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【2019年高考考纲解读】
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命题规律
备考指南
1.酶的本质及在代谢中的作用(五年八考)
2.影响酶活性的因素与探究(五年八考)
3.ATP在细胞代谢中的作用(五年三考)
1.酶的化学组成、作用原理及特性。
2.温度、pH对酶活性的影响曲线分析与实验设计。
3.影响酶促反应的因素及曲线分析。
4.ATP的结构、合成及利用。
1.通过图表、曲线等形式理解酶的作用原理、影响因素。
2.通过变量分析、归纳总结与酶有关实验的规律和方法。
3.联系光合作用和细胞呼吸，系统复习细胞内的能量供应和利用。
【网络构建】
【重点、难点剖析】
一、酶相关曲线模型解读
解读曲线模型
1．酶的功能与特性(模型1)
(1)该模型表示酶具有催化作用和高效性。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，而不改变化学反应的平衡点。
2．影响酶促反应速率的因素
(1)温度和pH(模型2)
①温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。
②温度和pH对酶的影响机理完全一样吗？
低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶永久失活。
(2)多种因素对酶促反应的影响(模型3)
①分析丙图可知：反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。
②分析丁图可知：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。
(3)底物浓度和酶浓度
①图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的主要限制因素是酶浓度。
②图乙对反应底物的要求是底物足量。
③底物浓度、酶浓度与温度、pH对酶促反应速率的影响一样吗？
不一样，底物浓度和酶浓度不改变酶分子的活性，温度、pH通过影响酶分子的活性来影响酶促反应速率。
二、ATP的来源、去路及能量代谢过程
1．来源和去路
(1)正常状态下，细胞中的ATP和ADP含量总是处于动态平衡，细胞内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化，同时也就伴随着能量的贮存和释放。
(2)生物不能直接利用有机物中的化学能，只有有机物氧化分解并将能量转移到ATP中，才能被利用。
(3)整个生物界，光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，植物的光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢。学@科网
2．明确下列图示中“A”的含义
①中的A为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)；
②中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸；
③中的A为腺嘌呤核糖核苷酸；
④中的A为腺嘌呤。
三、与酶相关的实验探究
1．酶的专一性的实验探究方法——对比法
(1)设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
(2)设计方案
项目
方案一
方案二
实验组
对照组
实验组
对照组
材料
同种底物(等量)
与酶相对
应的底物
另外一
种底物
试剂
与底物相对应的酶
另外一种酶
同一种酶(等量)
现象
发生反应
不发生反应
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
酶具有专一性
(3)实例：探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
实验原理：
2．酶的高效性实验探究

实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。
3．影响酶活性的外界因素的实验探究
实验的自变量(即单一变量)为温度或pH，因变量是反应速率，可用生成物的量或反应物的剩余量表示。
实验的注意事项
①研究酶的适宜温度实验时，不宜选用过氧化氢酶催化H2O2的分解，因为过氧化氢在加热的条件下分解会加快。鉴定淀粉是否分解用碘液，不应选用斐林试剂，因为斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
②研究酶的适宜pH实验时，由于酸对淀粉有分解作用，并且碘—碘化钾可与碱反应，所以一般不选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，常选用H2O2和过氧化氢酶。
【题型示例】
题型一　酶的作用特点及影响酶促反应的曲线分析
例1. （2018全国Ⅰ卷，1）生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是（　　）
A．叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶
B．溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏
C．细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道
D．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶
【答案】D
【解析】叶绿体是进行光合作用的场所的，光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，其中光反应阶段能合成ATP，而光反应的场所是类囊体膜，因此叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶，A正确；溶酶体是细胞的“消化车间”，溶酶体含有多种水解酶，溶酶体膜破裂后，释放水解酶会造成细胞结构的破坏，B正确；细胞核的核膜具有双层膜，核膜上存在核孔，核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，因此核孔是物质进出细胞的通道，C正确；线粒体DNA位于线粒体的基质中，D错误。
【变式探究】（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
【方法技巧】有关酶的概念、本质特性的分析策略
解答酶的本质特性试题时，应关注以下几个方面：
(1)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，可用双缩脲试剂或吡罗红试剂进行鉴定，甚至用蛋白酶处理来确定某种酶的本质。
(2)酶既可在细胞内发挥作用，也可在细胞外发挥催化作用。酶的催化作用是指能降低化学反应的活化能，提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点。
(3)在化学反应前后，酶的性质、数量并不发生改变。
【变式探究】（2016·全国课标卷Ⅰ，3）若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是（　　）
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
解析　测定酶活力影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，故只有C选项所述操作顺序正确。
答案　C
【变式探究】(2015·海南卷，4)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是(　　)
A.酶的化学本质是蛋白质或RNA
B.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类
D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁
答案　D
【变式探究】(2017·天津理综)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是(　　)
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
【答案】C
【解析】加入酶C后A浓度降低，B浓度升高，说明在酶C的催化下A能生成B，酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，A项正确；随着反应的进行，底物A浓度由大变小，酶促反应速率先快后慢，B项正确、C项错误；图示反应在最适温度下进行，降低反应温度，反应速率将减慢，反应时间将延长，T2值增大，D项正确。
【方法技巧】酶促反应曲线的分析技巧
解答此类试题应用“四看法”达成。
(1)一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。
(2)二看曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。学@科网
(3)三看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。
(4)四看不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。
【举一反三】关于酶的叙述，错误的是(　　)
A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率
D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
答案　B
题型二　影响酶活性的因素与探究
例2. （2017年江苏卷，17）为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是（　　）

A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
【答案】C
【方法技巧】酶的验证、探究或评价性实验解题策略
第一步，分析实验目的，确定自变量与因变量，如酶的种类或影响酶的因素(检测指标)。第二步，明确实验原理(新情境题的题干中会有提示，要注意提炼)。第三步，准确书写实验步骤，注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤。第四步，如果是选择题，要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析，然后作出判断；如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析，以确定所填答案。
【举一反三】（2017年天津卷，3）将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是（　　）
　　　　　　　　　　
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
【答案】C
【解析】T1时加入酶C，A物质减少，B物质增加，可推测酶C催化A物质生成B物质，酶通过降低化学反应的活化能加快反应速率，A正确；由曲线可知，T1~T2间，酶促反应速率加快，超过T2后，酶促反应速率减慢，B正确；T2后B增加缓慢是底物A含量过少所致，C错误；曲线是在最适温度下绘制的，若降低反应温度，则反应速率减慢，T2值增大，D正确。
【变式探究】 (2015·海南卷，3)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是(　　)
A.酒精发酵过程中有ATP生成
B.ATP可为物质跨膜运输提供能量
C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量
D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
答案　D
【变式探究】(2014·重庆卷，5)下图为乙醇在人体内主要的代谢过程。下列相关叙述，正确的是(　　)
A.乙醇转化为乙酸发生的氧化反应，均由同一种氧化酶催化
B.体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快
C.乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水，同时释放能量
D.正常生理情况下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关
解析　酶具有专一性，在乙醇转化为乙酸的代谢过程中至少经历两个步骤，需要不同的酶催化，A错误。当底物浓度较低时，酶促反应速率会随着底物浓度增加而加快，当达到一定值后，由于酶量限制，反应速率不再随底物浓度增加而加快，B错误。乙醇经代谢后可参与有氧呼吸，在有氧呼吸第三阶段产生的[H]与氧气结合后生成水释放大量能量，C正确。人是恒温动物，环境温度不影响体内温度，乙醇的分解是在人体内进行的，不会受外界温度的影响，D错误。
答案　C
【举一反三】 (2015·重庆卷，10)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。
(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：
分组
步骤
红粒管
白粒管
对照管
①
加样
0.5 mL提取液
0.5 mL提取液
C
②
加缓冲液/mL
1
1
1
③
加淀粉溶液/mL
1
1
1
④
37 ℃保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色
显色结果
＋＋＋
＋
＋＋＋＋＋
注：“＋”数目越多表示蓝色越深
步骤①中加入的C是________，步骤②中加缓冲液的目的是________。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是________；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越________。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应________。
(2)小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：
X处理的作用是使________。若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著________白粒管(填“深于”或“浅于”)，则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
解析　本题考查酶活性的相关知识，考查实验分析的能力，运用所学知识分析问题和解决问题的能力。难度适中。(1)该实验的目的是探究淀粉酶活性与小麦穗的发芽率的关系，则自变量是不同穗发芽率的红粒、白粒小麦种子的提取液，因变量是淀粉酶的活性，可通过淀粉的水解量来检测。所以对照组C应加入等量的0.5 mL蒸馏水，缓冲液具有维持pH相对稳定的作用，所以步骤②中加入缓冲液的目的是控制pH，保证无关变量相同且适宜。根据显色效果，红粒管中显色结果深于白粒管，说明红粒小麦的淀粉酶活性低于白粒小麦，可推测淀粉酶活性越低，穗发芽率越低。若淀粉溶液浓度适当减小，而酶的量不变，为保持结果不变，则保温时间应缩短。(2)小麦淀粉酶有两种：α－淀粉酶和β－淀粉酶，为研究其中一种酶的活性，则在实验不同组别中应使另一种酶失活，则X处理的作用是使β－淀粉酶失活。由于红粒小麦种子的穗发芽率低于白粒种子，若α－淀粉酶活性是引起红粒和白粒小麦穗发芽率差异的主要原因，则Ⅰ中两管显色结果无明显差异，Ⅱ中红粒管颜色明显深于白粒管。
答案　(1)0.5 mL蒸馏水　控制pH　红粒小麦　低　缩短　(2)β-淀粉酶失活　深于
【方法技巧】酶相关实验设计必记关键点
(1)探究酶的高效性时，对照组应用无机催化剂对照。
(2)验证酶的专一性，既可用同一种酶(如淀粉酶)作用于不同的底物(如淀粉和蔗糖)，也可以用不同的酶(如淀粉酶和蛋白酶)作用于同一底物(如淀粉)。
(3)验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先让酶和底物均达到相应的条件后再让二者相遇。
(4)用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖两种底物，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。学@科网
【举一反三】(2015·浙江卷，31)现有一种细菌M，能够合成某种酶，并能分泌到细胞外。为了研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，请根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果。
实验材料：若干个培养瓶、培养液、细菌M
(要求与说明：实验仅设一组；实验仪器、试剂、用具及操作不作具体要求；实验条件适宜。)
请回答：
(1)实验思路：
①
?
(2)预测实验结果(设计一个坐标系，并绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线)：
(3)测定总酶浓度时，应对细胞做________处理。
解析　本题主要考查实验设计等知识点，意在考查实验分析、设计等能力。具有开放性，难度较大。(1)本实验的实验目的是研究某细菌培养时间和细菌的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，因为酶是由细菌在细胞内产生并分泌到细胞外，所以总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和。根据实验目的、题干中提供的实验材料和题干信息可设计实验如下：在无菌条件下，利用无菌操作将细菌接种到培养液中，每隔一定时间取等量的少部分培养液进行细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的测定。(2)细菌可利用培养液进行大量繁殖，所以随着时间的延长细菌细胞数量在不断增加，曲线呈S形，因为细菌数量的不断增加，所以细胞外酶浓度和总酶浓度也不断增加，但总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和，所以在相同时间内总酶浓度要大于细胞外酶浓度，绘制的曲线横坐标为时间，纵坐标为数值，且要有图注，曲线见答案。(3)总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和，所以在测定总酶浓度时应对细胞做破碎处理，让细胞内酶释放出来。
答案　(1)①取细菌M，稀释后，分别等量接种于若干个含等量培养液的培养瓶中
②取其中的培养瓶，分别测定细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，并记录
③在培养过程中，每隔一段时间，重复②
④对所得实验数据进行分析和处理
(2)
(3)破碎
题型三　ATP的结构、合成与利用
例3. （2018浙江卷，10）ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是（　　）
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
【答案】C
【方法技巧】有关ATP的结构与功能的试题的解题策略
解答ATP结构与功能相关的试题要注意6点：(1)ATP、磷脂及核酸的组成元素相同。ATP中含有的五碳糖为核糖；(2)一个ATP中含有两个高能磷酸键，ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键容易形成和水解；(3)吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP，人在运动状态下ATP和ADP的相互转化速率大于安静状态下的转化速率；(4)物质出入细胞时，协助扩散不消耗ATP，主动运输、胞吞和胞吐消耗ATP；(5)生命活动所需要的ATP主要来自有氧呼吸；(6)无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量储存在不彻底的氧化产物(乳酸或酒精)中，没有释放出来。
【变式探究】 (2016·北京理综)葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程(　　)
A．在无氧条件下不能进行　　 B．只能在线粒体中进行
C．不需要能量的输入　　 D．需要酶的催化
【答案】D
【变式探究】(2016·海南理综)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的基本组成单位之一
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生成
【答案】D
【解析】ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A项错误；呼吸抑制呼吸作用，会使ADP生成增加，ATP生成减少，B项错误；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，C项错误；光下叶肉细胞的细胞质基质和线粒体可以进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP，D项正确。
【变式探究】下列生命活动中不需要ATP提供能量的是(　　)
A.叶肉细胞合成的糖运输到果实
B.吞噬细胞吞噬病原体的过程
C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖
D.细胞中由氨基酸合成新的肽链
解析　本题考查细胞的能量代谢。叶肉细胞中糖类运输到果实属于主动运输需要能量，A不选；吞噬细胞吞噬病原体属于胞吞需要ATP提供能量，B不选；淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要消耗ATP提供的能量，C选；氨基酸脱水缩合合成蛋白质需要消耗ATP提供的能量，D不选。
答案　C
【变式探究】在生物体内，下列生理活动只能单向进行的是(　　)
A.质壁分离过程中水分子的扩散
B.生长素在胚芽鞘中的极性运输
C.肝细胞中糖原与葡萄糖的转化
D.活细胞内ATP与ADP的转化
答案　B
【变式探究】关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是(　　)
A.DNA复制需要消耗能量
B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量
C.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP
D.细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生
解析　本题考查细胞的能量代谢，意在考查考生的分析问题的能力。物质通过协助扩散进出细胞不消耗能量。
答案　C

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