顯色結果無明顯差異，說明β­淀粉酶對兩種小麥穗發(fā)芽率無明顯影響，Ⅱ中的顯色結果為紅粒管顏色顯著深于白粒管，可推測紅粒小麥的α­淀粉酶活性低于白粒小麥的，是導致紅粒小麥穗發(fā)芽率較低的原因。(3)酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應。(4)酶的化學本質是蛋白質或者RNA，所以組成酶的單體是氨基酸或核糖核苷酸。