版生物高考大一轮复习第三单元细胞的能量代谢第7讲酶和ATP学案北师大版.docx

1、版生物高考大一轮复习第三单元细胞的能量代谢第7讲酶和ATP学案北师大版第7讲酶和ATP考纲要求1.酶在代谢中的作用()。2.实验：探究影响酶活性的因素。3.ATP在能量代谢中的作用()。考点一酶的本质、作用及特性1.酶的化学本质(1)酶本质的探索历程(连线)(2)酶的本质和作用2.酶的作用机制下面是德国化学家费舍尔提出的著名的锁钥学说的示意图。3.酶的特性(1)高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。(3)催化作用易受外界环境影响酶作为生物催化剂，其催化活性受到很多因素影响，如温度、pH、酶的抑制剂或激活剂等。归纳总结关

2、于酶的8个易错点项目正确说法错误说法产生场所活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA或DNA)蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等合成原料氨基酸、核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体(1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物()(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()(3)酶提供了反应过程所必需的活化能()(4)随着温度

3、降低，酶促反应的活化能下降()(5)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用()(6)酶活性的发挥离不开其特定的结构()(7)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类() (8)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁() (9)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同() 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：(1)A、B两种酶的化学本质是否相同？提示不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，化学本质不是蛋白质而是RNA或DNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质。(2)B酶活性改变的原因是什么？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

4、活性丧失。(3)欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用哪种酶处理？提示应选用RNA或DNA水解酶处理。1.与酶有关的曲线分析(1)酶高效性的曲线与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶专一性的曲线加入酶B的反应速度和无酶条件下的反应速度相同，说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应速度随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A对此反应有催化作用。(3)影响酶活性因素的相关曲线甲曲线分析：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。过酸、过碱、高温都会使酶变性失

5、活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。乙曲线分析：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；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曲线甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速度先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速度不再增加。乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速度与酶浓度成正比。2.酶专一性的理论模型(1)图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。(2)

6、酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。命题点一酶的本质与特性的综合分析1.(2017全国，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解析DNA的合成主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能合成，因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶，A项错误；只要给予适宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性，B项错误；盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性，胃蛋白酶

7、的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C项正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 ，但是37 不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D项错误。2.下列关于酶的叙述正确的是()A.酶适于低温下保存，因为低温时虽然酶的活性很低，但酶的空间结构稳定B.Fe3和酶促使过氧化氢分解，是因为它们降低了化学反应的活化能，同时给过氧化氢提供能量C.酶是由内分泌腺细胞合成的、具有催化作用的有机物D.酶与激素一样使用后立即被灭活，所以活细胞中需要源源不断地合成酶答案A解析低温下酶的活性被抑制，而空间结构稳定，不会变性失活，因此酶适于低温下保存，A项正确；Fe3和酶均促使过

8、氧化氢分解，是因为它们均能降低化学反应的活化能，但不能给过氧化氢的分解提供能量，B项错误；酶是由活细胞产生的、具有催化作用的有机物，C项错误；酶在化学反应后不被灭活，不需源源不断地合成，D项错误。具有专一性或特异性的五类物质(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只

9、能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。命题点二酶的相关曲线分析3.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，下列有关说法错误的是()A.该酶的最适催化温度不确定B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.由图4实验结果可知酶具有高效性D.由图3实验结果可知Cl是该酶的激活剂答案C解析图1显示温度对酶活性的影响，图中结果只能显示30 比较适宜，但温度梯度太大，不能确定最适催化温度，A项正确；图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5，由图4可知该酶为麦芽糖酶，B项正确；图3能说明Cl是该酶的激活剂，Cu2是该酶的抑制剂，D项正确；图4可说明酶具有专

10、一性，C项错误。4.向装有5 mL体积分数为3%的H2O2溶液的密闭容器中，加入2滴新鲜的肝脏研磨液，每隔一段时间测定容器中O2的浓度，得到如图中曲线a(实线)所示结果。下列相关叙述错误的是()A.曲线a表明，随着时间的推移，H2O2分解速率呈现由快转慢直到停止的特点B.在t1时，向容器内再加入2滴新鲜肝脏研磨液，可以得到曲线b所示结果C.在t1时，向容器内再加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液，可以得到曲线c所示结果D.在t2时，向容器内再加入5 mL体积分数为3%的H2O2溶液，可以得到曲线d所示结果答案C解析由图可知，曲线a表明，随着时间的推移，H2O2分解速率由快转慢直到停止，A

11、项正确；在t1时，向容器内再加入新鲜肝脏研磨液，提高了反应速率，但没有改变反应底物的量，最终生成的O2量不变，即O2浓度不变，得到曲线b所示结果，B项正确；在t1时，向容器内再加入FeCl3溶液，没有改变反应底物的量，O2的最终浓度不变，不可能得到曲线c所示结果，C项错误；在t2时，向容器内再加入H2O2溶液，增加了反应底物的量，O2的最终浓度增加，得到曲线d所示结果，D项正确。解答坐标曲线题的“三步曲”考点二探究影响酶活性的因素1.实验原理(1)探究温度对酶活性的影响反应原理鉴定原理：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)探究pH对

12、酶活性的影响反应原理(用反应式表示)：2H2O22H2OO2。鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。2.实验步骤(1)探究温度对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同的温度条件温水(10分钟)沸水(10分钟)冰块(10分钟)3加入等量的新鲜淀粉酶溶液1 mL(10分钟)1 mL(10分钟)1 mL(10分钟)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色)蓝色蓝色(2)探究pH对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的3%的H

13、2O2溶液2 mL2 mL2 mL2注入等量的不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl1 mL 5%的NaOH3注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将带火星的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱归纳总结(1)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，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。(2)在探究温度对酶活性的影响的实验中，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

14、影响实验结果。(3)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(4)在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作实验材料，因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快，从而影响实验结果。命题点一实验基础1.探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是()取3支试管，编号，各注入2 mL淀粉溶液；另取3支试管，编号，各自注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中，维持各自的温度10 min向各试管中滴一滴碘液将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉液和

15、一份淀粉酶溶液，分别放在温水、沸水和冰水中观察实验现象A. B.C. D.答案D解析探究温度对酶活性影响的实验步骤为：分组酶与底物在各自温度下处理一段时间酶与底物混合，保温一段时间检测观察实验现象。2.下列关于探究酶活性实验的设计思路，最适宜的是()A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响C.利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究温度对酶活性的影响D.利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究pH对酶活性的影响答案B解析温度影响过氧化氢的分解，从而对过氧化氢酶活性测定造成干扰，A项错误；利用过氧化氢和过氧化氢酶可探究pH对酶活性的影响，B项正确；斐林试剂

16、使用时需要水浴加热，会对实验结果造成干扰，C项错误；酸能促进淀粉水解，会对实验结果造成干扰，D项错误。命题点二实验拓展3.下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果，据表分析，以下说法不正确的是()试管纤维素悬液(mL)222纤维素酶液(mL)111反应温度()304050斐林试剂(mL)222砖红色深浅注：“”的多少代表颜色深浅。A.该实验的自变量为温度B.该实验的因变量是还原糖的生成量C.纤维素被水解成了还原糖D.该纤维素酶的最适温度为40 答案D解析由表中数据可知，该实验中温度是自变量，A项正确；还原糖生成量通过颜色深浅体现出来，这与温度不同有关，是因变量，B项正确；溶液中出现砖红

17、色沉淀是因为纤维素被水解成了还原糖，C项正确；组与组的温度相比，40 较适宜，但温度梯度太大，故通过本实验不能说明该纤维素酶的最适温度为40 ，D项错误。4.某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到下图结果。下列分析不正确的是()A.Mn2降低了相应化学反应过程所必需的活化能B.Co2或Mg2可能导致酶结构的改变使其活性降低C.不同离子对酶的活性有提高或降低作用D.该水解酶的用量是实验的无关变量答案A解析从图中可以看出，Mn2只是提高了该水解酶的活性，并不能降低反应过程所必需的活化能，A项错误；Co2或Mg2可能导致酶结构的改变使某水解酶活性降低，B项正确；从图中可以看出，有的

18、离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性，C项正确；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量，D项正确。考点三ATP的结构与功能1.ATP的结构(1)图中各部分名称：A腺嘌呤，腺苷，一磷酸腺苷(AMP)，二磷酸腺苷(ADP)，三磷酸腺苷(ATP)，普通化学键，高能磷酸键。(2)ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。(3)结构特点ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出能量，ATP就转化为ADP，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/m

19、ol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2.ATP与ADP的相互转化项目ATP的合成ATP的水解反应式ADPPi能量ATPH2OATPH2OADPPi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)储存在高能磷酸键中的能量能量去路储存于高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所胞质溶胶、线粒体、叶绿体生物体的需能部位3.ATP的功能与动植物细胞代谢ATP水解释放的能量，可用于可用于：主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。(1)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()(2)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的

20、膜结构中都能合成ATP()(3)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化()(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应()(5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源()(6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生ATP的合成与水解()据图分析ATP的结构和特点(1)图示a处应为“H”还是“OH”？提示图示a处应为“OH”，因为该五碳糖为“核糖”。(2)图示b、c、d所示化学键是否相同？其中最易断裂和重建的是哪一个？提示图示b为普通磷酸键，c、d则为高能磷酸键，其中d处的键最易断裂和重建。(3)图示框e的名称是什么

21、？它与DNA、RNA有何关系？提示图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一，当发生逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸配对。命题点一ATP的结构和特点分析1.下列关于生物体中ATP的叙述，其中正确的一项是()A.蓝细菌细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATPB.ATP与ADP是同一种物质的两种形态C.ATP中存在2个高能磷酸键，在一定条件下均可释放其中的能量D.生物体内ATP的含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应答案C解析蓝细菌细胞是原核细胞，不含线粒体和叶绿体，A项错误；ATP和ADP是两种不同的物质，B项错误；ATP中存在2个高能磷

22、酸键，在一定条件下均可释放其中的能量，C项正确；生物体内ATP的含量很少，但ATP与ADP转化非常迅速，从而保证了生命活动所需能量的持续供应，D项错误。2.如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是()A.甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B.丙是RNA的基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D.在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加答案D解析甲乙丙丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反应的酶都不同，A项正确；丙由1分子核糖、1分子腺嘌呤和1分子磷酸构成，为1分子腺嘌呤核糖核苷酸，B项正确；丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊表示磷酸，

23、是ATP的组成成分，C项正确；红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，不需要消耗ATP，故乙(ADP)的含量不会增加，D项错误。命题点二ATP与ADP的相互转化和ATP的利用3.下列有关ATP的叙述错误的是()A.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求B.图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动C.图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生D.ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成答案D解析细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了机体对能量的需求，A项正确；图中两次ATP的水解，前者能量储存在有机物中，后者能量可用于各项生命活动，B项正

24、确；图中两次合成ATP，前者ATP的合成是通过光合作用，所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C项正确；ATP由3个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成，D项错误。4.ATP是细胞内的直接能源物质，可通过多种途径产生，如图所示。以下说法正确的是()A.O2由红细胞进入肝脏细胞，使ATP含量迅速下降B.a过程和b过程都在细胞器中进行C.绿色植物通过b过程形成的ATP不能用于吸收矿质元素D.、在物质和能量上都可成为互逆反应答案C解析O2由红细胞进入肝脏细胞属于自由扩散，不需要载体和能量，因此ATP含量基本不变，A项错误；a表示细胞呼吸，细胞呼吸的场所有胞质溶胶、线粒体，B项错误；b

25、过程为光合作用，其形成的ATP只能用于碳反应，不能用于其他生命活动，C项正确；、分别为ATP的合成和水解过程，其中物质是可逆的，能量是不可逆的，D项错误。细胞内产生与消耗ATP的生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐胞质溶胶产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：碳反应和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等矫正易错强记长句1.ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。2.ATP与ADP的相互转化，从物质

26、方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的，因此不是可逆反应。3.细胞中ATP含量很少，但是ATP与ADP转化非常迅速，能为生命活动提供大量能量。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡，不会剧烈变化。4.吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，需要ATP水解酶的催化，同时也消耗水；放能反应一般与ATP的合成相联系。5.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。下图为不同条件下，某酶促反应生成物随时间的变化曲线，请分析：1.若表示的是不同催化剂条件下的反应，是不加催化剂，是加无机催

27、化剂，是加酶，这体现了酶的高效性，酶具有该特性的原理是同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。2.若表示不同温度条件下的反应，能否确定三种温度的高低，为什么？不能，因为在最适温度下，酶的活性最高，但是温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。3.生物体内酶的化学本质是绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA或DNA。其特性有高效性、专一性，易受外界环境的影响(答出两点即可)。4.过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因：酶的空间结构遭到破坏。重温高考演练模拟1.(2017天津，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。下列叙述错误的是()A.酶C降低了A生成B

28、这一反应的活化能B.该体系中酶促反应速率先快后慢C.T2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值增大答案C解析T1时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A项正确；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢(减慢的原因是底物减少)，B项正确；T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C项错误；图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T2值增大，D项正确。2.(2016全国，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺

29、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一段时间后检测产物的量答案C解析测定酶活力的影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，故只有C选项所述操作顺序正确。3.(2013新课标，6)关于酶的叙述，错误的是()A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物答案B解析低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大，B项错误。4.(2015海南，3)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