第7讲ATP和酶_2024年新高考资料_1.2024一轮复习_2024年高考生物一轮复习讲义（新人教版）_另附1套Word版题库_必修1_第三单元细胞的能量供应和利用

第 7 讲 ATP 和酶 内容要求——明考向 近年考情——知规律 (1)解释ATP是驱动细胞生命活动的直 2021·湖南卷(5)、2020·北京卷(4)、2020· 接能源物质；(2)说明酶在代谢中的作用 全国卷Ⅲ(29)、2019·全国卷Ⅱ(2)、2020· 及影响因素；(3)探究酶催化的专一性、 海南卷(8) 高效性及影响酶活性的因素(活动)。 考点一 ATP 的结构与功能 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\考点自主梳理.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F448.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)ATP的供能原理 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F449.tif" \*MERGEFORMATINET (2)ATP是一种高能磷酸化合物 ATP水解的过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ， 所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 2.ATP和ADP的相互转化 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\l145.TIF" \* MERGEFORMATINET 3.ATP的利用 (1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F450.TIF" \*MERGEFORMATINET (2)ATP——细胞内流通的能量“货币” ①吸能反应：一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量。如蛋白质的 合成。 ②放能反应：一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。如细胞内有 机物的氧化分解反应。 4.ATP产生量与O 供给量的关系分析 2 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F451.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\易错辨析.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(×) (2)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP(×) (3)人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低(×) (4)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP(×) (5)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(√) (6)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(×) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \* MERGEFORMATINET考向1 结合ATP的结构和功能，考查结构与功能观 1.(2019·天津卷，2)下列过程需ATP水解提供能量的是( ) A.唾液淀粉酶水解淀粉 B.生长素的极性运输 C.光反应阶段中水在光下分解 D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段 答案 B 解析 唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的能 量，A错误；生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的能量， B正确；光反应阶段中水在光下分解产生 NADPH和氧气，不需要消耗ATP水解 释放的能量，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和[H]在酶的催化作用 下转化成乳酸，此过程既不产生ATP，也不消耗ATP，D错误。 2.(2020·山东省等级考试一模，5)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸 (dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链 中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过 PCR技术获得被32P标记且以碱基 “C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、 DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\J190.tif" \* MERGEFORMATINET ①dGTP，dATP，dTTP，dCTP ②dGTP，dATP，dTTP ③α位32P标记的ddCTP ④γ位32P标记的ddCTP A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 答案 A 解析 PCR过程需要模板、引物、DNA聚合酶、相应的缓冲液和原料，因为要获得 不同长度的子链DNA片段，所以在合成DNA过程中要加入所有的原料dGTP， dATP，dTTP，dCTP和在不同碱基“C”位置使子链的延伸终止的ddCTP；DNA的 基本组成单位为脱氧核苷酸，由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基构成，因此要将32P标记在α位置，A正确。 考向2 围绕ATP的利用，考查科学思维能力 3.(2021·湖南卷，5)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基 酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是 ( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\21s2.tif" \* MERGEFORMATINET A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C.作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递 D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 答案 B 解析 根据题干可知，某些蛋白质在相关酶的作用下会发生磷酸化和去磷酸化， 而发生了磷酸化和去磷酸化的蛋白质结构发生改变，功能有所不同，能够体现蛋 白质结构与功能相适应的特点，A正确；这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺 失，会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化，不能参与细胞信号传递，B错 误；由题图可知，在蛋白质磷酸化过程中，ATP为蛋白质提供磷酸基团，参与了细 胞信号传递，C正确；蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应，受温度的影 响，D正确。 4.(2021·山东烟台期末)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下列有关 ATP 的叙述正确的是( ) A.ADP与ATP的相互转化过程中所需的酶相同 B.许多放能反应与ATP的水解相联系，许多吸能反应与ATP的合成相联系 C.人在紧张时，细胞内ATP的合成速率与ADP的产生速率难以保持动态平衡 D.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白也能催化ATP的水解 答案 D 解析 酶具有专一性，ADP与ATP的相互转化过程中所需的酶不同，A错误；ATP 的水解释放能量，许多吸能反应与ATP的水解相联系，ATP的合成消耗能量，许多放能反应与ATP的合成相联系，B错误；人在紧张时，代谢加快，细胞内ATP与 ADP的相互转化速度很快，但 ATP的合成速率与ADP的产生速率依然保持动态 平衡，C错误；参与Ca2＋主动运输的载体蛋白能催化ATP水解并将Ca2＋运出细胞， D正确。 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\题后反思.TIF" \* MERGEFORMATINET 细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\L148.tif" \* MERGEFORMATINET 考点二 酶的作用、特性及影响因素 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\考点自主梳理.tif" \* MERGEFORMATINET 1.酶的本质和功能 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F452.TIF" \* MERGEFORMATINET 2.酶本质的探索历程(连线) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F453.TIF" \*MERGEFORMATINET 3.酶的作用机理分析 降低化学反应的活化能 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\1S130.tif" \* MERGEFORMATINET 提醒 ①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。 ②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。 4.酶的特性 (1)高效性：酶的催化效率是无机催化剂的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：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过 碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但 空间结构稳定。 5.比较过氧化氢在不同条件下的分解 (1)实验原理 ①2H O ―――――→2H O＋O ↑ 2 2 2 2 ②比较H O 在Fe3＋、过氧化氢酶等不同条件下气泡的产生速度或使点燃但无火焰 2 2 的卫生香复燃的程度，了解过氧化氢酶的作用。 (2)实验方案 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F455.TIF" \*MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\易错辨析.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(×) (2)酶可降低过氧化氢分解反应的活化能而无机催化剂不能(×) (3)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物(√) (4)产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素(√) (5)蛋白酶能催化多种蛋白质水解，因此蛋白酶不具有专一性(×) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\长句应答.TIF" \* MERGEFORMATINET 1.(科学思维)酶具有高效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.生物体内酶的化学本质： 绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA 。酶的特性有高效 性、专一性、酶的作用条件较温和。 3.(科学思维)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。 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\重点疑难突破.tif" \* MERGEFORMATINET 1.与酶有关的曲线分析 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F454.TIF" \*MERGEFORMATINET 2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 试管编号 1 2 注入可溶性 2 mL － 淀粉溶液 注入蔗糖溶解 － 2 mL 注入新鲜的 2 mL 2 mL 淀粉酶溶液60 ℃水浴保温5 min 新配制的 2 mL 2 mL 斐林试剂 沸水浴煮沸1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\ \ 新 建 文 件 夹 \\F454B.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计 思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。 (2)上述实验中不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是 否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\发散思维.TIF" \* MERGEFORMATINET 教材中具有“专一性”或“特异性”的物质 归纳 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\L157.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\B246.TIF" \*MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \* MERGEFORMATINET 考向1 结合酶的化学本质及作用，考查归纳与概括能力 1.(2017·全国卷Ⅱ，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催化活性，B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。而胃蛋白酶的化学 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正确；唾 液淀粉酶催化反应最适温度是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错误。 2.(2021·1月八省联考湖北卷，2)在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下列关 于酶的叙述，错误的是( ) A.过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质 B.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成 C.胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关 D.淀粉酶和盐酸通过降低反应物的活化能催化淀粉水解 答案 D 解析 绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA，而过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质，A正确；DNA聚合酶能催化脱氧核 苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键，DNA连接酶催化两个DNA片段之间形 成磷酸二酯键，B正确；胰蛋白酶属于分泌蛋白，其合成及分泌与核糖体、内质网 和高尔基体有关，C正确；淀粉酶和盐酸都是催化剂，可以降低化学反应的活化能 但不能降低反应物的活化能，D错误。 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\题后反思.TIF" \* MERGEFORMATINET 酶在生活中的应用 (1)人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中 消化缓慢。 (2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而 胃液的pH为0.9～1.5。 (3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类 激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生 物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。 考向2 结合影响酶促反应的因素，考查科学思维能力 3.(2020·北京卷，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解 H O 的实 2 2 验，两组实验结果如图。第 1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL1%的 H O 溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改 2 2 变。第2组实验提高了( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\20KT72.TIF" \* MERGEFORMATINET A.悬液中酶的浓度 B.H O 溶液的浓度 2 2 C.反应体系的温度 D.反应体系的pH 答案 B 解析 提高酶的浓度能够提高反应速率，但不能提高生成氧气的总量，A错误；提 高H O 溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；适度的提高温度 2 2 可以加快反应速率，但不能提高产物的量，C错误；改变反应体系的pH，可以改变反应速率，但不能提高产物的量，D错误。 4.(2022·百师联盟开学联考)在催化化学反应时，酶具有高效性、专一性、作用条件 较温和等特性，下列说法正确的是( ) A.低温下保存酶是因为低温能改变酶的空间结构降低酶活性 B.探究温度对酶活性影响实验时，选择的反应物最好是过氧化氢 C.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，不能用碘液进行鉴定 D.温度适宜条件下，酶可为化学反应提供活化能而加速化学反应速率 答案 C 解析 低温条件不能改变酶的空间结构，故酶适合在低温下保存，A错误；过氧化 氢受热易分解，不能用来探究温度对酶活性的影响，B错误；无论蔗糖是否分解， 均不能与碘液反应，故不能利用碘液检测蔗糖是否分解，C正确；酶的作用机理是 降低化学反应所需的活化能，酶不能为化学反应提供活化能，D错误。 考点三 探究影响酶活性的条件 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\考点自主梳理.tif" \* MERGEFORMATINET 1.探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\L160.TIF" \* MERGEFORMATINET 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)实验步骤、现象及结论 取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。 试管 1 1′ 2 2′ 3 3′ 编号 实 2 mL可 2 mL可 2 mL可 2 mL淀 2 mL淀 2 mL淀 验 一 溶性淀粉 溶性淀粉 溶性淀粉 粉酶溶液 粉酶溶液 粉酶溶液 步 溶液 溶液 溶液在60 ℃温水中水浴 二 在冰水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min 5 min 1与1′试管内液体混 2与2′试管内液体混 3与3′试管内液体混 三 骤 合，摇匀 合，摇匀 合，摇匀 在60 ℃温水中水浴 在沸水中水浴相同时 四 在冰水中水浴数分钟 相同时间 间 五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 实验 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色 现象 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的 结论 活性 提醒 ①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下 保温一段时间，再进行混合。 ②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。 因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格 控制温度。 ③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H O 作反应物，因为H O 易分解，加热条 2 2 2 2 件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。 2.探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理：2H O ―――――→ 2H O ＋ O ↑。pH影响酶的活性，从而影响氧气 2 2 2 2 的生成速率，也可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O 的生成速率。 2 (2)步骤 实验 实验操 试管1 试管2 试管3 步骤 作内容 注入等量过氧 一 2滴 2滴 2滴 化氢酶溶液 注入不同pH 1 mL 1 mL 1 mL 二 的溶液 蒸馏水 盐酸 NaOH溶液 注入等量的过 三 2 mL 2 mL 2 mL 氧化氢溶液 有大量气泡产 基本无气泡产 基本无气泡产 四 观察现象 生 生 生 (3)结论：酶的催化作用需要 适宜的 pH ， pH 偏低或偏高 都会影响酶的活性。提醒 ①探究pH对酶活性的影响时，必须先调pH，然后再将反应物与酶混合，否 则反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验的准确 性。另外，本实验中也可将过氧化氢酶溶液和过氧化氢溶液分别调至同一pH再混 合，以保证反应开始便达到预设pH。 ②探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂 发生反应，使斐林试剂失去作用。 ③探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试 剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少 而且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\命题规律探究.tif" \* MERGEFORMATINET 考向 结合酶的相关实验，考查科学探究能力 1.(2022·广东湛江模拟)已知淀粉在酸性条件下能被水解，如图表示pH对淀粉酶活 性的影响结果。下列有关叙述正确的是( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F456.TIF" \* MERGEFORMATINET A.分析实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为7 B.若在强酸条件下淀粉的剩余量较少，则淀粉酶具有活性 C.当pH＝3时，淀粉酶的活性比pH＝9时的活性高 D.分离在pH＝13时的淀粉酶，其能与双缩脲试剂产生紫色反应 答案 D 解析 分析柱形图可知，1 h后，这几组实验中pH为7的条件下淀粉的剩余量最 少，淀粉酶的最适pH在7左右，但最适pH并不一定是7，A错误；在强酸条件下， 酶的空间结构发生改变，淀粉酶失活无法发挥作用，且因淀粉在酸性条件下能被 水解，因此在强酸条件下淀粉的剩余量较少，并不是淀粉酶催化(淀粉酶没有活性) 的结果，B错误；分析柱形图可知，pH为3条件下和pH为9条件下淀粉剩余量基 本相等，由于淀粉在酸性条件下能被水解，因此pH为3条件下的酶活性低于pH 为9条件下酶的活性，C错误；淀粉酶的化学本质为蛋白质，pH为13条件下，淀粉 酶的空间结构会发生改变，但肽键没有断裂，故仍然能与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。 2.(2022·安徽A10联盟摸底)某兴趣小组为了研究温度对唾液淀粉酶活性的影响， 进行了相关实验，实验结果如图所示。下列相关分析正确的是( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F457.TIF" \* MERGEFORMATINET A.由实验可知，该唾液淀粉酶的最适温度为40 ℃ B.60 ℃组，t 时刻向反应液中滴加碘液，溶液不会出现蓝色 2 C.增加淀粉溶液的浓度会导致20 ℃组产物浓度增大 D.在t 时刻将60 ℃组置于40 ℃环境中曲线会上升 3 答案 C 解析 分析曲线图可知：在40 ℃组，反应到达化学平衡所需要的时间最短，酶的 活性最高，故三个温度条件下，该酶活性最高的是40 ℃组，但不能说明40 ℃是该 酶的最适温度，A错误；60 ℃组，最终产物浓度低于20 ℃组和40 ℃组，说明60 ℃ 会导致该酶完全失活，t 时应该还有一部分淀粉未被水解，因此，滴加碘液会出现 2 蓝色，B错误；20 ℃时酶有活性，增加底物的浓度，会导致最终产物的浓度增大，C 正确；在t 时刻，60 ℃组中酶已经完全失活，置于40 ℃环境中曲线不会变，D错误。 3 重温真题 经典再现 1.经典重组 判断正误 (1)马铃薯块茎无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP(2019·全国卷Ⅱ，2C)( ) (2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量(2018·全国卷Ⅲ，2A)( ) (3)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 (2018·全国卷Ⅱ，3B)( ) (4)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成(2017·海南卷，5A)( ) 提示 (1)× (2)× (3)× 激素具有调节作用，但不具有催化作用。(4)× 2.(2019·浙江4月选考，10)为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：步骤 基本过程 试管A 试管B 1 加入2%过氧化氢溶液 3 mL 3 mL 2 加入马铃薯匀浆 少许 － 3 加入二氧化锰 － 少许 4 检测 据此分析，下列叙述错误的是( ) A.实验的可变因素是催化剂的种类 B.可用产生气泡的速率作检测指标 C.该实验能说明酶的作用具有高效性 D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验 答案 D 解析 比较表中试管A和试管B中加入的物质，可知本实验的自变量是催化剂的 种类，A正确；本实验的检测指标可以是卫生香的燃烧程度也可以是产生气泡的 速率，B正确；马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶，二氧化锰属于无机催化剂，通过比 较二者催化过氧化氢分解的情况，可以证明酶具有高效性，C正确；鸡肝匀浆中也 含有过氧化氢酶，所以可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，D错误。 3.(2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后 迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得 ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( ) A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP B.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 答案 B 解析 根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误； 腺苷由腺嘌呤和核糖构成，不含磷元素，无放射性，B正确；根据题意可知，放射性 几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细 胞核内，D错误。 4.(2021·海南卷，11)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据 图分析，下列有关叙述错误的是( )INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\21S129.tif" \* MERGEFORMATINET A.该酶可耐受一定的高温 B.在t 时，该酶催化反应速率随温度升高而增大 1 C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同 D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同 答案 D 解析 据图可知，该酶在70 ℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的 高温，A正确；据图可知，在t 时，酶催化反应速率随温度升高而增大，即反应速率 1 与温度的关系为40 ℃＜50 ℃ ＜60 ℃＜70 ℃，B正确；由题图可知，在不同温度 下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，其中70 ℃达到该 温度下的最大反应速率时间最短，C正确；相同温度下，不同反应时间内该酶的催 化反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同，D错 误。 5.(2019·天津卷，3)植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物 细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进 入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。 下列叙述正确的是( ) A.蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开 B.钙离子通过自由扩散进入植物细胞 C.细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关 D.细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染 答案 D 解析 蛋白水解酶是水解蛋白质的酶，能使肽键断开，本题中特异的蛋白水解酶 会诱导植物细胞凋亡，不会使磷酸二酯键断开，A错误；一般情况下，钙离子通过 主动运输的方式进入植物细胞，B错误；据题干信息可知，细胞色素c是位于线粒 体内膜上参与细胞呼吸的一种化学物质，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质， 有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜，因此，细胞色素c与有氧呼吸的第三阶 段有关，C错误；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物 细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，这样就避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D正确。 课后·分层训练 (时间：35分钟) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\基础练.tif" \* MERGEFORMATINET 考点一 ATP的结构和功能 1.(2021·1月联考湖南卷，3)ATP是细胞生命活动的能量“货币”。下列叙述错误的 是( ) A.糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATP B.等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同 C.光合作用和呼吸作用都产生ATP，所需的ADP可共用 D.ATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成 答案 A 解析 糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存大量能量，而不是储存大量ATP，A错 误；等量的葡萄糖通过酒精发酵产生的ATP比有氧呼吸的少，B正确；ADP是合成 ATP的原料，在光合作用和呼吸作用产生ATP过程中可共用，C正确；ATP与ADP 可相互转化，一为分解反应，一为合成反应，所需酶不同，D正确。 2.(2022·河南重点高中联考)图1是细胞中某种小分子化合物的结构模式图，其中 ①～③代表化学键，④和⑤代表化学基团；图2表示哺乳动物成熟红细胞内ATP 产生量与O 供给量的关系。下列叙述正确的是( ) 2 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F463.TIF" \* MERGEFORMATINET A.图1中②处的化学键比①处的更稳定 B.图1中的⑤处为碱基，且该碱基是RNA所特有的 C.据图2可知，哺乳动物的成熟红细胞不能进行细胞呼吸 D.哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖需要消耗ATP 答案 A 解析 图1所示的物质可以是ATP，特殊化学键①容易形成也容易水解，特殊化学键②比特殊化学键①更稳定，A正确；图1中的⑤处是碱基A(腺嘌呤)，腺嘌呤 是DNA和RNA共有的碱基，B错误；哺乳动物的成熟红细胞可以进行无氧呼吸， C错误；哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要消耗ATP， D错误。 3.(2022·芜湖期末)如图是ATP为主动运输供能示意图，以下说法错误的是( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F464.TIF" \* MERGEFORMATINET A.参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶 B.载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生改变 C.ATP分子中磷酸基团的相互吸引使得ATP结构非常稳定 D.ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的磷酸基团挟能量与载体蛋白结合 答案 C 解析 如题图所示，参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶， 当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，酶活性就被激活了，A正确；由题图可知， 载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生改变，将Ca2＋运输至另一侧，B正确；由于 两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥，ATP分子中远离腺苷的磷酸基团容 易脱离，使得ATP结构不稳定，C错误；如题图所示，ATP在酶的作用下水解时，脱 离下来的磷酸基团挟能量与载体蛋白结合，即载体蛋白的磷酸化，D正确。 考点二 酶的作用特性及影响因素 4.(2021·1月八省联考重庆卷，5)下列关于酶的叙述，正确的是( ) A.细胞衰老过程中所有酶的活性降低 B.胰蛋白酶能彻底水解蛋白质 C.赤霉素能诱导α淀粉酶产生 D.过氧化氢酶能升高过氧化氢的活化能 答案 C 解析 细胞衰老过程中多数酶活性下降，比如酪氨酸酶，有的酶活性上升，比如与 细胞凋亡有关的酶，A错误；蛋白酶只能初步水解蛋白质成多肽，彻底水解还需要 肽酶，B错误；赤霉素能诱导α淀粉酶的产生，C正确；过氧化氢酶能降低化学反应 的活化能，D错误。 5.(2022·江西南昌模拟)为研究Pb2＋对胃蛋白酶活性的影响，某学习小组进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述错误的是( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F465.TIF" \* MERGEFORMATINET A.实验中底物可选用若干数量的等体积的蛋白块 B.实验表明Pb2＋没有改变胃蛋白酶催化的最适pH C.实验说明胃蛋白酶的催化具有专一性和高效性 D.增加一组底物＋Pb2＋的实验可增强实验的严谨性 答案 C 解析 选用若干数量等体积的蛋白块作为底物有利于观察酶促反应速率，A正确； 曲线a和曲线b的最大反应速率对应的pH相同，表明Pb2＋没有改变胃蛋白酶催 化的最适pH，B正确；专一性可用同种酶催化不同底物，高效性用酶与无机催化 剂分别催化相同的底物，进行比较后得出结论，图示实验没有体现酶的专一性和 高效性，C错误；增加一组底物＋Pb2＋的实验作为对照组，以证明Pb2＋对蛋白质的 水解没有影响，可增强实验的严谨性，D正确。 6.(2021·珠海月考改编)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现某核酶是 具有催化功能的RNA分子，可降解特异的RNA序列。下列关于核酶的叙述正确 的是( ) A.DNA分子和核酶的元素组成相同 B.与无机催化剂不同的是核酶能够降低所催化反应的活化能 C.温度和底物浓度对核酶催化反应速率的影响原理相同 D.核酶可以与双缩脲试剂发生紫色反应 答案 A 解析 核酶的化学本质是RNA，它与DNA均由C、H、O、N、P五种元素组成，A 正确；无机催化剂和核酶都能降低化学反应的活化能，B错误；温度通过影响酶活 性来影响反应速率，而底物浓度不会影响酶活性，C错误；核酶不是蛋白质，不能 用双缩脲试剂检测，D错误。 考点三 探究影响酶活性的条件 7.(2022·山东德州一中月考)为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性 等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是( ) 方案 催化剂 底物 pH 温度① 胰蛋白酶 蛋白块 不同pH 室温 ② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜 ③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度 过氧化氢酶、 ④ 过氧化氢 强酸性 室温 氯化铁溶液 A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类 B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测 C.方案③的目的是探究温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测 D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡的速度较快 答案 B 解析 探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，A错误；淀粉酶能催化淀粉 水解，不能催化蔗糖水解，利用斐林试剂检测生成物可以达到实验目的，B正确； 根据酶的专一性，蛋白酶可以催化蛋白质水解，但蛋白酶的化学本质是蛋白质，能 够与双缩脲试剂发生紫色反应，不能用双缩脲试剂检测，C错误；在温度过高、过 酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏而失活，不能催化过氧化氢分解，因此 加氯化铁的一组产生气泡的速度较快，不能验证酶的高效性，D错误。 8.(2022·山东临沂期末)用新鲜的马铃薯悬液(含过氧化氢酶)进行H O 分解实验的 2 2 结果如图所示。第1组实验的曲线表示在10 ℃、pH为5.0的条件下，向6 mL H O 2 2 溶液中加入5滴马铃薯悬液的结果，若要得到图中第2组实验的曲线所示结果，相 应的实验操作不可能是( ) INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\F466.TIF" \* MERGEFORMATINET A.适当提高H O 溶液的浓度 2 2 B.适当提高反应体系的温度 C.适当提高反应体系的pH D.适当提高马铃薯悬液的量 答案 A解析 与第1组相比，第2组实验的反应速率较高，两组实验最终得到的产物量相 同(两条曲线重合)，说明底物的总量相等，A符合题意；第2组实验可能改变了酶 量或酶活性，B、C、D不符合题意。 9.(2022·日照模拟)某小组为研究温度对酶活性的影响，在t 、t 、t 温度下，分别用 1 2 3 淀粉酶水解淀粉，保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c，且b>a>c，上述 温度各升高相同幅度，重复上述实验，保温相同时间后测定生成物的量分别为a′、 b′、c′，且a′>a，b′>b，c>c′。下列相关分析错误的是( ) A.该淀粉酶的最适温度在t ～t 2 3 B.当温度为t 时，不能通过提高淀粉浓度来提高酶的活性 1 C.当温度为t ～t 时，随温度升高酶的活性一直增强 2 3 D.b>c是因为温度为t 时部分酶的空间结构可能发生改变 3 答案 C 解析 酶活性受温度影响，在最适温度下酶活性最高，低于最适温度时，随温度升 高酶活性逐渐增强；高于最适温度时，随温度升高酶活性逐渐降低。b>a>c，且 a′>a，b′>b，c>c′，说明t 和t 温度下升高相同幅度的温度后，该淀粉酶活性上升， 1 2 而t 温度下升高相同幅度的温度后，该淀粉酶活性降低，则可推知t >t >t ，且t 和 3 3 2 1 1 t 均小于最适温度，t 大于最适温度，该淀粉酶最适温度在t ～t ，A正确；温度、pH 2 3 2 3 通过影响酶活性影响酶促反应速率，而底物浓度和酶浓度通过增加酶和底物的接 触面积影响酶促反应速率，而酶活性不受底物浓度和酶浓度影响，酶的活性与温 度和pH等相关，与淀粉浓度无关，B正确；温度为t ～t 时，随温度升高酶的活性 2 3 先升高后降低，C错误；b>c是因为温度为t 时部分酶的空间结构可能发生改变，D 3 正确。 INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\新建文件夹\\提升练.TIF" \* MERGEFORMATINET 10.(科学探究)(2021·江西赣州十五县市期中)蜂蜜中富含维生素、氨基酸与蛋白质、 果糖与葡萄糖等营养物质。蜂蜜中淀粉酶活性是衡量蜂蜜品质的重要指标，蜂蜜 在加工过程中，酶活性常常发生变化。科学家以新鲜椴树蜂蜜为实验材料，经过不 同加工条件处理后，在相同条件下检测蜂蜜中的淀粉酶活性(淀粉酶活性以淀粉酶 值表示，即1 g蜂蜜中的淀粉酶在一定条件下可催化1%淀粉溶液分解的量，单位： 毫升)，结果如下表所示。请回答：(1)淀粉酶的化学本质是________。淀粉酶只能催化淀粉水解，说明酶具有 ________。 (2)本实验的名称是________________________________。 (3)实验结果表明，淀粉酶活性在________条件下会下降。 (4)在测定淀粉酶值时，将一定体积、加工后的蜂蜜与淀粉溶液及其他试剂混合，在 适宜条件下反应一段时间后，观察淀粉的水解情况。有人怀疑“实验中淀粉的水 解可能是由于淀粉溶液本身不稳定而自发水解，不一定与蜂蜜中的淀粉酶有关”。 针 对 此 怀 疑 ， 在 测 定 淀 粉 酶 值 时 ， 设 计 的 对 照 组 实 验 为 _______________________________________。 (5)国家标准规定合格蜂蜜产品淀粉酶值应在8以上。根据上述实验结果，提出加 工蜂蜜的一条具体建议是____________________________________。 答案 (1)蛋白质 专一性 (2)探究加工温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性(淀 粉酶值)的影响 (3)加工温度较高、加工时间较长 (4)用等量的蒸馏水替换实验 组中的蜂蜜，用相同的方法测定淀粉酶值 (5)30 ℃、40 ℃条件下加工不超过 3小时，50 ℃、60 ℃条件下加工不超过2小时，70 ℃条件下加工不超过1小时(答 出其一即可) 解析 (1)淀粉酶的化学本质是蛋白质，淀粉酶只能水解淀粉，说明酶具有专一性。 (2)由表可知，该实验的自变量是加工温度和加工时间，所以本实验探究的是加工 温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性(淀粉酶值)的影响。(3)由表可知，淀粉酶活性 在加工温度较高、加工时间较长条件下会下降，即加工温度越高、加工时间越长， 淀粉酶值越小，淀粉酶活性越低。(4)要验证该怀疑，可设计对照实验。对照实验的 设计为用等量的蒸馏水替换反应体系中的蜂蜜，再用相同的方法测定淀粉酶值， 排除淀粉自发水解对实验的影响。(5)国家标准规定合格的蜂蜜产品淀粉酶值应在 8以上。根据表格实验结果，建议蜂蜜在30℃、40 ℃条件下加工不超过 3小时，在50 ℃、60 ℃条件下加工不超过2小时，在70 ℃条件下加工不超过 1小时。