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-1-专题07降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”——ATP【高频考点解读】1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)3.实验：探究影响酶活性的因素【热点题型】题型一酶的本质、生理功能及其实验验证例1、下列有关酶的叙述，正确的是()。①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的从体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质⑤有的酶是蛋白质，有的酶是固醇⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在细胞内发挥作用⑩酶在体内不能更新⑪酶制剂通常在低温下保存A．①②⑤⑪B．③⑦⑨⑩C．③④⑧⑪D．④⑤⑥⑩解析酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物；酶大多数是蛋白质，少数为RNA；酶只有催化功能，在个体发育中起调控作用的是激素。答案C【提分秘籍】1．酶的本质及生理功能来源及化学本质活细胞产生的具有生物催化作用的有机物绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA合成场所核糖体细胞核(真核生物)生理功能催化作用(生物催化剂)作用原理降低化学反应的活化能与无机催化剂对比-2-共性①改变加快反应速率，但并不改变化学反应的方向和化学平衡②只能催化自然条件下能发生的化学反应③反应前后酶的性质和数量均没有变化特性①高效性是无机催化剂的107～1013倍②专一性催化一种或一类化学反应③需要适宜的条件：常温、常压、适宜pH等2．酶是蛋白质的验证实验(利用双缩脲试剂)实验设计思路实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→紫色反应实验结果分析：通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质；不出现紫色，则该酶液的化学本质不是蛋白质。3．酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析实验设计思路实验组：底物＋相应酶液――→检测底物是否被分解对照组：底物＋等量蒸馏水――→检测底物不被分解实验结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。4．酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解-3-(1)实验过程中的理论分析：(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。【举一反三】以下与酶有关的叙述，正确的是(双选)()。A．有氧呼吸酶不一定在线粒体中起作用B．酶都是由内分泌腺细胞合成的，具有高效性和专一性C．DNA的转录和复制都需要解旋酶D．细胞质中没有与DNA复制相关的酶解析A项正确，有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体，故有氧呼吸酶也存在于细胞质基质中。酶是由活细胞产生的具有催化能力的有机物，一般说来，只要是活细胞就能产生酶，B项错误。细胞中DNA的复制需要解旋酶解开双螺旋，转录时以DNA的一条链为模板，故也需要解旋酶，C项正确。细胞质中含有线粒体和叶绿体，含有与DNA复制相关的酶，D项错误。-4-答案AC【热点题型】题型二酶相关的曲线解读例2、请针对下列酶的有关曲线回答问题。(1)图一表示人体内某种酶在适宜的温度和pH条件下，作用于一定量的底物时，生成物量与反应时间的关系。在140min后，曲线变成水平，这是因为________。若其他条件不变，将该酶的浓度增加一倍，请在原图上画出生成物的量变化曲线。(2)图二表示该酶促反应速率与底物浓度的关系。若酶量增加一倍，曲线应如何变化？请在图中画出。(3)图三可以表示人体________在37℃条件下酶促反应速率与pH的关系。A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶C．胰脂肪酶D．呼吸氧化酶-5-【提分秘籍】酶相关的曲线解读1．表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。2．表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶A或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。3．影响酶活性的曲线(1)甲、乙曲线表明：①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。②过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。-6-(2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。【举一反三】如图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的示意图，图乙表示在最适温度下，pH＝b时，H2O2分解产生O2的量随时间的变化情况。若该酶促反应过程中某一个条件发生变化，下列说法正确的是()。A．pH＝a时，E点下移，D点左移B．pH＝c时，E点为0C．温度降低时，E点不变，D点右移D．H2O2的量增加时，E点下移，D点左移【热点题型】题型三考查ATP的结构与作用例3、ATP是细胞的能量“通货”，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构和-7-ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是()。A．图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B．图2中进行①过程时，图1中的c键断裂并释放能量C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D．夜间有O2存在时，图2中过程②主要发生在线粒体【提分秘籍】1．ATP的结构简析(1)组成元素：C、H、O、N、P。(2)简称：三磷酸腺苷。(3)各字母代表的含义：A——腺苷(腺嘌呤＋核糖)；P——磷酸基团；～——高能磷酸键。(4)结构简式：A—P～P～P(远离腺苷A的那个高能磷酸键容易断裂，也容易形成)。2．ATP的形成途径-8-3．ATP与ADP的相互转化注意酶1、酶2不同：酶1——合成酶，酶2——水解酶。转化式：ADP＋Pi＋能量→ATP。(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中的所需酶、能量的来源和去路和反应场所都不完全相同。但是物质是可循环利用的。(3)ATP的形成需要满足4个条件：2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。另外合成ATP的过程中有水生成。【举一反三】糖类、脂肪等有机物是细胞中的能源物质，它们含有大量的化学能，这些有机物中含有的能量用于生命活动需经过如图所示的过程。下列相关说法错误的是()。A．呼吸作用的重要意义之一是为生命活动提供能量B．糖类、脂肪等有机物中的能量需要先转化成ATP中的能量才能用于生命活动C．图中显示了ATP是生命活动的直接能源物质D．糖类、脂肪等有机物中的化学能可以全部转化为ATP中的化学能解析糖类、脂肪等有机物中的化学能在氧化分解时大部分转化为热能，少部分转化为ATP中的化学能。答案D【热点题型】题型四考查影响酶活性的条件及酶的专一性-9-例4、某同学将马铃薯磨碎、过滤得到提取液进行以下实验。Ⅰ.在30℃的条件下，取等量提取液分别加到4支盛有等量过氧化氢溶液，pH分别为3、5、7、9的试管中，结果发现每支试管都产生气体。请回答下列问题：(1)该实验的课题是__________________________。(2)该实验中的自变量是______________________。(3)各实验组均在30℃下进行的原因是：①__________；②______________________________________。Ⅱ.将加入4支试管中的马铃薯提取液的量减半，重复实验Ⅰ。分别测定实验Ⅰ、Ⅱ中过氧化氢的含量在相同时间内的变化，绘制成如图所示曲线，请回答下列问题。(4)曲线a是实验________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的结果。(5)曲线a和b中，过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是___________________________________。【提分秘籍】探究影响酶活性的条件及酶的专一性一、温度对酶活性的影响1．原理解读-10-②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。2．实验设计思路3．实验设计程序本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。二、pH对酶活性的影响1．原理解读(1)2H2O2―――――→过氧化氢酶2H2O＋O2(2)pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。2．实验设计思路-11-H2O2溶液＋pH1酶液H2O2溶液＋pH2酶液⋮H2O2溶液＋pHn酶液――→检测O2的产生速率三、酶的专一性该实验探究中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。(1)方案一：用同一种酶催化两种不同物质解读用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。(2)方案二：用两种不同酶催化同一种物质①淀粉非还原糖――→淀粉酶麦芽糖还原糖淀粉非还原糖――→蔗糖酶淀粉②再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。【举一反三】下列能说明酶不同于一般催化剂的催化特性的是(双选)()。A．酶都是蛋白质B．酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用C．酶的催化作用存在最适温度D．每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应解析酶未必都是蛋白质；酶既可在生物体内发挥催化作用，也可在生物体外发挥催化作用；与一般无机催化剂相比，酶催化具温和性(如C)专一性(如D)及高效性特点。-12-答案CD【高考风向标】1．（2014·全国卷）ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用【答案】B【解析】本题考查ATP的有关知识，线粒体中合成的ATP可用于除光合作用以外的耗能反应，A项正确。机体无论是在运动还是睡眠时，都会消耗ATP，B项错误。细胞质基质是有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段进行的场所，这一过程有ATP产生，C项正确。植物根细胞吸收矿质元素离子的方式是主动运输，该过程所需ATP来自于细胞呼吸，D项正确。2.（2014·重庆卷）如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()乙醇――→氧化肝脏乙醛氧化,Ｆ乙酸CO2、H2OA．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3．（2014·四川卷）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-13-D．活细胞内ATP与ADP的转化4．（2014·山东卷）下列有关实验操作的描述，正确的是()A．鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuSO4溶液B．制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色C．低温诱导染色体加倍实验中，将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理D．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温【答案】A【解析】鉴定蛋白质的试剂为双缩脲试剂，该试剂使用时应先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液，A项正确。制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片的正确顺序是：解离→漂洗→染色→制片，B项错误。低温诱导染色体加倍实验中，应首先对大蒜根尖低温处理，诱导分生区细胞染色体加倍，再制作装片，C项错误。探