山東省2023高考生物第3單元細胞的能量供應(yīng)和利用(1)酶和ATP導(dǎo)學(xué)案(含解析)新人教版必修1

。。。內(nèi)部文件，版權(quán)追溯第1講酶和ATP李仕才考綱要求全國卷五年考情1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)2023·卷ⅡT3,2023·卷ⅠT3,2023·卷ⅡT2,2023·卷ⅡT6,2023·卷ⅡT292.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)2023·卷ⅠT29,2023·卷ⅠT1,2023·卷ⅡT1,2023·卷ⅡT63.實驗：探究影響酶活性的因素2023·卷ⅡT29考點一|酶的本質(zhì)、作用和特性(對應(yīng)學(xué)生用書第39頁)[識記—基礎(chǔ)梳理]1．酶的本質(zhì)及作用(1)本質(zhì)與作用化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核(真核細胞)來源一般來說，活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產(chǎn)生酶作用場所細胞內(nèi)、外或生物體外均可生理功能催化作用(2)作用機理①活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。②作用機理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。2．酶的特性(1)高效性：催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(3)作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。高溫、過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。eq\a\vs4\al([辨析與識圖])1．判斷正誤(1)酶的基本組成單位是氨基酸。(×)【提示】酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。(2)酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能。(×)【提示】酶的作用是降低活化能。(3)酶在催化反應(yīng)前后，其分子結(jié)構(gòu)不變。(√)(4)酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)。(√)(5)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性。(×)【提示】低溫不破壞酶的結(jié)構(gòu)。(6)酶活性最高時的溫度不適合酶的保存。(√)(7)人體在發(fā)熱感冒時，常出現(xiàn)厭食現(xiàn)象，這與人體內(nèi)酶的活性有關(guān)，說明酶活性的發(fā)揮離不開適宜的溫度。(√)(8)在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入雙縮脲試劑，由于蛋清液中的蛋白質(zhì)被分解，因此不再發(fā)生紫色反應(yīng)。(×)【提示】蛋白酶本身也是蛋白質(zhì)。2．據(jù)圖思考下圖曲線表示在無酶催化條件和有酶催化條件下某化學(xué)反應(yīng)的能量變化過程。(1)無酶催化的反應(yīng)曲線是__②__。(2)有酶催化的反應(yīng)曲線是__①__。(3)ca段的含義是在無催化劑的條件下，反應(yīng)所需要的活化能。(4)ba段的含義是酶降低的活化能。(5)若將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則b點在縱軸上將向上移動。[理解—深化探究]1．如圖表示未加催化劑時，生成物濃度隨時間的變化曲線，請在圖中繪出加酶和加無機催化劑的條件時的變化曲線?！咎崾尽?．甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如下圖所示，請思考：(1)甲、乙兩種酶的化學(xué)本質(zhì)是否相同？【提示】觀察曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶為蛋白質(zhì)。(2)乙酶活性改變的機制是什么？【提示】乙酶被降解的過程中其分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使其活性喪失。3．下列圖示為影響酶促反應(yīng)因素的四種曲線，據(jù)圖回答：(1)分別表述甲、丙兩圖表示的含義?！咎崾尽考讏D表明在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的催化作用增強，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。丙圖表明在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨著底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)過酸、過堿、高溫、低溫對酶促反應(yīng)速率的影響一樣嗎？【提示】不一樣，過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。(3)甲、乙、丙、丁四圖所示的因素均對酶活性造成影響嗎？【提示】溫度和pH影響酶的活性，進一步影響酶促反應(yīng)速率；底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。[運用—考向?qū)歖考向1考查對酶的本質(zhì)、作用和特性的理解1．(2023·新課程仿真卷)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A．酶具有催化作用并都能與雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色B．酶適宜在最適溫度下長期保存以保持其最高活性C．細胞代謝能夠有條不紊地進行主要由酶的高效性決定D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物D[大部分酶是蛋白質(zhì)，能和雙縮脲試劑反應(yīng)呈紫色，少數(shù)酶是RNA，不能和雙縮脲試劑反應(yīng)，A錯誤；酶應(yīng)該保存在低溫下，B錯誤；細胞代謝能夠有條不紊地進行主要由酶的專一性決定，C錯誤；酶既可以作為催化劑，也可以作為另一反應(yīng)的底物，D正確。]2．(2023·東城區(qū)期末)下列有關(guān)酶的敘述，不正確的是()A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中B．酶促反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進行C．溫度能改變酶的活性，也能改變酶的結(jié)構(gòu)D．酶可為化學(xué)反應(yīng)提供能量來加快反應(yīng)速率D[分化程度不同的細胞也有相同的酶，是細胞生命活動必需的酶，如細胞呼吸的酶，ATP合成酶等，A正確；酶的催化需要適宜的溫度和pH值，酶促反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進行，B正確；高溫和低溫都能改變酶的活性，其中高溫還能改變酶的空間結(jié)構(gòu)，C正確；酶的催化作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，D錯誤。]eq\a\vs4\al([誤區(qū)警示]與酶相關(guān)的常見誤區(qū)明示)項目正確說法錯誤說法化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)產(chǎn)生部位一般來說，凡是活細胞都能產(chǎn)生酶(不考慮哺乳動物的成熟紅細胞)具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成場所核糖體或細胞核核糖體生理功能生物催化劑，只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來源生物體內(nèi)合成有的來源于食物作用場所既可在細胞內(nèi)，也可在細胞外、體外發(fā)揮作用只在細胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，但高溫易使酶失活低溫會引起酶變性失活作用前后催化反應(yīng)前后的數(shù)量和性質(zhì)沒有變化發(fā)生催化作用后被分解eq\a\vs4\al([備選習(xí)題])(2023·濰坊市期中聯(lián)考)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()A．在人體的生命活動中，酶可起到催化和調(diào)節(jié)作用B．與無機催化劑不同，酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C．酶都是由內(nèi)分泌細胞合成的，具有高效性D．酶的作用條件比較溫和，高溫可使酶失活D[在人體的生命活動中，酶起催化作用，不起調(diào)節(jié)作用，A項錯誤；與無機催化劑相比，酶降低活化能更顯著，B項錯誤；一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶，具有高效性，C項錯誤；酶的作用條件比較溫和，高溫破壞酶分子的結(jié)構(gòu)，使酶失活，D項正確。]考向2結(jié)合坐標(biāo)曲線考查酶的作用和特性3．(2023·云南一中月考)如圖表示某條件下酶促反應(yīng)速率的曲線，相關(guān)分析錯誤的是()A．若X為pH，則A點時酶永久失活B．若X為溫度，則A點時酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定C．在B點條件下，同種酶催化的酶促反應(yīng)最大速率可能不同D．若不同種酶催化的酶促反應(yīng)最大速率相同，則B點一定相同D[若X為pH，則A點對應(yīng)的pH過低酶促反應(yīng)的速率為零，說明A點對應(yīng)的pH過低使酶永久失活，A正確；若X為溫度，則A點對應(yīng)的溫度過低酶促反應(yīng)的速率為零，說明A點對應(yīng)的溫度過低抑制了酶的活性，但此時酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，B正確；影響酶促反應(yīng)速率的因素有pH、溫度、底物濃度、酶濃度等，在B點條件下，同種酶催化的酶促反應(yīng)最大速率可能因其他因素的限制而使酶促反應(yīng)最大速率不同，C正確；不同種酶的酶活性最高、酶促反應(yīng)速率最大時，所需的最適宜溫度或pH條件(即B點)可能不同，D錯誤。]4．(2023·鄭州檢測)下圖曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下，反應(yīng)物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。據(jù)圖分析正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：67110028】A．增大pH，重復(fù)該實驗，A、B點位置都不變B．B點后，適當(dāng)升高溫度，曲線將出現(xiàn)c所示變化C．酶量增加一倍，酶促反應(yīng)速率可用曲線a表示D．反應(yīng)物濃度是限制曲線AB段酶促反應(yīng)速率的主要因素D[曲線b表示在最適溫度、最適pH條件下測定的酶促反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系，若溫度、pH發(fā)生變化，酶促反應(yīng)速率降低，A、B項錯誤；酶量增加一倍，酶促反應(yīng)速率上升，C項錯誤；AB段反應(yīng)物濃度低，限制了酶促反應(yīng)速率，D項正確。]eq\a\vs4\al([技法總結(jié)]“四步法”分析酶促反應(yīng)曲線)1．識標(biāo)：“識標(biāo)明變量”。明確酶促反應(yīng)曲線坐標(biāo)圖中橫坐標(biāo)(自變量)和縱坐標(biāo)(因變量)的含義。2．析線：“析線理關(guān)系”。分析酶促反應(yīng)曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化?！吧仙薄跋陆怠薄跋壬蠼怠薄跋壬蠓€(wěn)”“水平”等。3．明點(特殊點)：“抓點求突破”。明確酶促反應(yīng)曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特殊條件下的交點等表示的生物學(xué)含義。4．判斷：“先分后合巧辨析”。對多條酶促反應(yīng)曲線圖，根據(jù)曲線上不同標(biāo)示物識別曲線所代表的意義(有的曲線直接標(biāo)出)，首先對每一條曲線單獨分析，進行比較，判斷曲線間有無聯(lián)系或找出相互關(guān)系，然后綜合分析。eq\a\vs4\al([備選習(xí)題])(2023·合肥市二模)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置甲、乙、丙三個實驗組，各組溫度條件不同，其他條件相同且適宜，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度，結(jié)果如圖。以下分析正確的是()A．在t時刻之后，甲組曲線不再上升，是由于受到酶數(shù)量的限制B．在t時刻降低丙組溫度，將使丙組酶的活性提高，曲線上升C．若甲組溫度小于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能大于乙組溫度D．若甲組溫度大于乙組溫度，則酶的最適溫度不可能大于甲組溫度C[在t時刻后，甲組曲線不再上升，是由于底物被徹底分解，A項錯誤；丙組溫度過高，酶失活，降低溫度，酶的活性不能提高，B項錯誤；若甲組溫度小于乙組溫度，說明乙組已超過適宜溫度，酶的最適宜溫度不可能大于乙組溫度，C項正確；若甲組溫度大于乙組溫度，酶的最適溫度可能大于甲組溫度，也可能小于甲組溫度，D項錯誤。]考點二|探究影響酶活性的因素(實驗)(對應(yīng)學(xué)生用書第41頁)[原理流程]1．探究溫度對酶活性的影響(1)實驗原理①反應(yīng)原理淀粉eq\o(→,\s\up9(淀粉酶))麥芽糖藍色不出現(xiàn)藍色②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗設(shè)計程序淀粉淀粉酶↓↓各自在所控制的溫度下處理一段時間↓淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合↓在各自所控制的溫度下保溫一段時間↓滴加碘液，觀察顏色變化2．探究pH對酶活性的影響(1)實驗原理①反應(yīng)原理：2H2O2eq\o(→,\s\up9(過氧化氫酶))2H2O＋O2(反應(yīng)式)②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2產(chǎn)生量的多少。(2)實驗流程序號實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的過氧化氫溶液2mL2mL2mL4觀察實驗現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生5將點燃的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒劇烈燃燒較弱燃燒較弱[實驗關(guān)鍵]1．實驗變量控制的三個原則實驗變量控制原則實例自變量單一變量原則探究溫度對酶活性的影響實驗中只有溫度一個自變量無關(guān)變量等量適宜原則探究溫度對酶活性的影響實驗中pH為無關(guān)變量，不但相同，還要適宜因變量可觀測性原則探究溫度對酶活性的影響實驗中，根據(jù)淀粉遇碘變藍的顏色反應(yīng)將不可觀測地反應(yīng)直觀地顯現(xiàn)出來，便于實驗結(jié)果的觀測2．在探究溫度或pH對酶活性影響的實驗中，應(yīng)先分別控制酶和底物的溫度或pH，再將酶與底物混合，而不能顛倒，否則酶會在調(diào)節(jié)溫度或pH的過程中，先將底物分解，導(dǎo)致實驗失敗。3．實驗用的淀粉酶最適溫度不同，若用唾液淀粉酶進行實驗，則應(yīng)將60℃水浴改為37℃水浴。4．由于過氧化氫在加熱的條件下自身會加快分解，因此在探究溫度對酶活性的影響實驗中，不能選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解。5．探究溫度對酶活性的影響實驗中不能用斐林試劑鑒定，因為使用斐林試劑時要水浴加熱，會改變實驗的自變量。[對點練習(xí)]1．(2023·青州質(zhì)檢)為了探究溫度、pH對酶活性的影響，下列實驗設(shè)計合理的是()實驗編號探究課題選用材料與試劑①溫度對酶活性的影響過氧化氫溶液新鮮的肝臟研磨液②溫度對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液碘液③pH對酶活性的影響新制的蔗糖酶溶液可溶性淀粉溶液碘液④pH對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液斐林試劑A．實驗①B．實驗②C．實驗③D．實驗④B[過氧化氫在高溫下易分解，因此不能用過氧化氫作為底物來探究溫度對酶活性的影響，A錯誤；可以利用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液來探究溫度對酶活性的影響，B正確；根據(jù)酶的專一性，蔗糖酶不能使淀粉水解，C錯誤；淀粉在酸性條件下易分解，因此不能用淀粉作為底物探究pH對酶活性的影響，D錯誤。]2．(2023·齊魯名校三模)如圖中實驗裝置用于研究溫度對凝乳酶催化乳汁凝固的影響，先將酶和乳汁分別加入2個試管，然后將兩個試管放入同一水浴環(huán)境中持續(xù)15min，再將酶和乳汁倒入同一試管中混合，保溫并記錄凝乳所需要的時間。通過多次實驗，記錄在不同溫度下凝乳所需要的時間，結(jié)果如表：裝置ABCDEF水浴溫度(℃)102030405060凝乳時間(min)很長7.04.01.54.0不凝固(1)解釋以下兩種處理對實驗結(jié)果的影響。①將裝置A中的混合物加溫至40℃，乳汁凝固時間如何變化？________，原因是_________________________________________________________。②將裝置F中的混合物冷卻至40℃，乳汁凝固時間________，原因是_______________________________________________________________。(2)若將酶和乳汁先混合再進行F組實驗，實驗結(jié)果會不準(zhǔn)確，原因是_______________________________________________________________。(3)根據(jù)表格簡要寫出探究該酶催化作用的最適溫度的實驗思路。_______________________________________________________________________。[解析](1)①低溫不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，在一定范圍內(nèi)升高溫度酶的活性可以發(fā)揮出來，由表格可知，該酶的最適溫度在40℃左右，因此如果將A組的水溫逐漸提高至40℃，酶活性提高，乳汁凝固時間明顯縮短。②高溫破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使酶永久失活，溫度即使降低，酶的活性也不能恢復(fù)，裝置F組中的酶已經(jīng)失活，將F組混合物冷卻至40℃，乳汁凝固時間不變(不能凝固)。(2)酶具有高效性，若將酶和乳汁先混合再進行F組實驗，會因為發(fā)生凝固反應(yīng)而使實驗結(jié)果不準(zhǔn)確。(3)分析表格數(shù)據(jù)可知，該酶催化作用的最適溫度在30℃～50℃之間，若探究該酶催化作用的最適溫度，在30℃～50℃范圍內(nèi)設(shè)置更小的溫度梯度，其他條件不變，重新進行實驗，凝乳時間最短對應(yīng)的溫度接近最適溫度。[答案](1)①明顯縮短40℃時凝乳酶活性較高，乳汁凝固時間較短②乳汁沒有凝固60℃時凝乳酶已失活，將溫度降至40℃時不會恢復(fù)活性(2)酶具有高效性，酶與乳汁一旦混合就可能發(fā)生凝乳反應(yīng)(3)在30℃～50℃范圍內(nèi)設(shè)置更小的溫度梯度，其他條件不變，重新進行實驗，凝乳時間最短對應(yīng)的溫度接近最適溫度3．(2023·云南檢測)某課外活動小組用淀粉酶探究pH對酶活性的影響，得到下圖所示的實驗結(jié)果。請回答相關(guān)問題：(1)酶活性是指__________________，該實驗的自變量是______________，以______________作為檢測因變量的指標(biāo)。(2)上圖所示的實驗結(jié)果與預(yù)期不符，于是活動小組又進行________(填“對照”“對比”或“重復(fù)”)實驗，得到與上圖無顯著差異的結(jié)果。查閱資料后發(fā)現(xiàn)，鹽酸能催化淀粉水解。因此推測，該實驗中淀粉可能是在________和________的作用下分解的。pH為3條件下的酶活性________(填“小于”“等于”或“大于”)pH為9條件下的酶活性，原因是____________________。(3)在常溫、常壓下，與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著，判斷依據(jù)是______________________________________________________。[解析](1)酶活性是指酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率，據(jù)圖示可知，橫坐標(biāo)為不同的pH，縱坐標(biāo)為淀粉剩余量，故該實驗的自變量是pH的不同，因變量是1h后淀粉剩余量。(2)當(dāng)實驗結(jié)果與預(yù)期不符，需進行重復(fù)實驗，觀察結(jié)果。由于鹽酸能催化淀粉水解。因此推測，該實驗中淀粉可能是在淀粉酶和鹽酸的作用下分解的。據(jù)圖示可知pH為3和pH為9條件下淀粉剩余量相等，但pH為3條件下的酶活性小于pH為9條件下的酶活性，原因是因為pH為3的條件下，有鹽酸催化淀粉分解干擾實驗結(jié)果。(3)比較pH為1和pH為7的實驗結(jié)果可知，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉的剩余量。故說明與鹽酸相比，淀粉酶降低反應(yīng)活化能的作用更顯著。[答案](1)酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率pH1h后淀粉剩余量(2)重復(fù)淀粉酶鹽酸小于pH為3的條件下，有鹽酸催化淀粉分解干擾實驗結(jié)果(3)1h后，pH為7的條件下淀粉的剩余量小于pH為1條件下淀粉的剩余量考點三|ATP的結(jié)構(gòu)和功能(對應(yīng)學(xué)生用書第42頁)[識記—基礎(chǔ)梳理]1．填寫ATP的結(jié)構(gòu)概念圖2．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化ATPeq\o(,\s\up9(A),\s\do8(B))ADP＋Pi＋能量(1)下列需要A過程提供能量的是①②③④⑤。①主動運輸②生物發(fā)光、發(fā)電③肌肉收縮④淀粉合成⑤大腦思考⑥植物根細胞吸收水分(2)進行B過程的生命活動和場所①生命活動eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(植物：光合作用、細胞呼吸,動物：細胞呼吸))②場所：線粒體、細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體。(3)進行B過程的能量來源和去向①來源：光能和細胞呼吸時有機物分解釋放的能量。②去向：用于形成ATP中的高能磷酸鍵。[教材邊角知識]必修1P88“相關(guān)信息”,ATP由哪幾個小分子組成？【提示】由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸組成。eq\a\vs4\al([辨析與識圖])1．判斷正誤(1)1個ATP分子中只含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團。(×)【提示】1個ATP分子中含有1個腺嘌呤，1個核糖和3個磷酸基團。(2)ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。(√)(3)淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。(×)【提示】淀粉水解成葡萄糖時不釋放能量，也不合成ATP。(4)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。(×)【提示】細胞中的ATP與ADP的含量處于動態(tài)平衡狀態(tài)。(5)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。(×)【提示】無氧呼吸也能產(chǎn)生ATP。(6)活細胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化只能單向進行。(×)【提示】ATP與ADP的轉(zhuǎn)化是雙向進行的。(7)能量就是ATP，ATP就是能量。(×)【提示】ATP是能源物質(zhì)。2．據(jù)圖思考下圖為ATP水解的過程圖解。(1)圖中A、P所代表的含義分別是腺苷和磷酸基團。(2)圖中①是高能磷酸鍵，其中遠離腺苷的高能磷酸鍵易形成和斷裂。(3)圖中②為高能磷酸鍵水解釋放能量的過程，其作用是為各項生命活動提供能量。[理解—深化探究]1．填寫ATP的再生和利用圖解2．填寫表格探究ATP的產(chǎn)生和消耗轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐細胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細胞核消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等[運用—考向?qū)歖考向1考查ATP的結(jié)構(gòu)及其合成和利用1．(2023·石景山區(qū)期末)ATP是細胞的能量“通貨”，下列說法正確的是()A．ATP脫去2個磷酸基團后是DNA的基本組成單位之一B．ATP中大量的能量儲存在高能磷酸鍵中C．ATP的合成總是伴隨有機物的氧化分解D．黑暗條件下，植物細胞中只有線粒體可以產(chǎn)生ATPB[ATP脫去2個磷酸基團后是RNA的基本組成單位之一，A錯誤；ATP中大量的能量儲存在高能磷酸鍵中，B正確；ATP的合成不一定伴隨有機物的氧化分解，如光合作用光反應(yīng)形成ATP，C錯誤；黑暗條件下，植物細胞產(chǎn)生ATP的場所，除線粒體外，還有細胞質(zhì)基質(zhì)，D錯誤。]2．(2023·湖北重點中學(xué)聯(lián)考)下列有關(guān)ATP的敘述中，不正確的是()A．ATP的合成一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系B．ATP中的能量可以來源于光能、化學(xué)能C．細胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)一般需要消耗ATPD．ATP是由三個磷酸基團和一個腺嘌呤構(gòu)成的D[ATP的合成一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系，A項正確；ATP的形成途徑是光合作用與細胞呼吸，因此ATP中的能量可以來源于光能、化學(xué)能，B項正確；細胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量，C項正確；ATP是由三個磷酸基團和一個腺苷構(gòu)成，D項錯誤。]eq\a\vs4\al([誤區(qū)警示])1．ATP在細胞內(nèi)含量很少，但是轉(zhuǎn)化速度極快，可以滿足細胞對能量的需要。2．ATP分子脫去2個磷酸基團，稱為腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA分子的基本單位之一。3．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的供能機制是生物界的共性。eq\a\vs4\al([備選習(xí)題])(2023·東城區(qū)期末)下列關(guān)于ATP的敘述，不正確的是()A．ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)B．細胞質(zhì)基質(zhì)中也能合成少量的ATPC．ATP中的高能磷酸鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且儲存的能量多D．細胞代謝加快時ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化加快C[ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì)，A正確；細胞質(zhì)基質(zhì)是細胞呼吸第一階段的場所，其中也能合成少量的ATP，B正確；ATP中的高能磷酸鍵結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易斷裂和合成，C錯誤；細胞代謝加快時消耗的能量增加，故ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化加快，D正確。]考向2ATP和酶的綜合考查3．(2023·廈門市一模)下列關(guān)于酶與ATP的敘述，正確的是()A．細胞內(nèi)的酶和ATP均為多聚體B．酶和ATP的合成過程均需要能量C．酶與ATP均要在細胞器中合成D．生物體內(nèi)的生化反應(yīng)均需要酶和ATP參與B[細胞內(nèi)的酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，故酶為多聚體，而ATP不是多聚體，A錯誤；酶和ATP的合成過程均需要能量，B正確；酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，蛋白質(zhì)的合成在核糖體，RNA的合成主要在細胞核，ATP的合成可以在細胞質(zhì)基質(zhì)中，C錯誤；生物體內(nèi)的生化反應(yīng)均需要酶參與，但不一定需要ATP參與，如有氧呼吸過程中不需要ATP的參與，D錯誤。]4．(2023·淄博市一模)下列關(guān)于酶和ATP的敘述，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：67110029】A．酶的種類有物種差異性，ATP無物種差異性B．不同分化階段的細胞中酶的種類保持不變C．酶在細胞內(nèi)起作用時都伴著ATP的合成D．酶和ATP由活細胞產(chǎn)生并都在細胞內(nèi)起作用A[不同物種細胞代謝不同，相應(yīng)的酶不同，ATP是一切生物的直接能源物質(zhì)，因此不同物種中ATP無差異，A正確；不同分化階段的細胞中酶的種類會有所變化，B錯誤；酶起到生物催化劑作用，不一定伴有ATP的合成，C錯誤；酶和ATP可以在細胞外或細胞內(nèi)起作用，D錯誤。]eq\a\vs4\al([備選習(xí)題])(2023·安慶二模)下列關(guān)于酶和ATP的敘述，正確的是()A．酶的合成都必須經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩過程B．加酶和加熱促進H2O2分解的機理相同C．消耗能量的生命過程都伴隨ATP的水解D．ATP的形成不一定伴隨著氧氣的消耗D[若是蛋白質(zhì)類的酶，則通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成，若是RNA類酶，則合成過程不需經(jīng)過翻譯，A錯誤；加酶能降低反應(yīng)活化能，而加熱能提供反應(yīng)活化能，B錯誤；絕大多數(shù)生命活動所需能量來自ATP的水解釋放的能量，GTP水解、質(zhì)子濃度梯度等也可為某些活動提供能量，C錯誤；光合作用光反應(yīng)、無氧呼吸等過程中ATP的形成不伴隨著氧氣的消耗，D正確。]真題驗收|感悟高考淬煉考能(對應(yīng)學(xué)生用書第44頁)1．(2023·全國卷Ⅱ)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是()A．在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶B．由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C．從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D．唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度都是37℃C[考查酶的種類、分布、特性與保存。A錯：在細胞核外，葉綠體和線粒體中也含有參與DNA合成的酶；B錯：由活細胞產(chǎn)生的酶，在生物體外適宜的條件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在適宜條件下可催化試管中的淀粉水解；C對：鹽析可使蛋白質(zhì)沉淀，但不會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，析出的蛋白質(zhì)仍可以溶解在水中，其化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生改變；D錯：唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度是37℃，但保存時應(yīng)在低溫條件下。]2．(2023·全國卷Ⅰ)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是()A．加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量B．加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C．加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量D．加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C[在測定酶活力的實驗中，需要保證pH和溫度均相同且適宜，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入，只有C項符合要求。]3．(2023·大綱全國卷)ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述，錯誤的是()A．線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用B．機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATPC．在有氧與缺氧的條件下細胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATPD．植物根細胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來源于呼吸作用B[A項，細胞核所需要的ATP主要由細胞質(zhì)中的線粒體提供。B項，ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，機體時刻都在消耗ATP。C項，有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段均在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，均有ATP形成。D項，根細胞吸收礦質(zhì)元素離子主要是通過主動運輸?shù)姆绞竭M行的，其消耗的能量來源于呼吸作用產(chǎn)生的ATP。]4．(2023·全國卷Ⅱ)關(guān)于酶的敘述，錯誤的是()A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)C．酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速度D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應(yīng)的底物B[無論細胞分化到什么程度，某些基本的物質(zhì)和能量代謝是所有細胞共有的，如DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等，這些反應(yīng)中涉及的酶就是分化程度不同的細胞中所共有的酶，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等，故A項正確。酶的催化作用需要一個適宜的溫度，如果低于這個溫度，會使分子運動減弱，反應(yīng)速度降低，表現(xiàn)為酶活性降低，但并沒有改變酶的空間結(jié)構(gòu)，是一種可逆的過程，故B項錯誤。酶在生化反應(yīng)中起著催化劑的作用，其作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)速度，故C項正確。絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，酶在一些化學(xué)反應(yīng)中可作為催化劑，而在另一些化學(xué)反應(yīng)中，則可能作為底物被相關(guān)蛋白酶分解，故D項正確。]5．(2023·全國卷Ⅱ)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個實驗組：A組(20℃)、B組(40℃)和C組(60℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。(2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會________。(3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量________，原因是____________________。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是________，其特性有_______________________________________________________________________(答出兩點即可)。[解析](1)在60℃條件下，反應(yīng)的最終產(chǎn)物濃度比20℃和40℃條件下小很多，說明酶在60℃條件下最終失活。20℃與40℃條件下相比，40℃時酶促反應(yīng)到達反應(yīng)平衡的時間短，說明40℃條件下酶活性較高。(2)在時間t1前，如果A組溫度提高10℃變成30℃，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30℃條件下的該酶活性大于20℃條件下的，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會加快。(3)t2時C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A組和B組t2時的產(chǎn)物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時酶已經(jīng)變性失活。因此如果在時間t2時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時產(chǎn)物的總量也不會再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。[答案](1)B(2)加快(3)不變60℃條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加(4)蛋白質(zhì)或RNA高效性和專一性(其他合理答案可酌情給分)1．同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。2．酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。3．酶具有專一性和高效性，作用條件較溫和。4．低溫抑制酶的活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。5．高溫、過酸、過堿都會導(dǎo)致酶分子結(jié)構(gòu)破壞而永久失去活性。6．ATP是為細胞生命活動提供能量的直接能源物質(zhì)。7．細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性。eq\a\vs4\al(二破解有關(guān)酶實驗難題的三種方法)(對應(yīng)學(xué)生用書第45頁)1．試劑檢測法鑒定酶的本質(zhì)(1)實驗設(shè)計思路從酶的化學(xué)本質(zhì)上來講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。在高中教材中常見的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，所以對酶本質(zhì)的鑒定常常是變相地考查蛋白質(zhì)的鑒定方法。因此，使用雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)的鑒定方案即可。(2)實驗設(shè)計方案項目實驗組對照組材料待測酶溶液已知蛋白液(等量)試劑分別加入等量的雙縮脲試劑現(xiàn)象是否呈現(xiàn)紫色呈現(xiàn)紫色結(jié)論呈現(xiàn)紫色說明該酶化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，否則該酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)2．對比法驗證酶的作用及高效性與專一性(1)酶的催化作用實驗探究對照組：反應(yīng)物＋清水eq\o(→,\s\up9(檢測),\s\do15())反應(yīng)物不被分解；實驗組：反應(yīng)物＋等量的相應(yīng)酶溶液eq\o(→,\s\up9(檢測),\s\do15())反應(yīng)物被分解。(2)酶的專一性實驗探究：此實驗中的自變量可以是不同反應(yīng)物，也可以是不同酶溶液，因變量是反應(yīng)物是否被分解。①設(shè)計思路一：換反應(yīng)物不換酶實驗組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液eq\o(→,\s\up9(檢測),\s\do15())反應(yīng)物被分解；對照組：另一反應(yīng)物＋等量相同酶溶液eq\o(→,\s\up9(檢測),\s\do15())反應(yīng)物不被分解。②設(shè)計思路二：換酶不換反應(yīng)物實驗組：反應(yīng)物＋相應(yīng)酶溶液eq\o(→,\s\up9(檢測),\s\do15())反應(yīng)物被分解；對照組：相同反應(yīng)物＋等量另一種酶溶液eq\o(→,\s\up9(檢測),\s\do15())反應(yīng)物不被分解。(3)酶的高效性實驗探究對照組：反應(yīng)物＋無機催化劑eq\o(→,\s\up9(檢測))底物分解速率；實驗組：反應(yīng)物＋等量酶溶液eq\o(→,\s\up9(檢測))底物分解速率。實驗中自變量是無機催化劑和酶，因變量是底物分解速率。3．梯度法探究酶的最適溫度或最適pH(1)實驗設(shè)計思路eq\a\vs4\al(底物t1溫度或pH1下＋酶t1溫度或pH1下,底物t2溫度或pH2下＋酶t2溫度或pH2下,???,底物tn溫度或pHn下＋酶tn溫度或pHn下)\o(→,\s\up9(檢測),\s\do15())\a\vs4\al(底物的分解,量或剩余量,或產(chǎn)物的生成量)(2)實驗設(shè)計程序(2023·江蘇高考)過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設(shè)計實驗如下表。下列相關(guān)敘述正確的是()管號1%焦性沒食子酸/mL2%H2O2/mL緩沖液/mL過氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷卻后的白菜梗提取液/mL1222－－－222－2－－322－－2－422－－－2A．1號管為對照組，其余不都是實驗組B．2號管為對照組，其余都為實驗組C．若3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶D．若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化物酶[解析]根據(jù)實驗?zāi)康摹疤骄堪撞斯Ｖ惺欠翊嬖谶^氧化物酶”，可確定加入白菜梗提取液的3號管為實驗組，1號、2號和4號管都為對照組，A選項正確、B選項錯誤；若3號管顯橙紅色，還需要與2號管、4號管對照才能證明白菜梗中存在過氧化物酶，C選項錯誤；若4號管不顯橙紅色，可能是因為高溫使過氧化物酶失活，而不能證明白菜梗中不存在過氧化物酶，D選項錯誤。[答案]Aeq\a\vs4\al([備選例題])(2023·泰安二模)將牛奶和姜汁混合，能使牛奶凝固。某同學(xué)用曾煮沸的姜汁重復(fù)這項實驗，牛奶在任何溫度下均不能凝固。將不同溫度的等量牛奶中混入一些新鮮姜汁，觀察結(jié)果如下表：溫度(℃)20406080100結(jié)果15min后仍未凝固14min內(nèi)全部凝固1min內(nèi)全部凝固1min內(nèi)全部凝固15min后仍未凝固根據(jù)以上結(jié)果，下列表述中錯誤的是()A．新鮮姜汁中含有能使可溶狀態(tài)的牛奶凝固的酶B．進一步測定最適溫度，可設(shè)置60℃、65℃、75℃、80℃四個溫度梯度C．將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應(yīng)溫度的牛奶混合，能夠提高實驗的準(zhǔn)確度D．該實驗說明酶需要適宜的溫度，100℃時未凝固，是因為酶的活性已經(jīng)喪失[解析]新鮮姜汁能使牛奶凝固，且凝固時間受溫度影響，可能是由于新鮮姜汁中含有使牛奶凝固的酶，A正確；由表格信息可知，60℃、80℃牛奶凝固的時間較短，因此最適宜溫度應(yīng)該在40℃～100℃之間，因此如果進一步測定最適溫度，設(shè)置的溫度梯度應(yīng)該有小于60℃、大于80℃的溫度，B錯誤；為了保證實驗的準(zhǔn)確性，應(yīng)該將等量姜汁在不同溫度下保溫后再與對應(yīng)溫度的牛奶混合，C正確；該實驗說明酶需要適宜的溫度，100℃時未凝固，是因為酶的活性已經(jīng)喪失，D正確。[答案]B[對點練習(xí)]1．(2023·湖北重點中學(xué)聯(lián)考)下列與酶相關(guān)的敘述中，正確的是()A．探究酶的專一性時，自變量一定是酶的種類B．探究酶的高效性時，自變量可以是酶的種類C．探究溫度對酶活性的影響時，檢測的因變量可能不止一種D．探究pH對酶活性的影響時，自變量不止一種C[酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，若驗證酶的專一性，自變量是酶的種類或底物的種類，A項錯誤；酶的高效性是指與無機催化劑相比，酶