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-1-第3讲酶和ATP★[最新考纲]1．酶在代谢中的作用(Ⅱ)；2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。精读教材——记一记1．Fe3＋和过氧化氢酶促使H2O2分解，但它们并未供给H2O2能量，而是降低了H2O2分解反应的活化能。(P80正文上部)2．酸既能催化蛋白质水解，又能催化脂肪和淀粉水解。(P83右边学科交叉)3．建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。原因：温度(高温)本身会影响过氧化氢自然分解的速度；酸本身也可以作为无机催化剂催化淀粉的水解。(P84实验)4．图5—3,5—4中，只有低温时曲线和横轴不相交，即酶的结构未改变，活性降低而已。(P85图)5．酶为生活添姿彩(1)溶菌酶能溶解细菌的细胞壁而抗菌消炎，常与抗生素复合使用。(2)加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体，而是经过酶工程改造过的，稳定性更强。(P87科学·技术·社会)6．(1)ATP的组成元素有C、H、O、N、P。(P88相关信息)(2)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的(只是绝大多数，不是所有)。(P89正文)7．吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。(P89正文下部)-2-8．1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的94倍。(P90思考与讨论自我诊断——判一判1．有关酶的正误判断(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)滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率不涉及“降低化学反应活化能”的原理。(×)(4)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(√)(5)(2018·全国Ⅱ卷，T3B)饥饿时，胰高血糖素水平升高，促进糖原分解，说明激素具有酶的催化活性。(×)解析：激素不具有酶的催化特性。(6)由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。(×)解析：酶在细胞内外均有催化活性。(7)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。(×)(8)发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。(×)2．有关ATP的正误判断(1)1个ATP分子中含有一个腺嘌呤和3个磷酸基团。(×)(2)在生物体的活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。(×)(3)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。(×)(4)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。(×)(5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)(6)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。(×)高频命题点1酶在细胞代谢中的作用、曲线分析及实验探究真题领航——目标方向导入高考1．(2017·全国Ⅱ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-3-D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃解析：C[线粒体和叶绿体中也有合成DNA的酶，A错误；只要给于适宜的温度和pH，活细胞产生的酶在生物体外仍然有催化活性，B错误；向某些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；酶在低温环境中保存，D错误。]2．(2019·江苏卷，30)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有________(填序号)。①试管②滴管③量筒④酒精灯⑤显微镜(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是__________________________________________________________。(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示)，40℃温育30min后，分别加入斐林试剂并60℃水浴加热，观察试管内颜色变化。请继续以下分析：①设置试管1作为对照，其主要目的是________________________________。②试管2中应加入的X是________的提取液。③预测试管3中的颜色变化是________。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)，则最可能的原因是________________________________。解析：本题以玉米籽粒发芽过程中物质含量变化为信息载体，考查考生验证简单生物学事实，对实验现象进行分析、解释得出正确结论的能力；通过实验设计与实验结果分析，体-4-现了对科学探究素养中的方案探讨及结果分析要素的考查。(1)双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，且蛋白质含量越高紫色越深。该检测过程需使用试管，因对样液和试剂有使用量的要求，故还需用到量筒和滴管。(2)碘液遇淀粉变蓝，随种子发芽时间的延长，胚乳蓝色块状物变小，说明玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少。(3)为验证发芽过程中胚乳蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，可依据淀粉酶能催化淀粉水解的特点，利用发芽前与发芽中的种子提取液分别催化淀粉溶液，同时设置空白对照组和淀粉酶组进行对照。试管1为本实验的对照组。其作用是排除淀粉液中含有还原性糖。试管2、3添加的分别为发芽前玉米与发芽玉米的种子提取液，发芽玉米的提取液中有淀粉酶，预期试管3中应发生蓝色(刚加入斐林试剂)到砖红色的变化。试管4中理论上也应出现砖红色，但未出现预期结果，说明试管4加入的淀粉酶已失活。答案：(1)双缩脲①②③(2)碘液玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少(3)①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖②发芽前玉米③蓝色→砖红色淀粉酶已失活知识拓展——培养学生文字表达能力及实验探究能力1．酶具有专一性，某小组欲探究某种酶的专一性，请写出简要设计思路。________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：探究酶的专一性常见的方案有两种，一是在相同底物的实验组中加入不同种类的酶，然后检测各组底物是否被分解；二是在不同种类的底物中加入等量相同种类的酶，然后观察各组底物是否被分解，从而得出结论。2．酶都有适宜的温度和pH，如何设计实验探究某种酶的最适pH，请写出简要设计思路。________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：设计实验时需设置一系列不同pH的实验组进行相互对照，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pH最接近最适pH。核心整合——掌握必备生物知识1．有关酶的基础知识归纳(填表)化学本质绝大多数是蛋白质少数是①RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(真核细胞)-5-来源一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、细胞外或生物体外均可生理功能具有②催化作用作用原理降低化学反应的③活化能与无机催化剂相同的性质a.提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点b.反应前后，酶的性质和数量不变2.酶的本质和作用机理(填空)(1)图1模型说明酶的化学本质是④蛋白质。(2)图2模型中ac段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能；酶的作用原理是⑤降低化学反应所需的活化能。若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向⑥上移动。若改为加热的方法也会提高反应的速率，其原理是提供了化学反应所需的活化能。3．酶的特性(填空)(1)图1模型表示酶作用特点的⑦专一性。图中b表示⑧酶，c表示被催化的反应物。(2)图2模型说明⑨酶A具有催化作用，而酶B不具有催化作用。体现了酶特性的专一性，即一种酶只能催化⑩一种或一类化学反应。(3)图3中，与未加酶相比(c与a曲线对比)，酶具有⑪催化作用。与无机催化剂相比(c-6-与b曲线对比)，酶的催化效率更高，即酶具有⑫高效性。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。4．影响酶促反应速率的因素(填空)(1)图1、图2模型说明：温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。低于或高于最适温度(或pH)⑬酶活性降低，高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶永久失活。(2)低温时，只是使酶的活性降低。高温会使酶的⑭空间结构遭到破坏，而低温不会破坏酶的分子结构。(3)若将上图1中的横坐标改为底物浓度或酶浓度，曲线如下图。(1)同一个体不同细胞中，酶的种类和数量会不同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。(2)酶促反应速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。考向立意——突显生命观念能力[考向一]以酶的概念、作用、本质等必备知识为载体，考查学生对生命观念的理解1．为使反应物A→产物P，采取了有酶催化(最适温度和pH)和有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。下列有关分析中不合理的是()-7-A．距离b可反映无机催化剂催化效率比有酶催化时效率低的原因B．适当升高温度，有酶催化时的曲线Ⅱ对应的距离a将下降C．图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表果糖和葡萄糖D．图乙所示过程可以说明酶具有专一性解析：B[该图所示为“最适”温度和pH下的酶促反应，则适当“升高”温度时，酶降低活化能的程度应减弱，即a将上升。]2．核酶是具有催化功能的RNA分子，在特异性结合并切断特定的mRNA后，核酶可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子。下列关于核酶的叙述，正确的是()A．向核酶中滴加双缩脲试剂，水浴加热后可发生紫色反应B．与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，由此可证明核酶具有高效性C．核酸具有热稳定性，故核酶的活性不受温度的影响D．核酶与反应底物特异性结合时，有氢键形成，也有磷酸二酯键的断裂解析：D[核酶的化学本质为RNA，其不能与双缩脲试剂产生紫色反应，A错误；与无机催化剂相比，酶具有高效性，而与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快，只能说明核酶具有催化性，B错误；RNA分子的热稳定性是有一定限度的，在高温条件下其空间结构也会发生改变，故核酶的活性也会受温度的影响，C错误；核酶与反应底物特异性结合时，二者会形成杂交链，此时有氢键形成，核酶切割mRNA分子时也有磷酸二酯键的断裂，D正确。]酶、激素、抗体、神经递质比较项目酶激素抗体神经递质化学本质多为蛋白质，少数是RNA蛋白质、多肽、固醇、氨基酸衍生物等球蛋白乙酰胆碱、多巴胺、氨基酸类、NO等产生细胞活细胞内分泌腺细胞或下丘脑细胞浆细胞神经细胞作用部位细胞内外靶细胞或靶器官内环境突触后膜作用后变化不发生改变被灭活被降解被降解或移走[考向二]以酶促反应曲线为载体，考查学生分析曲线的能力3．(2019·高三天津质检)如图为