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1、第一讲酶与 ATP 考纲要求 1酶在代谢中的作用 ()。2.ATP在能量代谢中的作用 ()。 真题领航 1(2017 天津卷, 3) 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 CT2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 解析:C本题考查酶的作用实质及酶活性的影响因素。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
2、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。 本题图是人教版必修一教 材 P85中,酶活性受温度和pH 影响的相关曲线的变形。 在一定范围内, 随着温度 (或 pH)升高,酶的活性增强, 超过最适 温度(或最适 pH),随着温度 (或 pH)升高,酶的活性降低。低温和高 温都能降低酶的活性,但低温不使酶失活,只起到抑制作用,高温能 使酶变性而失去活性。过酸或过碱都会使酶失去活性。 2(2016 课标卷,3)若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定 酶活力的实验中,下
3、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并计时一段 时间后检测产物的量 解析: C依题意可知,该实验的pH 为无关变量,为了排除无 关变量的干扰,应控制相同且适宜的pH,而缓冲液有维持反应液的 pH 恒定的作用,因此需最先加入;酶具有高效性,所以在控制pH 恒定的条件下, 应先加入底物后加入酶, 让酶促反应在适宜的温度条 件下进行,一定时间后检测产物的量。综上所述,A、B、D 三项均 错误, C
4、 项正确。 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 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 合 成 解析:DATP 中含有核糖,DNA 中含有脱氧核糖, A 项错误; 呼吸抑制剂抑制呼吸作用,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进行有氧呼吸,叶绿体进行光合作用
5、, 均可产 生 ATP,D 项正确。 4(2016 海南卷,3)下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述,错误 的是() A植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质 B植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同 C光合作用中,催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上 D呼吸作用中,催化ATP 合成的酶分布在线粒体外膜上 解析: D植物根细胞通过主动运输吸收离子,存在载体蛋白, A 项正确;液泡膜与类囊体膜功能不同,其上的蛋白质不同,B 项正 确;类囊体膜上发生光反应,存在催化ATP 合成的酶, C 项正确; 细胞呼吸第一阶段可以产生ATP,发生在细胞质基质中, D 项错误。 5(2016 课标卷,29)为了研究
6、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
7、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。(3)对比分析图示 中的 3 条曲线可推知,在时间t2时,C 组的酶在 60 条件下已经失 活,所以如果在时间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, 在 t3时,C 组产物的总量不变。 (4)绝大多数酶是 蛋白质,少数酶是RNA 。酶具有高效性、专一性,酶的作用条件较 温和。 答案: (1)B(2)加快 (3)不变60 条件下, t2时酶已失活,即使增
8、加底物,反应产 物总量也不会增加 (4)蛋白质或 RNA高效性和专一性 热考点 4酶和 ATP“循环有序 ” 典例(2017 全国卷 ,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(1) 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(2)的方法 D唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度(3)是 37 破题关键点 (1)DNA 分布:细胞核、线粒体、叶绿体; (2)盐析不破坏蛋白质结构; (3)反应最适温度与保存温度不同。 解题思路 C本题考查酶的相关知识, 包括酶的化学本质、 分布、 发挥作用的场所及保存温度等。 盐析
9、法主要用于蛋白质的分离、 纯化,胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因而可用盐析法进行沉淀,C 项正确。真核细胞中DNA 主要分布于细胞核中,细胞质中的线粒体 和叶绿体中也有少量DNA 分布,所以参与DNA 合成的酶也可分布 于线粒体和叶绿体中, A 项错误。酶作为生物催化剂可以在生物体内 发挥作用,也可以在生物体外发挥作用,B 项错误。唾液淀粉酶催化 反应的最适温度为37 左右,而该酶通常在低温下保存, D 项错误。 ? 变式探究 如图曲线 b 表示在最适温度、最适pH 条件下,反应物浓度与酶 促反应速率的关系。据图分析正确的是() A酶量是限制曲线AB 段反应速率的主要因素 B酶量减少后,图示反应
10、速率可用曲线a表示 C升高温度后,图示反应速率可用曲线c 表示 D减小 pH,重复该实验, A、B 点位置都不变 解析: BAB 段随着反应物浓度升高,反应速率加快,限制因 素是反应物的浓度, A 项错误;酶量减少,在反应物浓度一定的条件 下,反应速率下降,可用曲线a表示, B 项正确;图中曲线b 是最适 温度、最适pH 下的曲线图,因此,升高温度,减小pH,酶活性下 降,反应速率下降,应为曲线a,C、D 项错误。 方法技巧 1解曲线题时一定要注意纵坐标所表示的含义,其反映了酶活 性的检测指标,包括生成物积累量、反应物剩余量、反应速度等。 2解题时还应注意:低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被
11、 破坏,温度升高时可恢复活性。 3酶促反应速率不同于酶活性 (1)温度、 pH 都能影响酶的空间结构,改变酶的活性,进而影响 酶促反应速率。 (2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶 促反应速率的,并不影响酶的活性。 1ATP的结构、功能、转化及形成途径 2酶的本质、作用机理和特性及影响 3有关酶的曲线 (1)酶特性的曲线 图 1 中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较:酶具有高效性。 图 2 中两曲线比较表明酶具有专一性。 (2)影响酶促反应速率的因素曲线 分析图 3 和图 4:温度或 pH 通过影响酶的活性来影响酶促反 应速率。 分析图 5:OP 段的限制因素是底物浓度,P
12、 点以后的限制因 素则是酶浓度。 4与酶相关实验探究设计总结 (1)探究酶的化学本质 (2)验证酶的专一性 设计思路:酶相同,底物不同(或底物相同,酶不同 )。 设计方案示例 结论:淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶具有 专一性。 1.(2018 河北唐山一模, 1)下列关于 ATP的叙述,错误的是 () A细胞质和细胞核中都有ATP 的分布 B原核细胞合成 ATP 时能量只能来自细胞呼吸释放的化学能 C放能反应一般与ATP的合成相联系 D神经元释放神经递质需要ATP 供能 解析:BATP 是细胞生命活动的直接能源物质,细胞质和细胞 核中都有 ATP 的分布, A 正确;原核细胞合成
13、ATP 时能量既可以来 自细胞呼吸释放的化学能, 也可能来自于光合作用固定的光能,B 错 误;ATP的合成需要消耗能量, 放能反应一般与 ATP 的合成相联系, C 正确;神经元释放神经递质的方式为胞吐,需要ATP 供能, D 正 确。 点睛 1原核细胞虽然只有核糖体一种细胞器,但有些原核细胞却能 通过进行光合作用或有氧呼吸产生ATP。 2比较 ATP 与 ADP 的相互转化: 项目ATP 的合成ATP 的水解 反应式 ADPPi能量 酶 ATP H2O ATPH2O 酶 ADPPi 能量 所需酶ATP 合成酶ATP 水解酶 能量来 源 光能(光合作用 )、化学能 (细胞 呼吸) 储存在高能磷
14、酸键中的能 量 能量去 路 储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动 反应场 所 细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位 2.(2017 南通二模,4)下列关于酶和 ATP的叙述,正确的是 () A能合成酶的细胞也能合成ATP B消化道内蛋白质的水解与ATP的水解相联系 C同一生物体的不同功能细胞中,酶的种类完全不同 D加酶洗衣粉中常添加固定化的碱性蛋白酶和碱性脂肪酶 解析: A本题主要考查酶和ATP 的相关知识,酶的化学本质 可能是 RNA 或蛋白质,分别为转录和翻译产物,而转录和翻译都是 需要消耗能量的; 消化道内蛋白质的水解是不耗能的;同一生物不同 细胞中酶的种类不完全相同, 有部分
15、生命活动必需的酶是共有的;加 酶洗衣粉中的酶是游离的酶,未经固定化。 3 (2018 邵阳二模,2)如图中曲线 1 是一定量的淀粉在淀粉酶(处 于最适 pH)的催化作用下, 生成物的相对含量随反应时间变化的曲线。 若在 P 点加入不同的物质,曲线的变化趋势如甲、乙、丙、丁所示, 则甲、乙、丙、丁加入的物质分别是() 醋酸淀粉淀粉酶BaSO4(重金属,能使酶瞬间失去 活性) AB CD (3)验证酶的高效性 设计思路:将用酶催化的反应与用无机催化剂催化的反应进行 对照,即酶的催化效率比无机催化剂高。 设计方案示例 (4)探究酶的最适温度或最适pH 实验设计思路 底物 T1pH1酶液 底物 T2p
16、H2酶液 底物 T3pH3酶液 ? 底物 TnpHn酶液 检测 底物的分解速率或存在量 操作步骤 分析1.酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多 数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。 2酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。 3影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度 (pH)前,随 着温度 (pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度 (pH)时,酶活性最强; 超过最适温度 (pH)后,随着温度 (pH)的升高,酶活性降低。另外低温 酶不会变性失活,但高温、pH 过高或过低都会使酶变性失活。 4酶能降低化学反应的活化能,提高化学反应速率,在底物充 足,其它条件不变的情况下,酶浓度越高,化学反应速率越快,但酶 不能改变化学反应的平衡点。 解析:B本题主要考查酶的特性。 题图中的曲线 1 是一定量的 淀粉在淀粉酶 (处于最适 pH)的催