资源简介

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考纲要求
（1）酶在代谢中的作用
（2）ATP在能量代谢中的作用
考情分析
高频考点
（1）理解酶本质、特性，并设计实验验证；
（2）影响酶促反应的因素
（3）理解ATP与ADP的相互转化
考查形式
以具体的生理过程考查酶的特性，并根据要求设计实验进行探究或验证；通过曲线图考查影响酶促反应的因素；通过具体事例考查ATP的生理作用，结合呼吸作用和光合作用考查ATP和ADP的相互转化。
命题角度
酶的本质、酶的特性、影响酶促反应速率的因素、ATP与ADP的相互转化
常见题型
选择题、综合题
备考建议
利用归纳整理的方法和联想拓展的思路，总结酶的概念、酶的作用原理、酶的特性、ATP的组成及ATP和ADP的转化过程。采用曲线模式构建法、相关实验探究训练法来探究影响酶活性的因素。
●基本技能攻略——各个击破
攻略一 酶的概念
【例1】（2017年新课标Ⅱ卷，3）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是37 ℃
【答案】C
【攻略技巧】酶的概念包含酶的来源、作用、本质和作用场所，从概念中分别剥离，可知其中包括①产生活细胞产生折，②生理作用：催化作用，③化学本质：有机物（蛋白质或RNA，大多数是蛋白质，少数是RNA），④作用场所：细胞内、细胞外。
攻略二 结合曲线图理解影响酶促反应速率
【例2】（2016新课标Ⅱ卷，29）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）曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40℃。
（2）A组控制的温度是20℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。
【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，反应底物总量也不会增加
（4）蛋白质或RNA 高效性、专一性
【攻略技巧】与酶有关的曲线模型分析
1．表示酶高效性的曲线
（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
（3）酶只能催化已存在的化学反应。
2．表示酶专一性的曲线
加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，该实验说明酶具有专一性。
3．影响酶促反应的因素
（1）温度和pH：
①从甲、乙图可以看出：在一定温度（pH）范围内，随温度（pH）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。
②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从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
（2）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随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，酶促反应速率将不再增加。
②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。
【关键一点】影响酶促反应速率的作用机理
（1）温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
（2）底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。
攻略三 列表理解ATP与ADP的相互转化
【例3】（2016海南卷，11）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA人基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
【答案】D
【攻略技巧】ATP的结构与作用
（1）ATP的结构图示
由结构图示可知组成元素有C、H、O、N、P。由结构图示可看出，ATP的结构特点可概括为“一、二、三”，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。
（2） ATP的形成途径
（3） ATP与ADP的相互转化
ATP和ADP之间的相互转化是不可逆反应.
●名校试题演练——决胜2018
1．下列有关ATP的叙述，正确的是
A. ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B. ATP的化学性质十分稳定
C. ATP的结构简式可表示为A—P?P?P
D. ATP中靠近A的高能磷酸键易水解
【答案】C
【解析】ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成，A项错误；ATP的化学性质不稳定，远离A的高能磷酸键容易断裂，B项、D项错误；ATP含有两个高能磷酸键，结构简式可表示为A—P?P?P，C项正确。
2．下列关于酶的叙述，正确的是
A. 酶在生物体外也能催化相应的化学反应
B. 酶能降低反应的活化能并为之提供能量
C. 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质
D. 温度过高和过低对酶活性影响的原理相同
【答案】A
【解析】只要提供合适的反应条件和底物，酶在生物体外和生物体内均能催化相应的化学反应，A正确；酶能降低反应的活化能，但不会为反应提供能量，B错误；酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物（蛋白质或RNA），C错误；温度过高会破坏酶的空间结构，使酶变性失活，而低温仅降低酶的活性，不会破坏酶的空间结构，两者对酶活性影响的原理不同，D错误。
3．下图表示PH对植物淀粉酶和人唾液淀粉酶活性的影响，下列叙述正确的是
　　　　　　　　　　　　　
A. pH由低到高时淀粉酶活性逐渐升高
B. pH为7时植物淀粉酶的活性最高
C. 人唾液淀粉酶活性比植物淀粉酶活性高
D. 不同物种淀粉酶的最适pH有差异
【答案】D
4．在甲、乙、丙三支试管中加入下列物质，保温一段时间。下列有关分析不正确的是
编号
甲
乙
丙
步骤1
2ml可溶性淀粉溶液
2ml可溶性淀粉溶液
2ml可溶性淀粉溶液
步骤2
1ml淀粉酶溶液
1ml麦芽糖酶制剂
0.5ml淀粉酶溶液
0.5ml麦芽糖酶制剂
步骤3
相同温度下保温，直至反应完成
A. 该实验是为了验证酶具有专一性
B. 温度在本实验中属于无关变量
C. 甲乙丙三支试管的最终产物分别是麦芽糖、葡萄糖和葡萄糖
D. 碘液或本尼迪特试剂均可作为本实验的检测试剂
【答案】C
【解析】根据表格分析，本实验探究酶的专一性，温度、pH等在本实验中均属于无关变量，AB正确；丙中淀粉被分解产生麦芽糖，而乙中淀粉没有分解，C错误；碘液或本尼迪特试剂均可作为本实验的检测试剂，D正确。
5．如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是(　　)
　　　　　　　　　　
A. a、b、c表示温度，则一定是a＞b＞c
B. a、b、c表示酶的浓度，则a＞b＞c
C. a、b、c表示底物的浓度，则a＞b＞c
D. a、b、c表示温度，则不可能是a＞b＞c
【答案】B
6．细胞中UTP是与ATP相似的物质, 可以参与许多生化反应，为蛋白质的生物合成等过程直接提供能量，则下列叙述正确的是
A. UTP分子中含有三个高能磷酸键
B. UTP水解产物可用于合成DNA
C. 蛋白质合成旺盛时，核糖体附近UTP含量减少
D. “U”表示尿嘧啶
【答案】C
【解析】UTP是细胞的正常成分，与ATP相似，故UTP分子中同样含有两个高能磷酸键，A错误；UTP水解产物可用于合成RNA，B错误；蛋白质合成旺盛时，消耗的UTP增多，故核糖体附近UTP含量减少，C错误；“U”表示尿苷，D错误。
7．某科研小组进行了温度对蔗糖酶活性影响的实验，实验结果如图1所示（t2为最适温度），图2表示温度下蔗糖酶对蔗糖的催化过程，下列叙述正确的是（　　）

A．由图1可判断，在反应温度由t3下降到t2的过程中，酶活性将上升
B．由图2可判断，蔗糖酶催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖的效率较高
C．图1中，若环境温度由t1变为t3，人体内蔗糖酶的活性基本不变
D．图2中，适当提高温度不影响单位时间内葡萄糖和果糖的产量
【答案】C
8．下面的曲线是同一反应的酶促反应和非酶促反应曲线，相关叙述正确的是( )
　　　　　
A. E1是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线
B. E2是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线
C. E3是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线
D. E2是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线
【答案】D
【解析】分析曲线可知，E2和E3是化学反应所需要的活化能，由于酶可以降低化学反应的活化能，反应速率高，转化率也高，因此E2是酶促反应所需要的活化能，对应的A、C曲线是酶促反应曲线；E3是非酶促反应所需要的活化能，对应的B、D曲线是非酶促反应曲线，故选D。
9．下列有关细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A．同无机催化剂相比，酶升高活化能的作用更显著，因而催化效率更高
B．ATP脱去两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤脱氧核苷酸
C．1mol葡葡糖在分解成乳酸以后，近69%的能量都以热能的形式散失了
D．光合作用与细胞呼吸产生的［H］为同一种物质
【答案】C
10．下列关于酶和ATP的叙述，正确的是
A. 温度过高和过低对酶活性影响的原理不同
B. 酶通过提供活化能来提高化学反应的速率
C. 细胞中的吸能反应一般与ATP的合成相联系
D. ATP的结构简式是A-T-P?P?P，其中A代表腺苷
【答案】A
【解析】低温使酶的活性受到抑制，但不会使酶变性失活，而高温通过破坏酶的空间结构而使酶失活，A正确；酶通过降低活化能来提高化学反应的速率，B错误；细胞中的吸能反应一般与ATP的水解相联系，C错误；ATP 的结构简式是 A—P～P～P，其中 A 代表腺苷，T 是三的意思，P 代表磷酸基团，D正确。
11．下图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示物质在无机催化剂条件和有酶催化条件下所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是
　　　　　
A. 将无机催化剂改为任何一种酶催化该反应，则b的高度一定下降
B. a+b段表示在无机催化剂的条件下，物质A生成物质P 需要的活化能
C. 只要增加底物浓度，则图中曲线的原有形状就会发生改变
D. 若曲线Ⅱ为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，a的高度将降低
【答案】B
12．如图所示为pH对淀粉酶活性影响的曲线。回答下列问题：
　　　　　
（1）淀粉酶能催化淀粉水解为小分子的__________。本实验是以__________作为检测因变量的指标。
（2）已知盐酸能催化淀粉水解，则pH为3时酶的活性__________（填“小于”、“等于”或“大于”）pH为9时酶的活性，判断的依据是____________________。
（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，请据图说明原因__________。
【答案】（1）麦芽糖　　lh后淀粉剩余量
（2）小于　　两种条件下，淀粉的剩余量相等，但pH为3时，有盐酸催化淀粉水解
（3）lh后，pH为7时淀粉的剩余量小于pH为1时的剩余量
【解析】（1）根据以上分析已知，该实验的因变是lh后淀粉剩余量；淀粉酶可以将淀粉水解产生麦芽糖。
（2）据图示可知pH为3和pH为9条件下淀粉剩余量相等，但是根据题干信息已知pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果，因此pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性。
（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，说明与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。
13．为探究温度对过氧化氢酶活性的影响，科研人员以2%的酵母菌液作为酶源，进行如下探究实验：
①设计如图实验装置。实验组注射器A内吸入1%的H2O2溶液5mL，注射器B内吸入2%的酵母菌液2mL。对照组注射器A内吸入1%的H2O2溶液5mL，注射器B内吸入蒸馏水2mL。用乳胶管连接注射器A和B，在乳胶管上夹上止水夹。
　　　　　　　　
②设置温度梯度:O℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，将实验组和对照组装置在相应温度下保温l0min。
③打开止水夹，将注射器A中的液体匀速推至注射器B中，立即关闭止水夹，记录注射器B中活塞的刻度。5min后再次记录刻度，计算刻度变化量，重复3次。
④将对照组和实验组在各温度下获得的3次实验数据作相应处理，绘制曲线如下图。
　　　　　　　
请回答下列问题：
（1）步骤①中设置对照组的目的是______________。步骤②中实验组和对照组装置在相应温度下先保温l0min的目的是_____________。步骤④中的“相应处理”是指______________。
（2）有人认为，本实验不宜采用H2O2溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。你是否同意他的观点？请简要说明理由。__________________________________________。
（3）经反复尝试，步骤③中选择体积分数为1%的H2O2溶液较合理。若浓度过高，可能带来的影响是______。
（4）有人认为，以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨，其依据是___________________。
【答案】 排除温度等对过氧化氢溶液分解的影响 保证酵母菌液和H2O2溶液在混合前达到需控制的温度 求3次数据的平均值 不同意，实验结果表明H2O2溶液在0～60℃之间未发生明显的分解 产生气体速度太快(或量太多），不利于实验结果的观察和记录 酵母菌体内的其他物质也可能催化H202溶液的分解
（2）实验结果表明H2O2溶液在0～60℃之间未发生明显的分解，因此可以采用H202溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。
（3）步骤③中选择体积分数为1%的H2O2溶液较合理，若浓度过高会导致产生气体速度太快(或量太多），不利于实验结果的观察和记录。
（4）由于酵母菌体内的其他物质也可能催化H2O2溶液的分解，因此该实验以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨。
14．1833年，Payen和Personz从麦芽的水抽提物中，用酒精沉淀得到了一种对热不稳定的物质，它可以使淀粉水解为可溶性糖，后来知道这种物质就是淀粉酶。淀粉酶有多种类型，如α-淀粉酶可使淀粉内部随机水解，β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。下图为研究pH对两种淀粉酶相对活性影响的研究结果。请据图回答相关的问题：
　　　　　
（1）与α-淀粉酶水解淀粉的终产物相比，β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为_____________。从图中可知，__________淀粉酶在人体胃液(pH=l.8左右）中的活性更高。
（2）在验证pH对淀粉酶活性影响的实验中，酶的相对活力的大小可以用___________来表示。某同学设计了以下两种实验方案：
①先分别在试管中加底物，再加酶，然后一起放在相应的pH条件下保温，一段时间后检测。
②先分别在试管中加底物，再加在相应的pH条件下保温的酶，一段时间后检测。
为了使实验结果更加可靠，应选择哪种方案，并说明理由:_______________________________________。
【答案】（1）麦芽糖　　α
（2）单位时间内底物的消耗量(或单位时间内产物的生成量）
（3）方案②，因为如果酶和底物先混合，还没放到对应的pH条件下，化学反应已经进行，会干扰实验结果
【解析】（1）根据前面的分析可知，β-淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，两个单糖刚好构成麦芽糖，所以该淀粉酶水解淀粉为麦芽糖。从图中可知，在pH为1.8时，α-淀粉酶比β-淀粉酶活性更高。
（2）酶活性大小可用单位时间内底物的消耗量(或单位时间内产物的生成量）表示，量越大，酶活性越高。对比两种方案，方案1中酶和底物（淀粉）都没有在每个特定的pH条件下处理，直接让它们混合，这样会导致每个实验组在没有达到设定的pH时酶就开始催化底物了，导致得到的实验结果不是一定在所设定pH条件下的实验结果，所以选择方案2更可靠。
15．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答：
　　　　　　　　　　
（1）神经细胞中的ATP主要来自___________（生理过程），其结构简式是_______。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10 mmnol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是_________________。
（2）由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是_____。
（3）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能作用于靶细胞膜上特异性的_____，从而引起细胞的膜电位变化。据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是：用化学物质阻断神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现________________。
（4）为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24h，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。经过多次实验后，所得数据如下表所示：
实验组编号
X物质的浓度（mg?mL-1）
细胞内ATP的浓度(mmol?mL-1）
细胞死亡的百分率
A
0
80
1
B
2
70
2
C
4
50
10
D
8
20
25
E
16
5
70
F
32
1
95
①该实验的因变量是________。
②实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系？_________。
【答案】（1）有氧呼吸　　A-P~P~P　　ATP和ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）受体　　受体细胞能接受到部分神经信号（或受体细胞的膜电位发生变化）
（4）细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率　　细胞内ATP浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加
【解析】（1）神经细胞中的ATP主要来自于有氧呼吸，ATP的结构简式为A-P~P~P；根据题意分析，人体生命活动需要能量很多，而ATP的含量很低，说明人体内ATP和ADP相互转化是非常迅速的。
（2）ATP是三磷酸腺苷的简称，将三个磷酸基团逐个脱离下来后剩余部分为腺苷。
（4）①根据表格分析，该实验的自变量是X物质的浓度，因变量是细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率。
②ATP是生命活动的直接能源物质，细胞内ATP浓度越大，为生命活动提供能量越多，细胞死亡率越少；反之亦然。由表格可知，X物质浓度越高，细胞产生ATP量越少，细胞死亡率越高。

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