PAGEPAGE21第7講酶和ATP[考綱要求]1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)。2.試驗：探究影響酶活性的因素。3.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)?？键c一酶的本質(zhì)、作用及特性1．酶的化學(xué)本質(zhì)(1)酶本質(zhì)的探究歷程(連線)(2)酶的本質(zhì)和作用2．酶的作用機(jī)制下面是德國化學(xué)家費舍爾提出的聞名的鎖鑰學(xué)說的示意圖。3．酶的特性(1)高效性：酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。(3)催化作用易受外界環(huán)境影響酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素影響，如溫度、pH、酶的抑制劑或激活劑等。歸納總結(jié)關(guān)于酶的8個易錯點項目正確說法錯誤說法產(chǎn)生場所活細(xì)胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等)具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)有機(jī)物(大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA或DNA)蛋白質(zhì)作用場所可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活低溫柔高溫均使酶變性失活作用酶只起催化作用酶具有調(diào)整、催化等多種功能來源生物體內(nèi)合成有的可來源于食物等合成原料氨基酸、核苷酸只有氨基酸合成場所核糖體、細(xì)胞核等只有核糖體(1)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物(√)(2)酶分子在催化反應(yīng)完成后馬上被降解成氨基酸(×)(3)酶供應(yīng)了反應(yīng)過程所必需的活化能(×)(4)隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降(×)(5)酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，因此酶只能在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用(×)(6)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)(√)(7)蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類(√)(8)纖維素酶能夠降解植物細(xì)胞壁和細(xì)菌細(xì)胞壁(×)(9)同一個體各種體細(xì)胞酶的種類相同、數(shù)量不同，代謝不同(×)如圖表示A、B兩種酶用同一種蛋白酶處理后酶活性與處理時間的關(guān)系，據(jù)圖分析：(1)A、B兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同？提示不相同。A酶能反抗該種蛋白酶的降解，化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA或DNA；B酶能被蛋白酶破壞，活性降低，化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(2)B酶活性變更的緣由是什么？提示B酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生變更，從而使其活性丟失。(3)欲讓A、B兩種酶的變更趨勢換位，應(yīng)用哪種酶處理？提示應(yīng)選用RNA或DNA水解酶處理。1．與酶有關(guān)的曲線分析(1)酶高效性的曲線①與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶和無機(jī)催化劑一樣，只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所須要的時間，不能改變更學(xué)反應(yīng)的平衡點。(2)酶專一性的曲線①加入酶B的反應(yīng)速度和無酶條件下的反應(yīng)速度相同，說明酶B對此反應(yīng)無催化作用。②加入酶A的反應(yīng)速度隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶A對此反應(yīng)有催化作用。(3)影響酶活性因素的相關(guān)曲線甲曲線分析：①在確定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的上升，酶的催化作用增加，超過這一范圍，酶的催化作用漸漸減弱。②過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子的結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度上升可復(fù)原活性。乙曲線分析：縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢；圖示pH＝7時，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適pH；pH的變更不影響酶作用的最適溫度。(4)底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響曲線①甲圖：在其他條件相宜、酶量確定的狀況下，酶促反應(yīng)速度先隨底物濃度增加而加快，當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到確定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速度不再增加。②乙圖：在底物足夠、其他條件相宜的狀況下，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成正比。2．酶專一性的理論模型(1)圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。(2)酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。命題點一酶的本質(zhì)與特性的綜合分析1．(2024·全國Ⅱ，3)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是()A．在細(xì)胞中，核外沒有參加DNA合成的酶B．由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃答案C解析DNA的合成主要發(fā)生在細(xì)胞核中，此外在線粒體和葉綠體中也能合成，因此細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中都有參加DNA合成的酶，A項錯誤；只要賜予相宜的溫度、pH等條件，由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外也具有生物催化活性，B項錯誤；鹽析可使蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度降低，但不影響蛋白質(zhì)的活性，胃蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法，C項正確；唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度是37℃，但是37℃不是保存該酶的最適溫度，酶應(yīng)當(dāng)在低溫條件下保存，D項錯誤。2．(2024·西安質(zhì)檢)核酶是一類具有催化功能的單鏈RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列關(guān)于核酶的敘述，正確的是()A．核酶能將全部RNA單鏈降解，與脂肪酶有3種元素相同B．核酶和脂肪酶都能與雙縮脲試劑在常溫下發(fā)生紫色反應(yīng)C．因核酶為單鏈RNA分子，所以核酶分子中確定不存在氫鍵D．核酶在溫度過高或過低條件下降低活化能的效果可能不同答案D解析核酶只能降解特異的mRNA序列，其化學(xué)本質(zhì)為RNA，脂肪酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，二者共有的元素有C、H、O、N4種；脂肪酶能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，核酶不能發(fā)生該反應(yīng)；核酶為單鏈RNA，但單鏈RNA折疊也可能形成氫鍵；溫度過高或過低對核酶的影響不同，因此導(dǎo)致核酶降低活化能的效果不同。具有專一性或特異性的五類物質(zhì)(1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性內(nèi)切酶只能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。(2)載體：某些物質(zhì)通過細(xì)胞膜時須要載體幫助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是細(xì)胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。(3)激素：激素特異性地作用于靶細(xì)胞、靶器官，其緣由在于它的靶細(xì)胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。(4)tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。(5)抗體：一種抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。命題點二酶的相關(guān)曲線分析3．用某種酶進(jìn)行有關(guān)試驗的結(jié)果如下圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是()A．該酶的最適催化溫度不確定B．圖2和圖4能說明該酶確定不是胃蛋白酶C．由圖4試驗結(jié)果可知酶具有高效性D．由圖3試驗結(jié)果可知Cl－是該酶的激活劑答案C解析圖1顯示溫度對酶活性的影響，圖中結(jié)果只能顯示30℃比較相宜，但溫度梯度太大，不能確定最適催化溫度，A項正確；圖2顯示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5，由圖4可知該酶為麥芽糖酶，B項正確；圖3能說明Cl－是該酶的激活劑，Cu2＋是該酶的抑制劑，D項正確；圖4可說明酶具有專一性，C項錯誤。4．(2024·菏澤高三一模)某生物愛好小組探討甲、乙、丙三種微生物體內(nèi)同一種酶的活性與溫度的關(guān)系時，依據(jù)試驗結(jié)果繪制如下曲線圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A．降低化學(xué)反應(yīng)活化能效率最高的是微生物甲中的酶B．在30℃條件下競爭實力最強的確定是微生物丙C．對溫度適應(yīng)范圍最廣的最可能是微生物乙中的酶D．若將溫度改為pH，則所得試驗結(jié)果曲線與圖示結(jié)果相同答案C解答坐標(biāo)曲線題的“三步曲”考點二探究影響酶活性的因素1．試驗原理(1)探究溫度對酶活性的影響①反應(yīng)原理②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，依據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來推斷酶的活性。(2)探究pH對酶活性的影響①反應(yīng)原理(用反應(yīng)式表示)：2H2O2eq\o(→,\s\up7(過氧化氫酶))2H2O＋O2。②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的狀況來檢驗O2的生成速率。2．試驗步驟(1)探究溫度對酶活性的影響序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2限制不同的溫度條件溫水(10分鐘)沸水(10分鐘)冰塊(10分鐘)3加入等量的簇新淀粉酶溶液1mL(10分鐘)1mL(10分鐘)1mL(10分鐘)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5視察試驗現(xiàn)象不出現(xiàn)藍(lán)色(呈現(xiàn)碘液顏色)藍(lán)色藍(lán)色(2)探究pH對酶活性的影響序號試驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的3%的H2O2溶液2mL2mL2mL2注入等量的不同pH的溶液蒸餾水1mL1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴4視察試驗現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生5將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒猛烈燃燒較弱燃燒較弱歸納總結(jié)(1)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該試驗中需嚴(yán)格限制溫度。(2)在探究溫度對酶活性的影響的試驗中，不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作試驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響試驗結(jié)果。(3)在探究pH對酶活性的影響試驗中，宜先保證酶的最適溫度(解除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至試驗要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，不宜在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。(4)在探究pH對酶活性的影響試驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作試驗材料，因為在酸性條件下淀粉本身分解也會加快，從而影響試驗結(jié)果。命題點一試驗基礎(chǔ)1．探究溫度對酶活性影響最合理的試驗步驟是()①取3支試管，編號，各注入2mL淀粉溶液；另取3支試管，編號，各自注入1mL簇新的淀粉酶溶液②將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液試管中，維持各自的溫度10min③向各試管中滴一滴碘液④將6支試管分成三組，每組各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分別放在溫水、沸水和冰水中⑤視察試驗現(xiàn)象A．①②④③⑤ B．①③②④⑤C．①③④②⑤ D．①④②③⑤答案D解析探究溫度對酶活性影響的試驗步驟為：分組→酶與底物在各自溫度下處理一段時間→酶與底物混合，保溫一段時間→檢測→視察試驗現(xiàn)象。2．下列關(guān)于探究酶活性試驗的設(shè)計思路，最相宜的是()A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響B(tài)．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究pH對酶活性的影響C．利用淀粉、淀粉酶和斐林試劑探究溫度對酶活性的影響D．利用淀粉、淀粉酶和斐林試劑探究pH對酶活性的影響答案B解析溫度影響過氧化氫的分解，從而對過氧化氫酶活性測定造成干擾，A項錯誤；利用過氧化氫和過氧化氫酶可探究pH對酶活性的影響，B項正確；斐林試劑運用時須要水浴加熱，會對試驗結(jié)果造成干擾，C項錯誤；酸能促進(jìn)淀粉水解，會對試驗結(jié)果造成干擾，D項錯誤。命題點二試驗拓展3．下表是探究溫度對纖維素酶活性的影響試驗設(shè)計及結(jié)果，據(jù)表分析，以下說法不正確的是()試管①②③纖維素懸液(mL)222纖維素酶液(mL)111反應(yīng)溫度(℃)304050斐林試劑(mL)222磚紅色深淺＋＋＋＋＋＋注：“＋”的多少代表顏色深淺。A．該試驗的自變量為溫度B．該試驗的因變量是還原糖的生成量C．纖維素被水解成了還原糖D．該纖維素酶的最適溫度為40℃答案D解析由表中數(shù)據(jù)可知，該試驗中溫度是自變量，A項正確；還原糖生成量通過顏色深淺體現(xiàn)出來，這與溫度不同有關(guān)，是因變量，B項正確；溶液中出現(xiàn)磚紅色沉淀是因為纖維素被水解成了還原糖，C項正確；②組與①③組的溫度相比，40℃較相宜，但溫度梯度太大，故通過本試驗不能說明該纖維素酶的最適溫度為40℃，D項錯誤。4．某探討小組在探討不同金屬離子對某水解酶活性的影響時，得到下圖結(jié)果。下列分析不正確的是()A．Mn2＋降低了相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)過程所必需的活化能B．Co2＋或Mg2＋可能導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的變更使其活性降低C．不同離子對酶的活性有提高或降低作用D．該水解酶的用量是試驗的無關(guān)變量答案A解析從圖中可以看出，Mn2＋只是提高了該水解酶的活性，并不能降低反應(yīng)過程所必需的活化能，A項錯誤；Co2＋或Mg2＋可能導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的變更使某水解酶活性降低，B項正確；從圖中可以看出，有的離子可以提高酶的活性，有的離子可以降低酶的活性，C項正確；不同金屬離子是試驗的自變量，該水解酶的活性是試驗的因變量，該水解酶的用量是試驗的無關(guān)變量，D項正確。考點三ATP的結(jié)構(gòu)與功能1．ATP的結(jié)構(gòu)(1)圖中各部分名稱：A腺嘌呤，①腺苷，②一磷酸腺苷(AMP)，③二磷酸腺苷(ADP)，④三磷酸腺苷(ATP)，⑤一般化學(xué)鍵，⑥高能磷酸鍵。(2)ATP與RNA的關(guān)系：ATP去掉兩個磷酸基團(tuán)后的剩余部分是組成RNA的基本單位之一。(3)結(jié)構(gòu)特點①ATP分子中遠(yuǎn)離A的那個高能磷酸鍵簡單水解斷裂，釋放出能量，ATP就轉(zhuǎn)化為ADP，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。②高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol，所以說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化項目ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP＋H2OATP＋H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用)、化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存于高能磷酸鍵中用于各項生命活動反應(yīng)場所胞質(zhì)溶膠、線粒體、葉綠體生物體的需能部位3．ATP的功能與動植物細(xì)胞代謝ATP水說明放的能量，可用于可用于：主動運輸、發(fā)光發(fā)電、肌肉收縮、物質(zhì)合成、大腦思索等。(1)人長時間猛烈運動時，骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與寧靜時相等(×)(2)線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)中都能合成ATP(×)(3)ATP是生命活動的干脆能源物質(zhì)，但它在細(xì)胞中的含量很少，ATP與ADP時刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化(√)(4)ATP水說明放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)(√)(5)無氧條件下，光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源(×)(6)在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會同時發(fā)生ATP的合成與水解(×)據(jù)圖分析ATP的結(jié)構(gòu)和特點(1)圖示a處應(yīng)為“—H”還是“—OH”？提示圖示a處應(yīng)為“—OH”，因為該五碳糖為“核糖”。(2)圖示b、c、d所示化學(xué)鍵是否相同？其中最易斷裂和重建的是哪一個？提示圖示b為一般磷酸鍵，c、d則為高能磷酸鍵，其中d處的鍵最易斷裂和重建。(3)圖示框e的名稱是什么？它與DNA、RNA有何關(guān)系？提示圖示框e為腺嘌呤核糖核苷酸，它是構(gòu)成RNA的基本單位之一，當(dāng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄時，它可與DNA鏈中的胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸配對。命題點一ATP的結(jié)構(gòu)和特點分析1．(2024·廣西北海高三一模)ATP是細(xì)胞干脆的能源物質(zhì)。dATP(d表示脫氧)是三磷酸脫氧腺苷的英文名稱縮寫，其結(jié)構(gòu)式可簡寫成dA—P～P～P。下列有關(guān)分析錯誤的是()A．一分子dATP由三分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子腺嘌呤組成B．細(xì)胞內(nèi)生成dATP時有能量的儲存，常與放能反應(yīng)相聯(lián)系C．在DNA合成過程中，dATP是構(gòu)成DNA的基本單位之一D．dATP具有高能磷酸鍵，可能為細(xì)胞的某些反應(yīng)供應(yīng)能量答案C解析依據(jù)題意，dATP與ATP結(jié)構(gòu)類似，從其結(jié)構(gòu)簡式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子腺嘌呤組成，A正確；細(xì)胞內(nèi)生成dATP時要形成高能磷酸鍵，有能量的儲存，常與放能反應(yīng)相聯(lián)系，B正確；DNA的基本組成單位是四種脫氧核糖核苷酸，而dATP是三磷酸脫核糖氧腺苷，在DNA合成過程中，dATP不是構(gòu)成DNA的基本單位，C錯誤；dATP含有2個高能磷酸鍵，可能為細(xì)胞的某些反應(yīng)供應(yīng)能量，D正確。2．如圖是人體細(xì)胞代謝部分簡圖。圖中甲表示ATP，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．甲→乙→丙→丁過程中，起催化作用的酶空間結(jié)構(gòu)不同B．丙是RNA的基本組成單位之一C．丁由腺嘌呤和核糖組成，而戊可用于甲的合成D．在紅細(xì)胞汲取葡萄糖時，細(xì)胞中乙的含量會顯著增加答案D解析甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反應(yīng)的酶都不同，A項正確；丙由1分子核糖、1分子腺嘌呤和1分子磷酸構(gòu)成，為1分子腺嘌呤核糖核苷酸，B項正確；丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，戊表示磷酸，是ATP的組成成分，C項正確；紅細(xì)胞汲取葡萄糖的方式為幫助擴(kuò)散，不須要消耗ATP，故乙(ADP)的含量不會增加，D項錯誤。命題點二ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化和ATP的利用3．下列有關(guān)ATP的敘述錯誤的是()A．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對能量的需求B．圖中兩次ATP的水解，后者能量可用于各項生命活動C．圖中兩次合成ATP，前者能量來源于光能且在人體細(xì)胞中不會發(fā)生D．ATP由3個磷酸基團(tuán)和1個腺嘌呤構(gòu)成答案D解析細(xì)胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時刻不停地發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中，保證了機(jī)體對能量的需求，A項正確；圖中兩次ATP的水解，前者能量儲存在有機(jī)物中，后者能量可用于各項生命活動，B項正確；圖中兩次合成ATP，前者ATP的合成是通過光合作用，所需能量來源于光能，在人體細(xì)胞中不會發(fā)生，C項正確；ATP由3個磷酸基團(tuán)和1個腺苷(由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成)構(gòu)成，D項錯誤。4．ATP是細(xì)胞內(nèi)的干脆能源物質(zhì)，可通過多種途徑產(chǎn)生，如圖所示。以下說法正確的是()A．O2由紅細(xì)胞進(jìn)入肝臟細(xì)胞，使ATP含量快速下降B．a(chǎn)過程和b過程都在細(xì)胞器中進(jìn)行C．綠色植物通過b過程形成的ATP不能用于汲取礦質(zhì)元素D．①、②在物質(zhì)和能量上都可成為互逆反應(yīng)答案C解析O2由紅細(xì)胞進(jìn)入肝臟細(xì)胞屬于自由擴(kuò)散，不須要載體和能量，因此ATP含量基本不變，A項錯誤；a表示細(xì)胞呼吸，細(xì)胞呼吸的場全部胞質(zhì)溶膠、線粒體，B項錯誤；b過程為光合作用，其形成的ATP只能用于碳反應(yīng)，不能用于其他生命活動，C項正確；①、②分別為ATP的合成和水解過程，其中物質(zhì)是可逆的，能量是不行逆的，D項錯誤。細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細(xì)胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐胞質(zhì)溶膠產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)消耗ATP：碳反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸其次、三階段消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等矯正易錯強記長句1．ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不行等同于能量。2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場所、能量方面來看是不行逆的，因此不是可逆反應(yīng)。3．細(xì)胞中ATP含量很少，但是ATP與ADP轉(zhuǎn)化特別快速，能為生命活動供應(yīng)大量能量。無論是飽食還是饑餓，ATP與ADP含量都保持動態(tài)平衡，不會猛烈變更。4．吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，須要ATP水解酶的催化，同時也消耗水；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系。5．酶促反應(yīng)速率與酶活性不同。溫度和pH通過影響酶活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應(yīng)速率，但并未變更酶活性。,下圖為不同條件下，某酶促反應(yīng)生成物隨時間的變更曲線，請分析：1．若表示的是不同催化劑條件下的反應(yīng)，③是不加催化劑，②是加無機(jī)催化劑，①是加酶，這體現(xiàn)了酶的高效性，酶具有該特性的原理是同無機(jī)催化劑相比，酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。2．若表示不同溫度條件下的反應(yīng)，能否確定三種溫度的凹凸，為什么？不能，因為在最適溫度下，酶的活性最高，但是溫度偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。3．生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA或DNA。其特性有高效性、專一性，易受外界環(huán)境的影響(答出兩點即可)。4．過酸、過堿或溫度過高使酶永久失活的緣由：酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞。重溫高考演練模擬1.(2024·天津，3)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變更曲線。下列敘述錯誤的是()A．酶C降低了A生成B這一反應(yīng)的活化能B．該體系中酶促反應(yīng)速領(lǐng)先快后慢C．T2后B增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的D．適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，T2值增大答案C解析T1時加入酶C后，A濃度漸漸降低，B濃度漸漸上升，說明酶C催化物質(zhì)A生成了物質(zhì)B。由于酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因此酶C降低了A生成B這一反應(yīng)的活化能，A項正確；由圖可知，該體系中酶促反應(yīng)速領(lǐng)先快后慢(減慢的緣由是底物削減)，B項正確；T2后B增加緩慢是反應(yīng)物A削減導(dǎo)致的，C項錯誤；圖示是在最適溫度條件下進(jìn)行的，若適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，則酶活性降低，酶促反應(yīng)速率減慢，T2值增大，D項正確。2．(2024·全國Ⅰ，3)若除酶外全部試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的試驗中，下列操作依次合理的是()A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量答案C解析測定酶活力的影響因素時，在變更被探究因素之前，務(wù)必防止酶與底物混合，故只有C選項所述操作依次正確。3．(2024·海南，11)下列有關(guān)植物細(xì)胞能量代謝的敘述，正確的是()A．含有兩個高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本組成單位之一B．加入呼吸抑制劑可使細(xì)胞中ADP生成削減，ATP生成增加C．無氧條件下，丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^程中伴隨有ATP的合成D．光下葉肉細(xì)胞的胞質(zhì)溶膠、線粒體和葉綠體中都有ATP合成答案D解析ATP中含有核糖，ATP除去兩個磷酸基團(tuán)后是RNA的基本單位，A項錯誤；呼吸抑制劑抑制細(xì)胞呼吸，會使ADP生成增加，ATP生成削減，B項錯誤；無氧呼吸的其次階段不產(chǎn)生ATP，C項錯誤；光下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和線粒體可以進(jìn)行有氧呼吸，葉綠體進(jìn)行光合作用，均可產(chǎn)生ATP，D項正確。4．(2015·海南，3)ATP是干脆為細(xì)胞生命活動供應(yīng)能量的有機(jī)物。關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是()A．酒精發(fā)酵過程中有ATP生成B．ATP可為物質(zhì)跨膜運輸供應(yīng)能量C．ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量D．ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成答案D解析酒精發(fā)酵是微生物的無氧呼吸，無氧呼吸在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP，A項正確；ATP可以用于細(xì)胞的主動運輸，如：Ca2＋、Mg2＋通過主動運輸進(jìn)入番茄細(xì)胞時消耗的能量干脆由ATP供應(yīng)，B項正確；ATP的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量，ATP水解時高能磷酸鍵斷裂，大量的能量會釋放出來，C項正確；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，D項錯誤。5．(2024·全國甲，29)為了探討溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個試驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。(2)在時間t1之前，假如A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會________。(3)假如在時間t2時，向C組反應(yīng)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(chǎn)物總量________，緣由是_____________________________________________。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是_____________________________________________________，其特性有________________________________________________________(答出兩點即可)。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，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA或DNA高效性、專一性、易受外界環(huán)境影響解析(1)曲線圖顯示：在反應(yīng)起先的一段時間內(nèi)，40℃時產(chǎn)物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而B組限制的溫度是40℃。(2)A組限制的溫度是20℃。在時間t1之前，假如A組溫度提高10℃，因酶的活性增加，則A組酶催化反應(yīng)速度會加快。(3)對比分析圖示中的3條曲線可推知，在時間t2時，C組的酶在60℃條件下已經(jīng)失活，所以假如在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，在t3時，C組產(chǎn)物的總量不變。(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA或DNA。酶的特性有高效性、專一性、易受外界環(huán)境影響。1．(2024·綦江質(zhì)檢)某種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡寫為A－Pα～Pβ～Pγ，下列有關(guān)該物質(zhì)的敘述正確的是()A．該物質(zhì)含有三個高能磷酸鍵，其水解都能為生命活動供應(yīng)能量B．該物質(zhì)的β、γ位磷酸基團(tuán)被水解后，剩余部分是組成RNA的基本單位之一C．該物質(zhì)完全水解后的產(chǎn)物中不含糖類D．該物質(zhì)的γ位磷酸基團(tuán)脫離，釋放的能量可用于葉綠體中水的光解答案B解析該物質(zhì)為ATP，含有3個磷酸鍵，其中2個是高能磷酸鍵，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵簡單斷裂和重新形成，為生命活動供應(yīng)能量，A錯誤；A是腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，ATP完全水解后的產(chǎn)物中有核糖，C錯誤；該物質(zhì)的γ位磷酸基團(tuán)脫離，釋放的能量可用于碳反應(yīng)中C3的還原，而葉綠體中水的光解利用的是光能，D錯誤。2．把分解酒精的酶(化學(xué)本質(zhì)不是RNA)裝進(jìn)納米級小籠子做成的“防護(hù)服”中，酶就不怕被消化液分解，可“安心”分解酒精分子。下列推想合理的是()A．用于分解酒精的酶可能是脂質(zhì)B．該酶進(jìn)入人體后能分解人體內(nèi)無氧呼吸的產(chǎn)物C．“防護(hù)服”的主要功能是阻礙消化道內(nèi)蛋白酶的作用D．該成果中用于分解酒精的酶應(yīng)放在最適溫度下貯存答案C解析酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，依據(jù)題意，分解酒精的酶的化學(xué)本質(zhì)不是RNA，那確定是蛋白質(zhì)，A錯誤；人體無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，不是酒精，B錯誤；有了這身“防護(hù)服”，酶就不怕被消化液分解，可見該“防護(hù)服”的作用是防止酶被消化道內(nèi)蛋白酶分解，C正確；酶在最適溫度下活性最高，在較低溫度下酶的活性雖受到抑制，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此酶應(yīng)放在低溫條件下貯存，D錯誤。3．下圖中曲線b表示在最適溫度和pH條件下，反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系。據(jù)圖分析正確的是()A．增大pH，重復(fù)該試驗，A、B點位置都不變B．B點后，上升溫度，酶活性增加，曲線將呈現(xiàn)曲線c所示變更C．酶量增加后，圖示反應(yīng)速度可用曲線a表示D．反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速度的主要因素答案D解析題干中提出“曲線b表示在最適溫度和pH條件下”，因此假如增大pH，酶的活性會下降，A、B點位置都會下移，A項錯誤；曲線b是在最適溫度條件下測得的，因此B點后，假如上升溫度，酶活性將會下降，反應(yīng)速度下降，B項錯誤；曲線b在B點時反應(yīng)速度不再增加，這是受酶的數(shù)量的限制，因此假如酶量增加，圖示反應(yīng)速度可用曲線c表示，C項錯誤；從圖中可以看出，在曲線AB段反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度呈正相關(guān)，因此反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段反應(yīng)速度的主要因素，D項正確。4．(2024·成都高三一模)蘇氨酸在蘇氨酸脫氨酶等酶的作用下，通過5步反應(yīng)合成異亮氨酸。當(dāng)細(xì)胞中異亮氨酸濃度足夠高時，其與蘇氨酸脫氨酶結(jié)合，抑制酶活性；當(dāng)異亮氨酸的濃度下降到確定程度時，異亮氨酸脫離蘇氨酸脫氨酶，使蘇氨酸脫氨酶重新表現(xiàn)出活性，從而重新合成異亮氨酸。反應(yīng)過程如下圖所示。以下推想合理的是()A．異亮氨酸的合成確定不須要ATP供應(yīng)能量B．細(xì)胞通過正反饋調(diào)整機(jī)制限制異亮氨酸的濃度C．蘇氨酸脫氨酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變更后可復(fù)原正常D．異亮氨酸的合成不須要其他酶催化其反應(yīng)答案C5．ATP是一種高能磷酸化合物。下列關(guān)于ATP的敘述正確的是()A．若細(xì)胞代謝強度增加一倍，則細(xì)胞內(nèi)ATP的含量也將增加一倍B．ATP中全部高能磷酸鍵斷裂后，形成的產(chǎn)物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸C．ATP分子結(jié)構(gòu)中含有一個一般磷酸鍵，該鍵易斷裂也易形成D．有絲分裂后期，受紡錘絲牽引，著絲粒分裂，該過程須要ATP水解供能答案B解析細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的含量很少且保持相對穩(wěn)定，A項錯誤；ATP分子結(jié)構(gòu)中含有一個一般磷酸鍵和兩個高能磷酸鍵，易斷裂也易形成的是高能磷酸鍵，C項錯誤；有絲分裂后期著絲粒分裂并非紡錘絲牽引所致，D項錯誤。6．下列關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是()A．細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布B．ATP合成所需的能量由磷酸供應(yīng)C．ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸D．正常細(xì)胞中，ATP與ADP的比值在確定范圍內(nèi)變更答案B解析ATP是生命活動的干脆能源物質(zhì)，在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中有很多吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)，與ATP的分解和合成相關(guān)，故在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布，A項正確；ATP合成所需的能量來源于光能和有機(jī)物中的化學(xué)能，磷酸不含能量，B項錯誤；ATP可以水解為一個腺嘌呤核糖核苷酸和兩個磷酸，C項正確；正常細(xì)胞中，ATP與ADP不停地發(fā)生著相互轉(zhuǎn)化，處于相對平衡狀態(tài)，兩者的比值在確定范圍內(nèi)波動，D項正確。7．下列生命活動中不須要ATP供應(yīng)能量的是()A．葉肉細(xì)胞合成的糖運輸?shù)焦麑岯．巨噬細(xì)胞吞噬病原體的過程C．淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖D．細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈答案C解析葉肉細(xì)胞合成的糖(如葡萄糖)通過主動運輸進(jìn)入果實細(xì)胞須要ATP供應(yīng)能量，A項正確；巨噬細(xì)胞吞噬病原體依靠膜的流淌性，須要ATP供應(yīng)能量，B項正確；在相宜的溫度、pH條件下，淀粉酶催化淀粉水解，此過程不須要ATP供應(yīng)能量，C項錯誤；氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈須要ATP供應(yīng)能量，D項正確。8．下列關(guān)于酶的試驗的敘述中，正確的是()A．利用唾液淀粉酶可以除去植物細(xì)胞壁B．用丙酮能從刀豆種子中提取到純度較高的脲酶C．H2O2分解試驗中，F(xiàn)e3＋、加熱與過氧化氫酶降低活化能的效果依次增加D．利用pH分別為7、8、9和10的緩沖液探究pH對胃蛋白酶活性的影響答案B解析酶具有專一性，細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以可以利用纖維素酶和果膠酶除去植物細(xì)胞壁，A項錯誤；用丙酮能從刀豆種子中提取到純度較高的脲酶，B項正確；H2O2分解試驗中，F(xiàn)e3＋與過氧化氫酶降低活化能的效果依次增加，加熱不能降低活化能，C項錯誤；胃蛋白酶的相宜pH在2.0左右，題目中供應(yīng)的數(shù)據(jù)下，胃蛋白酶都已經(jīng)失活，D項錯誤。9．解讀下面與酶有關(guān)的曲線，回答下列問題：(1)酶的作用機(jī)理可以用甲圖中________段來表示。假如將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng)，則b在縱軸上將________(填“上移”或“下移”)。(2)乙圖中160min時，生成物的量不再增加的緣由是____________________________。(3)聯(lián)系所學(xué)內(nèi)容，分析丙圖曲線：①對于曲線abc，若x軸表示pH，則曲線上b點的生物學(xué)意義是________________________。②對于曲線abd，若x軸表示反應(yīng)物濃度，則y軸可表示________________。曲線bd不再增加的緣由是________________________。(4)若該酶是胃蛋白酶，其作用的底物是________。若胃蛋白酶濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由10漸漸降低到2，則酶催化反應(yīng)的速率將________，緣由是________________________。答案(1)ab上移(2)底物已被完全消耗掉(3)①在最適pH下，酶的催化效率最高②酶促反應(yīng)速率酶濃度的限制(4)蛋白質(zhì)不變胃蛋白酶的最適pH在2左右，pH為10時胃蛋白酶已經(jīng)失活，即使再降低pH，酶活性也不會復(fù)原解析(1)在無酶催化時，必需供應(yīng)a值的活化能，反應(yīng)才能順當(dāng)進(jìn)行；有酶催化時，必需供應(yīng)b值的活化能，因此降低的活化能用ab段表示。無機(jī)催化劑也能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，只是沒有酶的作用顯著，因此b點上移。(2)乙圖反映生成物的量隨反應(yīng)時間變更的曲線，當(dāng)曲線達(dá)到最大值時，意味著底物被消耗盡了。(3)丙圖中，若x軸表示pH，則曲線abc表示不同pH對酶活性的影響，曲線最高點表示在最適pH下酶的催化效率最高；若x軸表示反應(yīng)物濃度，則曲線abd表示底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響，當(dāng)?shù)孜餄舛仍龃蟮酱_定值后，酶促反應(yīng)速度不再增加，此時酶促反應(yīng)速度受到酶濃度的制約。(4)胃蛋白酶的最適pH在2左右，在pH為10時，胃蛋白酶的活性丟失，即使pH再降低到2，酶的活性也不會復(fù)原。10．科學(xué)家發(fā)覺某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，其體內(nèi)的類胡蘿卜素不僅能汲取光能，傳遞給負(fù)責(zé)能量生產(chǎn)的組織細(xì)胞，而且還確定蚜蟲的體色。陽光下蚜蟲的ATP生成量將會增加，黑暗時蚜蟲的ATP含量會下降。下列有關(guān)敘述正確的是()A．正常狀況下蚜蟲在黑暗中合成ATP時會伴隨著O2的消耗B．蚜蟲合成ATP時所需能量僅僅來自細(xì)胞呼吸C．蚜蟲做同一強度的運動時，陽光下和黑暗中的ATP消耗量不一樣D．蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，說明其體內(nèi)的ATP含量不穩(wěn)定答案A解析由題干信息可知，蚜蟲合成ATP所需能量還可來自于類胡蘿卜素汲取的光能，B項錯誤；蚜蟲做同一強度的運動時消耗ATP的量是一樣的，C項錯誤；蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，但消耗也增加，處于動態(tài)平衡中，故體內(nèi)的ATP含量穩(wěn)定，D項錯誤。11．探討人員從木耳菜中提取過氧化物酶(POD)，分別與四種不同酚類物質(zhì)及H2O2進(jìn)行催化反應(yīng)，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是()A．圖1所示的試驗?zāi)康氖翘骄坎煌宇愇镔|(zhì)的濃度對POD活性的影響B(tài)．當(dāng)?shù)孜餄舛葹?.08mmol·L－1時，POD催化酚類2的反應(yīng)速率確定大于酚類3C．由圖2可知，H2O2濃度過高會抑制POD的活性，降低濃度后POD的活性確定會復(fù)原D．H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響相同答案A解析圖1所示的試驗?zāi)康氖翘骄坎煌宇愇镔|(zhì)的濃度對POD活性的影響，A項正確；過氧化物酶活性除了與底物濃度有關(guān)外，還與溫度和pH有關(guān)，B項錯誤；由圖2可知，H2O2濃度過高會抑制POD的活性，但試驗沒有說明降低濃度后POD的活性就會復(fù)原，C項錯誤；由于不知H2O2濃度大于1.2%以后POD活性的狀況，因而無法推斷H2O2對POD活性的影響與溫度和pH對POD活性的影響是否相同，D項錯誤。12．ATP酶復(fù)合體是原核細(xì)胞與真核細(xì)胞內(nèi)普遍具有的一類功能蛋白，該分子由若干亞基組成，主要功能是將生物膜一側(cè)的H＋搬運到另一側(cè)時推動其部分亞基運轉(zhuǎn)，從而催化形成ATP，請回答下列問題：(1)該生物大分子的單體是________________，合成場所是______________。(2)該分子在與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的細(xì)胞器中大量存在：葉綠體中該分子分布的場所是_________；線粒體中該分子分布于內(nèi)膜上