一轮复习新教材苏教版第三单元第1课酶和ATP课件

第三单元细胞的能量供应和利用第1课酶和ATP【课标要求】1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。2.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。【素养目标】1.理解酶的本质及鉴定方法。(生命观念)2.掌握温度和pH影响酶活性的原理及相关探究实验。(科学思维、科学探究)3.理解ATP和ADP的相互转化,举例说明ATP在生命活动中的应用。(生命观念、科学思维)主干知识·多维自查【主干·梳理与辨析】一、酶的本质和在细胞代谢中的作用1.酶的本质:本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料__________________合成场所_______主要是细胞核产生细胞活细胞氨基酸核糖体核糖核苷酸2.酶在细胞代谢中的作用:(1)酶具有催化作用的机理:_____________________。(2)活化能:①曲线解读:说明:AC段:无催化剂时,反应所需的活化能。AB段:有酶催化条件下,反应所需的活化能。BC段:酶降低的活化能。②加热和催化剂对活化能的影响。a.加热:不能降低化学反应的活化能,但是可以为化学反应提供能量;b.酶和无机催化剂:只能_____________________,不能为反应提供能量。降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能【思考辨析】1.酶是活细胞合成的具有调节作用的有机物。 ()分析:酶的作用是催化,不是调节。2.酶在细胞内、细胞外均能起作用。 ()3.酶发挥完作用后会立即被灭活。 ()分析:酶是有机催化剂,可以重复起作用。×√×二、酶的特性1.高效性:___降低活化能的作用比___________更显著。2.专一性:每一种酶只能催化___________________。3.作用条件温和:(1)温度、pH对酶活性的影响分析:无机催化剂一种或一类化学反应酶①变化趋势。在一定范围内,随温度(pH)的升高,_________________,超过这一范围,______________________。②影响机理。低温:只会_____酶的活性,不改变酶的空间结构;过酸、过碱、高温:会使_________________________________。(2)意义:酶的作用条件温和,保证了细胞代谢能在___________条件下进行。酶的催化作用增强酶的催化作用逐渐减弱抑制酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活常温、常压【思考辨析】1.一种酶只能催化一种化学反应。 ()分析:一种酶只能催化一种或一类化学反应。2.应在低温、pH呈酸性的条件下保存酶试剂。 ()分析:不同酶的最适pH是不一样的。3.高温处理后的酶能与双缩脲试剂反应。 ()分析:大多数酶为蛋白质,高温处理后,酶的肽键并未破坏,所以还能与双缩脲试剂反应;少数酶为RNA,不能与双缩脲试剂反应。×××4.酶的活性不可以用酶催化化学反应速率表示。 ()分析:酶催化化学反应速率能体现酶的活性。5.温度和pH由低到高的变化过程均可使酶的活性增强。 ()分析:随温度由低到高变化,酶的活性先增强后减弱,温度过高时酶失活;低pH情况下可导致酶失活,因此随pH由低到高变化,酶活性不一定会增强。××三、ATP1.功能:是驱动细胞生命活动的直接能源物质。2.结构简式与结构简图:3.ATP与ADP的相互转化:(1)图解:(2)方程式:ATPADP+Pi+能量(3)ATP的合成:(4)ATP的水解:释放的能量可用于吸能反应、主动运输、肌肉收缩、生物发光等生理活动。能量来源场所光能_________________有机物氧化分解释放的化学能细胞质基质、_______叶绿体类囊体薄膜线粒体【思考辨析】1.合成ATP所需的能量由磷酸提供。 ()分析:合成ATP所需的能量可以是光能,也可以是有机物中稳定的化学能等,并不是由磷酸提供。2.ATP可以水解为ADP和磷酸。 ()3.叶绿体中既能合成ATP也能水解ATP。 ()4.细胞中所有需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 ()分析:ATP是细胞内主要的直接能源物质,为生命活动提供能量,但不是唯一的直接能源物质。×√√×【教材·挖掘与延伸】1.实验变式:若将FeCl3溶液和肝脏研磨液事先经90℃水浴加热处理之后,再按原剂量分别加入3号、4号试管中进行实验,你推测最可能的实验结果是什么?说明推断依据。实验结果:__________________________________________________________________。推断依据:______________________________________。

2.探究延伸:已知胃液的pH为0.9~1.5,小肠液的pH为7.6,那么,胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗?为什么?_______________________________。3号试管与原先基本相同;4号试管与原先相比明显减弱,和1号试管基本相同90℃高温会使酶失活,对FeCl3没有影响不能,胃蛋白酶进入小肠液中会失活3.拓展填写:萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素______________________就被激活。在荧光素酶的催化作用下,_______________________,形成氧化荧光素并且发出荧光。4.习题改编(必修1P89):ATP是能量吗?ATP不是能量,而是与能量有关的一种_____,不可等同于能量。它是一种________________,需要水解才能释放能量。接受ATP提供的能量后荧光素与氧发生化学反应物质高能磷酸化合物高频考点·通法悟道★考点1酶的作用特性【核心·归纳与整合】用曲线模型表示酶的“三大特性”:

(1)酶的高效性:图1中三种条件下反应达到平衡的时间不同。曲线A:达到平衡的时间最短→对应加酶;曲线B:达到平衡的时间居中→对应加无机催化剂;曲线C:达到平衡的时间最长→对应未加催化剂。曲线A、B相比,说明酶的催化作用具有高效性。

(2)酶的专一性:加酶A:图2中加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快;加酶B:图2中加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用;对比说明酶的催化作用具有专一性。

(3)酶的作用条件温和:①图3中b点表示最适温度,图4中e点表示最适pH。②温度在a点时,酶的活性较低,但不会失活;温度大于或等于c点,酶会失活;pH≤d点、pH≥f点,酶会失活。③由图3和图4可知,酶的作用条件较温和,在最适温度和pH条件下,酶的活性最高。【高考警示钟】酶的“能”与“不能”(1)酶只能缩短达到平衡的时间,不能改变化学反应的平衡点。(2)在低于最适温度时,酶活性能随温度的升高而增强,但是在高温时,酶活性不能随温度的降低而增强,因为酶在高温时已经失活。【典题·剖析与精练】【典题示范】

(2022·淮安模拟)如图为用同一种酶进行的不同实验结果,下列有关叙述正确的是 (

)A.本实验研究的酶是麦芽糖酶B.图1曲线是研究该酶具有高效性的结果C.pH=2与温度为20℃条件下酶活性减弱的原因相同D.实验结果表明,该酶活性的最适温度是30℃、最适pH是7【题眼破译】提升信息转化能力【解析】选A。分析图3可知,本实验研究的酶是麦芽糖酶,A正确;图1曲线是研究温度对该酶催化效率的影响,B错误;pH=2时该酶因空间结构被破坏而失活,20℃条件下该酶只是活性下降,但空间结构没有被破坏,C错误;图1曲线只能说明30℃条件下,该酶催化效率高于20℃和40℃条件下的催化效率,但不能就此证明该酶活性的最适温度是30℃,D错误。信息转化信息(对接问题)图1三种温度比较,30℃时酶活性最高,但温度梯度较大图2pH=7时,该酶活性最高图3该酶能催化麦芽糖分解,最可能是麦芽糖酶【变式延伸】提升长句应答能力题图1中,酶促反应在不同温度条件下最终生成物的量相同,原因是__________________________________________________。底物的量是相同的,最终分解得到的产物的量也是一样的【对点训练】1.(2022·常州模拟)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置甲、乙、丙三组实验,各组温度条件均不同,其他条件相同且适宜。测定各组在不同反应时间内的产物浓度,结果如图。以下分析正确的是 (

)A.在t时刻之后,甲组曲线不再上升,是由于受到酶数量的限制B.在t时刻降低丙组温度,将使丙组酶的活性提高,曲线上升C.若甲组温度低于乙组温度,则酶的最适温度不可能高于乙组温度D.若甲组温度高于乙组温度,则酶的最适温度不可能高于甲组温度【解析】选C。在t时刻之后,甲组曲线不再上升,即产物浓度不发生变化,是由于受到底物数量的限制,A错误;出现丙组曲线的原因可能是温度过高,酶的活性丧失,如果在t时刻降低丙组的反应温度,酶的活性不能恢复,曲线不发生变化,B错误;图中甲组酶的活性大于乙组酶的活性,若甲组温度低于乙组,说明乙组的实验温度超过了酶的最适温度,C正确;若甲组温度高于乙组温度,则酶的最适温度可能高于甲组温度,D错误。

【易错警示】“酶活性”与“酶促反应速率”的辨析(1)酶促反应速率表示酶所催化反应的快慢,可用单位时间内产物的生成量或反应物的消耗量来表示(反应物的消耗量不易测得)。(2)酶活性也称酶活力,指酶催化特定化学反应的能力。酶活性的大小可用一定条件下,酶催化某一化学反应的速率即酶促反应速率来表示,酶促反应速率越大,酶活性越高,反之酶活性越低。(3)酶促反应速率可受酶活性的影响,但也受酶浓度、底物浓度等的影响。2.硝酸甘油是缓解心绞痛的常用药,该物质在人体内转化成一氧化氮,一氧化氮进入心血管平滑肌细胞后与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合,导致该酶活性增强、催化产物cGMP增多,最终引起心血管平滑肌细胞舒张,从而达到快速缓解病症的目的。下列说法错误的是 (

)A.人体长期缺铁会降低硝酸甘油的药效B.cGMP生成量随一氧化氮浓度升高而持续升高C.一氧化氮进入心血管平滑肌细胞不消耗ATPD.一氧化氮与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合可能使该酶的结构发生改变【解析】选B。硝酸甘油在人体内转化成一氧化氮,与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合,达到快速缓解病症的目的,人体长期缺铁会降低硝酸甘油的药效,A正确;细胞内的鸟苷酸环化酶的Fe2+有限,cGMP生成量不会随一氧化氮浓度升高而持续升高,B错误;一氧化氮进入心血管平滑肌细胞是自由扩散,不消耗ATP,C正确;一氧化氮与鸟苷酸环化酶的Fe2+结合可能使该酶的结构发生改变,导致该酶活性增强,D正确。

【加固训练·拔高】温度会影响酶促反应速率,其作用机理可用坐标曲线表示如图。其中a表示底物分子具有的能量,b表示温度对酶空间结构的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是 (

)A.随着温度的升高,底物分子具有的活化能增加B.处于曲线c中1、2位点的酶分子空间结构是相同的C.酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果D.酶适于低温保存,原因是底物分子的能量低【解析】选C。随着温度的升高,底物分子具有的能量升高,而不是活化能增加,A错误;曲线c中1、2点酶促反应的速率是一样的,但温度升高,酶的结构发生改变,B错误;酶促反应的速率是底物分子的能量和酶的结构共同决定的,C正确;酶适于低温保存的原因是酶分子在低温条件下其结构相对稳定,适于保存,D错误。★考点2酶催化特性的实验探究【核心·归纳与整合】“三法”探究酶本质及特性:方法一用“试剂检测法”验证酶的本质方法二用“对比实验法”探究或验证酶特性

(1)酶具有催化作用:实验组:底物+相应酶液→检测→底物被分解对照组:底物+等量蒸馏水→检测→底物不被分解

(2)酶的专一性:方案一:自变量是底物(反应物)实验组:底物+相应酶液→检测→底物被分解对照组:另一底物+与实验组相同酶液→检测→底物不被分解方案二:自变量是酶的种类实验组:底物+相应酶液→检测→底物被分解对照组:相同底物+另一种酶液→检测→底物不被分解

(3)酶的高效性:实验组:反应物+等量酶溶液→检测→底物分解速率快对照组:反应物+等量无机催化剂→检测→底物分解速率慢方法三用“梯度法”探究影响酶活性的因素(温度或pH)

(1)设计思路:设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照→根据实验现象得出结论(2)设计方案:

【深度思考】试总结酶实验中的“宜”与“不宜”(1)若选择淀粉酶探究酶的最适温度,检验试剂“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)探究pH对酶活性的影响实验“不宜”选用淀粉酶,理由:加HCl调节pH时,盐酸中的H+能够催化淀粉的水解。【典题·剖析与精练】【典题示范】

(2022·淮安模拟)某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响,得到如图所示的实验结果。请回答相关问题:(1)该实验的自变量是____________,以____________作为检测因变量的指标。

(2)查阅资料后发现,盐酸能催化淀粉水解①。因此推测,pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性,原因是________________________________________________________________________________________________________。

(3)在常温、常压下,与盐酸相比②,淀粉酶降低反应活化能的作用更显著,判断依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________。

【题眼破译】提升信息转化能力【答题关键】抓住长句表述得分点(2)不可缺少的文字“盐酸催化淀粉水解”。(3)不可缺少的信息:pH=1和pH=7时淀粉的水解情况比较。信息转化信息(对接问题)信息①盐酸能催化淀粉水解,会对酶的催化作用产生干扰信息②

pH=1时,对淀粉水解起催化作用的主要是盐酸;pH=7时,主要是酶催化淀粉水解图形柱形图越低说明淀粉在单位时间内被水解的越多【解析】(1)实验目的是探究酶活性与pH的关系,故自变量是pH。由题图可知,因变量检测指标是反应1h后淀粉的剩余量。(2)pH为3条件下的反应速率与pH为9条件下的反应速率基本相同,但在pH为3的条件下,淀粉的水解是盐酸和淀粉酶共同催化实现的,故此时的酶活性小于pH为9条件下的酶活性。(3)pH为1时,淀粉酶的活性受抑制(或失活),淀粉的水解是盐酸催化的结果,pH为7时淀粉的水解是淀粉酶催化的结果,题图中1h后,pH为7条件下的淀粉剩余量小于pH为1条件下的剩余量,故淀粉酶的催化效果更显著。答案:(1)pH

1h后淀粉剩余量(2)两种条件下反应速率基本相同,但pH为3的条件下,有盐酸催化淀粉水解干扰实验结果(3)1h后,pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量2.(2022·常州模拟)为了研究酶之间的相互影响,某同学设计如下实验,已知淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖,蛋白酶可催化蛋白质水解为多肽。下列叙述错误的是 (

)注:“+”表示利用相关试剂进行检测。A.1号试管和3号试管都不变蓝的原因是淀粉被淀粉酶催化水解为麦芽糖B.2号试管出现紫色的原因是淀粉酶与双缩脲试剂发生紫色反应C.4号试管颜色为紫色的原因是溶液中含有蛋白质和多肽D.1、2号试管中加入2mL的蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同加入物质试管编号1234质量分数为1%的淀粉溶液2mL2mL2mL2mL淀粉酶溶液2mL2mL淀粉酶+蛋白酶(等量混合)4mL4mL蒸馏水2mL2mL碘液++双缩脲试剂++预期颜色变化不变蓝紫色①②【解析】选A。3号试管淀粉酶被蛋白酶水解,所以淀粉没有被分解,加入碘液后,溶液变蓝,A错误;2号试管含有蛋白酶,其本质是蛋白质,加入双缩脲试剂后,会产生紫色反应,B正确;4号试管中淀粉酶被蛋白酶水解为多肽或小分子氨基酸,所以试管中含有蛋白质(蛋白酶)和多肽,加入双缩脲试剂后,溶液变成紫色,C正确;为保证实验的单一变量,所以1、2号试管中加入2mL的蒸馏水,保证各试管中液体的体积相同,D正确。

【加固训练·拔高】酶的抑制剂能降低酶的活性,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,对实验的结果进行分析并绘图,请回答:(1)该实验的自变量是____________________,实验中对无关变量应进行控制,该实验的无关变量有________________________________(答出两项即可)。(2)据图分析,随着底物浓度的升高,抑制剂____________的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析,推测抑制剂能降低酶促反应速率的原因:____________。(3)某同学认为该实验小组的实验过程应如下:a.将某消化酶溶液等分为①②③三组,将每组等分为若干份;

b.在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合;c.在①中加入一定量的蒸馏水,②中加入等量的抑制剂Ⅰ,③中加入等量的抑制剂Ⅱ;d.定时取样检测各反应中底物的量或产物的量,记录实验结果并绘图。你认为该实验操作是否正确?____________,如果不正确,请进行改正:___________。

【解析】(1)由图可知,该实验的自变量有两个,分别是抑制剂种类和底物浓度。该实验的无关变量有温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量、反应时间等。(2)由图可知,随着底物浓度的升高,曲线②的酶促反应速率逐渐与曲线①无抑制剂时相同,即抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失。抑制剂能降低酶活性,酶能降低化学反应的活化能。(3)若对酶处理前先将酶与底物混合,则酶会先催化底物发生反应,故应先对酶进行不同的处理,然后将处理后的酶与底物混合。答案:(1)抑制剂种类和底物浓度温度、pH、酶浓度、抑制剂的使用量等(2)Ⅰ在抑制剂的作用下,酶的活性(催化效率)降低,其降低化学反应活化能的能力下降(3)不正确步骤c应与步骤b互换,即先对酶溶液进行处理再加入底物★考点3

ATP的结构与功能【核心·归纳与整合】ATP的结构分析:(1)ATP的结构延伸:(2)比较以下五种结构中“A”的含义:【高考警示钟】

ATP的“是”与“不是”ATP分子中的两个特殊化学键断裂后剩余的结构是腺嘌呤核糖核苷酸,这种物质是合成RNA的原料,不是合成DNA的原料,因为DNA分子中的五碳糖是脱氧核糖。

【拓展延伸】磷酸肌酸和ATP的关系(1)磷酸肌酸和ATP都是供能物质。(2)磷酸肌酸是在肌肉或其他兴奋性组织(如脑和神经)中的一种高能磷酸化合物,是高能磷酸基团的暂时贮存形式。磷酸肌酸水解时,每摩尔化合物释放的能量比ATP释放的能量多些。(3)磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下,将其磷酸基团转移到ADP分子中。当一些ATP用于肌肉收缩,就会产生ADP。这时,通过肌酸激酶的作用,磷酸肌酸很快供给ADP以磷酸基团,从而恢复正常的ATP水平。(4)由于肌肉细胞的磷酸肌酸含量是其ATP含量的3~4倍,前者可贮存供短期活动用的、足够的磷酸基团。在活动后的恢复期中,积累的肌酸又可被ATP磷酸化,重新生成磷酸肌酸,这是同一个酶催化的逆反应。【典题·剖析与精练】【典题示范】

(2022·扬州模拟)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 (

)①dGTP,dATP,dTTP,dCTP②dGTP,dATP,dTTP

③α位32P标记的ddCTP④γ位32P标记的ddCTPA.①③

B.①④

C.②③

D.②④【题眼破译】提升信息转化能力【解析】选A。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,因此要将32P标记在α位置,A正确。信息转化信息(对接问题)信息Ⅰβ、γ位磷酸基团之间的化学键属于特殊化学键,断裂放能信息Ⅱ剩余部分的结构为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,是合成DNA的原料【变式延伸】提升长句应答能力若α、β、γ位磷酸基团均脱离,则剩余部分可直接用于DNA的复制吗?为什么?__________________________________________________。不能,因为剩余部分是腺苷,腺苷不是直接构成DNA的物质【对点训练】1.(2022·常州模拟)萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,在荧光素酶的催化作用下,荧光素接受ATP提供的能量后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。下列有关叙述正确的是 (

)A.荧光素激活的过程属于放能过程B.萤火虫合成ATP的过程发生在细胞质基质中C.荧光素酶提供了激活荧光素所需的活化能从而减少反应对ATP的需求D.可利用荧光素—荧光素酶生物发光法对生物组织中的ATP进行定量测定【解析】选D。荧光素激活的过程需要ATP水解释放的能量,属于吸能过程,A错误;萤火虫合成ATP的过程发生在细胞质基质和线粒体中,B错误;酶不提供能量,而是降低反应的活化能,荧光素酶降低了激活荧光素所需的活化能从而减少反应对ATP的需求,C错误;荧光素的激活需要ATP水解释放的能量,可利用荧光素—荧光素酶生物发光法通过测定光能的大小对生物组织中的ATP进行定量测定,D正确。2.dATP是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写,其结构式可简写成dA-P~P~P(该结构式中的dA表示脱氧腺苷)。下列分析正确的是 (

)A.dATP与ATP的分子结构的主要区别是含氮碱基不同B.dATP彻底水解后形成的有机物有3种C.若dATP中的特殊化学键水解,也可为某些吸能反应供能D.细胞内生成dATP时有能量的储存,常与吸能反应相联系【解析】选C。与ATP相比,dATP分子结构的主要区别是所含的五碳糖种类不同,前者含的是核糖,后者含的是脱氧核糖,A错误;dATP彻底水解生成腺嘌呤、脱氧核糖、磷酸3种物质,但磷酸不是有机物,因此dATP彻底水解后形成的有机物有2种,B错误;dATP中的特殊化学键水解时,可以释放比较多的能量,能为某些吸能反应供能,C正确;与合成ATP类似,细胞内合成dATP时要储存能量,因此合成dATP的反应常与放能反应相联系,D错误。

【加固训练·拔高】“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变,促使ATP转化成ADP,同时引起自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析错误的是 (

)A.“分子马达”具有酶的功能B.线粒体和叶绿体都含有“分子马达”C.RNA聚合酶是沿RNA运动的“分子马达”D.吸能反应一般与ATP水解反应相联系【解析】选C。“分子马达”由生物大分子构成,天然的分子马达,如驱动蛋白、RNA聚合酶、肌球蛋白等,在生物体内参与了物质运输、DNA复制、细胞分裂、肌肉收缩等一系列重要的生命活动。由题意知,“分子马达”具有催化ATP水解的作用,A正确;线粒体和叶绿体中都有ATP和ADP的交替,并且都能运动,因此都含有“分子马达”,B正确;RNA聚合酶用于转录过程,因此RNA聚合酶是沿DNA移动的“分子马达”,C错误;吸能反应一般与ATP水解反应相联系,D正确。高考集训·命题前瞻【考题体验·悟透】角度一从生命观念角度,考查ATP的合成1.(2021·湖南选择考)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 (

)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“通货”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突破口:蛋白质磷酸化和去磷酸化。【解析】选B。由题干和图中信息可知:蛋白质磷酸化和去磷酸化改变了蛋白质的空间结构,进而实现细胞信号的传递,体现出蛋白质结构与信息传递功能相适应的观点,A正确;这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,就不能发生磷酸化和去磷酸化,进而影响细胞信号传递,B错误;由图中信息可知,ATP参与细胞信号传递,C正确;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应需要蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用,而酶的活性受温度的影响,D正确。角度二从科学思维角度,考查酶的功能2.(2020·北京等级考)细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示,其中甲~戊代表生长必需的不同物质,①~⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长,而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下列叙述正确的是 (

)A.突变型细菌缺乏酶①、②、③B.酶④与乙结合后不会改变酶④的形状C.酶②能催化乙转变为丙,也能催化丙转变为丁D.若丙→戊的反应受阻,突变型细菌也能生长突破口:突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。【解析】选D。突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长,说明缺乏合成乙、丁所必需的酶,即酶①、③,A错误;酶与底物结合后会改变酶的形状,反应完成后,酶分子又恢复原状,B错误;酶具有专一性,酶②能催化乙转变为丙,酶③能催化丙转变为丁,C错误;若丙→戊的反应受阻,乙可以合成戊,所以突变型细菌也能生长,D正确。角度三从科学探究角度,考查酶的活性3.(经典考题)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突破口:酶活力(即酶活性)、缓冲液(调节酸碱度)、底物(参与生化反应)。【解析】选C。在测定酶活力的实验中,首先要进行实验试剂的预保温,使试剂处于最适温度条件下,然后加入缓冲液,先加入底物再加入酶,保证实验计时的准确性,然后保温并计时,过一段时间后检测产物的量,所以正确的实验步骤为:实验试剂预保温→加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温→一段时间后检测产物的量。4.(2021·湖北选择考)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型:一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合,酶的活性能恢复);另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合,酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。实验材料和用具:蒸馏水,酶A溶液,甲物质溶液,乙物质溶液,透析袋(人工合成半透膜),试管,烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路,并写出实验预期结果。(1)实验设计思路:取______支试管(每支试管代表一个组),各加入等量的酶A溶液,再分别加等量________________________________,一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。

(2)实验预期结果与结论:若出现结果①:___________________________________________________。

结论①:甲、乙均为可逆抑制剂。若出现结果②:_______________________________________________________________。

结论②:甲、乙均为不可逆抑制剂。若出现结果③:_______________________________________________________________。

结论③:甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂。若出现结果④:_______________________________________________________________。

结论④:甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂。突破口:(1)掌握实验设计思路书写的一般流程;(2)熟悉实验设计的基本原则,正确控制单一变量。【解析】(1)分析题意可知,实验目的探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型,则实验的自变量为甲乙物质的有无,因变量为酶A的活性,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:取2支试管各加入等量的酶A溶液,再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则);一段时间后,测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋,放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液,再测定各自的酶活性。(2)据题意可知,物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制,但作用机理未知,且透析前有物质甲和乙的作用,透析后无物质甲和物质乙的作用,前后对照可推测两种物质的作用机理,可能的情况有:①若甲、乙均为可逆抑制剂,则酶的活性能恢复,故透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂,则两组中酶的活性均不能恢复,故透析前后,两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂,乙为不可逆抑制剂,则甲组中活性可以恢复,而乙组不能恢复,故加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变。④若甲为不可逆抑制剂,乙为可逆抑制剂,则甲组中活性不能恢复,而乙组能恢复,故加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高。答案:(1)2甲物质溶液、乙物质溶液(2)①透析后,两组的酶活性均比透析前酶的活性高②透析前后,两组的酶活性均不变③加甲物质溶液组,透析后酶活性比透析前高,加乙物质溶液组,透析前后酶活性不变④加甲物质溶液组,透析前后酶活性不变,加乙物质溶液组,透析后酶活性比透析前高

【加固训练·拔高】除了温度和pH对酶活性有影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果。如图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下