专题04酶与ATP讲高考二轮复习生物附解析 1.docx

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专题04酶与ATP讲高考二轮复习生物附解析1

专题04酶与ATP（讲）-2017年高考二轮复习生物

【讲――高效整合】

专题4　酶与ATP

考向1　酶在细胞代谢中的作用

1．讲高考

（1）考纲导读

酶的本质及作用特性；探究影响酶活性的因素。

（2）命题预测

预计2017年高考命题会相关的实验设计综合考查酶的作用特性及其影响因素。

（3）真题重现

1．（2016年江苏卷，8）过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。

为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．1号管为对照组，其余不都是实验组

B．2号管为对照组，其余都为实验组

C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶

D．若4号管不显橙红色，可明白菜梗中无氧化物酶

【答案】A

2．讲基础

1．酶的本质和作用

（1）产生场所：

活细胞（不考虑哺乳动物成熟红细胞等）都能产生酶。

（2）化学本质：

有机物（大多为蛋白质，少数为RNA）。

（3）作用场所：

可在细胞内、细胞外、体外发挥作用。

（4）温度影响：

低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活。

（5）作用：

酶只起催化作用。

（6）来源：

酶只在生物体内合成。

2．酶的作用原理

酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能，分析如下：

（1）图中ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。

（2）若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。

用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。

3．酶与激素的比较

（1）相同点：

都具有微量、高效的特点，也都具有一定的特异性。

（2）区别：

产生

化学本质

作用机制

激素

内分泌细胞

蛋白质、多肽、固醇、单胺等

作为信号分子作用于相应的靶细胞，并在发挥作用后被灭活

酶

所有的活细胞

绝大多数为蛋白质，少数为RNA

作为催化剂降低反应的活化能，在化学反应的前后，其质量与化学性质均不发生改变

4．酶的特性

（1）高效性：

酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。

（2）专一性：

每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

（3）作用条件较温和：

高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温时，酶的活性减弱，但不会失活。

3．讲典例

【例1】下列有关酶的叙述．正确的是（　　）

A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性

B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质

C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶

D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶

【答案】C

【趁热打铁】由人体的胰腺细胞合成的某种物质，能在常温下，在细胞外，快速水解蛋白质。

对该物质的描述，不正确的是（）

A．在低温下容易发生变性

B．具有专一性及高效性

C．彻底水解产物最多有20种

D．在合成过程中会产生水

【答案】A

【解析】由题意分析可知胰腺细胞合成的某种物质在常温下在细胞外快速水解蛋白质，说明该物质是分泌蛋白，并且起到催化作用。

酶在低温下不会变性只是活性受到抑制，A错误。

酶具有高效性和专一性，B正确。

这种酶是蛋白质，组成单位是氨基酸，水解后最多能产生20种氨基酸，C正确。

蛋白质是经过脱水缩合形成的，D正确。

【例2】下列有关酶的特性及相关实验的叙述正确的是（　　）

A．pH过高或过低以及温度过高或过低都能使酶变性失活

B．在研究温度影响淀粉酶活性实验中，可以用斐林试剂检测实验结果

C．在温度影响酶活性实验中，不适宜选择过氧化氢酶作为研究对象

D．与无机催化剂相比，酶提高反应活化能的作用更明显，因而酶催化效率更高

【答案】C

【趁热打铁】下图是几种离子对某种酶活性影响的实验结果，下列分析不正确的是（　　）

A．对照组和实验组的处理时间相同

B．Co2+和Mg2+能抑制该酶的活性

C．Mn2+能降低该化学反应的活化能

D．因变量可用底物的减少速率表示

【答案】C

【解析】根据实验目的和结果分析可知，该实验的自变量是不同离子种类，因变量是酶的活性。

由于实验组和对照组的处理时间是无关变量，应该相同，A正确；与对照组相比，Co2+和Mg2+处理后酶的活性降低，说明它们都能抑制该酶的活性，B正确；Mn2+处理酶后活性升高，说明Mn2+能提高酶降低该化学反应的活化能的效果，但不能说Mn2+就是直接减低反应的活化能，C错误；酶的活性——因变量可用底物的减少速率表示，D正确。

4．讲方法

1．模型法理解酶的作用与特性

（1）酶的模型1

①该模型表示了酶的作用特点——专一性。

②图中b表示酶，c表示被催化的反应物。

（2）酶的模型2

①该模型表示酶具有催化作用和高效性。

②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，而不能改变化学反应的平衡点。

2．酶的曲线分析

（1）影响酶活性的曲线　

①在一定温度（pH）范围内，随着温度（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、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是抑制酶的活性，酶的分子结构并未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。

（2）底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响

①甲图中：

在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。

②乙图中：

在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

③甲、乙两图中底物浓度、酶浓度都是通过底物与酶的接触面积大小影响酶促反应速率的。

3．“四步法”分析酶促反应曲线

（1）识标：

“识标明变量”。

明确酶促反应曲线坐标图中横坐标（自变量）和纵坐标（因变量）的含义。

（2）析线：

“析线理关系”。

分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。

“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。

（3）明点（特殊点）：

“抓点求突破”。

明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。

（4）判断：

“先分后合巧辨析”。

对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义（有的曲线直接标出），首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。

4．与酶有关实验的易混易误点分析

（1）探究温度对酶活性的影响：

①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。

②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。

③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。

（2）用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶作用于淀粉、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。

考向2　ATP与细胞的能量代谢

1．讲高考

（1）考纲导读

ATP的结构；ATP在能量代谢中的作用。

（2）命题预测

预计2017年高考命题会结合细胞呼吸与光合作用的过程考查ATP的作用。

（3）真题重现

1．（2016年海南卷，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

【答案】D

2．讲基础

1．ATP的结构与功能

（1）结构：

ATP的结构简式是A－P～P～P，一个ATP分子中含有一个普通磷酸键，两个高能磷酸键，三个磷酸基团。

（2）功能：

直接为细胞的生命活动提供能量。

2．ATP与ADP的相互转化

（1）ATP水解：

在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离A的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。

（2）ATP形成：

在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。

（3）ATP形成的能量来源：

①对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于细胞呼吸；对于绿色植物来说，则来自于细胞呼吸和光合作用。

②细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。

3．讲典例

【例1】ATP是细胞中的能量通货，下列关于ATP的叙述中不正确的是（　　）

A．细胞中各种生命活动都需要ATP直接提供能量

B．ATP中的“A”与ATP彻底水解后生成的“A”表示不同物质

C．ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能

D．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATP

【答案】A

【解析】细胞生命活动中放能反应生成ATP，不需要ATP直接提供能量，A不正确；ATP中的“A”表示腺苷，ATP彻底水解后生成的“A”表示腺嘌呤它们表示不同物质，B正确；ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能，C正确；在有氧与缺氧的条件下，有氧呼吸和无氧呼吸细胞质基质中都能形成ATP，D正确。

【趁热打铁】细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP之间的关系式来表示，称为能荷，公式如下:

能荷=

，其中AMP为一磷酸腺苷。

能荷对代谢起着重要的调节作用，高能荷时，ATP生成过程被抑制，而ATP的利用过程被激发；低能荷时，其效应相反。

下列说法不正确的是（　　）

A．根据能荷的公式组成，推测一般情况下细胞能荷数值小于1

B．细胞中ATP、ADP和AMP之间可以相互转化

C．细胞在吸收Mg2+时，能荷较低

D．能荷及其调节是生物界的共性

【答案】C

【例2】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】酒精发酵过程中在无氧呼吸第一阶段有少量ATP生成，A正确；物质跨膜运输中的主动运输，需要消耗能量，由ATP提供，B正确；ATP中高能磷酸键水解可释放能量，C正确；ATP的结构简式是A-P～P～P，由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。

【趁热打铁】如图所示为ATP来源及部分用途，下列相关叙述，正确的是（　　）

A．图中①可表示光合作用，该过程产生的ATP可用于发光发电

B．图中酶l与酶2是两种不同的酶，两者均具有专一性

C．图中②所示分子也是组成RNA的原料之一，即腺嘌呤核糖核苷酸

D．若图中③指的是物质进出细胞方式，则该方式一定为主动运输

【答案】B

4．讲方法

1．ATP结构的“一、二、三”

2．ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析

（1）ATP结构中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。

（2）DNA结构中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。

（3）RNA结构中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。

（4）核苷酸结构中的A为腺嘌呤。

可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。

3．对ATP认识上的四个易误点

（1）误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应。

ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用。

（2）误认为ATP转化为ADP不消耗水。

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