資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高考生物二輪復習專題學案
2　酶與ATP
// 高頻易錯 考前清零 //
1.判斷有關細胞代謝中ATP說法的正誤
(1)ATP 和DNA、NADPH、RNA所含元素的種類不同。 (　)
(2)人在饑餓時,細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡。 (　)
(3)細胞中需要能量的生命活動都是由ATP水解直接供能的。 (　)
(4)ATP水解產生的磷酸基團可與多種功能蛋白結合,使其磷酸化而導致活性改變。 (　)
(5)ATP中的A可以作為核酶(一種具有催化功能的小分子RNA)的基本組成單位。 (　)
(6)ATP斷裂兩個特殊化學鍵產生的腺苷一磷酸是合成DNA的原料。 (　)
(7)生物體內催化ATP合成的酶的最適溫度在37 ℃左右。 (　)
(8)ATP中的特殊化學鍵既可以在葉綠體類囊體薄膜上形成,也可以在葉綠體基質中形成。 (　)
2.判斷有關細胞代謝中酶說法的正誤
(1)酶既可以作為催化劑,也可以作為另一個反應的底物。 (　)
(2)“探究pH對過氧化氫酶的影響”實驗中,應先在各組酶液中加入底物再分別加入不同pH的緩沖液。 (　)
(3)在探究酶的催化效率實驗中,若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖,實驗結果相同。 (　)
(4)RNA聚合酶在核糖體中催化氨基酸合成蛋白質。 (　)
(5)過氧化氫酶能降低反應的活化能,所以具有高效性。 (　)
(6)新鮮肝臟研磨液中含有較多的過氧化氫酶,可用于研究溫度對酶活性的影響。 (　)
(7)因溫度會影響酶的活性,所以酶應該在最適溫度下保存。 (　)
(8)若探究溫度對淀粉酶活性的影響,可選擇斐林試劑對實驗結果進行檢測。 (　)
(9)在探究溫度對酶活性影響的實驗中,底物和酶混合前在酶液中加入緩沖物質屬于加法原理的使用。(　)
// 常考長句 考前規范 //
(1)人體內ATP的含量很少,但在劇烈運動時,人體內ATP總含量并沒有太大變化,原因是　　　 　　。
(2)唾液淀粉酶在90 ℃環境中處理后,再增加底物,反應產物的總量不再增加,其原因是　　　　　　　。
(3)有機溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機溶劑與重金屬離子和蛋白質類酶上的某些化學基團結合,使酶的活性完全喪失。當人誤食了含有重金屬的食物或農藥后,有一種應急措施就是趕緊給病人喝大量牛奶或豆漿,原因是 　 。
(4)探究溫度對酶活性的影響實驗中,鑒定淀粉是否分解一般用碘液,不宜選用斐林試劑,是因為　 　　。
(5)不同pH條件下淀粉酶催化淀粉水解的實驗中,pH從13調為7后,淀粉含量不會明顯減少,原因是　 。
(6)在生產藍莓汁時,可加入適量的果膠酶提高藍莓汁的出汁率和澄清度。若以藍莓汁的體積作為實驗結果的檢測指標來探究果膠酶的最適用量,則酶的最適用量是指　　　　　　　　　　　　　。
考點一　ATP的結構與功能
1.關注ATP的結構及特點
2.以ATP為核心,構建能量轉化模型
(1)ATP轉化和吸能反應、放能反應的關系
①細胞中的放能反應(如細胞呼吸)與ATP的合成相聯系。
②細胞中的吸能反應(如淀粉合成、蛋白質合成、蔗糖合成)與ATP的水解相聯系。
③能量通過ATP分子在吸能反應與放能反應之間流通,ATP是細胞內流通的能量“貨幣”。
(2)ATP產生量與O2供應量之間的關系
(3)除利用光能、有機物中的化學能合成ATP之外,硝化細菌等能進行化能合成作用的細菌可利用體外無機物(如NH3)氧化時所釋放的能量來合成ATP。
1.[2023·陜西西安三模] M蛋白參與蛋白質的囊泡運輸,它們有兩種狀態,結合GTP的活躍狀態和結合GDP的不活躍狀態。GTP和ATP的結構和性質相似,僅堿基不同。下列敘述正確的是 (　)
A.GTP丟失2個Pi后可參與DNA的合成
B.M蛋白由不活躍狀態轉化為活躍狀態可以釋放能量
C.GDP可以在細胞內大量存在,但GTP含量與其相反
D.M蛋白空間結構發生變化后可能導致細胞內運輸分泌蛋白的囊泡不能形成
2.[2023·河北唐山二模] NTT是葉綠體內膜上運輸ATP/ADP的載體蛋白,負責將細胞質基質中的ATP轉運至葉綠體基質,同時將葉綠體基質中等量的 ADP轉運到細胞質基質,從而滿足葉綠體中脂肪酸和氨基酸合成等依賴ATP的代謝活動。下列有關敘述錯誤的是 (　)
A.ATP與ADP比值變化會影響NTT對ATP/ADP的轉運
B.ATP中的A代表腺嘌呤,其元素組成是C、H、O、N、P
C.NTT缺失突變體可能導致類囊體的薄膜結構缺陷
D.NTT每次轉運ATP和ADP時,自身構象均會發生改變
考點二　酶的影響因素及相關實驗分析
1.熟知酶的“一來源、一作用、二本質和三特性”
2.常考酶的種類及應用
[警示]輔酶不是酶,而是輔助酶起作用的分子,如NADH和NADPH。
3.解讀酶的三類圖像
(1)酶的作用原理
[注意]用加熱的方法不能降低活化能,但會提供活化能。
(2)酶的特性
(3)影響酶促反應速率的因素
[注意]高溫、過酸、過堿、重金屬、紫外線、酒精等有機溶劑會破壞酶的空間結構,使酶失活,酶活性不能恢復。
[注意]溫度、pH影響酶促反應速率的原理與底物濃度、酶濃度的影響原理不同。
4.酶的特性及相關探究實驗
[提醒]辨清與酶相關實驗設計的五個易錯點
(1)若底物選擇淀粉和蔗糖,酶溶液為淀粉酶溶液,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,檢測試劑不應選用斐林試劑,因為用斐林試劑檢測時需要水浴加熱,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物中后再調節pH。
(4)探究酶的高效性時,對照組應加入無機催化劑;探究酶具有催化作用時,對照組應不加催化劑。
1.[2023·廣東卷] 中國制茶工藝源遠流長。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發酵、高溫干燥等工序,其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風味形成的關鍵。下列敘述錯誤的是 (　)
A.揉捻能破壞細胞結構使多酚氧化酶與茶多酚接觸
B.發酵時保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性
C.發酵時有機酸含量增加不會影響多酚氧化酶活性
D.高溫滅活多酚氧化酶以防止過度氧化影響茶品質
2.[2023·浙江6月選考] 為探究酶的催化效率,某同學采用如圖所示裝置進行實驗,實驗分組、處理及結果如下表所示。
組 別 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液 (2 mL) 不同時間測定的相對壓強(kPa)
0s 50s 100s 150s 200s 250s
Ⅰ 肝臟 提取液 H2O2 溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2 溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸餾水 H2O2 溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
下列敘述錯誤的是 (　)
A.H2O2分解生成O2導致壓強改變
B.從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時
C.250 s時Ⅰ組和Ⅲ組反應已結束而Ⅱ組仍在進行
D.實驗結果說明酶的催化作用具有高效性
考查酶促反應影響因素分析
1.[2023·四川成都七中三模] 酶A、酶B與酶C是科學家分別從菠菜葉、酵母菌與大腸桿菌中純化出的ATP水解酶。研究人員分別測量三種酶對不同濃度ATP的水解反應速率,實驗結果如圖。下列敘述正確的是 (　)
A.當反應速率相對值達到400時,酶A所需要的ATP濃度最低
B.在相同的ATP濃度下,酶A催化最終產生的ADP和Pi量最多
C.ATP水解酶催化ATP水解時,需要ATP提供能量才能發揮作用
D.各曲線達到最大反應速率一半時,酶C所需要的ATP濃度最低
2.[2023·天津寶坻區一模] 脲酶能夠將尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于水后形成銨根離子)。某研究人員利用一定濃度的尿素溶液進行了銅離子對脲酶活性影響的實驗, 得到如圖所示結果。下列關于脲酶和相關實驗的說法, 正確的是 (　)
A.該實驗遵循了單一變量原則,其自變量是銅離子濃度
B.銅離子降低脲酶的活性可能是因為其影響了酶的空間結構
C.由圖可知,脲酶作用的最適溫度可能在60 ℃以上
D.生物產生的脲酶都是在核糖體上合成, 經內質網和高爾基體加工后才具有活性
考查酶促反應的實驗設計
3.某實驗小組探究了不同濃度硫酸銅對過氧化氫酶活性的影響,實驗結果如下表所示(室溫9 ℃)。下列相關敘述錯誤的是 (　)
組號 1 2 3 4 5 6 7
硫酸銅濃度/ (mmol·L-1) 0 0.001 0.01 0.1 1 10 100
產氧速率/ [mL·(30 s)-1] 42 43 36 21 7 2 0
45 42 37 23 6 2 0
43 40 35 24 7 3 0
產氧速率平均值/ [mL·(30 s)-1] 43.3 41.7 36 22.7 6.7 2.3 0
酶相對活性/% 100 96.2 83.1 52.3 15.4 5.4 0
A.本實驗的自變量為硫酸銅濃度,觀測指標為氧氣的產生速率
B.將第7組的硫酸銅稀釋至0.1 mmol·L-1時,該組中過氧化氫酶活性上升
C.第2組與第5組實驗中過氧化氫酶降低化學反應活化能的能力有所不同
D.若將室內溫度提高至35 ℃,則第7組實驗中的產氧速率可能會大于零
4.[2023·河北滄州模擬] 使酶活性下降或喪失的物質稱為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類型:可逆性抑制劑(與酶可逆結合,酶的活性能恢復)和不可逆性抑制劑(與酶不可逆結合,酶的活性不能恢復)。為探究甲、乙兩種小分子抑制劑對酶的抑制作用類型,實驗小組設計了如下實驗方案,各組實驗中其他條件均相同且適宜。下列對該實驗的評價,不合理的是 (　)
第一組:甲溶液+酶溶液→放置一段時間→測酶活性→透析處理一段時間→測酶活性;
第二組:乙溶液+酶溶液→放置一段時間→測酶活性→透析處理一段時間→測酶活性;
A.該上述兩組實驗有四種可能的預期實驗結果與結論
B.實驗中酶活性可用一定條件下酶促反應的速率表示
C.實驗成功的前提是物質甲和乙能夠自由通過透析袋
D.第一組和第二組實驗通過相互對照可得出實驗結論
高考生物二輪復習專題學案
2　酶與ATP（參考答案）
【高頻易錯·考前清零】
1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)× (8)×
[解析] (1)ATP和DNA、NADPH、RNA所含元素都是C、H、O、N、P。
(2)人在饑餓時,細胞中ATP與ADP的含量仍保持動態平衡。
(3)ATP是直接能源物質,細胞中絕大多數需要能量的生命活動都由ATP供能,但也有少數需要能量的生命活動由NADPH、GTP、UTP等提供。
(5)ATP中的A為腺苷,核酶的基本組成單位為核糖核苷酸,因此ATP中的A不能作為核酶的基本組成單位。
(6)ATP斷裂兩個特殊化學鍵產生的腺苷一磷酸也叫腺嘌呤核糖核苷酸,是合成RNA的原料。
(7)人體的體溫在37 ℃左右,所以人體中催化ATP合成的酶的最適溫度在37 ℃左右。
(8)合成 ATP 時,伴隨著特殊化學鍵的形成,光合作用過程中,光反應階段會產生 ATP ,而暗反應階段不會產生 ATP ,故特殊化學鍵可以在類囊體薄膜上形成,但不會在葉綠體基質中形成。
2.(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)× (8)×　(9)×
[解析] (1)酶既可以作為催化劑,也可以作為另一個反應的底物,比如淀粉酶可作為催化劑催化淀粉水解,也可作為底物被蛋白酶催化水解。
(2)在“探究pH對過氧化氫酶的影響”實驗中,需要先在各組酶液中分別加入不同pH的緩沖液,再將酶液和底物混合。
(3)在探究酶的催化效率實驗中,若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖,過氧化氫酶會失去活性,實驗結果不同。
(4)RNA聚合酶參與轉錄過程,催化核糖核苷酸合成RNA。
(5)與無機催化劑相比,過氧化氫酶能顯著降低反應的活化能,所以具有高效性。
(6)新鮮肝臟研磨液中含有較多的過氧化氫酶,但是該酶不適用于研究溫度對酶活性的影響,因為過氧化氫在受熱條件下會加速分解。
(7)因溫度會影響酶的活性,所以酶應該在低溫下保存。
(8)斐林試劑檢測還原糖需要進行水浴加熱,會改變反應的溫度,因此如果探究溫度對淀粉酶活性的影響,應選擇碘液檢測實驗結果。
(9)在探究溫度對酶活性影響的實驗中,底物和酶混合前在酶液中加入緩沖物質的目的是保證無關變量pH相同且適宜,保證實驗設計中的單一變量原則,不屬于加法原理的使用。
【常考長句·考前規范】
(1)ATP與ADP時刻不停地發生快速地相互轉化,并且處于動態平衡中
(2)該酶在高溫下已變性失活,失去催化能力
(3)牛奶和豆漿中含有大量的蛋白質,這些蛋白質可以和重金屬結合,從而降低有毒物質與人體中正常的酶接觸的機會,保護了這些酶的活性
(4)用斐林試劑檢測時需水浴加熱,會導致反應體系溫度發生改變,影響實驗結果
(5)pH為13時,淀粉酶已經完全喪失活性,將pH由13調為7后,淀粉酶的活性不會恢復
(6)果汁體積達到最大值時所對應的最低酶用量
考點一
【重點熱點題組練】
1.D　[解析] GTP和ATP的結構和性質相似,僅堿基不同,故其結構式是G—P~P~P,GTP丟失2個Pi后可參與RNA的合成,A錯誤;M蛋白結合GTP時為活躍狀態,結合GDP時為不活躍狀態,GDP轉化為GTP消耗能量,故M蛋白由不活躍狀態轉化為活躍狀態消耗能量,B錯誤;GDP和GTP在細胞中快速轉化,都不會大量存在,C錯誤;結構決定功能,M蛋白(參與蛋白質的囊泡運輸)空間結構發生變化后,其功能也發生改變,可能導致細胞內運輸分泌蛋白的囊泡不能形成,D正確。
2.B　[解析] NTT是葉綠體內膜上運輸ATP/ADP的載體蛋白,負責將細胞質基質中的ATP轉運至葉綠體基質,同時將葉綠體基質中等量的 ADP轉運到細胞質基質,因此,ATP與ADP比值變化會影響NTT對ATP/ADP的轉運,A正確;ATP中的A代表腺苷,其元素組成是C、H、O、N,不含P,B錯誤;NTT缺失突變體葉綠體內膜上缺失運輸ATP/ADP的載體蛋白,會導致細胞質基質中的ATP無法轉運至葉綠體基質,從而不能滿足葉綠體中脂肪酸和氨基酸的合成等代謝活動所需的ATP,影響脂質和蛋白質的合成,可能導致類囊體的薄膜結構缺陷,C正確;NTT作為葉綠體內膜上運輸ATP/ADP的載體蛋白,每次轉運ATP和ADP時,載體蛋白會與相應的底物結合,自身構象均會發生改變,D正確。
考點二
【高考曾經這樣考】
1.C　[解析] 制作紅茶時,揉捻能破壞細胞結構,使多酚氧化酶與茶多酚充分接觸,有利于多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素,A正確;酶的活性受溫度和pH等因素的影響,發酵時保持適宜的溫度可維持多酚氧化酶的活性,有機酸含量增加會改變pH進而影響多酚氧化酶的活性,B正確,C錯誤;高溫可使多酚氧化酶變性失活,以防止過度氧化影響茶品質,D正確。
2.C　[解析] H2O2分解產物是H2O和O2,其中O2屬于氣體,會導致壓強改變,A正確;據題表分析可知,甲中溶液表示酶或無機催化劑等,乙中是底物,應從甲中溶液與乙中溶液混合時開始計時,B正確;三組中的H2O2溶液均為2 mL,則最終產生的相對壓強應相同,據表可知,250 s之前(200 s)Ⅰ組反應已結束,但Ⅱ組和Ⅲ組壓強仍未達到Ⅰ組的終止壓強10.0 kPa,故250 s時Ⅱ組和Ⅲ組反應仍在進行,C錯誤;酶的高效性是指與無機催化劑相比,酶降低化學反應活化能的作用更顯著,對比Ⅰ、Ⅱ組可知,在相同時間內Ⅰ組(含過氧化氫酶)相對壓強變化更快,說明酶的催化作用具有高效性,D正確。
【重點熱點題組練】
1.A　[解析] 據題圖可知,當反應速率相對值達到400時,酶A、酶B和酶C所需要的ATP濃度依次增加,即酶A所需要的ATP濃度最低,A正確;據圖可知,在相同ATP濃度下,酶A催化的反應速率相對值最高,但ADP和Pi的生成量與底物ATP的量有關,在相同的ATP濃度下,三種酶催化最終產生的ADP和Pi量相同,B錯誤;酶的催化作用不需要ATP提供能量,C錯誤;據圖可知,酶A、酶B和酶C的最大反應速率相對值分別是1200、800和400,各曲線達到最大反應速率一半時,三種酶所需要的ATP濃度都為10,D錯誤。
2.B　[解析] 該實驗自變量為溫度和銅離子濃度,A錯誤;實驗結果表明,隨著銅離子濃度的升高,產生的銨根離子減少,說明脲酶的活性降低,可能是銅離子影響了酶的空間結構,B正確;圖中顯示,脲酶在50 ℃時活性最高,所以脲酶作用的最適溫度在40~60 ℃之間,C錯誤;有些細菌也能分泌脲酶,但細菌細胞內除核糖體外沒有內質網和高爾基體等其他細胞器,故細菌分泌脲酶的過程與內質網和高爾基體無關,D錯誤。
3.B　[解析] 該實驗目的是探究不同濃度硫酸銅對過氧化氫酶活性的影響,本實驗的自變量為硫酸銅濃度,因變量為酶活性,觀測指標為氧氣的產生速率,A正確;硫酸銅濃度為100 mmol·L-1時,酶相對活性為0,說明過氧化氫酶已變性失活,B錯誤;酶的作用機制是降低化學反應的活化能,降低化學反應活化能的能力與酶活性大小有關,第2組與第5組中過氧化氫酶活性不同,降低化學反應活化能的能力也不同,C正確;過氧化氫的分解受溫度的影響,常溫下過氧化氫即可自行分解,故若將室內溫度提高至35 ℃,則第7組實驗中的產氧速率可能會大于零,D正確。
4.D　[解析] 題述兩組實驗的實驗結果可能有四種,①甲、乙均為可逆性抑制劑;②甲、乙均為不可逆性抑制劑;③甲為可逆性抑制劑,乙為不可逆性抑制劑;④甲為不可逆性抑制劑,乙為可逆性抑制劑,A正確。酶的活性可用一定條件下酶促反應的速率表示,酶活性越強反應速率越大,B正確。實驗成功的前提是物質甲和乙能夠自由通過透析袋,C正確。該實驗是通過透析前后對照得出的實驗結論,D錯誤。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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