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1、专题 03 酶和 ATP专题 03 酶和 ATP 考点分布考点分布考纲要求考纲要求备考指南备考指南 酶的作用和本质 酶的特性 ATP 的结构、 全称和组 成 1.酶在代谢中的作用()。 2.ATP 在能量代谢中的作用()。 通过实验设计或实验分析考查酶的高 效性、专一性，或验证、探究温度、pH 等 因素对酶催化作用的影响。 考察 ATP 的结构组成和与 ADP 的转化 知识清单知识清单 一、酶 1.概念：_。 2.化学本质：绝大多数酶是_，少数是_。 3.作用机理：降低化学反应的活化能。 4.酶的特性：_，_，需要适宜的条件，如_。 二、ATP 1.结构简式：_。 2.结构特点：_。 3.功能
2、：_。 4.ATP 与 ADP 的相互转化：_。 考点突破考点突破 一、酶特性的实验探究 1.酶的化学本质及作用 (1)酶未必都是蛋白质； (2)酶的合成原料未必都是氨基酸，其合成场所未必均为核糖体； (3)酶未必均能与双缩脲试剂产生紫色反应； (4)酶未必只在细胞内发挥作用(如消化酶)； (5)酶一定只起催化作用(无其他功能)； (6)酶、激素、载体、抗体与蛋白质关系图示： 2.酶特性的实验探究 (1)专一性和高效性 (2)酶的适宜条件 探究思路 实施步骤 实验设计分析 实验中的自变量是一系列不同温度(或 pH)，因变量是底物分解速度或底物剩余量。 (3)温度、pH 对酶活性影响的不同 温度
3、低，酶活性低，但酶本身没变性，温度适宜时可以恢复活性。 温度过高、pH 过高或过低，酶活性降低，且酶已变性，即使恢复最适温度或最适 pH，其活性也不会恢复。 酶活性的影响因素(如图所示) (4)探究温度对酶活性的影响 不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响，因为加热本身也能使过氧化氢分解加快。 必须在达到预设的温度条件后，再让反应物与酶接触，避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生 反应，影响实验结果。 在探究温度对淀粉酶活性影响的实验时，最好不用斐林试剂来检测淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成 麦芽糖等还原糖，因为加入斐林试剂后需要加热才能出现砖红色沉淀，这样原处于低温条件下的淀粉酶的 活
4、性会慢慢恢复，催化淀粉水解产生还原糖，导致形成错觉，从而得出错误的结论。 (5)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，因为碘液无法检测蔗糖是否发生了水解。 1判断下列有关酶的叙述 (1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 ( ) (2)水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质含有羧基( ) (3)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。由图可知，甲酶不可能是 具有催化功能的 RNA，而乙酶的化学本质为蛋白质( ) (4)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
5、，如图表示酶活性与温度的关系，当反应温度由t2调到最 适温度时，酶活性下降( ) (5)用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉( ) (6)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率；滴加肝脏研磨液可降低过氧化氢的分解反应 的活化能而滴加 FeCl3溶液不能( ) (7)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同( ) (8)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同；同一个细胞中，酶的种类和数量不会发生 变化；同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中( ) (9)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物( ) (10)激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢(
6、 ) 2判断下列有关 ATP 的叙述 (1)ATP 可以水解为一个核苷酸和两个磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供( ) (2)细胞质中消耗的 ATP 均来源于线粒体和叶绿体( ) (3)叶绿体和线粒体都有 ATP 合成酶，都能发生氧化还原反应( ) (4)只要提供 O2，线粒体就能为叶绿体提供 CO2和 ATP( ) (5)无氧条件下，光合作用是细胞 ATP 的唯一来源( ) (6)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和 ATP 提供能量( ) (7)人在饥饿时，细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡( ) (8)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成 ATP 的量与安静时相等
7、( ) (9)人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生 ATP 的量增加( ) (10)线粒体内膜、内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成 ATP( ) 典型例题典型例题 1.酶 A、B、C 是大肠杆菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均 能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。 现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表： 由上可知：酶 A、B、C 在该反应链中的作用顺序依次是( ) A.酶 B、酶 C、酶 A B.酶 A、酶 C、酶 B C.酶 A、酶 B、酶 C D.酶 C、酶 B、酶 A 【答
8、案】A 2.下列关于酶的叙述，正确的是( ) A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色 B.酶适宜于在最适温度下长期保存以保持最高活性 C.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关 D.酶能够提高化学反应所需活化能而加快反应进行 【答案】C 【解析】具有催化作用的酶的化学本质是蛋白质或 RNA，只有蛋白质才可与双缩脲试剂反应呈紫色；酶在合 适的条件下放置时间久了，将会出现催化效率下降；细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关，在 各种酶的作用下，使代谢有条不紊地进行；酶是通过降低反应的活化能来实现加快反应进行的。 3.图 1 表示在图 2 中 c 点对应的温度条件下，一定量的蔗糖酶的
9、催化速率与蔗糖量的关系。下列有关叙述 正确的是( ) A.限制 a 点催化速率的因素是酶的数量 B.升高温度，则 b 点将上移 C.可用斐林试剂鉴别蔗糖是否水解 D.c 点和 d 点所对应的温度条件下，酶的结构相同 【答案】C 4.将新鲜的肝脏磨碎，制得提取液，在不同的条件下，分别加入 pH 为 39 的含一定量过氧化氢溶液的试 管中，获得如图 a、b、c 三条曲线。下列判断正确的是( ) A.提取液进行 90 热处理，获得的曲线是 b B.提取液的添加量 a 多于 b C.pH 为 3 时酶失活 D.c 为对照实验结果 【答案】C 【解析】若提取液进行 90 热处理则其中酶已经失去活性，则过
10、氧化氢的含量在 pH7 时不可能是最少， 所以 A 错误；若图中区别是由酶的含量变化引起，则应该是提取液的添加量 b 多于 a，所以 B 错误；c 不一 定是对照实验结果，也可能是温度过高的结果，所以 D 错误；pH 为 3 时没有反应，说明酶已失活，所以 C 正确。 5.下列关于酶和激素的叙述，正确的是( ) A.同一种酶不可能存在于分化程度不同的活细胞中，一种激素只有一种靶细胞 B.酶和激素发挥作用时均需要与特定的物质相结合 C.酶可以为合成激素的反应物提供活化能，从而加快激素的合成速率 D.在最适温度和 pH 值条件下，最适合酶的保存 【答案】B 【解析】A、同一种酶可能存在于分化程度不
11、同生活细胞中，如呼吸酶一种激素可以不止一种靶细胞，如 甲状腺激素几乎可以作用于所有的细胞，A 错误； B、酶和激素发挥作用时均需要与特定的物质相结合，如酶与反应物结合，激素与细胞膜上受体结合，从而 影响细胞代谢活动，B 正确； C、酶可以为合成激素的反应物降低活化能，从而加快激素的合成速度，C 错误； D、在最适温度和 pH 值条件下，酶的活性最强，不适合保存，D 错误 6.某生物小组用某种酶进行了三组实验，有关实验的结果如图所示，下列说法正确的是( ) A.本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶 B.三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性 C.pH=2 或温度为 20条件下酶活性下降的原因相
12、同 D.通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近 30、pH=7 【答案】D 7.如图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验” 。下列相关分析合理的是( ) A.本实验的因变量是不同的催化剂 B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C.1 号与 3 号、1 号与 4 号可分别构成对照实验 D.分析 1 号、2 号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能 【答案】C 8.下列关于生物体内的 ATP 的叙述正确的是( ) A.甲、乙、丙都不含高能磷酸键 B.植物体内能量 1 可以用于水的光解 C.乙是构成 RNA 的基本组成单位之一 D.能量 2 可以来自蛋白质水解 【答案】C 【解析】A、甲
13、为 ADP，含有一个高能磷酸键，A 错误； B、植物体内能量 1 可用于各种生命活动，但水光解的能量来自于光能，B 错误； C、乙为腺嘌呤核糖核苷酸，是构成 RNA 的基本组成单位之一，C 正确； D、能量 2 为形成 ATP 的能量，来自于光合作用和呼吸作用，可以来自蛋白质的氧化分解，D 错误 9.请你解读与酶有关的图示、曲线，然后回答下列问题。 (1)图 1 和图 2 分别表示了酶具有_的特性。 (2)图 3 是与酶活性影响因素相关的曲线， 当 pH 从 5 上升到 7 时，酶活性的变化过程是_；从图示曲线我们还可以得出的结论是 _。 (3)图 4 中A点后酶促反应速率不再增加，其限制因素
14、主要是_。从图 5 可以得出的结论是 ： 在底物足量条件下，_。 【答案】 （1）高效性和专一性（特异性） 细胞质 （2）先上升后下降 随着 pH 的变化酶的最适温度不变（温度影响酶活性） （3）酶的浓度（数量）和活性 酶促反应速率与酶浓度呈正相关 （2）当 pH 从 5 上升到 7，酶活性的变化过程是先上升后下降；故从图示曲线我们还可以得出的结论是 随 着 pH 的变化酶的最适温度不变（温度影响酶活性） （3）图 4 中 A 点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是酶的浓度（数量）和活性从图 5 可以 得出的结论是：在底物足量条件下，随酶浓度的增加，酶促反应速率与酶浓度呈正相关 箱中饲
15、养 14 d，用普通饲料投喂，备用。 饲料的配制：在每千克普通饲料中添加 200 mg 植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通饲料和加酶饲料分别 制成大小相同的颗粒，烘干后储存。 鲈鱼的饲养：挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水网箱中，放养密度 为 60 尾/箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。 称重并记录：投喂 8 周后，从每个网箱中随机取 20 尾鲈鱼称重。结果显示，对照组、实验组鱼体平均增 重率分别为 859.3%、947.2%。 制备鲈鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。 根据上述实验，回答下列问题： (
16、1)步骤中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是_；实验前的驯养是为了_。 (2)步骤中将配制好的饲料进行烘干要特别注意_，其原因是_。 (3)步骤中还应控制好的无关变量主要有_。 (4)本实验得出的初步结论是_。 (5)推测鲈鱼的食性并说明理由：_。 【答案】 (1)成体生长缓慢，实验效果不明显 让鲈鱼适应实验养殖环境 (2)温度不能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性 (3)水温、盐度和溶解氧等 (4)添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长；植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉 酶的活性影响较小 (5)肉食性，其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶 11.请用所给的实验材料和用具
17、，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求 完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉 4 种溶液、斐林试剂、试管、37 恒温水 浴锅、沸水浴锅。 (1)若“”代表加入适量的溶液， “”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表 实验设计。 (2)实验步骤： 按照上表中的设计，取试管、加溶液； _； _； _。 (3)结果预测：_。 (4)结论：_。 (5)在上述实验中， 如果仅将 37 恒温水浴锅的温度调到 20 ， 而在其他条件不变的情况下重做上述实验， 出现砖红色试管中的
18、颜色会比 37 时的浅，其原因是_。 【答案】 （1） 蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液 甲+ 乙+ 丙+ 丁+ （2）混匀，37恒温水浴一段时间 取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间 观察实验现象并记录实验结果 （3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出 现砖红色沉淀 （4）酶的催化作用有专一性 （5）20低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少 【解析】该题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，因此应遵循对照性原则、科学性原则和单 一变量原则。 （5）如果将 37恒温水浴锅的温度调到 20，由于 2
19、0低于酶的最适温度，酶的活性会下降，水解产生 的还原糖少，所以出现砖红色试管中的颜色会比 37时的浅。 9.某同学从温度为 5565 的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌， 并从该细菌中提取了脂肪酶。 回答问题 ： (1)测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱 度稳定。 (2)要鉴定该酶的化学本质， 可将该酶液与双缩脲试剂混合， 若反应液呈紫色， 则该酶的化学本质为_。 (3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。 【答案】(1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在一定温度范围(包括 5565 )内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰 值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。