2023新教材高考生物一轮第三单元细胞的能量供应和利用课堂互动探究案1酶与ATP课件

酶与ATP\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n知识点一　酶的作用和本质1．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程对照少量促进过氧化氢发亮过氧化氢酶燃烧猛烈降低活化能的作用更显著更高\n(2)变量分析无机催化剂(FeCl3)和过氧化氢酶产生气泡数目多少温度新鲜程度\n2．酶的本质和作用(1)本质与作用蛋白质RNA核糖核苷酸核糖体活细胞催化\n(2)作用机理：________化学反应的活化能。①无酶催化的反应曲线是____，有酶催化的反应曲线是____。②ca段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能；ba段的含义是酶_____________。③该反应中，若将酶催化改为无机催化剂催化，则b点在纵轴上将____移动。降低乙甲降低的活化能向上\n[巧学助记]巧记酶的“二、一、一、一”\n知识点二　酶的特性高效性专一性作用条件较温和酶活性\n知识点三　细胞的能量“货币”ATP1．ATP的结构概念图腺苷特殊化学键\n2．ATP和ADP的相互转化(1)转化基础ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷相互排斥，使末端磷酸基团具有较高的________。转移势能\n(2)ATP和ADP的相互转化过程比较细胞质基质、线粒体、叶绿体光能化学能特殊化学键\n基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)1．细胞代谢发生在细胞中，是每时每刻进行着的许多化学反应的统称。(必修1P76正文)()2．酶提供了反应过程中所必需的活化能。(必修1P78正文)()3．萨姆纳从刀豆种子中提取到了脲酶，并证明脲酶是蛋白质。(必修1P79思考·讨论)()4．酶都是活细胞产生的，具有催化和调节生命活动的作用。(必修1P81正文)()5．每种酶只能催化一种化学反应。(必修1P82正文)()6．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(必修1P84正文)()√×√×××\n7．细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。(必修1P84正文)()8．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。(必修1P85科学·技术·社会)()9．ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。(必修1P86正文)()10．ATP由腺苷、核糖和三分子磷酸组成。(必修1P86相关信息)()11．ATP含有3个特殊化学键，但是只有一个特殊化学键会发生断裂。(必修1P86正文)()√√×××\n12．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(必修1P87正文)()13．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞ATP的合成远多于ATP的水解。(必修1P87正文)()14．植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(必修1P87图5－5)()15．ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。(必修1P89正文)()××√×\n二、连一连1．酶化学本质的探索历程\n\n2．酶的特性和原理\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修1P77“探究·实践”拓展]在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，有同学在原有实验的基础上增加了5号和6号试管，向其中分别加入2mL过氧化氢溶液后，再向5号试管内加入2滴煮沸过的肝脏研磨液，向6号试管内加入2滴蒸馏水。请说出这样做的目的。提示：可以作为3号试管和4号试管的对照组。\n2.[必修1P84图5－2、5－3拓展]分析图示甲、乙，完成填空。(1)甲、乙两图横坐标分别为温度、pH，b点表示________，e点表示________。(2)甲图中，温度由a变为b时，酶活性______；由c变为b时，酶活性________，原因是____________________________________。最适温度最适pH升高不变高温使酶的空间结构被破坏，使酶永久失活\n(3)乙图中，pH由d变为e或由f变为e时，酶活性均不变，原因是_____________________________________________。(4)结论：在适宜的温度、pH条件下，酶的活性________。(5)人发烧时不想吃东西，原因是_________________________________________________。(6)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是_________________________________________。过酸、过碱都会导致酶空间结构被破坏，使酶永久失活最高体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的最适pH为1.5\n3．[必修1P84]举例说明细胞中的各类化学反应有序进行，与酶在细胞中的分布有关。提示：拿植物叶肉细胞来说，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。\n4．[必修1P86问题探讨拓展]萤火虫尾部发光的原理是_________________________________________________。提示：萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在ATP提供能量的前提下，荧光素酶可催化荧光素转化为能发出荧光的氧化荧光素\n5．[必修1P86相关信息拓展]据图分析ATP的结构和特点。(1)图示a处为______(填“—H”或“—OH”)，因为该五碳糖为________。(2)图示b、c、d所示化学键中最易断裂和重建的是____。(3)图示框e中结构的名称是_______________，它与RNA的关系是__________________________。—OH核糖d腺嘌呤核糖核苷酸它是构成RNA的基本单位之一\n6．[必修1P87正文拓展]人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，其原因是____________________________。ATP与ADP时刻不停地发生相互转化\n7．[必修1P86]ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊化学键容易水解的原因。提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酸键这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊化学键容易水解。\n8．[必修1P88图5－7改编]如图表示ATP为主动运输供能的过程。参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活。相关叙述正确的是______(填选项)。A．载体蛋白的基本组成元素为C、H、O、NB．载体蛋白运输Ca2＋的过程与磷酸基团密切相关C．载体蛋白运输Ca2＋时其空间结构发生了改变D．加入蛋白质变性剂会提高Ca2＋跨膜运输的速率ABC\n高效课堂\n考点一　酶的本质、作用特性及相关模型任务1正确辨析有关酶的八种说法项目错误说法正确说法产生场所具有分泌功能的细胞才能产生______(哺乳动物成熟的红细胞等除外)化学本质蛋白质有机物作用场所只在细胞内起催化作用可在___________________发挥作用温度影响低温和高温均使酶变性失活低温____________，不会使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能酶只起________作用来源有的可来源于食物等________内合成合成原料只有氨基酸氨基酸、________合成场所只有核糖体核糖体、________等活细胞细胞内、细胞外、体外只使酶活性降低催化生物体核糖核苷酸细胞核\n任务2对比分析酶与动物激素的“一同三不同”相同都具有____________的特点，也具有一定特异性不同产生部位几乎所有____细胞都产生酶；而只有______细胞才能产生激素化学本质酶绝大多数是________，少数为RNA；激素的化学本质则为________、________、氨基酸衍生物等作用机制酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质________；激素作为信号分子，在发挥完作用后被________微量、高效活内分泌蛋白质蛋白质脂质不变灭活\n(1)酶并不改变化学反应的平衡点，不能提供能量，只降低化学反应的活化能，从而缩短化学反应达到平衡的时间。(2)酶化学反应后并不失活，反应前后酶的化学性质和数量均保持不变。(3)能产生激素的细胞一定能产生酶，但是能产生酶的细胞不一定能产生激素。(4)酶是化合物，亦可以作为底物被其他酶催化分解。(5)酶并不只在细胞内起催化作用，酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用。(6)酶不具有调节作用，酶只起催化作用。(7)酶不能从食物中获得，是在活细胞中合成的。(8)酶的结构并不是始终不变的，酶在催化过程中会发生可逆性的结构变化。\n任务3酶的作用原理和特性曲线解读(1)酶的作用机理分析①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是____段。②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是____段。③酶降低的活化能是____段。④若将酶变为无机催化剂，则B点在纵轴上应向____移动。ACBCAB上\n(2)表示酶专一性的图像和曲线解读①图像图中_____表示酶，_____表示被催化的底物。AB\n②曲线a．在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时的变化是________，说明酶A能催化该反应。b．在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明___________________。明显加快酶B不能催化该反应\n(3)表示酶高效性的曲线解读①曲线②解读：由曲线可知，酶比__________的催化效率更高；酶只能__________________________，不改变化学反应的________。因此，酶________(填“能”或“不能”)改变最终生成物的量。无机催化剂缩短达到化学平衡所需的时间平衡点不能\n(4)酶促反应的影响因素最高不发生\n不同会成正比\n加快最大\n最适pH也不变不影响\n任务4研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养科学思维(1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体中的蛋白质，处理后的核糖体仍可完成氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中对该反应起催化作用的物质是什么？你的推断依据是什么？提示：酶的化学本质为蛋白质或RNA，若经蛋白酶处理后仍具活性，则该酶应属RNA，而不是蛋白质。\n(2)(必修1P80“拓展应用”T3延伸思考)如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析：①A、B两种酶的化学本质是否相同？②B酶活性改变的原因是什么？③欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用哪种酶处理？①提示：不相同。A酶活性未改变，其化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶活性降低，化学本质为蛋白质。②提示：B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。③提示：应用RNA水解酶处理。\n考向分类·对点落实考向一酶的本质和作用的综合考查1.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RNAB．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C．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解析：酶的化学本质是蛋白质或RNA；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类；纤维素酶能够降解植物细胞壁，细菌细胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖水解酶降解。\n2．[2022·黄冈模拟]在蛋白质合成过程中，肽酰转移酶催化核糖体上一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间形成肽键。该酶对核糖核酸酶敏感，但对蛋白酶不敏感。下列关于肽酰转移酶的叙述错误的是()A．肽酰转移酶在核糖体上合成B．肽酰转移酶在核糖体中起作用C．肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合D．肽酰转移酶能降低反应的活化能答案：A解析：肽酰转移酶对核糖核酸酶敏感，但对蛋白酶不敏感，说明该酶的化学本质是RNA，不是在核糖体上合成的，A错误；肽酰转移酶催化核糖体上一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间形成肽键，而肽键的合成场所是核糖体，由此可见肽酰转移酶在核糖体中起作用，并能催化氨基酸脱水缩合，B、C正确；酶能降低化学反应的活化能，D正确。\n3．(不定项选择)为使反应物A→产物P，采取了酶催化(最适温度和pH)和无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图甲中两条曲线表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图，下列有关分析不合理的是()A．距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因B．适当升高温度，酶催化的曲线Ⅱ对应的距离a将下降C．图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表葡萄糖和果糖D．图乙中若①代表胰蛋白酶，当pH稍低于最适值时，③④的生成速率不变答案：BD\n解析：曲线Ⅰ可代表无机催化剂催化的反应，曲线Ⅱ可代表酶催化的反应，距离b表示酶催化时降低的活化能(与无机催化剂催化的反应相比)，故距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因，A正确；图甲中该酶所处的环境条件为最适条件，故将酶催化的反应温度升高，酶活性下降，导致其降低化学反应活化能的能力下降，a将上升，B错误；蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖组成，C正确；pH会影响酶活性，pH低于最适值时，酶活性降低，③④的生成速率也会下降，D错误。\n4．(不定项选择)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(牛细胞中的一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去尿素和巯基乙醇，再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现胰核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是()A．胰核糖核酸酶空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关B．这个实验说明环境因素能影响蛋白质的空间结构而影响其功能C．用强酸强碱等处理胰核糖核酸酶也能导致其结构的改变D．巯基乙醇和尿素处理破坏了胰核糖核酸酶中的肽键导致其变性答案：ABC\n解析：胰核糖核酸酶是蛋白质，其空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关，A正确；分析题意，该实验说明环境因素能影响蛋白质的空间结构而影响其功能，B正确；由于胰核糖核酸酶的化学本质属于蛋白质，因此受到强酸强碱的处理会发生变性失活，空间结构发生改变，C正确；根据题意，巯基乙醇和尿素处理破坏了胰核糖核酸酶的空间结构导致变性，D错误。\n考向二以模型形式考查酶的知识5．[2022·济南模拟]温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用坐标曲线表示(如图)。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是()A．随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加B．处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的C.酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果D．酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低答案：C\n解析：由图可知，随着温度的升高，底物分子具有的能量增加，A错误；处于曲线c中1、2位点酶促反应速率相等，但酶分子活性不一定相同，B错误；由图可知，底物分子的能量与酶空间结构都会影响酶促反应速率，C正确；由图可知，酶适于低温保存，原因是低温只是抑制酶活性，不会使酶变性失活，D错误。\n6．[2022·江西上高高三试题]关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，开始实验时4支试管(1号试管作对照；2号试管加热；3号试管滴入FeCl3溶液；4号试管滴入肝脏研磨液)内的过氧化氢分子的能量状态如下图所示，图中阴影部分表示分子正处于容易发生化学反应的活跃状态。表示4号试管的是()答案：C\n解析：分析题干信息可知，1号试管为对照组，反应速率最低，2号试管是加热处理，加热可以为分子从常态转变为活跃状态提供能量，反应速率与1号试管相比速率增大，3号试管是加入无机催化剂处理，催化剂可以降低化学反应的活化能，使反应速率加快，4号试管滴入肝脏研磨液(内含过氧化氢酶)，与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的效果更显著，因此酶的催化作用具有高效性，反应速率最大。分析题图可知，A、B、C、D四个选项的图中，C选项中容易发生化学反应的活跃状态的频率最高，反应速率最快，应该是4号试管，故选C。\n7．(不定项选择)下图表示某酶的作用模式图，有关叙述正确的是()A．该酶的基本组成单位是核糖核苷酸B．酶提供底物RNA活化所需的能量C．pH影响酶的空间结构从而影响催化效率D．酶与底物结合后会失去催化活性答案：AC\n解析：根据题图分析，该酶的化学本质是RNA，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，A正确；酶能降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量，B错误；pH(过酸或者过碱)影响酶的空间结构从而影响催化效率，C正确；由图示可知酶与底物结合后没有失去催化活性，故可循环使用，D错误。\n8．(不定项选择)下图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是()A．实验的自变量是1h后淀粉的剩余量，因变量是pHB．pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活C．pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性D．与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著答案：CD\n解析：据图分析，横坐标为不同的pH，纵坐标为淀粉剩余量，所以实验的自变量是pH，因变量是1h后淀粉的剩余量，A错误；根据题干信息已知盐酸能催化淀粉水解，所以pH为1时有淀粉水解，应该是盐酸的作用，并不能说明酶没有失活，B错误；据图示可知pH为3和pH为9条件下淀粉剩余量相等，但pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，原因是因为pH为3的条件下，有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果，C正确；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，故说明与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，D正确。\n考点二“三法”探究酶的本质、特性及影响酶活性的因素任务驱动·探究突破任务1用“试剂检测法”鉴定酶的本质实验原理和方法双缩脲蛋白质吡罗红\n任务2用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性①设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”，自变量为____________，因变量为底物的反应速率。不同类型催化剂\n②设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的“酶溶液”(如生物材料研磨液)等量的“____________”现象反应速率很快，或反应用时短反应速率缓慢，或反应用时长结论酶具有________无机催化剂高效性\n(2)验证酶的专一性①设计思路：常见的思路有两种，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相应结论。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溶液另外一种酶溶液同一种酶(等量)溶液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\n任务3用“梯度法”探究影响酶活性的因素(温度或pH)(1)设计思路：设计实验时需设置__________________梯度的实验组进行________对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度(或pH)最接近______________。相邻组间的差值(即梯度值)越________，测定的最适温度(或pH)就越精确。一系列不同温度(或pH)相互最适温度(或pH)小\n(2)设计方案组别编号12…n实验材料等量的同种底物和酶温度(或pH)t1(或a1)t2(或a2)…tn(或an)衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少实验结论生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)\n有关酶实验操作的“四宜”和“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。(3)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(4)在探究酶的适宜温度的实验中，“宜”选用淀粉和淀粉酶，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。\n考向分类·对点落实考向一酶活力及存在实验测定1.[2022·鲁南十校联考]下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是()A．验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类B．验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C．探究温度对酶活性影响时，自变量是温度D．探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组答案：C\n解析：验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，A错误；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，B错误；探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，C正确；探究酶催化最适pH时，过酸、过碱会使酶变性，使结果不精确，应设置酸性、中性、碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确，D错误。\n2．某些蛋白酶在生产和使用前需要测定酶活性。下图表示科研人员选用酪蛋白对多种蛋白酶的活性进行测定的实验结果(注：实验在30℃、pH＝9.0的条件下进行)，下列分析，错误的是()A.在上述实验条件下，蛋白酶K和α胰凝乳蛋白酶的活性最高B．在实验过程中，部分菠萝蛋白酶和胰蛋白酶可能失活C．这几种蛋白酶均能分解酪蛋白，说明这些酶不具有专一性D．可用盐析的方法从各种蛋白酶的提取液中沉淀出蛋白酶答案：C\n解析：由图可知，在上述实验条件下，蛋白酶K和α胰凝乳蛋白酶的活性最高，A正确；该实验是在pH＝9.0的条件下进行的，pH较高，木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和胰蛋白酶的活性较低，部分酶可能失活，B正确；酶的专一性是指一种酶能催化一种或一类化学反应，酪蛋白的化学本质是蛋白质，因此不同蛋白酶都能分解酪蛋白，这能体现酶的专一性，C错误；题中几种酶的化学本质都是蛋白质，可用盐析的方法把这几种酶从各自的提取液中沉淀出来，D正确。\n考向二影响酶活性的因素探究3.甲同学从某哺乳动物的胃液中分离到了一种酶。为探讨该酶的最适pH，设计了如下实验方案，其中最合理的是()方案pH范围温度酶活性测定最适pHA1～625℃每间隔一个pH梯度进行酶活性测定以pH对酶活性作图，酶活性最高时对应的pH为最适pHB1～1425℃C1～637℃D1～1437℃答案：C解析：哺乳动物的胃中存在胃酸，胃液呈酸性，故选取的pH范围应该是1～6。哺乳动物的体温一般和人类的体温差不多，作为本实验中的无关变量，应选择较适宜的温度37℃。\n4.(不定项选择)某兴趣小组探究乙醇的浓度和铁离子对纤维素酶活性的影响时进行了相关实验，结果如图所示，下列相关叙述，正确的是()A．该实验的自变量是乙醇浓度，有无铁离子是无关变量B．铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低C．乙醇和铁离子对纤维素酶活力有相互促进作用D．若要验证该酶的专一性，则实验的自变量是底物种类答案：BD\n解析：根据该实验的目的可知，该实验的自变量是乙醇浓度和有无铁离子，A错误；乙醇浓度为零时，有铁离子组酶的活性较高，说明铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低，B正确；从图中信息可知，随着乙醇浓度的增大，纤维素酶的活性逐渐降低，可见乙醇对纤维素酶的活性有抑制作用，而铁离子对纤维素酶的活性有促进作用，C错误；验证特定酶的专一性，实验的自变量是底物的种类，D正确。\n[师说技巧]设置对照实验可以排除无关变量的干扰，增加实验的可信度。要想正确设置对照，自变量的确定是关键。常见的与酶有关的实验设计思路总结如下表：实验目的自变量实验组对照组验证酶具有催化作用相应酶液的有无底物＋相应酶液底物＋等量蒸馏水验证酶的高效性催化剂的种类(无机催化剂和酶)底物＋相应酶液底物＋无机催化剂验证酶的专一性不同的底物或不同的酶液底物＋相应的酶液同一底物＋另一酶液或另一底物＋同一酶液验证某种酶是蛋白质待测酶液和标准蛋白质溶液待测酶液＋双缩脲试剂标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂验证某种酶是RNA待测酶液和标准RNA溶液待测酶液＋吡罗红染液标准RNA溶液＋吡罗红染液\n注：根据实验目的的不同，有些实验需设置相互对照，即设置两个或两个以上实验组，如探究酶作用的最适温度(或pH)时，应按一定的自变量梯度设置多个实验组，通过相互对照实验找出酶的最适温度(或pH)。\n考向三与酶有关的实验设计的综合考查5.酶抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，对实验的结果进行分析并绘图，请回答下列问题：\n(1)该实验的自变量是____________________，实验中对无关变量应进行控制，该实验的无关变量有_______________________________(至少答出两项)。(2)据图分析，随着底物浓度的升高，抑制剂________(填类型)的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析，推测抑制剂降低酶促反应速率的原理是______________________________________________________________________________________________________。抑制剂种类和底物浓度温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等Ⅰ在抑制剂的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化学反应活化能的能力下降解析：(1)由图可知，该实验的自变量有两个，分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(2)由图可知，随着底物浓度的升高，曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同，即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性，酶能降低化学反应所需的活化能。\n(3)某同学认为该实验小组的实验过程应是：a．将某消化酶溶液等分为①②③三组，将每组等分为若干份；b．在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合；c．在①中加入一定量的蒸馏水，②中加入等量的抑制剂Ⅰ，③中加入等量的抑制剂Ⅱ；d．定时取样检测各反应中底物的量或产物的量，记录实验结果并绘图。你认为该实验操作是否正确？________。如果不正确，请进行改正，______________________________________________。不正确步骤c应与步骤b互换，即先对酶溶液进行处理再加入底物解析：该实验操作不正确，若对酶处理前先将酶与底物混合，则酶会与底物发生反应，故应先对酶进行不同的处理，然后再将处理后的酶与底物混合。\n考点三ATP的结构、功能和利用任务驱动·探究突破任务1完善ATP和ADP的相互转化(1)转化基础ATP的化学性质不稳定，____________的特殊化学键容易断裂和重建。远离腺苷(A)\n(2)细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：________、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸________阶段叶绿体产生ATP：________。消耗ATP：________和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP：有氧呼吸第________阶段，消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP：________的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等主动运输第一光反应暗反应二、三蛋白质\n任务2ATP的功能与动、植物细胞代谢\n(1)植物细胞可以通过________________形成ATP，而动物细胞只能通过________形成ATP。(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、________、肌肉收缩、________、大脑思考等。(3)在下面坐标系中画出ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线，以及ATP的产生量与呼吸强度之间的关系曲线。光合作用和细胞呼吸细胞呼吸生物发电物质合成\n1．关于ATP的2个易错提醒(1)ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水。凡是有机物(如蛋白质、糖原、淀粉等)的水解都需要消耗水。(2)ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动(光反应阶段合成的ATP只用于暗反应)；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用中吸收的光能。\n2．归纳概括ATP与核苷酸的关系(1)ATP的结构(如下图所示)\n(2)与核苷酸的关系\n任务3类比助记不同化合物中的“A”物质结构物质名称A的含义ATP________(腺嘌呤＋核糖)核苷酸________DNA________________RNA______________共同点：所有“A”都含有腺嘌呤腺苷腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸\n任务4归纳记忆能源与能源物质\n考向分类·对点落实考向一ATP相关基础知识考查1.蛋白质合成过程中，除ATP外，还需要GTP提供能量，如图为GTP的结构简式，下列分析不合理的是()A.GTP和ATP的结构类似B．GTP有三个特殊化学键C．GTP可分解为GDP和PiD．GTP也可作为直接能源答案：B解析：GTP和ATP的结构类似，由图示可知，GTP有2个特殊化学键。\n2．dATP是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P(该结构式中的dA表示脱氧腺苷)。下列分析正确的是()A．与ATP相比，dATP分子结构的主要区别是含氮碱基不同B．在DNA复制过程中，dATP可直接参与DNA子链的合成C．若dATP中的特殊化学键水解，也可为某些吸能反应供能D．细胞内生成dATP时有能量的储存，常与吸能反应相联系答案：C\n解析：与ATP相比，dATP分子结构的主要区别是所含的五碳糖种类不同，前者含的是核糖，后者含的是脱氧核糖，A错误；dATP含有三个磷酸基团，不能直接作为合成DNA的原料，若dATP脱去两分子磷酸，剩余部分就是腺嘌呤脱氧核苷酸，可以直接参与DNA的复制，B错误；若dATP中的特殊化学键水解，也可以释放比较多的能量，为某些需要能量的反应提供能量，C正确；与合成ATP类似，细胞内合成dATP时需要储存能量，因此合成dATP的反应常与放能反应相联系，D错误。\n3．[2022·云南曲靖模拟]在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是()A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④答案：D\n解析：①表示ATP的结构简式，A代表的是腺苷(一个腺嘌呤和一个核糖)，其中“”表示腺嘌呤核糖核苷酸；②中五碳糖属于核糖，②为腺嘌呤核糖核苷酸，其中“”表示腺嘌呤；③中含有碱基T，表示一段DNA片段，其中“”表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；④中含碱基U表示RNA，其中“”表示腺嘌呤核糖核苷酸。因此，“○”中所对应的含义最接近的是①④。\n考向二ATP前后关联知识的综合考查4.[经典高考]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的合成答案：D解析：ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A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错误；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，C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正确。\n考向三利用结构与功能适应的观点分析ATP的应用5.当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键作用。根据以上信息不能推出的结论是()A．ATP与能量供应相关B．作为信息分子的ATP不能提供能量C．ATP也可作为信息传递分子D．神经细胞膜外表面可能有ATP的受体答案：B\n解析：根据题干“ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键作用”，既可推知ATP与能量供应有关，也可推出ATP是信号分子，作用于神经细胞，不能推出作为信息分子的ATP不能提供能量，A正确、B错误；ATP在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键作用，可推出ATP是信号分子，作用于神经细胞，C正确；ATP是信号分子，作用于神经细胞，所以神经细胞膜外可能有其受体，D正确。\n6．(不定项选择)磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP(A—P～P～P)。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量，结果如下表所示，根据实验结果，下列有关分析正确的是()A.对照组中的肌肉组织细胞中有ATP和ADP的相互转化B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定D．实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键磷酸腺苷对照组/(10－6mol·g－1)实验组/(10－6mol·g－1)收缩前收缩后收缩前收缩后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95答案：AC\n解析：肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化，但有ATP和ADP的相互转化，A正确；实验组肌肉收缩后ATP含量下降，说明有ATP分解，但根据数据无法判断有无ATP合成，B错误；磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP，故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定，C正确；实验组数据中没有AMP的含量变化，故不能表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键，D错误。\n课堂总结\n[网络建构提升]A—P～P～P光合作用蛋白质RNA高效性专一性作用条件较温和降低化学反应的活化能\n[长句应答必备]1．同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。2．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。3．在最适温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。4．过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因是酶的空间结构遭到破坏。5．ATP分子的结构可以简写成：A—P～P～P，其功能是直接给细胞的生命活动提供能量。\n历届真题\n[等级选考研考向]1．[2021·浙江6月]下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是()A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同B．“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物C．“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖D．设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物答案：B\n解析：熟马铃薯块茎中的过氧化氢酶已经失活，不能催化过氧化氢分解，A错误；先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物，B正确；设置1、2号试管的目的是作对照，C错误；设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，不可选择本尼迪特试剂检测反应产物，本尼迪特试剂需加热使用，影响自变量温度，D错误。\n2．[2020·北京卷]用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了()A．悬液中酶的浓度B．H2O2溶液的浓度C．反应体系的温度D．反应体系的pH答案：B\n解析：提高酶的浓度能够提高速率，不能提高氧气的量，A错误；提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；适度的提高温度可以加快反应速率，不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，不能提高产物的量，D错误。\n3．[2020·浙江7月选考，10]为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是()A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围答案：C\n解析：温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；H2O2在空气中会分解，因此将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后，应静置一段时间后再加入pH缓冲液，C错误；比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围，D正确。\n4．[2019·天津卷，3]植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。下列叙述正确的是()A．蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开B．钙离子通过自由扩散进入植物细胞C．细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关D．细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染答案：D\n解析：蛋白水解酶能使蛋白质的肽键断开，生成氨基酸，A错误；钙离子通过主动运输进入植物细胞，B错误；细胞色素c位于线粒体内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，促进[H]和O2结合，生成水，C错误；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D正确。\n5．[2019·浙江4月选考，10]为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：据此分析，下列叙述错误的是()A．实验的可变因素是催化剂的种类B．可用产生气泡的速率作检测指标C．该实验能说明酶的作用具有高效性D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验步骤基本过程试管A试管B1加入2%过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许－3加入二氧化锰－少许4检验答案：D\n解析：实验中的自变量为催化剂的种类，A正确；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标，B正确；该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性，C正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶，均可用作探究过氧化氢酶性质的实验，D错误。\n6．[江苏卷]下列关于酶的叙述，正确的是()A．发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性B．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用C．用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快D．洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性答案：B解析：发烧时，体温升高的幅度并不会导致消化酶变性失活，而会导致消化酶活性降低，使人食欲减退，A错误；胰蛋白酶在小肠中发挥催化作用，多酶片外部包裹的物质可以避免胰蛋白酶因胃部的消化而遭到破坏，B正确；一定范围内，温度越低，果胶酶活性降低，细胞壁分解速度减慢，果汁澄清速度越慢，C错误；白醋呈酸性，会使pH降低，导致加酶洗衣粉中酶活性降低甚至变性失活，D错误。\n7．[海南卷]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解析：酵母菌进行酒精发酵的过程中有ATP生成，A正确；ATP可为主动运输提供能量，B正确；ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，并为生命活动供能，C正确；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。\n[国考真题研规律]8．[2017·全国卷Ⅱ，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\n解析：线粒体和叶绿体中也能进行DNA分子的复制，所以也有参与DNA合成的酶，A错误；酶是活细胞产生的有机物，既能在生物体内发挥作用，也能在细胞外发挥作用，只要给予适宜的温度和pH，活细胞产生的酶在生物体外仍然有催化能力，B错误；向蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析，可在胃蛋白酶的提取液中加浓(NH4)2SO4使蛋白质凝聚沉淀，C正确；酶应在低温环境中保存，D错误。\n9．[全国卷Ⅰ，1]下列叙述错误的是()A．DNA与ATP中所含元素的种类相同B．一个tRNA分子中只有一个反密码子C．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D．控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上答案：D解析：DNA和ATP的元素组成均为C、H、O、N、P，A正确；反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合的三个相邻的碱基，一个密码子(除终止密码子)可编码一个氨基酸，而一个tRNA一次只能转运一个氨基酸，由此可推知一个tRNA上只有一个反密码子，B正确；T2噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的单位是脱氧核糖核苷酸，C正确；细菌是原核生物，原核细胞中无线粒体，D错误。