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高一生物阶段分层训练
★【基础·落实】
一、酶在代谢中的作用：
1、酶的概念：酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的有机物，又称为生物催化剂。（绝大多数是蛋白质，少数是RNA）。
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 生物催化作用
酶催化作用(高效性)的机理：酶能降低化学反应的活化能。
2、酶的特性：
（1）与无机催化剂的共性：
a.酶在化学反应前后，性质和数量不发生变化；
b.能降低反应的活化能，提高反应速度；
c.能缩短达到反应平衡的时间，但不改变反应的方向和平衡点。(见右图)
（2）高效性：原因是：酶能降低化学反应的活化能。
操作顺序 项 目 1号试管 2号试管
1 底物 2mL 3%的H2O2 2mL 3%的H2O2
2 催化剂 2滴20%新鲜肝脏研磨液 2滴3.5%FeCl3溶液
3 用棉花堵住试管 √ √
4 插入带火星的卫生香 √ √
5 现象 产生气泡快、多； 卫生香燃烧猛烈 产生气泡慢、少； 卫生香燃烧不猛烈
（3）专一性：概念：一种酶只能催化一种或一类化学反应。
操作
顺序 项目 1号试管 2号试管
1 底物 2mL 3%可溶性淀粉溶液 2mL 3%的蔗糖溶液
2 新鲜α-淀粉酶溶液 1mL 1mL
3 60℃温水保温 5min 5min
4 加入斐林试剂 2mL 2mL
5 水浴加热 1min 1min
6 现象 砖红色沉淀 无砖红色沉淀
（4）酶的作用条件较温和（温和性）
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件即常温、常压下进行的。
3、酶促反应的原理：由酶催化的化学反应称为酶促反应，酶能降低化学反应的活化能。（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成为活化能。）
4、影响酶活性的因素：温度、ｐＨ、酶的激活剂、抑制剂。
影响酶促反应速率的因素：温度、ｐＨ、酶的激活剂、抑制剂、酶浓度、底物浓度等。
注意：a.过酸、过碱和高温会使酶的空间结构受到破坏(但肽键没断)，使酶永久失活。
低温时，酶的空间结构未受破坏，只是活性降低,在适宜温度下酶的活性可以恢复。
b.不同生物体内的酶最适温度、最适pH不同。（人体内酶最适温度在37℃左右；胃蛋白酶最适pH
在2左右，胰蛋白酶最适pH在8左右）
c. 相关曲线
５、【实验】探究影响酶活性的因素
特别提示：
控制变量：实验过程中可以变化的因素成为变量。其中人为改变的变量称做自变量。随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。
对照实验：除了一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组，在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。
二、ATP在能量代谢中的作用：
1、ATP的功能：ATP是生命活动的直接能源物质。
注：生物体内可以提供能量的物质依次有糖类、脂肪、蛋白质；
生命活动的主要的能源物质是糖类；
植物细胞中储能物质是淀粉；动物细胞中储能物质是糖原；
生物体细胞内储能物质是脂肪；
细胞进行生命活动所需要的主要能源物质是葡萄糖；
生命活动的最终能源是太阳能。
2、ATP的化学组成与结构特点： 元素组成：C、H、O、N、P
中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（人教版：三磷酸腺苷）
构成：腺嘌呤—核糖—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团（右上图）；腺嘌呤—核糖构成腺嘌呤核苷(A)。
结构简式：A-P～P～P（A ：腺嘌呤核苷 ； P：磷酸基团 ； T ：3 ； ~ ：高能磷酸键）
结构特点：ATP末端的高能磷酸键相当脆弱，容易断裂，也容易重新形成。
ATP与ADP的相互转化：
（1）反应式
ATP ADP＋Pi＋能量
（2）ATP与ADP相互转化的意义：既可避免能量浪费，又保证了生命活动所需能量的及时供应。
ATP在细胞中含量并不多，原因是细胞中ATP与ADP的相互转化十分迅速。
注意：a.上述反应式不是可逆反应，因其反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同。但物质是可以循环利用的（能量不可逆）。
b.ATP水解生成腺嘌呤核苷二磷酸（ADP）和磷酸（Pi），同时释放能量，为各种生命活动直接供能。
c.ADP可以继续水解生成腺嘌呤核糖核苷酸（简称AMP）和磷酸（Pi）, 其中AMP是构成RNA的基本单位之一，可作为RNA的合成原料。
d. 上述反应向右进行时：释放的能量可用于细胞分裂、主动运输、肌肉收缩、神经传导等生命活动。
反应向左进行时，能量来源于细胞呼吸（动植物）、光合作用（植物），用于形成ATP中的高能磷酸键。
4、ATP的形成途径：植物：光合作用（光反应）、细胞呼吸（有样呼吸和无氧呼吸）
动物：主要是细胞呼吸（有样呼吸和无氧呼吸）
ATP的形成场所：
植物叶肉细胞：叶绿体、细胞质基质、线粒体；植物无叶绿体细胞、动物： 细胞质基质、线粒体
ATP产生量与O2供给量之间的关系（如下图）
（1）A点表示在无氧的条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量的ATP。
（2）AB段表示随O2供给量逐渐增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放出来的能量明显增多，ATP产生量随之升高。
（3）BC段表示O2供给量超过一定的范围，ATP的产生量不再增加。B点以后限制ATP产生的因素如酶、ADP、Pi等数量有限。
★【分层·突破】
一、易错辨析
(1)酶的基本组成单位都是氨基酸(　　)
(2)酶可以通过食物直接获取(　　)
(3)酶能够为化学反应提供能量(　　)
(4)酶一定能够使化学反应的速度加快(　　)
(5)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性(　　)
(6)由于酶在化学反应前后性质和数量没有改变，所以酶具有高效性(　　)
(7)酶的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关(　　)
(8)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将逐渐增强(　　)
(9)酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响(　　)
(10)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行(　　)
(11)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质相同(　　)
(12)ATP含有3个磷酐键，但是只有一个磷酐键会发生断裂(　　)
(13)ATP是细胞生命活动需要的能量(　　)
(14)在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量多(　　)
(15)根细胞产生ATP的生理过程为光合作用和细胞呼吸(　　)
(16)ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处在动态平衡中(　　)
二、对点训练
1、下图表示一个酶促反应过程示意图，它所反映的酶的一个特性和a、b、c最可能的物质依次是(其中O表示组成物质b的单体)(　　)
A．专一性；淀粉酶、淀粉、麦芽糖 B．专一性；麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖
C．高效性；蛋白酶、蛋白质、多肽 D．高效性；脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸
2、下图为某同学在探究酶活性的影响因素时，根据实验结果绘制的柱状图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该实验的自变量为温度 B．起始H2O2的量为该实验的无关变量
C．该实验的速率也可以用1 min内O2的产生量表示
D．100 ℃下H2O2剩余量最少，说明100 ℃下酶活性最高
3、 ATP是细胞的能量“货币”，如图所示为ATP的分子结构，a、b、c表示相应的结构，①、②表示化学键。下列相关叙述错误的是(　　)
A．ATP并不是细胞中所有需要能量的生命活动的唯一直接供能物质
B．图中①②对应的磷酐键都断裂后形成的产物是构成RNA的基本单位之一
C．GTP与ATP结构相似，GTP含有的糖为核糖，其中的“G”叫鸟苷
D．ATP水解产生的能量用于满足各项生命活动，如蔗糖的水解
三、综合强化
4、下列有关酶特性的实验设计中，不合理的是(　　)
选项 实验目的 主要实验步骤
A 酶催化具有高效性 实验组：2 mL 3% H2O2＋1 mL过氧化氢酶，保温5 min 对照组：2 mL 3% H2O2＋1 mL蒸馏水，保温5 min
B 酶催化具有专一性 实验组：2 mL 3%可溶性淀粉溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min，斐林试剂检验 对照组：2 mL 3%蔗糖溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min，斐林试剂检验
C 探究酶的适宜温度 5 mL 3%可溶性淀粉溶液＋2 mL新鲜唾液＋碘液，每隔5 min将溶液温度升高10 ℃，观察溶液蓝色变化
D pH影响酶活性 向三支试管中各加入2 mL 3%可溶性淀粉溶液＋1 mL新鲜唾液，再加入等量不同pH缓冲溶液，在适宜温度下保温5 min
5、科学家从牛的胰脏中分离出一种多肽链(Ub)，如果靶蛋白被贴上Ub标签，会发生如图所示的过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．ATP的结构简式是A—P～P～P
B．①过程会释放能量
C．催化ATP水解的酶降低了反应的活化能
D．催化过程①和②的酶具有相同的氨基酸序列
6、新鲜的荔枝果皮鲜红诱人，但采摘后保鲜时间短，储藏时易褐变。果色变化引起果品价值降低，制约荔枝产业发展。研究表明，荔枝果皮颜色的褐变原理包括如下变化。请回答下列问题：
(1)鲜红的荔枝果皮细胞中含有花色素苷，该色素存在于果皮细胞的 中。
(2)荔枝果皮细胞中的酶POD能催化愈创木酚、H2O2等相应底物参与化学反应，其催化作用的机理是 ，其活性受 和 等外界环境因素的影响。与无机催化剂相比，酶的催化功能有三个特性，即 。
(3)科研人员采摘妃子笑、无核和紫娘喜三个品种的荔枝鲜果，定期测定果皮中POD活性，结果如图所示：
由图中数据可知，采摘后最易褐变的荔枝品种是 ，理由是 。
7、据图分析回答下列问题：
(1)图1曲线表示物质A生成物质P的化学反应在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。无催化剂时，该反应所需的活化能可用图中______________(填字母)来表示。酶所降低的活化能可用图中________(填字母)来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将___________________(填“上移”或“下移”)。
(2)目前为止发现的绝大多数酶的化学本质为_____________________，其合成场所是__________，少数酶的化学本质为________。
(3)图2是ATP与ADP之间的相互转化图。其中M表示______________(填中文名称)，其结构简式为________，X1和X2表示_______________，能量1的去向为____________________。
(4)细胞呼吸过程与图2中________(填“酶1”或“酶2”)所催化的化学反应相联系。
答案
★【分层·突破】
一、易错辨析
(1)酶的基本组成单位都是氨基酸(　　)
(2)酶可以通过食物直接获取(　　)
(3)酶能够为化学反应提供能量(　　)
(4)酶一定能够使化学反应的速度加快(　　)
(5)蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性(　　)
(6)由于酶在化学反应前后性质和数量没有改变，所以酶具有高效性(　　)
(7)酶的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关(　　)
(8)在测定胃蛋白酶活性时，将溶液的pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将逐渐增强(　　)
(9)酶具有专一性、高效性，且受温度和pH的影响(　　)
(10)探究酶的最适pH，需要在酶的最适温度条件下进行(　　)
(11)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质相同(　　)
(12)ATP含有3个磷酐键，但是只有一个磷酐键会发生断裂(　　)
(13)ATP是细胞生命活动需要的能量(　　)
(14)在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量多(　　)
(15)根细胞产生ATP的生理过程为光合作用和细胞呼吸(　　)
(16)ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处在动态平衡中(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√　(8)×　(9)√ 　(10)√ 　(11)×(12)×　(13)×　(14)×　(15)×　(16)√
二、对点训练
1、下图表示一个酶促反应过程示意图，它所反映的酶的一个特性和a、b、c最可能的物质依次是(其中O表示组成物质b的单体)(　　)
A．专一性；淀粉酶、淀粉、麦芽糖 B．专一性；麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖
C．高效性；蛋白酶、蛋白质、多肽 D．高效性；脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸
答案　A
2、下图为某同学在探究酶活性的影响因素时，根据实验结果绘制的柱状图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该实验的自变量为温度 B．起始H2O2的量为该实验的无关变量
C．该实验的速率也可以用1 min内O2的产生量表示
D．100 ℃下H2O2剩余量最少，说明100 ℃下酶活性最高
答案　D
解析　100 ℃下H2O2剩余量最少，说明高温使H2O2分解，高温条件下酶已失去活性，D错误。
3、 ATP是细胞的能量“货币”，如图所示为ATP的分子结构，a、b、c表示相应的结构，①、②表示化学键。下列相关叙述错误的是(　　)
A．ATP并不是细胞中所有需要能量的生命活动的唯一直接供能物质
B．图中①②对应的磷酐键都断裂后形成的产物是构成RNA的基本单位之一
C．GTP与ATP结构相似，GTP含有的糖为核糖，其中的“G”叫鸟苷
D．ATP水解产生的能量用于满足各项生命活动，如蔗糖的水解
答案　D
解析　ATP并不是细胞中所有需要能量的生命活动的唯一直接供能物质，细胞中还有GTP、CTP等直接供能物质，A正确；图中①②对应的磷酐键都断裂后形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，B正确；GTP是三磷酸鸟苷，与ATP结构相似，GTP含有的糖为核糖，其中的“G”叫鸟苷，C正确；蔗糖的水解不消耗能量，D错误。
三、综合强化
4、下列有关酶特性的实验设计中，不合理的是(　　)
选项 实验目的 主要实验步骤
A 酶催化具有高效性 实验组：2 mL 3% H2O2＋1 mL过氧化氢酶，保温5 min 对照组：2 mL 3% H2O2＋1 mL蒸馏水，保温5 min
B 酶催化具有专一性 实验组：2 mL 3%可溶性淀粉溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min，斐林试剂检验 对照组：2 mL 3%蔗糖溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min，斐林试剂检验
C 探究酶的适宜温度 5 mL 3%可溶性淀粉溶液＋2 mL新鲜唾液＋碘液，每隔5 min将溶液温度升高10 ℃，观察溶液蓝色变化
D pH影响酶活性 向三支试管中各加入2 mL 3%可溶性淀粉溶液＋1 mL新鲜唾液，再加入等量不同pH缓冲溶液，在适宜温度下保温5 min
答案　ACD
解析　检验酶催化具有高效性是酶与无机催化剂相比较而言的，该实验虽然设置对照组，但缺乏鉴定酶催化具有高效性的措施，A不合理；探究酶作用的适宜温度，应设置多支试管，并分别设置不同的温度条件下反应，进行比较，C不合理；验证pH对酶催化活性的影响，应当注意实验的顺序，先将缓冲液和可溶性淀粉溶液混合，再加入新鲜唾液，如果先将唾液和淀粉溶液混合，唾液淀粉酶和淀粉在相同的pH下开始了反应，导致实验失败，D不合理。
5、科学家从牛的胰脏中分离出一种多肽链(Ub)，如果靶蛋白被贴上Ub标签，会发生如图所示的过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．ATP的结构简式是A—P～P～P
B．①过程会释放能量
C．催化ATP水解的酶降低了反应的活化能
D．催化过程①和②的酶具有相同的氨基酸序列
答案　AC
解析　①过程需要消耗ATP分解所释放的能量，B错误；酶具有催化作用，其催化作用的本质是降低化学反应的活化能，催化ATP水解的酶通过降低化学反应的活化能来实现催化作用的，C正确；过程①和②是两个不同的过程，需要的酶的种类有差别，因而二者不会具有相同的氨基酸序列，D错误。
6、新鲜的荔枝果皮鲜红诱人，但采摘后保鲜时间短，储藏时易褐变。果色变化引起果品价值降低，制约荔枝产业发展。研究表明，荔枝果皮颜色的褐变原理包括如下变化。请回答下列问题：
(1)鲜红的荔枝果皮细胞中含有花色素苷，该色素存在于果皮细胞的 中。
(2)荔枝果皮细胞中的酶POD能催化愈创木酚、H2O2等相应底物参与化学反应，其催化作用的机理是 ，其活性受 和 等外界环境因素的影响。与无机催化剂相比，酶的催化功能有三个特性，即 。
(3)科研人员采摘妃子笑、无核和紫娘喜三个品种的荔枝鲜果，定期测定果皮中POD活性，结果如图所示：
由图中数据可知，采摘后最易褐变的荔枝品种是 ，理由是 。
答案　(1)液泡　(2)降低化学反应的活化能　温度　pH　高效性、专一性、作用条件温和　 (3)无核　采摘后POD活性较高，峰值出现最早
解析　(1)花色素苷是一类水溶性色素，存在于果皮细胞液泡内的细胞液中。(2)酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶活性易受温度和pH等环境因素的影响，酶作为生物催化剂具有的特性包括高效性、专一性和作用条件温和。(3)通过曲线分析，采摘后无核品种的POD活性较高，峰值出现最早，采摘后最易发生褐变。
7、据图分析回答下列问题：
(1)图1曲线表示物质A生成物质P的化学反应在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。无催化剂时，该反应所需的活化能可用图中______________(填字母)来表示。酶所降低的活化能可用图中________(填字母)来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将___________________(填“上移”或“下移”)。
(2)目前为止发现的绝大多数酶的化学本质为_____________________，其合成场所是__________，少数酶的化学本质为________。
(3)图2是ATP与ADP之间的相互转化图。其中M表示______________(填中文名称)，其结构简式为________，X1和X2表示_______________，能量1的去向为____________________。
(4)细胞呼吸过程与图2中________(填“酶1”或“酶2”)所催化的化学反应相联系。
答案　(1)ac(ca)　ab(ba)　上移　(2)蛋白质　核糖体　RNA　(3)腺苷三磷酸　A—P～P～P　磷酸(Pi)　供给各项生命活动　(4)酶2

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