資源簡介 第7講 酶與ATP[課標內容] 1.說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質,酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。2.解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。3.實驗:探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素。微考點大突破考點一 酶的作用、特性及影響因素 1.酶本質的探究歷程(連線)2.酶的作用和本質3.酶的作用機理分析提醒 ①酶可以重復多次利用,不會立即被降解。②酶既可以作為催化劑,又可以作為另一個化學反應的底物。4.酶的特性(1)高效性。提醒 酶與無機催化劑的相同點:①都能降低化學反應的活化能。②可加快化學反應速率,縮短達到平衡的時間,但不改變平衡點。③化學反應前后酶的數量和性質不變。(2)專一性。①定義:每一種酶只能催化__________化學反應。②意義:使細胞代謝有條不紊地進行。③兩種學說及相關曲線分析。a.兩種學說。ⅰ.鎖鑰學說:整個酶分子的天然構象具有剛性結構,酶表面具有特定的形狀,酶與底物的關系就像鎖和鑰匙。鎖鑰學說模式圖ⅱ.誘導契合學說:酶表面沒有一種與底物互補的固定形狀,而只是由于底物的誘導才形成了互補形狀,從而有利于與底物結合。誘導契合學說模式圖b.相關曲線及分析。加入酶B的反應速率與空白對照條件下的反應速率相同,而加入酶A的反應速率隨反應物濃度增大明顯加快,說明酶B對此反應無催化作用,進而說明酶具有專一性。(3)作用條件較溫和。提醒 在最適宜的溫度和pH條件下,酶的活性最高;高溫、過酸、過堿等條件會使酶的空間結構遭到破壞而永久失活;低溫條件下酶的活性很低,但空間結構穩定。(1)脲酶能將尿素分解為氨和二氧化碳,薩姆納從刀豆種子中提取到了脲酶,并證明脲酶是蛋白質。(必修1 P79~80“思考·討論”)()(2)酶的活性越高,酶促反應速率一定越快。(必修1 P84“圖5-2、圖5-3”)()(3)人發燒時不想吃東西,原因是體溫升高導致消化酶活性降低,食物在消化道中消化緩慢。(必修1 P84“相關信息”)()(4)麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低。(必修1 P84“相關信息”)()1.(必修1 P84“圖5-2”)酶制劑適宜在低溫下保存的原因:低溫下酶的活性低但__________,在適宜的溫度下酶的活性會升高。2.酶活性受多種因素的影響,如圖表示抑制酶活性的兩個模型,模型A中的抑制劑與底物競爭酶的活性位點,從而降低酶對底物的催化效應;模型B中的抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合,能改變酶的構型,使酶不能與底物結合,從而使酶失活。模型A 模型B研究發現某氨基酸能降低酶G的活性。請設計實驗探究某氨基酸降低酶G活性的作用方式屬于模型A還是模型B,簡要寫出實驗思路、預期實驗結果及結論。答:______________________________________________________________________________________________________________。1.酶活性、酶促反應速率及其影響因素分析提醒 酶促反應速率與酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反應速率表示。2.溫度和pH據圖可知,不同pH條件下,酶的最適溫度不變;不同溫度條件下,酶的最適pH也不變,即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。3.酶濃度底物充足 底物有限(1)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呈正相關。(2)Oa段限制因素是酶濃度;ab段限制因素是底物濃度。4.底物濃度(酶濃度一定)(如圖甲)甲(1)Oa段:在一定底物濃度范圍內,隨底物濃度的增加,反應速率增加(酶沒有完全與底物結合)。(2)ab段:當底物濃度增大到某一值(M)時,反應速率達到最大值,不再增加(酶完全與底物結合)。(3)Oa段限制因素是底物濃度;ab段限制因素是酶濃度。(4)若該反應體系酶的量增多,曲線變化如圖乙:乙能力一 酶的本質、作用和特性(考查生命觀念)1.(2022·湖南卷,T3)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象,部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外,加熱也能使堿性蛋白酶失活,如圖所示。下列敘述錯誤的是( )A.堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活B.加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的C.添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量,減少環境污染(1)酶的本質:大多數是__________,少數是__________。(2)酶的活性:依賴于其______________。(3)酶的失活:酶的______________被破壞,酶永久性失活。(4)酶的特性:__________、專一性、作用條件較溫和。(5)酶的保存:__________條件可以最大限度保持酶的結構不變,酶的純度越高越易于保存。2.(2021·海南卷,T11)某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據圖分析,下列有關敘述錯誤的是( )A.該酶可耐受一定的高溫B.在t1時,該酶催化反應速率隨溫度升高而增大C.不同溫度下,該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同D.相同溫度下,在不同反應時間該酶的催化反應速率不同能力二 酶特性的相關實驗(考查科學探究)3.(2022·重慶卷,T7)植物蛋白酶M和L能使肉類蛋白質部分水解,可用于制作肉類嫩化劑。某實驗小組測定并計算了兩種酶在37 ℃、不同pH下的相對活性,結果見表。下列敘述最合理的是( )pH相對活性酶 3 5 7 9 11M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1A.在37 ℃時,兩種酶的最適pH均為3B.在37 ℃長時間放置后,兩種酶的活性不變C.從37 ℃上升至95 ℃,兩種酶在pH為5時仍有較高活性D.在37 ℃、pH為3~11時,M更適于制作肉類嫩化劑(1)溫度和pH:通過影響__________來影響酶促反應速率。(2)強酸、強堿和高溫:都會破壞酶的__________,使酶永久失活。(3)低溫:只抑制______________,不破壞酶的__________。溫度適宜時,酶活性還會恢復。(4)底物充足、其他條件適宜:酶濃度與酶促反應速率呈__________相關。(5)酶濃度一定、其他條件適宜:隨底物增加,酶促反應速率先__________后__________。4.(2024·廣東卷,T15)現有一種天然多糖降解酶,其肽鏈由4段序列以Ce5 Ay3 Bi CB方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構建新肽鏈,并評價其催化活性,部分結果見表。關于各段序列的生物學功能,下列分析錯誤的是( )肽鏈 纖維素類底物 褐藻酸類底物W1 W2 S1 S2Ce5 Ay3 Bi CB + +++ ++ +++Ce5 + ++ - -Ay3 Bi CB - - ++ +++Ay3 - - +++ ++Bi - - - -CB - - - -[注] “-”表示無活性,“+”表示有活性,“+”越多表示活性越強。A.Ay3與Ce5催化功能不同,但可能存在相互影響B.Bi無催化活性,但可判斷與Ay3的催化專一性有關C.該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關D.無法判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關考點二 探究酶的高效性、專一性和影響酶活性的條件 1.酶的高效性——比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗原理。(2)實驗方案。(3)變量分析。(4)實驗結論。a.①②對照,說明________________________________________。b.①④對照,說明酶具有__________,同無機催化劑一樣可加快化學反應速率。c.③④對照,說明酶具有__________,同無機催化劑相比,酶的催化效率更高。2.酶的專一性——探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(1)實驗原理:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。淀粉和蔗糖都是__________,它們在酶的催化作用下都能水解成還原糖,斐林試劑能與還原糖反應產生__________沉淀。(2)實驗方案。步驟 1 2 mL可溶性淀粉溶液+2 mL新鮮的淀粉酶溶液 2 mL蔗糖溶液+2 mL新鮮的淀粉酶溶液2 輕輕振蕩試管,使試管內的液體混合均勻,并將試管下半部浸到60 ℃左右的熱水中,保溫5 min3 取出試管,各加入2 mL斐林試劑,將兩支試管的下半部放進盛有熱水的大燒杯中,用酒精燈加熱,煮沸1 min現象 出現磚紅色沉淀 無顏色變化結論 淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶具有專一性(3)上述實驗中__________(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑,因為______________________________。3.影響酶活性的條件——探究溫度對酶活性的影響(1)實驗原理。①反應原理。②鑒定原理:溫度影響酶的活性,從而影響____________,滴加碘液,根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗步驟和結果。取6支試管,分別編號為1與1'、2與2'、3與3',并分別進行以下操作。試管編號 1 1' 2 2' 3 3'實驗步驟 一 2 mL淀 粉酶溶液 2 mL可 溶性淀粉 溶液 2 mL淀 粉酶溶液 2 mL可 溶性淀粉 溶液 2 mL淀 粉酶溶液 2 mL可 溶性淀 粉溶液二 在冰水中水浴5 min 在60 ℃溫水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min三 1與1'試管內液體混合,搖勻 2與2'試管內液體混合,搖勻 3與3'試管內液體混合,搖勻四 在冰水中水浴數分鐘 在60 ℃溫水中水浴相同時間 在沸水中水浴相同時間五 取出試管,分別滴加2滴碘液,搖勻,觀察現象實驗現象 呈__________ __________ 呈__________結論 酶發揮催化作用需要適宜的溫度條件,溫度過高和過低都將影響酶的活性提醒 ①探究溫度對酶活性的影響時,一定要讓反應物和酶在各自所需的溫度下保溫一段時間,再進行混合。②選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時,檢測試劑不可用斐林試劑代替碘液。因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發生特定的顏色反應,而該實驗中需嚴格控制溫度。③探究溫度對酶活性的影響時,不宜用H2O2作反應物,因為H2O2易分解,加熱條件下其分解會加快,氧氣的產生速率增加,并不能準確反映酶活性的變化。4.影響酶活性的條件——探究pH對酶活性的影響(1)實驗原理。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O2的生成速率,可用________________________________________的情況來檢驗O2的生成速率。(2)實驗步驟及現象。實驗 步驟 實驗操作內容 試管1 試管2 試管3一 滴入等量過氧化氫酶溶液 2滴 2滴 2滴二 注入不同pH的溶液 1 mL 蒸餾水 1 mL 鹽酸 1 mL NaOH溶液三 注入等量的過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 mL四 觀察現象 有大量氣 泡產生 基本無氣 泡產生 基本無氣 泡產生 提醒 ①探究pH對酶活性的影響時,須先調pH,然后再將反應物與酶混合,否則反應物會在未調節好pH的情況下就在酶的作用下發生反應,影響實驗的準確性。②探究pH對酶活性的影響時,不宜采用淀粉酶催化淀粉的反應,因為用作鑒定試劑的碘液會和NaOH發生化學反應,使碘與淀粉生成藍色絡合物的機會大大減少,而且在酸性條件下淀粉也會被水解,從而影響實驗的觀察效果。(1)加熱、Fe3+、H2O2酶,都降低了過氧化氫分解反應的活化能。(源自必修1 P78)()(2)用淀粉酶、淀粉、蔗糖來驗證酶的專一性,檢測底物是否被分解的試劑宜選用碘液。(必修1 P81、82“探究·實踐”)()(3)除了溫度和pH外,還有其他因素如酶的激活劑和抑制劑也影響酶的活性。(必修1 P82、83“探究·實踐”)()(4)酶的活性在高溫下和低溫下都有所下降是因為酶的空間結構被破壞。(源自必修1 P84)()能力 與酶有關的實驗探究(考查科學探究)1.(2022·浙江6月選考,T10)下列關于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述,正確的是( )A.低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成,導致酶變性失活B.稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力,是因為酶的作用具高效性C.淀粉酶在一定pH范圍內起作用,酶活性隨pH升高而不斷升高D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,會加快淀粉的水解速率2.(2022·廣東卷,T13)某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究,結果見表。下列分析錯誤的是( )組別 pH CaCl2 溫度(℃) 降解率(%)① 9 + 90 38② 9 + 70 88③ 9 - 70 0④ 7 + 70 58⑤ 5 + 40 30[注] +/-分別表示有/無添加,反應物為Ⅰ型膠原蛋白。A.該酶的催化活性依賴于CaCl2B.結合①②組的相關變量分析,自變量為溫度C.該酶催化反應的最適溫度為70 ℃,最適pH為9D.尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物考點三 ATP的結構和功能 1.ATP的結構與功能(1)ATP的結構。(2)ATP的供能原理。兩個相鄰的磷酸基團都帶有__________而相互排斥等→ATP中的__________不穩定,__________有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢,即具有較高的_________→ATP在酶的作用下水解時,脫離下來的______________挾能量與其他分子結合,從而使后者發生變化(3)ATP是一種高能磷酸化合物,理由是ATP水解的過程是釋放能量的過程,1 mol ATP水解釋放的能量高達__________ kJ。2.ATP和ADP的相互轉化提醒 細胞中ATP含量很少,ATP與ADP之間轉化非常迅速、及時。無論是飽食還是饑餓,只要機體處于存活狀態,ATP與ADP含量都保持動態平衡。3.ATP的利用(1)ATP脫去兩個磷酸基團后,可作為RNA分子的合成原料。(必修1 P86“相關信息”)()(2)ATP含有3個特殊的化學鍵,但是只有一個特殊的化學鍵會發生斷裂。(源自必修1 P86)()(3)ATP水解釋放的能量可用于細胞內的放能反應。(源自必修1 P89)()在某細胞培養液中加入32P標記的磷酸分子,短時間后分離出細胞中的ATP,發現其含量變化不大,但部分ATP的末端P已帶上放射性標記,分析該現象得到的結論是____________________________________________。能力 ATP的結構和功能(考查結構與功能觀)1.(2025·山東模擬)高強度運動時,骨骼肌細胞中的ATP含量僅能夠維持較短時間的能量供應。當ATP含量低時,磷酸肌酸作為一種高能磷酸化合物能及時水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,該過程稱為ATP 磷酸肌酸供能系統。下列說法錯誤的是( )A.磷酸肌酸水解屬于放能反應B.磷酸肌酸可為肌肉收縮直接提供能量C.ATP 磷酸肌酸供能系統無需氧氣參與D.ATP 磷酸肌酸供能系統可使細胞中ATP含量在一段時間內維持相對穩定2.(2021·湖南卷,T5)某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位點發生磷酸化和去磷酸化,參與細胞信號傳遞,如圖所示。下列敘述錯誤的是( )A.這些蛋白質磷酸化和去磷酸化過程體現了蛋白質結構與功能相適應的觀點B.這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失,不影響細胞信號傳遞C.作為能量“貨幣”的ATP能參與細胞信號傳遞D.蛋白質磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響微真題重體悟 1.(2021·海南卷,T13)研究發現,人體內某種酶的主要作用是切割、分解細胞膜上的“廢物蛋白”。下列有關敘述錯誤的是( )A.該酶的空間結構由氨基酸的種類決定B.該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA參與C.“廢物蛋白”被該酶切割過程中發生肽鍵斷裂D.“廢物蛋白”分解產生的氨基酸可被重新利用2.(2023·廣東卷,T1)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3.(2024·浙江1月選考,T17)紅豆杉細胞內的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸,進而促進紫杉醇的合成。低溫條件下提取PAL酶液,測定PAL的活性,測定過程如表所示。步驟 處理 試管1 試管2① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL④ 試管1加0.2 mL H2O,兩支試管置30 ℃水浴1小時⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL —⑥ 試管2加0.2 mL H2O,測定兩支試管中的產物量下列敘述錯誤的是( )A.低溫提取以避免PAL失活B.30 ℃水浴1小時使苯丙氨酸完全消耗C.④加H2O補齊反應體系體積D.⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應4.(2024·全國甲卷,T2改編)ATP可為代謝提供能量,也參與RNA的合成,ATP結構如圖所示,圖中~表示一種特殊的化學鍵,下列敘述錯誤的是( )A.ATP轉化為ADP可為離子的主動運輸提供能量B.用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNAC.β和γ位磷酸基團之間的化學鍵不能在細胞核中斷裂D.光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊化學鍵5.(經典高考題)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。回答下列問題:(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2點即可)。第7講 酶與ATP微考點·大突破考點一教材解讀1.①—e ②—a ③—c ④—d ⑤—b2.蛋白質 RNA 氨基酸或核糖核苷酸 核糖體 細胞核3.①ac ②bc ③ab ④向上 ⑤提供能量4.(1)高效性 催化 (2)①一種或一類教材基礎辨析 (1)√ (2)× (3)√ (4)×教材素材拓展1.提示 酶的空間結構穩定2.提示 實驗思路:在酶G量一定且底物濃度合適并使酶活性充分發揮的反應體系中加入某氨基酸,同時不斷提高底物濃度,檢測酶促反應速率變化。預期實驗結果及結論:若酶促反應速率能恢復,則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型A;若酶促反應速率不能恢復,則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型B能力提升1.B 解析 由題干信息“部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活”可知,堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活,A項正確;由題圖可知,加熱導致堿性蛋白酶由天然狀態變為部分解折疊,部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復到天然狀態,因此一定程度的加熱導致堿性蛋白酶的構象改變是可逆的,B項錯誤;添加酶穩定劑有利于保持酶結構的穩定,進而提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果,C項正確;加酶洗衣粉可以降低洗滌劑使用量,使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發展,減少對環境的污染,D項正確。回源教材 提示 (1)蛋白質 RNA (2)空間結構 (3)空間結構 (4)高效性 (5)低溫干燥2.D 解析 相同溫度下,不同反應時間內該酶的催化反應速率可能相同,如達到最大反應速率(曲線平緩)之后的反應速率相同,D項錯誤。3.D 解析 根據題表數據可知,在37 ℃時,M的適宜pH為5~9,而L的適宜pH為5左右,A項錯誤;酶適宜在低溫條件下保存,在37 ℃長時間放置后,兩種酶的活性會發生改變,B項錯誤;酶發揮作用需要適宜的溫度,高溫會導致酶變性失活,因此從37 ℃上升至95 ℃,兩種酶在pH為5時都已經失活,C項錯誤。回源教材 提示 (1)酶活性 (2)空間結構 (3)酶活性 空間結構(4)正 (5)加快 穩定4.B 解析 由題表可知,Ce5具有催化纖維素類底物的活性,Ay3具有催化褐藻酸類底物的活性,Ay3與Ce5催化功能不同,Ay3 Bi CB與Ce5 Ay3 Bi CB相比,當缺少Ce5后,就不能催化纖維素類底物,當Ay3與Ce5同時存在時催化纖維素類底物的活性增強,所以Ay3與Ce5可能存在相互影響,A項正確;由題表可知,不論是否與Bi結合,Ay3均可以催化S1與S2,說明Bi與Ay3的催化專一性無關,B項錯誤;由題表可知,Ay3 Bi CB與Ce5 Ay3 Bi CB相比,去除Ce5后,催化褐藻酸類底物的活性不變,說明該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關,C項正確;需要檢測Ce5 Ay3 Bi肽鏈的活性,才能判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關,D項正確。考點二實驗基礎1.(1)2H2O22H2O+O2 氣泡的產生速率 (2)①對照 ②少量 促進 ③復燃不明顯 ④過氧化氫酶 復燃明顯 (3)無機催化劑(FeCl3)、過氧化氫酶和溫度 單位時間內產生氣泡數目多少(快慢) 溫度 新鮮程度 (4)a.加熱能促進過氧化氫的分解,提高反應速率 b.催化作用 c.高效性2.(1)非還原糖 磚紅色 (3)不能 碘液只能檢測淀粉是否被水解,而蔗糖無論是否被水解都不會使碘液變色3.(1)②淀粉的水解 (2)藍色 無藍色出現 藍色4.(1)②氣泡的產生速率(或點燃的衛生香的燃燒)教材基礎辨析 (1)× (2)× (3)√ (4)×能力提升1.B 解析 低溫不會改變淀粉酶的氨基酸組成,只是抑制酶的活性,A項錯誤;稀釋100萬倍的淀粉酶仍具有催化能力,是因為酶具有高效性,B項正確;酶的活性在最適pH下最大,不是隨pH的升高而不斷升高,C項錯誤;在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,蛋白酶可能會催化淀粉酶水解,使酶失活,D項錯誤。2.C 解析 分析題表可知,降解率越大說明該酶的活性越高,②組酶活性最高,此時該酶催化反應的條件是pH為9、添加CaCl2、溫度為70 ℃,③組除沒有添加CaCl2外,其他反應條件與②組相同,但降解率為0,說明該酶的催化活性依賴于CaCl2,A項正確;①②組溫度不同,pH相同且都添加了CaCl2,說明①②組的自變量為溫度,B項正確;②組酶活性最高,此時pH為9,溫度為70 ℃,但由于溫度梯度和pH梯度都較大,不能說明該酶催化反應的最適溫度為70 ℃,最適pH為9,C項錯誤;該實驗的反應物為Ⅰ型膠原蛋白,若要確定該酶能否水解其他反應物,還需補充更換其他底物的實驗,D項正確。考點三教材解讀1.(2)負電荷 特殊化學鍵 末端磷酸基團 轉移勢能 末端磷酸基團(3)30.542.細胞質基質、線粒體、葉綠體 光能 化學能 特殊化學鍵3.蛋白質 水解 空間結構教材基礎辨析 (1)√ (2)× (3)×教材素材拓展 提示 ①ATP中遠離A的磷酸基團容易脫離;②該過程中ATP既有合成又有水解;③部分32P標記的ATP是重新合成的能力提升1.B 解析 磷酸肌酸作為一種高能磷酸化合物能及時水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,ADP生成ATP需要消耗磷酸肌酸水解提供的能量,因此磷酸肌酸水解屬于放能反應,A項正確;據題干信息,高強度運動時,骨骼肌細胞中的ATP含量不足時,需要磷酸肌酸水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,再由ATP為肌肉收縮供能,說明磷酸肌酸不可為肌肉收縮直接提供能量,B項錯誤;題干信息可知,高強度運動時,氧氣缺乏,說明ATP 磷酸肌酸供能系統無需氧氣參與,C項正確;當ATP含量低時,磷酸肌酸作為一種高能磷酸化合物能及時水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,說明ATP 磷酸肌酸供能系統可使細胞中ATP含量在一段時間內維持相對穩定,D項正確。2.B 解析 通過蛋白質磷酸化和去磷酸化改變蛋白質的空間結構,進而實現細胞信號的傳遞,體現了蛋白質結構與功能相適應的觀點,A項正確;如果這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失,將會使該位點無法磷酸化,進而影響細胞信號的傳遞,B項錯誤;根據題干信息,進行細胞信息傳遞的蛋白質需要磷酸化才能起作用,而ATP為其提供了磷酸基團和能量,從而參與細胞信號傳遞,C項正確;溫度會影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,進而影響蛋白質磷酸化和去磷酸化反應,D項正確。微真題·重體悟1.A 解析 根據題意可知,該酶的化學本質為蛋白質,蛋白質的空間結構與氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈的空間結構有關,A項錯誤;該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA參與,B項正確;“廢物蛋白”被該酶切割的過程中會發生肽鍵斷裂,C項正確;氨基酸是蛋白質的基本單位,因此“廢物蛋白”分解產生的氨基酸可被重新利用,D項正確。2.C 解析 紅茶制作時揉捻能破壞細胞結構,使其釋放的多酚氧化酶與茶多酚接觸,A項正確;發酵過程的實質就是酶促反應過程,需要將溫度設置在酶的最適溫度下,使多酚氧化酶保持最大活性,才能獲得更多的茶黃素,B項正確;酶的作用條件較溫和,發酵時有機酸含量增加會降低多酚氧化酶的活性,C項錯誤;高溫條件會使多酚氧化酶的空間結構被破壞而失活,以防止過度氧化影響茶品質,D項正確。3.B 解析 溫度過高,酶失活,因此本實驗采用低溫提取,以避免PAL失活,A項正確;因為試管2在②中加入了HCl,酶已經變性失活,故不會消耗底物苯丙氨酸,B項錯誤;④加H2O,補齊了②試管1沒有加入的液體的體積,即補齊反應體系體積,使無關變量相同,C項正確;pH過低或過高酶均會失活,⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應,D項正確。4.C 解析 ATP為直接能源物質,γ位磷酸基團脫離ATP形成ADP的過程釋放能量,可為離子主動運輸提供能量,A項正確;ATP分子水解兩個特殊化學鍵后,得到RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸,故用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA,B項正確;ATP可在細胞核中發揮作用,如為rRNA合成提供能量,故β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵能在細胞核中斷裂,C項錯誤;光合作用的光反應,可將光能轉化為活躍的化學能儲存于ATP的特殊化學鍵中,故光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊化學鍵,D項正確。5.答案 (1)B (2)加快 (3)不變 60 ℃條件下,t2時酶已失活,即使增加底物的量,反應產物總量也不會增加 (4)蛋白質或RNA 高效性和專一性解析 (1)據題圖可知:在反應時間內,40 ℃(B組)時反應到達反應平衡時間最短,說明酶的活性最高。(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,A組酶催化反應的速度會加快。(3)見答案。(4)絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。酶具有高效性、專一性和作用條件較溫和的特性。(共85張PPT)第7講第二單元 細胞的能量供應和利用酶與ATP課標內容1.說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質,酶活性受到環境因素(如pH和溫度等)的影響。2.解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質。3.實驗:探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素。微考點 大突破內容索引微真題 重體悟考點一 酶的作用、特性及影響因素考點二 探究酶的高效性、專一性和影響酶活性的條件考點三 ATP的結構和功能考點一 酶的作用、特性及影響因素微考點/大突破第一部分1.酶本質的探究歷程(連線)2.酶的作用和本質蛋白質RNA氨基酸或核糖核苷酸核糖體細胞核acbcab向上提供能量3.酶的作用機理分析提醒 ①酶可以重復多次利用,不會立即被降解。②酶既可以作為催化劑,又可以作為另一個化學反應的底物。4.酶的特性(1)高效性。高效性催化提醒 酶與無機催化劑的相同點:①都能降低化學反應的活化能。②可加快化學反應速率,縮短達到平衡的時間,但不改變平衡點。③化學反應前后酶的數量和性質不變。(2)專一性。①定義:每一種酶只能催化______________化學反應。②意義:使細胞代謝有條不紊地進行。一種或一類③兩種學說及相關曲線分析。a.兩種學說。ⅰ.鎖鑰學說:整個酶分子的天然構象具有剛性結構,酶表面具有特定的形狀,酶與底物的關系就像鎖和鑰匙。ⅱ.誘導契合學說:酶表面沒有一種與底物互補的固定形狀,而只是由于底物的誘導才形成了互補形狀,從而有利于與底物結合。b.相關曲線及分析。加入酶B的反應速率與空白對照條件下的反應速率相同,而加入酶A的反應速率隨反應物濃度增大明顯加快,說明酶B對此反應無催化作用,進而說明酶具有專一性。(3)作用條件較溫和。提醒 在最適宜的溫度和pH條件下,酶的活性最高;高溫、過酸、過堿等條件會使酶的空間結構遭到破壞而永久失活;低溫條件下酶的活性很低,但空間結構穩定。教材基礎辨析(1)脲酶能將尿素分解為氨和二氧化碳,薩姆納從刀豆種子中提取到了脲酶,并證明脲酶是蛋白質。(必修1 P79~80“思考·討論”)( )(2)酶的活性越高,酶促反應速率一定越快。(必修1 P84“圖5-2、圖5-3”)( )(3)人發燒時不想吃東西,原因是體溫升高導致消化酶活性降低,食物在消化道中消化緩慢。(必修1 P84“相關信息”)( )(4)麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低。(必修1 P84“相關信息”)( )√×√×教材素材拓展1.(必修1 P84“圖5-2”)酶制劑適宜在低溫下保存的原因:低溫下酶的活性低但__________________,在適宜的溫度下酶的活性會升高。酶的空間結構穩定2.酶活性受多種因素的影響,如圖表示抑制酶活性的兩個模型,模型A中的抑制劑與底物競爭酶的活性位點,從而降低酶對底物的催化效應;模型B中的抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結合,能改變酶的構型,使酶不能與底物結合,從而使酶失活。研究發現某氨基酸能降低酶G的活性。請設計實驗探究某氨基酸降低酶G活性的作用方式屬于模型A還是模型B,簡要寫出實驗思路、預期實驗結果及結論。答:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗思路:在酶G量一定且底物濃度合適并使酶活性充分發揮的反應體系中加入某氨基酸,同時不斷提高底物濃度,檢測酶促反應速率變化。預期實驗結果及結論:若酶促反應速率能恢復,則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型A;若酶促反應速率不能恢復,則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型B1.酶活性、酶促反應速率及其影響因素分析提醒 酶促反應速率與酶活性不同。酶活性的大小可以用酶促反應速率表示。2.溫度和pH據圖可知,不同pH條件下,酶的最適溫度不變;不同溫度條件下,酶的最適pH也不變,即反應溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。3.酶濃度(1)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呈正相關。(2)Oa段限制因素是酶濃度;ab段限制因素是底物濃度。4.底物濃度(酶濃度一定)(如圖甲)(1)Oa段:在一定底物濃度范圍內,隨底物濃度的增加,反應速率增加(酶沒有完全與底物結合)。(2)ab段:當底物濃度增大到某一值(M)時,反應速率達到最大值,不再增加(酶完全與底物結合)。(3)Oa段限制因素是底物濃度;ab段限制因素是酶濃度。(4)若該反應體系酶的量增多,曲線變化如圖乙:能力一 酶的本質、作用和特性(考查生命觀念)1.(2022·湖南卷,T3)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象,部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外,加熱也能使堿性蛋白酶失活,如圖所示。下列敘述錯誤的是( )A.堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活B.加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的C.添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量,減少環境污染由題干信息“部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活”可知,堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活,解析A項正確;由題圖可知,加熱導致堿性蛋白酶由天然狀態變為部分解折疊,部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復到天然狀態,因此一定程度的加熱導致堿性蛋白酶的構象改變是可逆的,B項錯誤;添加酶穩定劑有利于保持酶結構的穩定,進而提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果,C項正確;加酶洗衣粉可以降低洗滌劑使用量,使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發展,減少對環境的污染,D項正確。解析(1)酶的本質:大多數是________,少數是________。(2)酶的活性:依賴于其____________。(3)酶的失活:酶的____________被破壞,酶永久性失活。(4)酶的特性:__________、專一性、作用條件較溫和。(5)酶的保存:___________條件可以最大限度保持酶的結構不變,酶的純度越高越易于保存。蛋白質RNA空間結構空間結構高效性低溫干燥2.(2021·海南卷,T11)某種酶的催化反應速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據圖分析,下列有關敘述錯誤的是( )A.該酶可耐受一定的高溫B.在t1時,該酶催化反應速率隨溫度升高而增大C.不同溫度下,該酶達到最大催化反應速率時所需時間不同D.相同溫度下,在不同反應時間該酶的催化反應速率不同相同溫度下,不同反應時間內該酶的催化反應速率可能相同,如達到最大反應速率(曲線平緩)之后的反應速率相同,D項錯誤。解析能力二 酶特性的相關實驗(考查科學探究)3.(2022·重慶卷,T7)植物蛋白酶M和L能使肉類蛋白質部分水解,可用于制作肉類嫩化劑。某實驗小組測定并計算了兩種酶在37 ℃、不同pH下的相對活性,結果見表。下列敘述最合理的是( )A.在37 ℃時,兩種酶的最適pH均為3B.在37 ℃長時間放置后,兩種酶的活性不變C.從37 ℃上升至95 ℃,兩種酶在pH為5時仍有較高活性D.在37 ℃、pH為3~11時,M更適于制作肉類嫩化劑根據題表數據可知,在37 ℃時,M的適宜pH為5~9,而L的適宜pH為5左右,A項錯誤;酶適宜在低溫條件下保存,在37 ℃長時間放置后,兩種酶的活性會發生改變,B項錯誤;酶發揮作用需要適宜的溫度,高溫會導致酶變性失活,因此從37 ℃上升至95 ℃,兩種酶在pH為5時都已經失活,C項錯誤。解析(1)溫度和pH:通過影響__________來影響酶促反應速率。(2)強酸、強堿和高溫:都會破壞酶的_________,使酶永久失活。(3)低溫:只抑制____________,不破壞酶的____________。溫度適宜時,酶活性還會恢復。(4)底物充足、其他條件適宜:酶濃度與酶促反應速率呈________相關。(5)酶濃度一定、其他條件適宜:隨底物增加,酶促反應速率先________后__________。酶活性空間結構酶活性空間結構正加快穩定4.(2024·廣東卷,T15)現有一種天然多糖降解酶,其肽鏈由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式連接而成。研究者將各段序列以不同方式構建新肽鏈,并評價其催化活性,部分結果見表。關于各段序列的生物學功能,下列分析錯誤的是( )肽鏈 纖維素類底物 褐藻酸類底物W1 W2 S1 S2Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++Ce5 + ++ - -Ay3-Bi-CB - - ++ +++Ay3 - - +++ ++Bi - - - -CB - - - -[注] “-”表示無活性,“+”表示有活性,“+”越多表示活性越強。A.Ay3與Ce5催化功能不同,但可能存在相互影響B.Bi無催化活性,但可判斷與Ay3的催化專一性有關C.該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關D.無法判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關由題表可知,Ce5具有催化纖維素類底物的活性,Ay3具有催化褐藻酸類底物的活性,Ay3與Ce5催化功能不同,Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB相比,當缺少Ce5后,就不能催化纖維素類底物,當Ay3與Ce5同時存在時催化纖維素類底物的活性增強,所以Ay3與Ce5可能存在相互影響,A項正確;由題表可知,不論是否與Bi結合,Ay3均可以催化S1與S2,說明Bi與Ay3的催化專一性無關,解析B項錯誤;由題表可知,Ay3-Bi-CB與Ce5-Ay3-Bi-CB相比,去除Ce5后,催化褐藻酸類底物的活性不變,說明該酶對褐藻酸類底物的催化活性與Ce5無關,C項正確;需要檢測Ce5-Ay3-Bi肽鏈的活性,才能判斷該酶對纖維素類底物的催化活性是否與CB相關,D項正確。解析考點二 探究酶的高效性、專一性和影響酶活性的條件微考點/大突破第一部分1.酶的高效性——比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗原理。2H2O2 2H2O+O2一定條件下==========氣泡的產生速率(2)實驗方案。對照少量促進復燃不明顯過氧化氫酶復燃明顯(3)變量分析。無機催化劑(FeCl3)、過氧化氫酶和溫度單位時間內產生氣泡數目多少(快慢)溫度新鮮程度(4)實驗結論。a.①②對照,說明________________________________________。b.①④對照,說明酶具有__________,同無機催化劑一樣可加快化學反應速率。c.③④對照,說明酶具有________,同無機催化劑相比,酶的催化效率更高。加熱能促進過氧化氫的分解,提高反應速率催化作用高效性2.酶的專一性——探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(1)實驗原理:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。淀粉和蔗糖都是__________,它們在酶的催化作用下都能水解成還原糖,斐林試劑能與還原糖反應產生________沉淀。非還原糖磚紅色(2)實驗方案。步驟 1 2 mL可溶性淀粉溶液+2 mL新鮮的淀粉酶溶液 2 mL蔗糖溶液+2 mL新鮮的淀粉酶溶液2 輕輕振蕩試管,使試管內的液體混合均勻,并將試管下半部浸到60 ℃左右的熱水中,保溫5 min3 取出試管,各加入2 mL斐林試劑,將兩支試管的下半部放進盛有熱水的大燒杯中,用酒精燈加熱,煮沸1 min現象 出現磚紅色沉淀 無顏色變化結論 淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶具有專一性(3)上述實驗中________(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑,因為___________________________________________________________________。不能碘液只能檢測淀粉是否被水解,而蔗糖無論是否被水解都不會使碘液變色3.影響酶活性的條件——探究溫度對酶活性的影響(1)實驗原理。①反應原理。②鑒定原理:溫度影響酶的活性,從而影響____________,滴加碘液,根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。淀粉的水解(2)實驗步驟和結果。取6支試管,分別編號為1與1'、2與2'、3與3',并分別進行以下操作。試管編號 1 1' 2 2' 3 3'實驗步驟 一 2 mL淀 粉酶溶液 2 mL可 溶性淀粉溶液 2 mL淀 粉酶溶液 2 mL可 溶性淀粉溶液 2 mL淀 粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液二 在冰水中水浴 5 min 在60 ℃溫水中水浴5 min 在沸水中水浴 5 min實驗步驟 三 1與1'試管內液體混合,搖勻 2與2'試管內液體混合,搖勻 3與3'試管內液體混合,搖勻四 在冰水中水浴數分鐘 在60 ℃溫水中水浴相同時間 在沸水中水浴相同時間五 取出試管,分別滴加2滴碘液,搖勻,觀察現象實驗現象 呈________ ____________ 呈________結論 酶發揮催化作用需要適宜的溫度條件,溫度過高和過低都將影響酶的活性藍色無藍色出現藍色提醒 ①探究溫度對酶活性的影響時,一定要讓反應物和酶在各自所需的溫度下保溫一段時間,再進行混合。②選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度時,檢測試劑不可用斐林試劑代替碘液。因為斐林試劑需在水浴加熱條件下才會發生特定的顏色反應,而該實驗中需嚴格控制溫度。③探究溫度對酶活性的影響時,不宜用H2O2作反應物,因為H2O2易分解,加熱條件下其分解會加快,氧氣的產生速率增加,并不能準確反映酶活性的變化。4.影響酶活性的條件——探究pH對酶活性的影響(1)實驗原理。①反應原理(用反應式表示)。2H2O2 2H2O+O2。②鑒定原理:pH影響酶的活性,從而影響O2的生成速率,可用_______________________________________的情況來檢驗O2的生成速率。氣泡的產生速率(或點燃的衛生香的燃燒)(2)實驗步驟及現象。實驗 步驟 實驗操作內容 試管1 試管2 試管3一 滴入等量過氧化氫酶溶液 2滴 2滴 2滴二 注入不同pH的溶液 1 mL蒸餾水 1 mL鹽酸 1 mLNaOH溶液三 注入等量的過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 mL四 觀察現象 有大量氣泡產生 基本無氣泡產生 基本無氣泡產生 提醒 ①探究pH對酶活性的影響時,須先調pH,然后再將反應物與酶混合,否則反應物會在未調節好pH的情況下就在酶的作用下發生反應,影響實驗的準確性。②探究pH對酶活性的影響時,不宜采用淀粉酶催化淀粉的反應,因為用作鑒定試劑的碘液會和NaOH發生化學反應,使碘與淀粉生成藍色絡合物的機會大大減少,而且在酸性條件下淀粉也會被水解,從而影響實驗的觀察效果。教材基礎辨析(1)加熱、Fe3+、H2O2酶,都降低了過氧化氫分解反應的活化能。(源自必修1 P78)( )(2)用淀粉酶、淀粉、蔗糖來驗證酶的專一性,檢測底物是否被分解的試劑宜選用碘液。(必修1 P81、82“探究·實踐”)( )(3)除了溫度和pH外,還有其他因素如酶的激活劑和抑制劑也影響酶的活性。(必修1 P82、83“探究·實踐”)( )(4)酶的活性在高溫下和低溫下都有所下降是因為酶的空間結構被破壞。(源自必修1 P84)( )××√×能力 與酶有關的實驗探究(考查科學探究)1.(2022·浙江6月選考,T10)下列關于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述,正確的是( )A.低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成,導致酶變性失活B.稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力,是因為酶的作用具高效性C.淀粉酶在一定pH范圍內起作用,酶活性隨pH升高而不斷升高D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,會加快淀粉的水解速率低溫不會改變淀粉酶的氨基酸組成,只是抑制酶的活性,A項錯誤;稀釋100萬倍的淀粉酶仍具有催化能力,是因為酶具有高效性,B項正確;酶的活性在最適pH下最大,不是隨pH的升高而不斷升高,C項錯誤;在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,蛋白酶可能會催化淀粉酶水解,使酶失活,D項錯誤。解析2.(2022·廣東卷,T13)某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究,結果見表。下列分析錯誤的是( )組別 pH CaCl2 溫度(℃) 降解率(%)① 9 + 90 38② 9 + 70 88③ 9 - 70 0④ 7 + 70 58⑤ 5 + 40 30[注] +/-分別表示有/無添加,反應物為Ⅰ型膠原蛋白。A.該酶的催化活性依賴于CaCl2B.結合①②組的相關變量分析,自變量為溫度C.該酶催化反應的最適溫度為70 ℃,最適pH為9D.尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物分析題表可知,降解率越大說明該酶的活性越高,②組酶活性最高,此時該酶催化反應的條件是pH為9、添加CaCl2、溫度為70 ℃,③組除沒有添加CaCl2外,其他反應條件與②組相同,但降解率為0,說明該酶的催化活性依賴于CaCl2,A項正確;①②組溫度不同,pH相同且都添加了CaCl2,說明①②組的自變量為溫度,B項正確;②組酶活性最高,此時pH為9,溫度為70 ℃,解析但由于溫度梯度和pH梯度都較大,不能說明該酶催化反應的最適溫度為70 ℃,最適pH為9,C項錯誤;該實驗的反應物為Ⅰ型膠原蛋白,若要確定該酶能否水解其他反應物,還需補充更換其他底物的實驗,D項正確。解析考點三 ATP的結構和功能微考點/大突破第一部分1.ATP的結構與功能(1)ATP的結構(2)ATP的供能原理。負電荷特殊化學鍵末端磷酸基團轉移勢能末端磷酸基團(3)ATP是一種高能磷酸化合物,理由是ATP水解的過程是釋放能量的過程,1 mol ATP水解釋放的能量高達 kJ。30.542.ATP和ADP的相互轉化細胞質基質、線粒體、葉綠體光能化學能特殊化學鍵提醒 細胞中ATP含量很少,ATP與ADP之間轉化非常迅速、及時。無論是飽食還是饑餓,只要機體處于存活狀態,ATP與ADP含量都保持動態平衡。3.ATP的利用蛋白質水解空間結構教材基礎辨析(1)ATP脫去兩個磷酸基團后,可作為RNA分子的合成原料。(必修1 P86“相關信息”)( )(2)ATP含有3個特殊的化學鍵,但是只有一個特殊的化學鍵會發生斷裂。(源自必修1 P86)( )(3)ATP水解釋放的能量可用于細胞內的放能反應。(源自必修1 P89)( )√××教材素材拓展在某細胞培養液中加入32P標記的磷酸分子,短時間后分離出細胞中的ATP,發現其含量變化不大,但部分ATP的末端P已帶上放射性標記,分析該現象得到的結論是_____________________________________________________________________________________________________。①ATP中遠離A的磷酸基團容易脫離;②該過程中ATP既有合成又有水解;③部分32P標記的ATP是重新合成的能力 ATP的結構和功能(考查結構與功能觀)1.(2025·山東模擬)高強度運動時,骨骼肌細胞中的ATP含量僅能夠維持較短時間的能量供應。當ATP含量低時,磷酸肌酸作為一種高能磷酸化合物能及時水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,該過程稱為ATP-磷酸肌酸供能系統。下列說法錯誤的是( )A.磷酸肌酸水解屬于放能反應B.磷酸肌酸可為肌肉收縮直接提供能量C.ATP-磷酸肌酸供能系統無需氧氣參與D.ATP-磷酸肌酸供能系統可使細胞中ATP含量在一段時間內維持相對穩定磷酸肌酸作為一種高能磷酸化合物能及時水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,ADP生成ATP需要消耗磷酸肌酸水解提供的能量,因此磷酸肌酸水解屬于放能反應,A項正確;據題干信息,高強度運動時,骨骼肌細胞中的ATP含量不足時,需要磷酸肌酸水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,再由ATP為肌肉收縮供能,說明磷酸肌酸不可為肌肉收縮直接提供能量,B項錯誤;題干信息可解析知,高強度運動時,氧氣缺乏,說明ATP-磷酸肌酸供能系統無需氧氣參與,C項正確;當ATP含量低時,磷酸肌酸作為一種高能磷酸化合物能及時水解將磷酸基團轉移給ADP再生ATP,說明ATP-磷酸肌酸供能系統可使細胞中ATP含量在一段時間內維持相對穩定,D項正確。解析2.(2021·湖南卷,T5)某些蛋白質在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位點發生磷酸化和去磷酸化,參與細胞信號傳遞,如圖所示。下列敘述錯誤的是( )A.這些蛋白質磷酸化和去磷酸化過程體現了蛋白質結構與功能相適應的觀點B.這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失,不影響細胞信號傳遞C.作為能量“貨幣”的ATP能參與細胞信號傳遞D.蛋白質磷酸化和去磷酸化反應受溫度的影響通過蛋白質磷酸化和去磷酸化改變蛋白質的空間結構,進而實現細胞信號的傳遞,體現了蛋白質結構與功能相適應的觀點,A項正確;如果這些蛋白質特定磷酸化位點的氨基酸缺失,將會使該位點無法磷酸化,進而影響細胞信號的傳遞,B項錯誤;根據題干信息,進行細胞信息傳遞的蛋白質需要磷酸化才能起作用,而ATP為其提供了磷酸基團和能量,從而參與細胞信號傳遞,C項正確;溫度會影響蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性,進而影響蛋白質磷酸化和去磷酸化反應,D項正確。解析微真題/重體悟第二部分1.(2021·海南卷,T13)研究發現,人體內某種酶的主要作用是切割、分解細胞膜上的“廢物蛋白”。下列有關敘述錯誤的是( )A.該酶的空間結構由氨基酸的種類決定B.該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA參與C.“廢物蛋白”被該酶切割過程中發生肽鍵斷裂D.“廢物蛋白”分解產生的氨基酸可被重新利用根據題意可知,該酶的化學本質為蛋白質,蛋白質的空間結構與氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈的空間結構有關,A項錯誤;該酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA參與,B項正確;“廢物蛋白”被該酶切割的過程中會發生肽鍵斷裂,C項正確;氨基酸是蛋白質的基本單位,因此“廢物蛋白”分解產生的氨基酸可被重新利用,D項正確。解析2.(2023·廣東卷,T1)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紅茶制作時揉捻能破壞細胞結構,使其釋放的多酚氧化酶與茶多酚接觸,A項正確;發酵過程的實質就是酶促反應過程,需要將溫度設置在酶的最適溫度下,使多酚氧化酶保持最大活性,才能獲得更多的茶黃素,B項正確;酶的作用條件較溫和,發酵時有機酸含量增加會降低多酚氧化酶的活性,C項錯誤;高溫條件會使多酚氧化酶的空間結構被破壞而失活,以防止過度氧化影響茶品質,D項正確。解析3.(2024·浙江1月選考,T17)紅豆杉細胞內的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸,進而促進紫杉醇的合成。低溫條件下提取PAL酶液,測定PAL的活性,測定過程如表所示。步驟 處理 試管1 試管2① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL④ 試管1加0.2 mL H2O,兩支試管置30 ℃水浴1小時⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL —⑥ 試管2加0.2 mL H2O,測定兩支試管中的產物量下列敘述錯誤的是( )A.低溫提取以避免PAL失活B.30 ℃水浴1小時使苯丙氨酸完全消耗C.④加H2O補齊反應體系體積D.⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應溫度過高,酶失活,因此本實驗采用低溫提取,以避免PAL失活,A項正確;因為試管2在②中加入了HCl,酶已經變性失活,故不會消耗底物苯丙氨酸,B項錯誤;④加H2O,補齊了②試管1沒有加入的液體的體積,即補齊反應體系體積,使無關變量相同,C項正確;pH過低或過高酶均會失活,⑤加入HCl溶液是為了終止酶促反應,D項正確。解析4.(2024·全國甲卷,T2改編)ATP可為代謝提供能量,也參與RNA的合成,ATP結構如圖所示,圖中~表示一種特殊的化學鍵,下列敘述錯誤的是( )A.ATP轉化為ADP可為離子的主動運輸提供能量B.用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNAC.β和γ位磷酸基團之間的化學鍵不能在細胞核中斷裂D.光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊化學鍵ATP為直接能源物質,γ位磷酸基團脫離ATP形成ADP的過程釋放能量,可為離子主動運輸提供能量,A項正確;ATP分子水解兩個特殊化學鍵后,得到RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸,故用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA,B項正確;ATP可在細胞核中發揮作用,如為rRNA合成提供能量,故β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵能在細胞核中斷裂,C項錯誤;光合作用的光反應,可將光能轉化為活躍的化學能儲存于ATP的特殊化學鍵中,故光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的特殊化學鍵,D項正確。解析5.(經典高考題)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。回答下列問題:(1)三個溫度條件下,該酶活性最高的是______組。B(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2點即可)。加快不變60 ℃條件下,t2時酶已失活,即使增加底物的量,反應產物總量也不會增加蛋白質或RNA高效性和專一性(1)據題圖可知:在反應時間內,40 ℃(B組)時反應到達反應平衡時間最短,說明酶的活性最高。(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,A組酶催化反應的速度會加快。(3)見答案。(4)絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。酶具有高效性、專一性和作用條件較溫和的特性。解析課時微練(七) 酶與ATP 一、選擇題:本題共10小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的1.(2020·海南卷,T8)下列關于胰蛋白酶和胰島素的敘述,正確的是( )A.都可通過體液運輸到全身B.都在細胞內發揮作用C.發揮作用后都立即被滅活D.都能在常溫下與雙縮脲試劑發生作用,產生紫色反應2.(2021·湖北卷,T2)很久以前,勤勞的中國人就發明了制飴(麥芽糖)技術,這種技術在民間沿用至今。麥芽糖制作的大致過程如圖所示。下列敘述正確的是( )A.麥芽含有淀粉酶,不含麥芽糖B.麥芽糖由葡萄糖和果糖結合而成C.55~60 ℃保溫可抑制該過程中細菌的生長D.麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低3.(2025·襄陽質檢)乳糖合成酶含有α、β兩個亞基,亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成,但能催化半乳糖與蛋白質結合形成糖蛋白;當亞基α與β結合后,才能催化乳糖的形成。下列說法正確的是( )A.乳糖合成酶催化乳糖合成時不會產生水B.亞基α作為酶和乳糖合成酶均具有專一性C.亞基α能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量D.亞基α與β結合不會改變其空間結構4.研究發現溫度越高蛋白質分子熱運動越快,分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度增加,立體結構被破壞程度增加。如圖為β 葡萄糖苷酶在不同條件下分別處理20 min、60 min、120 min后的實驗結果。下列敘述錯誤的是( )A.該實驗的自變量有溫度、處理時間,因變量是相對酶活性B.該酶活性隨溫度升高、處理時間延長而降低C.圖示結果說明處理時間會影響酶的最適溫度D.處于高溫環境越久,越多酶分子結構被破壞5.(2025·湖北模擬)過渡態是指化學反應過程中達到的能量最高狀態。過渡態理論認為,酶催化反應的過程為酶+反應物酶+過渡態反應物酶+產物;無催化劑時,同一反應的過程為反應物過渡態反應物產物。下列敘述錯誤的是( )A.加熱與加酶使該反應變快的作用機理是不同的,無機催化劑的原理和酶相似B.與酶結合后反應物會更容易轉變為過渡態反應物,從而加快反應速率C.發生過程③所需的能量稱為活化能,發生過程①不需要活化能D.pH的變化可能影響過程①中反應物到達過渡態6.如圖所示為ATP合酶結構及其作用機制。H+沿著線粒體內膜上ATP合酶內部的通道流回線粒體基質,推動ATP的合成。某些減肥藥物能夠增加線粒體內膜對H+的通透性,降低H+膜內外濃度差。下列相關敘述正確的是( )A.ATP合酶還存在于葉綠體內膜和葉綠體類囊體薄膜B.圖中合成ATP的能量來自H+濃度差產生的勢能C.圖中產生的ATP可用于一切生命活動D.減肥藥物會加快ATP的產生,有利于健康7.(2025·合肥模擬)酶促反應的終產物濃度過高時會與酶結合,從而抑制反應的進行,稱為反饋抑制。圖示為細胞內異亮氨酸的合成和調節過程示意圖,下列敘述正確的是( )[注] ①是酶與底物結合的位點。A.異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶結合形成酶—底物復合物B.異亮氨酸可通過正反饋調節蘇氨酸脫氫酶的活性C.增大細胞內蘇氨酸的濃度可解除反饋抑制D.對相關基因誘變處理使②結構改變可解除抑制8.麥胚富含營養,但由于含有高活性脂肪酶與不飽和脂肪酸,極易酸敗變質。為了延長麥胚貯藏期,科研人員研究了不同無機鹽對脂肪酶活性的影響。下列分析錯誤的是( )A.實驗的自變量是無機鹽的濃度和種類,溫度和pH屬于無關變量B.將實驗溫度保持在0 ℃對實驗曲線有影響C.圖中不同濃度的CaCl2均可以提高脂肪酶的活性D.KCl對脂肪酶活性的影響最小,可用于延長麥胚貯藏期9.泛素(Ub)是含有76個氨基酸殘基的小分子蛋白質。研究發現,在真核細胞中存在一種由Ub介導的異常蛋白降解途徑——泛素—蛋白酶體系統(UPS):Ub依次經E1、E2和E3轉交給異常蛋白,完成對異常蛋白的泛素化修飾,最終由蛋白酶體降解(如圖)。下列說法錯誤的是( )A.蛋白質的泛素化過程需要消耗能量B.蛋白質泛素化的特異性主要與E2有關C.真核細胞中蛋白質的水解發生在UPS和溶酶體中D.UPS中,蛋白酶體具有催化功能10.某科研小組將新鮮的蘿卜磨碎、過濾制得提取液,以等體積等濃度H2O2為底物,對提取液中過氧化氫酶的活性進行相關研究,得到如圖所示的實驗結果。下列說法錯誤的是( )A.從實驗一可以看出,與加Fe3+相比,單位時間內加蘿卜提取液產生的氧氣多,其原因是酶降低反應活化能的效果更顯著B.若將實驗一中的蘿卜提取液換成等量的新鮮肝臟研磨液,則O2產生總量明顯增多C.實驗二是在最適溫度下測定的相同時間內H2O2的剩余量,引起A、B曲線出現差異的原因最可能是酶的量不同D.過氧化氫酶制劑的保存,一般應選擇低溫、pH為7的條件二、非選擇題11.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的影響實驗,得到如圖所示結果。請回答下列問題:(1)1926年,美國科學家薩姆納從刀豆種子中提取到脲酶的結晶,并用多種方法證明了脲酶的化學本質是_______。(2)圖示實驗的自變量為______________;實驗結果表明,隨著銅離子濃度的升高,脲酶的活性______________。圖中顯示,脲酶作用的最適溫度范圍是_______ ℃。為了進一步探究脲酶作用的最適溫度,請寫出實驗設計的基本思路:______________________________________________________________________________________________________。(3)幽門螺桿菌是導致胃炎的“罪魁禍首”,該微生物也可以產生脲酶,并分泌到細胞外發揮作用,該微生物合成脲酶的過程中參與的細胞器是_______。C—13呼氣試驗檢測系統是國際上公認的幽門螺桿菌檢查的“金標準”,被測者先口服用13C標記的尿素,然后向專用的呼氣卡中吹氣留取樣本,再將呼氣卡放入專用的檢測儀內,就可以準確地檢測出被測者是否感染幽門螺桿菌。請簡要說明C—13呼氣試驗檢測的原理:____________________________________________________________________。12.(科學探究)(2021·湖北卷,T21)使酶的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:一類是可逆抑制劑(與酶可逆結合,酶的活性能恢復);另一類是不可逆抑制劑(與酶不可逆結合,酶的活性不能恢復)。已知甲、乙兩種物質(能通過透析袋)對酶A的活性有抑制作用。實驗材料和用具:蒸餾水,酶A溶液,甲物質溶液,乙物質溶液,透析袋(人工合成半透膜),試管,燒杯等。為了探究甲、乙兩種物質對酶A的抑制作用類型,提出以下實驗設計思路。請完善該實驗設計思路,并寫出實驗預期結果。(1)實驗設計思路。取_______支試管(每支試管代表一個組),各加入等量的酶A溶液,再分別加等量_______________________,一段時間后,測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋,放入蒸餾水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液,再測定各自的酶活性。(2)實驗預期結果與結論。若出現結果①:____________________________________________________________________。結論①:甲、乙均為可逆抑制劑。若出現結果②:____________________________________________________________________。結論②:甲、乙均為不可逆抑制劑。若出現結果③:____________________________________________________________________。結論③:甲為可逆抑制劑,乙為不可逆抑制劑。若出現結果④:____________________________________________________________________。結論④:甲為不可逆抑制劑,乙為可逆抑制劑。課時微練(七) 酶與ATP1.D 解析 胰蛋白酶由胰腺分泌,并隨胰液通過導管運輸到消化道內發揮作用,不通過體液運輸,胰島素是激素,可通過體液運輸到全身,A項錯誤;胰蛋白酶在消化道內發揮作用,胰島素通過與靶細胞膜上的受體結合來調節靶細胞的代謝活動,二者均不在細胞內發揮作用,B項錯誤;一般認為,胰蛋白酶發揮作用前后活性不變,胰島素發揮作用后會立即被滅活,C項錯誤;胰蛋白酶和胰島素的化學本質都是蛋白質,二者在常溫下都能與雙縮脲試劑發生作用,產生紫色反應,D項正確。方法技巧 分析酶與動物激素的“一同”“三不同”項目 酶 動物激素一同 具有微量、高效的特點,也具有一定特異性三不同 產生 部位 幾乎所有活細胞都產生酶 只有內分泌細胞才能產生激素化學 本質 絕大多數是蛋白質,少數為RNA 化學本質為多肽和蛋白質、類固醇、氨基酸衍生物等作用 機制 催化劑,在化學反應前后質量和性質不變 作為信號分子,在發揮完作用后失活2.C 解析 淀粉酶可催化淀粉水解為麥芽糖,小麥麥芽中含有淀粉酶和麥芽糖,A項錯誤;麥芽糖為二糖,由兩分子葡萄糖脫水縮合而成,B項錯誤;55~60 ℃保溫可抑制該過程中細菌的生長,C項正確;由題圖可知麥芽中的淀粉酶的最適溫度在55~60 ℃之間,而人的唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃左右,故麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度高,D項錯誤。3.B 解析 一分子乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脫水形成的,所以乳糖合成酶催化乳糖合成時會產生水,A項錯誤。酶具有專一性,亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成,但能催化半乳糖與蛋白質結合形成糖蛋白;當亞基α與β結合后,才能催化乳糖的形成,即亞基α作為酶和乳糖合成酶均具有專一性,B項正確。亞基α為乳糖合成酶的一個亞基,具有催化功能,不能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量,C項錯誤。亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成,當亞基α與β結合后,才能催化乳糖的形成,說明亞基β與亞基α的結合可能改變了亞基α的空間結構,D項錯誤。4.B 解析 由題圖可知,該實驗的自變量有溫度、處理時間,因變量是相對酶活性,A項正確;由題圖可知,在37 ℃之前,該酶的活性隨溫度的升高而提高,處理60 min的酶活性比處理20 min的酶活性大,因此無法得出該酶活性隨溫度、處理時間延長而降低的結論,B項錯誤;β 葡萄糖苷酶在處理20 min時,該酶活性的最適溫度為42 ℃,β 葡萄糖苷酶在處理60 min時,該酶活性的最適溫度為37 ℃,β 葡萄糖苷酶在處理120 min時,該酶活性的最適溫度為37 ℃,C項正確;溫度越高蛋白質分子熱運動越快,蛋白質分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度也增加,蛋白質立體結構被破壞程度增加,由此推測處于高溫環境越久,越多酶分子結構被破壞,D項正確。5.C 解析 加熱使該反應變快的作用機理是提供能量,加酶使該反應變快的作用機理是降低化學反應的活化能,無機催化劑的原理和酶相似,A項正確;酶具有催化作用,與酶結合后反應物更容易轉變為過渡態反應物,B項正確;過程①和過程③都是反應物轉變為過渡態反應物,所需的能量均稱為活化能,C項錯誤;pH影響酶的活性,pH的變化可能影響過程①中反應物到達過渡態,從而影響酶促反應的速率,D項正確。6.B 解析 線粒體內膜和葉綠體類囊體薄膜上都存在ATP合酶,但葉綠體內膜上不存在ATP合酶,A項錯誤;由題圖可知,合成ATP的能量來自H+濃度差產生的勢能,B項正確;光合作用暗反應階段需要的ATP來自光反應階段(葉綠體類囊體薄膜產生的)而非來自線粒體,C項錯誤;減肥藥物能夠增加線粒體內膜對H+的通透性,降低H+膜內外的濃度差,減慢ATP的產生,不利于健康,D項錯誤。方法技巧 ATP的來源和去向小結7.D 解析 據題圖可知,①是酶與底物結合的位點,異亮氨酸是終產物,結合在蘇氨酸脫氫酶的②部位,故異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶結合形成的不是酶—底物復合物,A項錯誤;依據題干信息,“酶促反應的終產物濃度過高時會與酶結合,從而抑制反應的進行”,依據題圖所示信息,異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶結合,說明終產物異亮氨酸濃度過高,抑制了反應的進行,故異亮氨酸可通過負反饋調節蘇氨酸脫氫酶的活性,B項錯誤;據題圖可知,當異亮氨酸濃度過高時,會與蘇氨酸脫氫酶結合,改變①的結構,從而使蘇氨酸不能與蘇氨酸脫氫酶結合,所以增加細胞內蘇氨酸的濃度也不能解除異亮氨酸對蘇氨酸脫氫酶的抑制(反饋抑制),C項錯誤;②是異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶的結合位點,結構決定功能,若對相關基因誘變處理使②結構改變,就會導致異亮氨酸不能與蘇氨酸脫氫酶結合,從而解除抑制,D項正確。8.D 解析 由題圖可知,本實驗的自變量為無機鹽的濃度和種類,溫度和pH屬于無關變量,A項正確;實驗過程中,需要保持各組溫度和pH相同且適宜,將溫度保持在0 ℃對實驗曲線有影響,B項正確;由題圖中曲線可知,隨CaCl2濃度增大,酶活性一直在增強,且其活性均高于對照組,C項正確;KCl對脂肪酶活性的影響曲線趨勢較為平穩,基本與對照組酶活性水平持平,對脂肪酶活性影響較小,結合題干“但由于含有高活性脂肪酶與不飽和脂肪酸,極易酸敗變質”,可知KCl并不能延長麥胚貯藏期,D項錯誤。9.B 解析 據題圖可知,蛋白質的泛素化過程要消耗ATP,因此,蛋白質的泛素化過程需要消耗能量,A項正確;異常蛋白的泛素化修飾過程特異性主要體現在對不同異常蛋白的作用,而對異常蛋白起作用的是E3,因此,蛋白質泛素化的特異性主要與E3有關,B項錯誤;依題意,泛素—蛋白酶體系統(UPS)是真核細胞中一種異常蛋白降解途徑,在真核細胞中,溶酶體也可以降解蛋白,因此,真核細胞中蛋白質的水解發生在UPS和溶酶體中,C項正確;據題圖可知,異常蛋白經泛素化修飾后轉移至蛋白酶體后被降解成多肽,由此可知,在UPS中,蛋白酶體具有催化功能,D項正確。10.B 解析 實驗一的兩條曲線是比較蘿卜提取液和Fe3+催化H2O2產生O2的量,主要目的是研究提取液中的過氧化氫酶和Fe3+的催化效率,過氧化氫酶的催化效率高是因為酶降低化學反應活化能的效果更顯著,A項正確;O2產生總量取決于底物過氧化氫的量,與酶無關,B項錯誤;實驗二處于最適溫度下,相同時間內過氧化氫的剩余量不同,最可能是酶的量不同,C項正確;低溫和中性環境不會破壞過氧化氫酶分子的結構,有利于酶制劑的保存,D項正確。11.答案 (1)蛋白質 (2)溫度和銅離子濃度 逐漸降低 40~60 在不加入銅離子的情況下,在40~60 ℃溫度范圍內設置更小的溫度梯度進行實驗,測定銨根離子的質量濃度,實驗條件除溫度不同,其他條件應保持相同且適宜(合理即可) (3)核糖體 幽門螺桿菌會產生脲酶,脲酶能將尿素分解成NH3和CO2,被測者口服13C標記的尿素后,如果檢測到呼出的氣體中含有13CO2,則說明被測者被幽門螺桿菌感染解析 (1)脲酶的化學本質是蛋白質。(2)由題圖可知,本實驗的自變量是銅離子濃度和溫度。觀察題圖中的曲線,在銅離子濃度為0 mol·L-1時,40 ℃和60 ℃條件下酶的活性相同,且都低于50 ℃時酶的活性,據此可知,最適溫度在40~60 ℃,為了進一步探究脲酶作用的最適溫度,應該在40 ℃和60 ℃之間設置較小的溫度梯度,設置系列實驗,實驗條件除溫度不同,其他條件應保持相同且適宜。(3)幽門螺桿菌屬于細菌,為原核生物,原核細胞中只有一種細胞器——核糖體(蛋白質的合成場所);由題干可知,脲酶可以將尿素分解成二氧化碳和氨,當口服用13C標記的尿素后,如果胃中存在幽門螺桿菌,則其產生的脲酶可以將13C標記的尿素分解為13CO2,故可通過呼氣進行檢測,判斷被測者胃部是否存在幽門螺桿菌。12.答案 (1)兩 甲物質溶液、乙物質溶液 (2)透析后,兩組的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前后,兩組的酶活性均不變 加甲物質溶液組,透析后酶活性比透析前高;加乙物質溶液組,透析前后酶活性不變 加甲物質溶液組,透析前后酶活性不變;加乙物質溶液組,透析后酶活性比透析前高解析 欲探究甲、乙兩種物質對酶A的抑制作用類型,可設計以下實驗:取兩支試管,每支試管中加入等量的酶A溶液,向一支試管中加入一定量的甲物質溶液(記為M組),向另一支試管中加入等量的乙物質溶液(記為N組),一段時間后,測定M、N兩組中酶A的活性。然后將M、N兩組的溶液分別裝入透析袋,放入蒸餾水中進行透析。透析后從透析袋中取出酶液,再測定酶A的活性。若透析后,M、N兩組酶A的活性均比透析前的高,則甲、乙均為可逆抑制劑;若透析前后,M、N兩組酶A的活性均不變,則甲、乙均為不可逆抑制劑;若透析后M組酶A的活性比透析前高,N組酶A的活性透析前后不變,則甲為可逆抑制劑,乙為不可逆抑制劑;若M組酶A的活性透析前后不變,透析后N組酶A的活性比透析前高,則甲為不可逆抑制劑,乙為可逆抑制劑。(共37張PPT)課時微練(七)酶與ATP一、選擇題:本題共10小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的1.(2020·海南卷,T8)下列關于胰蛋白酶和胰島素的敘述,正確的是( )A.都可通過體液運輸到全身B.都在細胞內發揮作用C.發揮作用后都立即被滅活D.都能在常溫下與雙縮脲試劑發生作用,產生紫色反應156789101112234胰蛋白酶由胰腺分泌,并隨胰液通過導管運輸到消化道內發揮作用,不通過體液運輸,胰島素是激素,可通過體液運輸到全身,A項錯誤;胰蛋白酶在消化道內發揮作用,胰島素通過與靶細胞膜上的受體結合來調節靶細胞的代謝活動,二者均不在細胞內發揮作用,B項錯誤;一般認為,胰蛋白酶發揮作用前后活性不變,胰島素發揮作用后會立即被滅活,C項錯誤;胰蛋白酶和胰島素的化學本質都是蛋白質,二者在常溫下都能與雙縮脲試劑發生作用,產生紫色反應,D項正確。解析156891011122347分析酶與動物激素的“一同”“三不同”方法技巧15689101112234項目 酶 動物激素一同 具有微量、高效的特點,也具有一定特異性三不同 產生部位 幾乎所有活細胞都產生酶 只有內分泌細胞才能產生激素化學 本質 絕大多數是蛋白質,少數為RNA 化學本質為多肽和蛋白質、類固醇、氨基酸衍生物等作用 機制 催化劑,在化學反應前后質量和性質不變 作為信號分子,在發揮完作用后失活72.(2021·湖北卷,T2)很久以前,勤勞的中國人就發明了制飴(麥芽糖)技術,這種技術在民間沿用至今。麥芽糖制作的大致過程如圖所示。 下列敘述正確的是( )A.麥芽含有淀粉酶,不含麥芽糖B.麥芽糖由葡萄糖和果糖結合而成C.55~60 ℃保溫可抑制該過程中細菌的生長D.麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度低156891011122347淀粉酶可催化淀粉水解為麥芽糖,小麥麥芽中含有淀粉酶和麥芽糖,A項錯誤;麥芽糖為二糖,由兩分子葡萄糖脫水縮合而成,B項錯誤;55~60 ℃保溫可抑制該過程中細菌的生長,C項正確;由題圖可知麥芽中的淀粉酶的最適溫度在55~60 ℃之間,而人的唾液淀粉酶的最適溫度是37 ℃左右,故麥芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最適溫度高,D項錯誤。解析1568910111223473.(2025·襄陽質檢)乳糖合成酶含有α、β兩個亞基,亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成,但能催化半乳糖與蛋白質結合形成糖蛋白;當亞基α與β結合后,才能催化乳糖的形成。下列說法正確的是( )A.乳糖合成酶催化乳糖合成時不會產生水B.亞基α作為酶和乳糖合成酶均具有專一性C.亞基α能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量D.亞基α與β結合不會改變其空間結構156891011122347一分子乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脫水形成的,所以乳糖合成酶催化乳糖合成時會產生水,A項錯誤。酶具有專一性,亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成,但能催化半乳糖與蛋白質結合形成糖蛋白;當亞基α與β結合后,才能催化乳糖的形成,即亞基α作為酶和乳糖合成酶均具有專一性,B項正確。亞基α為乳糖合成酶的一個亞基,具有催化功能,不能為半乳糖與蛋白質的結合提供能量,C項錯誤。亞基α單獨存在時不能催化乳糖的合成,當亞基α與β結合后,才能催化乳糖的形成,說明亞基β與亞基α的結合可能改變了亞基α的空間結構,D項錯誤。解析1568910111223474.研究發現溫度越高蛋白質分子熱運動越快,分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度增加,立體結構被破壞程度增加。如圖為β-葡萄糖苷酶在不同條件下分別處理20 min、60 min、120 min后的實驗結果。下列敘述錯誤的是( )A.該實驗的自變量有溫度、處理時間,因變量是相對酶活性B.該酶活性隨溫度升高、處理時間延長而降低C.圖示結果說明處理時間會影響酶的最適溫度D.處于高溫環境越久,越多酶分子結構被破壞156891011122347由題圖可知,該實驗的自變量有溫度、處理時間,因變量是相對酶活性,A項正確;由題圖可知,在37 ℃之前,該酶的活性隨溫度的升高而提高,處理60 min的酶活性比處理20 min的酶活性大,因此無法得出該酶活性隨溫度、處理時間延長而降低的結論,B項錯誤;β-葡萄糖苷酶在處理20 min時,該酶活性的最適溫度為42 ℃,β-葡萄糖苷酶在處理60 min時,該酶活性的最適溫度為37 ℃,β-葡萄糖苷酶在處理120 min時,該酶活性的最適溫度為解析15689101112234737 ℃,C項正確;溫度越高蛋白質分子熱運動越快,蛋白質分子內的氫鍵等弱鍵的斷裂程度也增加,蛋白質立體結構被破壞程度增加,由此推測處于高溫環境越久,越多酶分子結構被破壞,D項正確。解析1568910111223475.(2025·湖北模擬)過渡態是指化學反應過程中達到的能量最高狀態。過渡態理論認為,酶催化反應的過程為酶+反應物 酶+過渡態反應物 酶+產物;無催化劑時,同一反應的過程為反應物 過渡態反應物 產物。下列敘述錯誤的是( )A.加熱與加酶使該反應變快的作用機理是不同的,無機催化劑的原理和酶相似B.與酶結合后反應物會更容易轉變為過渡態反應物,從而加快反應速率C.發生過程③所需的能量稱為活化能,發生過程①不需要活化能D.pH的變化可能影響過程①中反應物到達過渡態156891011122347加熱使該反應變快的作用機理是提供能量,加酶使該反應變快的作用機理是降低化學反應的活化能,無機催化劑的原理和酶相似,A項正確;酶具有催化作用,與酶結合后反應物更容易轉變為過渡態反應物,B項正確;過程①和過程③都是反應物轉變為過渡態反應物,所需的能量均稱為活化能,C項錯誤;pH影響酶的活性,pH的變化可能影響過程①中反應物到達過渡態,從而影響酶促反應的速率,D項正確。解析1568910111223476.如圖所示為ATP合酶結構及其作用機制。H+沿著線粒體內膜上ATP合酶內部的通道流回線粒體基質,推動ATP的合成。某些減肥藥物能夠增加線粒體內膜對H+的通透性,降低H+膜內外濃度差。下列相關敘述正確的是( )A.ATP合酶還存在于葉綠體內膜和葉綠體類囊體薄膜B.圖中合成ATP的能量來自H+濃度差產生的勢能C.圖中產生的ATP可用于一切生命活動D.減肥藥物會加快ATP的產生,有利于健康156891011122347線粒體內膜和葉綠體類囊體薄膜上都存在ATP合酶,但葉綠體內膜上不存在ATP合酶,A項錯誤;由題圖可知,合成ATP的能量來自H+濃度差產生的勢能,B項正確;光合作用暗反應階段需要的ATP來自光反應階段(葉綠體類囊體薄膜產生的)而非來自線粒體,C項錯誤;減肥藥物能夠增加線粒體內膜對H+的通透性,降低H+膜內外的濃度差,減慢ATP的產生,不利于健康,D項錯誤。解析156891011122347ATP的來源和去向小結方法技巧1568910111223477.(2025·合肥模擬)酶促反應的終產物濃度過高時會與酶結合,從而抑制反應的進行,稱為反饋抑制。圖示為細胞內異亮氨酸的合成和調節過程示意圖,下列敘述正確的是( )156891011122347[注] ①是酶與底物結合的位點。A.異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶結合形成酶—底物復合物B.異亮氨酸可通過正反饋調節蘇氨酸脫氫酶的活性C.增大細胞內蘇氨酸的濃度可解除反饋抑制D.對相關基因誘變處理使②結構改變可解除抑制156891011122347據題圖可知,①是酶與底物結合的位點,異亮氨酸是終產物,結合在蘇氨酸脫氫酶的②部位,故異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶結合形成的不是酶—底物復合物,A項錯誤;依據題干信息,“酶促反應的終產物濃度過高時會與酶結合,從而抑制反應的進行”,依據題圖所示信息,異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶結合,說明終產物異亮氨酸濃度過高,抑制了反應的進行,故異亮氨酸可通過負反饋調節蘇氨酸脫氫酶的活性,B項錯誤;據題圖可知,當異亮氨酸濃度過高時,會與蘇氨酸脫氫酶結合,改變①的結構,從而使蘇氨酸解析156891011122347不能與蘇氨酸脫氫酶結合,所以增加細胞內蘇氨酸的濃度也不能解除異亮氨酸對蘇氨酸脫氫酶的抑制(反饋抑制),C項錯誤;②是異亮氨酸與蘇氨酸脫氫酶的結合位點,結構決定功能,若對相關基因誘變處理使②結構改變,就會導致異亮氨酸不能與蘇氨酸脫氫酶結合,從而解除抑制,D項正確。解析1568910111223478.麥胚富含營養,但由于含有高活性脂肪酶與不飽和脂肪酸,極易酸敗變質。為了延長麥胚貯藏期,科研人員研究了不同無機鹽對脂肪酶活性的影響。下列分析錯誤的是( )A.實驗的自變量是無機鹽的濃度和種類,溫度和pH屬于無關變量B.將實驗溫度保持在0 ℃對實驗曲線有影響C.圖中不同濃度的CaCl2均可以提高脂肪酶的活性D.KCl對脂肪酶活性的影響最小,可用于延長麥胚貯藏期156891011122347由題圖可知,本實驗的自變量為無機鹽的濃度和種類,溫度和pH屬于無關變量,A項正確;實驗過程中,需要保持各組溫度和pH相同且適宜,將溫度保持在0 ℃對實驗曲線有影響,B項正確;由題圖中曲線可知,隨CaCl2濃度增大,酶活性一直在增強,且其活性均高于對照組,C項正確;KCl對脂肪酶活性的影響曲線趨勢較為平穩,基本與對照組酶活性水平持平,對脂肪酶活性影響較小,結合題干“但由于含有高活性脂肪酶與不飽和脂肪酸,極易酸敗變質”,可知KCl并不能延長麥胚貯藏期,D項錯誤。解析1568910111223479.泛素(Ub)是含有76個氨基酸殘基的小分子蛋白質。研究發現,在真核細胞中存在一種由Ub介導的異常蛋白降解途徑——泛素—蛋白酶體系統(UPS):Ub依次經E1、E2和E3轉交給異常蛋白,完成對異常蛋白的泛素化修飾,最終由蛋白酶體降解(如圖)。下列說法錯誤的是( )A.蛋白質的泛素化過程需要消耗能量B.蛋白質泛素化的特異性主要與E2有關C.真核細胞中蛋白質的水解發生在UPS和溶酶體中D.UPS中,蛋白酶體具有催化功能156891011122347據題圖可知,蛋白質的泛素化過程要消耗ATP,因此,蛋白質的泛素化過程需要消耗能量,A項正確;異常蛋白的泛素化修飾過程特異性主要體現在對不同異常蛋白的作用,而對異常蛋白起作用的是E3,因此,蛋白質泛素化的特異性主要與E3有關,B項錯誤;依題意,泛素—蛋白酶體系統(UPS)是真核細胞中一種異常蛋白降解途徑,在真核細胞中,溶酶體也可以降解蛋白,因此,真核細胞中蛋白質的水解發生在UPS和溶酶體中,C項正確;據題圖可知,異常蛋白經泛素化修飾后轉移至蛋白酶體后被降解成多肽,由此可知,在UPS中,蛋白酶體具有催化功能,D項正確。解析15689101112234710.某科研小組將新鮮的蘿卜磨碎、過濾制得提取液,以等體積等濃度H2O2為底物,對提取液中過氧化氫酶的活性進行相關研究,得到如圖所示的實驗結果。下列說法錯誤的是( )156891011122347A.從實驗一可以看出,與加Fe3+相比,單位時間內加蘿卜提取液產生的氧氣多,其原因是酶降低反應活化能的效果更顯著B.若將實驗一中的蘿卜提取液換成等量的新鮮肝臟研磨液,則O2產生總量明顯增多C.實驗二是在最適溫度下測定的相同時間內H2O2的剩余量,引起A、B曲線出現差異的原因最可能是酶的量不同D.過氧化氫酶制劑的保存,一般應選擇低溫、pH為7的條件156891011122347實驗一的兩條曲線是比較蘿卜提取液和Fe3+催化H2O2產生O2的量,主要目的是研究提取液中的過氧化氫酶和Fe3+的催化效率,過氧化氫酶的催化效率高是因為酶降低化學反應活化能的效果更顯著,A項正確;O2產生總量取決于底物過氧化氫的量,與酶無關,B項錯誤;實驗二處于最適溫度下,相同時間內過氧化氫的剩余量不同,最可能是酶的量不同,C項正確;低溫和中性環境不會破壞過氧化氫酶分子的結構,有利于酶制劑的保存,D項正確。解析156891011122347二、非選擇題11.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的影響實驗,得到如圖所示結果。請回答下列問題:156891011122347(1)1926年,美國科學家薩姆納從刀豆種子中提取到脲酶的結晶,并用多種方法證明了脲酶的化學本質是_____________。(2)圖示實驗的自變量為____________________;實驗結果表明,隨著銅離子濃度的升高,脲酶的活性_____________。圖中顯示,脲酶作用的最適溫度范圍是__________ ℃。為了進一步探究脲酶作用的最適溫度,請寫出實驗設計的基本思路:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。15689101112234蛋白質溫度和銅離子濃度逐漸降低40~60在不加入銅離子的情況下,在40~60 ℃溫度范圍內設置更小的溫度梯度進行實驗,測定銨根離子的質量濃度,實驗條件除溫度不同,其他條件應保持相同且適宜 (合理即可)7(3)幽門螺桿菌是導致胃炎的“罪魁禍首”,該微生物也可以產生脲酶,并分泌到細胞外發揮作用,該微生物合成脲酶的過程中參與的細胞器是___________。C—13呼氣試驗檢測系統是國際上公認的幽門螺桿菌檢查的“金標準”,被測者先口服用13C標記的尿素,然后向專用的呼氣卡中吹氣留取樣本,再將呼氣卡放入專用的檢測儀內,就可以準確地檢測出被測者是否感染幽門螺桿菌。請簡要說明C—13呼氣試驗檢測的原理:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。15689101112234核糖體幽門螺桿菌會產生脲酶,脲酶能將尿素分解成NH3和CO2,被測者口服13C標記的尿素后,如果檢測到呼出的氣體中含有13CO2,則說明被測者被幽門螺桿菌感染7(1)脲酶的化學本質是蛋白質。(2)由題圖可知,本實驗的自變量是銅離子濃度和溫度。觀察題圖中的曲線,在銅離子濃度為0 mol·L-1時,40 ℃和60 ℃條件下酶的活性相同,且都低于50 ℃時酶的活 性,據此可知,最適溫度在40~60 ℃,為了進一步探究脲酶作用的最適溫度,應該在40 ℃和60 ℃之間設置較小的溫度梯度,設置系列實驗,實驗條件除溫度不同,其他條件應保持相同且適宜。 (3)幽門螺桿菌屬于細菌,為原核生物,原核細胞中只有一種細胞解析156891011122347器——核糖體(蛋白質的合成場所);由題干可知,脲酶可以將尿素分解成二氧化碳和氨,當口服用13C標記的尿素后,如果胃中存在幽門螺桿菌,則其產生的脲酶可以將13C標記的尿素分解為13CO2,故可通過呼氣進行檢測,判斷被測者胃部是否存在幽門螺桿菌。解析15689101112234712.(科學探究)(2021·湖北卷,T21)使酶的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:一類是可逆抑制劑(與酶可逆結合,酶的活性能恢復);另一類是不可逆抑制劑(與酶不可逆結合,酶的活性不能恢復)。已知甲、乙兩種物質(能通過透析袋)對酶A的活性有抑制作用。實驗材料和用具:蒸餾水,酶A溶液,甲物質溶液,乙物質溶液,透析袋(人工合成半透膜),試管,燒杯等。為了探究甲、乙兩種物質對酶A的抑制作用類型,提出以下實驗設計思路。請完善該實驗設計思路,并寫出實驗預期結果。156891011122347(1)實驗設計思路。取________支試管(每支試管代表一個組),各加入等量的酶A溶液,再分別加等量___________________________,一段時間后,測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋,放入蒸餾水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液,再測定各自的酶活性。(2)實驗預期結果與結論。若出現結果①:______________________________________________。結論①:甲、乙均為可逆抑制劑。15689101112234兩甲物質溶液、乙物質溶液透析后,兩組的酶活性均比透析前酶的活性高7若出現結果②:______________________________________________。結論②:甲、乙均為不可逆抑制劑。若出現結果③:_______________________________________________________________________________。結論③:甲為可逆抑制劑,乙為不可逆抑制劑。若出現結果④:______________________________________________________________________________。結論④:甲為不可逆抑制劑,乙為可逆抑制劑。15689101112234透析前后,兩組的酶活性均不變加甲物質溶液組,透析后酶活性比透析前高;加乙物質溶液組,透析前后酶活性不變加甲物質溶液組,透析前后酶活性不變;加乙物質溶液組,透析后酶活性比透析前高7欲探究甲、乙兩種物質對酶A的抑制作用類型,可設計以下實驗:取兩支試管,每支試管中加入等量的酶A溶液,向一支試管中加入一定量的甲物質溶液(記為M組),向另一支試管中加入等量的乙物質溶液(記為N組),一段時間后,測定M、N兩組中酶A的活性。然后將M、N兩組的溶液分別裝入透析袋,放入蒸餾水中進行透析。透析后從透析袋中取出酶液,再測定酶A的活性。若透析后,M、N兩組酶A的活性均比透析前的高,則甲、乙均為可逆抑制劑;若解析156891011122347透析前后,M、N兩組酶A的活性均不變,則甲、乙均為不可逆抑制劑;若透析后M組酶A的活性比透析前高,N組酶A的活性透析前后不變,則甲為可逆抑制劑,乙為不可逆抑制劑;若M組酶A的活性透析前后不變,透析后N組酶A的活性比透析前高,則甲為不可逆抑制劑,乙為可逆抑制劑。解析156891011122347 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第7講 酶與ATP.docx 第7講 酶與ATP.pptx 課時微練(七) 酶與ATP.docx 課時微練(七) 酶與ATP.pptx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫