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藏躲市安详阳光实验学校专题3-1 酶和ATP 【考情分析】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【核心素养分析】1.生命观念：ATP是生命活动的直接能源物质2.科学思维：根据实验总结酶的化学本质与特性3.科学探究：探究温度、pH对酶促反应的影响4.社会责任：酶在生产和生活中的应用【重点知识梳理】一、酶的本质和作用1．酶的本质及作用2.变量分析：3．实验成功的3个关键点(1)实验时必须用新鲜的(刚从活的动物体中取出的)肝脏作实验材料(肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低)。
(2)实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
(3)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，(因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断)。
4．酶本质的探索5．酶的特性(1)高效性：催化效率约是无机催化剂的107～1013倍。
(2)专一性：每一种酶只能催化某一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和：在最适温度和pH条件下，酶的活性最高。
高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。
二、酶作用相关图像及曲线解读1．酶高效性曲线解读(1)如图表示未加催化剂时，生成物浓度随时间的变化曲线，请在图中绘出加酶和加无机催化剂的条件时的变化曲线。
(2)由曲线可知：酶比无机催化剂的催化效率更高；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。
因此，酶不能(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。
2．表示酶专一性的图像和曲线解读(1)图像①图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被酶催化的物质。
酶与ATP——高考生物学大单元每周拔高练【考情分析】考查内容：酶和ATP是细胞代谢有序进行的必备物质和条件，“酶”的内容主要包括酶的化学本质、作用特性以及对相关实验的分析和设计；“ATP”的内容主要包括ATP的结构及其在能量供应系统中的作用。
命题规律：从近几年的高考来看，本专题主要以选择题的形式从酶在代谢中的作用角度考查酶的本质、种类、作用特性以及与其他生理过程的联系，另外还常以实验题的形式考查与酶特性有关的实验设计。
考查趋势：近几年高考题中考查频率比较低，在地方试卷中一般以实验题的形式出现。
【易错辨析】1.酶的化学本质：蛋白质或RNA2.酶在细胞代谢中的作用：酶可以降低化学反应所需的活化能3.酶只能在细胞内发生催化作用吗？提示：酶虽然是活细胞产生的，一般情况下都是在生物体内发挥催化作用但在体外适宜的条件下也具有催化作用4.酶促反应速率不同于酶活性（1）温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。
（2）底物浓度或酶浓度也能影响酶促反应速率。
当底物浓度相同在一定范围内，随着酶浓度的增大，酶促反应速率增大当酶浓度相同时，在一定范围内，随着底物浓度的增大，酶促反应速率增大。
但底物浓度或酶浓度没有改变酶活性。
5.不同酶的最适pH不同动物体内的酶最适pH大多在6.580之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适pH大多在4.5~6.5之间。
6.ATP与ADP的转化并不是完全可逆的ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶进行的场所、能量方面来看是不可逆的，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。
7.误认为ATP等同于能量ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为AP~P~P，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。
2012届高考生物一轮复习必修① 第三单元 第一讲 酶与ATP 课时跟踪检测(限时：30分钟 满分：100分)一、选择题(每小题4分，共48分)1．人体细胞进行正常的生命活动，每天需要水解200～300摩尔ATP ，但人体细胞中ATP 的总量只有约0.1摩尔。
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 ．ATP 由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成C ．有氧呼吸的第三阶段为人体细胞活动提供的ATP 最多D ．人体细胞内形成ATP 的场所是细胞质基质和线粒体解析：ATP 与ADP 的快速转化保证了能量需求。
ATP 由1个腺苷和3个磷酸基团构成。
人体通过细胞呼吸产生ATP ，场所是细胞质基质和线粒体。
答案：B2．下列有关ATP 与酶的叙述错误的是( )A ．ATP 中的能量可来源于光能和化学能，也可转化为光能和化学能B ．吸能反应一般与ATP 水解反应相联系，由ATP 水解提供能量C ．酶与双缩脲试剂都能发生紫色反应D ．酶的催化效率高的原因是其降低活化能的作用显著解析：光合作用和细胞呼吸都能产生ATP ，ATP 水解释放的能量可转化为光能和化学能。
吸能反应需要ATP 提供能量。
有些酶是RNA ，不能与双缩脲试剂发生反应。
答案：C3．下面为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是()A ．蔗糖酶的化学本质是RNAB ．该示意图说明酶具有高效性C ．一分子蔗糖可以水解出2分子葡萄糖D ．蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—底物复合物解析：此图表示酶的专一性，蔗糖酶只能催化分解蔗糖，而不能催化分解麦芽糖，其原因是酶与底物不能结合。
蔗糖酶的化学本质是蛋白质。
蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合而成的二糖。
答案：D4．(原创题)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ATP 与ADP 相互转化的关系式。
下列说法不．正确的是() ATP 酶1酶2ADP ＋Pi ＋能量 图2A ．图1中的A 代表腺苷，b 、c 为高能磷酸键B ．图2中反应向右进行时，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 ．酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能解析：图1中A 表示腺嘌呤，b 、c 是高能磷酸键。
ATP 水解时远离腺苷的高能磷酸键断裂。
酶催化作用具有高效性，其催化作用的机理是降低反应的活化能。
答案：A5．如图曲线表示物质A 生成物质P 的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。
下列相关叙述正确的是()A．ab段表示在有酶催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能B．ab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C．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动D．若只改变反应的温度或pH条件，则图中的曲线原有形状可发生改变解析：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
催化剂可以降低反应的活化能。
bc段表示有酶存在的条件下物质A生成物质P反应需要的活化能；ac段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应所需要的活化能；若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动；若只改变反应的温度或pH等条件，则酶的活性会发生改变，故图中的曲线原有形状可发生改变。
答案：D6．生物体内能量代谢中ATP的合成和利用过程如图所示。
以下说法不．正确的是()A．a过程和b过程都有[H]生成和消耗B．①过程和②过程的酶和场所不相同C．c表示吸收的能量，d表示释放的能量，两者数值相等、形式相同D．ATP在活细胞中的含量很少，但转化速度很快解析：a表示呼吸作用、b表示光合作用，两者都有[H]的生成和消耗。
①的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，②的场所是各种细胞；两个过程的酶也是不同的，①为合成酶、②为水解酶。
ATP 在活细胞中的含量很少，但转化速度很快，有利于生命活动中能量的供应。
c表示ATP合成过程中吸收的能量，主要是光能、化学能；而d表示ATP水解释放的能量，可以有多种形式。
答案：C7．(2011·广州模拟)在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如下图Ⅰ所示。
竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如下图Ⅱ、Ⅲ所示。
癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。
下列图示与此机制相符的是()A．ⅠB．ⅡC．ⅢD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ解析：竞争性抑制剂的作用原理是同底物竞争与酶的结合位点；非竞争性抑制剂是通过改变酶活性部位的结构，从而影响底物与酶的结合。
癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用，其作用机制与图Ⅲ相符。
答案：C8．如图表示在适宜条件下，等量的过氧化氢经不同处理后生成物的量与时间的关系曲线(①加入2滴过氧化氢酶，②加入2滴Fe3＋，③加入2滴蒸馏水)，请分析判断下列结论正确的是()A．据图分析可知，①～③反应速率从慢到快依次是①＜②＜③B．①与②相比，得出的结论是酶具有催化作用C．①与③相比，得出的结论是酶具有高效性D．酶和无机催化剂只能缩短达到平衡的时间，不改变化学反应的平衡点解析：据图分析可知，①～③反应速率为③＜②＜①；结合教材实验的设计思路和曲线的含义，很容易得出B、C两项的结论是错误的，二者的结论颠倒了。
答案：D9．某同学画了一坐标曲线图，但是没有写出纵横坐标的意义，下列关于此曲线的描述正确的是()A．横坐标表示温度，纵坐标表示酶促反应的速率，曲线可表示酶促反应的速率随着温度的升高而变化的趋势B．横坐标表示温度，纵坐标表示生成物的积累量，曲线可表示生成物的积累量随着温度的升高而变化的趋势C．横坐标表示pH，纵坐标表示酶的活性，曲线可表示酶活性随着pH的升高而变化的趋势D．横坐标表示pH，纵坐标表示酶的活性，曲线可表示pH由10逐渐降低到1过程中酶的活性变化的趋势解析：酶促反应速率的变化与酶活性的变化是一致的；生成物的积累量随反应的进行而逐渐增大，当反应停止时生成物的积累量达到最大值；pH过低或过高都会使酶变性失活，所以此图不能表示酶活性随pH变化的趋势。
答案：A10．细胞中的吸能反应与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量。
下列生理过程属于吸能反应的是()①肌肉收缩②光反应③暗反应④氨基酸合成蛋白质⑤丙酮酸氧化分解A．①③④B．②③⑤C．②④⑤D．①④⑤解析：吸能反应与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量，肌肉收缩、暗反应、氨基酸合成蛋白质都需要ATP提供能量。
答案：A11．甲醇本身对人体只有微毒，但进入肝脏后，在醇脱氢酶的催化下可转变成具有剧毒的甲醛。
用乙醇治疗甲醇中毒的原理是让乙醇与甲醇竞争结合肝脏醇脱氢酶活性中心，从而减少甲醛产生。
下列符合使用乙醇前(a)和使用后(b)醇脱氢酶反应速率变化规律的图是()说明：a—未加入乙醇时，该酶的反应速率与底物甲醇浓度的关系；b—加入乙醇后，该酶的反应速率与底物甲醇浓度的关系。
V max—最大反应速率，[S]—底物甲醇浓度。
解析：根据题中的信息，图中a为对照组，b为实验组。
乙醇与甲醇竞争结合肝脏醇脱氢酶活性中心，从而减少了底物(甲醇)的分解，降低了醇脱氢酶催化反应的速率。
答案：C12．将牛奶和姜汁混合，待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品——姜撞奶。
为了掌握牛奶凝固所需的条件，某同学将不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，观察混合物15 min，看其是注：用曾煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固。
根据以上姜汁使牛奶凝固的结果，下列表述不．正确的是()A．可证明新鲜姜汁中含有一种酶，该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态B．20℃和100℃时酶的活性低，是因为酶的分子结构遭到了破坏C．将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验的准确度D．60℃和80℃不一定是酶的最适温度，缩小温度范围，增加温度梯度才可得到最适温度解析：过酸、过碱和高温都能够使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，而低温并不破坏酶的分子结构。
答案：B二、非选择题(共52分)13．(15分)研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。
请分析回答：(1)神经细胞中的ATP主要来自________(生理过程)，其结构简式是____________。
研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是______________。
(2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是____________________________________________________________________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。
据图分析，科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)细胞的能量通货是ATP，其结构简式是A—P～P～P。
ATP的主要来源是细胞呼吸。
ATP和ADP可以相互转化是实现机体能量持续供应的前提。
(2)ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。
其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键，因此，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。
(3)推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的思路为：一是阻断典型神经递质的传递→刺激甲→测量乙的膜电位变化；二是寻找靶细胞膜上是否有ATP受体。
答案：(1)细胞呼吸A－P～P～P ATP与ADP相互迅速转化(2)腺苷(3)①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现受体细胞仍能接受到部分神经信号；②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体14．(18分)已知淀粉酶可以水解淀粉为麦芽糖，蛋白酶可以水解蛋白质为多肽。
