高考生物一轮复习讲义必修1第3单元第1讲　ATP和酶

第eq\a\vs4\al(,)单元光合作用和细胞呼吸第1讲ATP和酶考纲要求全国卷五年考情1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)2017·卷ⅡT3，2016·卷ⅠT3，2016·卷ⅡT29，2013·卷ⅡT62.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)2016·卷ⅠT1、T29，2015·卷ⅠT1考点一|ATP的结构和功能(对应学生用书第38页)[识记—基础梳理]1．ATP的结构(1)ATP的元素组成：C、H、O、N、P。(2)ATP的化学组成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基团。(3)ATP的结构简式：A－P～P～P。(4)ATP中的能量：主要储存在高能磷酸键中。2．写出ATP与ADP相互转化的反应式。3.ATP的主要来源和功能(1)来源eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(动物和人：呼吸作用。,绿色植物：呼吸作用和光合作用。))(2)功能：细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量的直接来源。[教材边角知识]据教材必修1P63图4－1“ATP与ADP相互转化示意图”可以看出ATP的两个高能磷酸断裂后形成的物质叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一。eq\a\vs4\al([辨析与识图])1．判断正误(1)线粒体内膜上不能合成ATP。(×)【提示】线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所。(2)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)【提示】细胞中的ATP与ADP的含量处于动态平衡状态。(3)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(×)【提示】无氧呼吸也能产生ATP。(4)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。(×)【提示】ATP与ADP的转化是双向进行的。(5)细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。(√)2．据图思考(1)图示a处应为－OH(填“－H”或“－OH”)。(2)图示b为普通磷酸键，c、d为高能磷酸键，其中d处的键最易断裂和重建。(3)图示框e是指腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA(填“DNA”或“RNA”)的基本组成单位之一。[理解—深化探究]1．ATP的再生图解2．ATP与ADP的相互转化注意：酶1、酶2不同：酶1——合成酶，酶2——水解酶。转化式：。3．ATP产生速率与O2供给量之间的关系(1)A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。4．ATP的产生和消耗转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等[运用—考向对练]1．(2018·西安联考)下列有关ATP的叙述正确的是()【导学号：41780036】A．叶肉细胞内形成ATP的场所只有叶绿体和线粒体B．细胞内的吸能反应一般与ATP的合成有关，放能反应一般与ATP的水解有关C．对细胞的正常生活来说，ATP与ADP时刻不停地发生转化，且处于动态平衡中D．1分子ATP彻底水解后得到3分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子腺嘌呤C[叶肉细胞内形成ATP的生理活动有光合作用和呼吸作用，光合作用形成ATP的场所是叶绿体类囊体薄膜，呼吸作用的场所还有细胞质基质；细胞内的吸能反应一般与ATP的水解有关，放能反应一般与ATP的合成有关；1分子ATP彻底水解后得到3分子磷酸，1分子核糖和1分子腺嘌呤。]2．(2018·宁夏银川一中月考)ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是()A．在主动运输过程中，乙的含量会明显增加B．丙中不含磷酸键，是RNA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．甲→乙和乙→丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同C[生物体内ATP、ADP的含量比较少，且处于动态平衡；丙中含有一个普通磷酸键；甲→乙和乙→丙是不同的酶促反应，酶种类不同，其空间结构不同。]3．(2018·福建师大附中期中)ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，如图为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()图1图2A．图1中的a可以成为RNA的组成单位之一，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快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性D．ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解D[a表示腺嘌呤核糖核苷酸，b、c为高能磷酸键，A正确；ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键易断裂并释放能量，B正确；酶的催化具有高效性，可催化ATP与ADP的快速转化，C正确；植物细胞中的ATP可通过光合作用产生，D项错误。][误区警示]1．误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不尽相同，因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应，但物质可重复利用。2．误认为细胞中含有大量ATP生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生命活动的需要。考点二|酶的本质、作用及特性(对应学生用书第39页)[识记—基础梳理]1．酶的本质及生理功能化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能催化作用作用原理降低化学反应的活化能2.酶的作用原理下图表示酶降低反应活化能的图解，据图填空。(1)没有酶催化的反应曲线是②。(2)有酶催化的反应曲线是①。(3)AC段的含义是在无催化剂催化条件下，反应所需要的活化能。(4)BC段的含义是酶降低的活化能。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动。3．酶的特性(1)酶的高效性①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②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。(2)酶的专一性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酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。[教材边角知识]据教材必修1P66图4－4“酶促反应过程示意图”分析回答：(1)酶在反应过程中结构可能改变吗？【提示】可能，但反应前和反应后保持不变。(2)酶的专一性是否说明一种酶只能催化一种反应？【提示】否。酶的专一性是指一种酶催化一种或一类化学反应。eq\a\vs4\al([辨析与识图])1．判断正误(1)酶在催化反应前后，其分子结构不变。(√)(2)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。(×)【提示】酶的作用是降低活化能，不能为反应物供能。(3)酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸。(×)【提示】酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。(4)所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程。(×)【提示】若酶的本质为RNA，则其合成只有转录过程。(5)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。(×)【提示】探究温度对酶活性的影响时，应将酶与底物溶液分别在设定温度梯度下保温后再混合。(6)酶活性的变化与酶所处环境的改变无关。(×)【提示】环境条件的改变会影响酶的活性。(7)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(×)【提示】低温不破坏酶的结构。(8)酶活性最高时的温度不适合酶的保存。(√)2．据图思考探究酶促反应与反应时间的关系。(1)甲、乙、丙三图的时间t0、t1和t2是一致的。(2)随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因生成而增多。(3)t0～t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速度快。t1～t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速度较慢。t2时，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。[理解—深化探究]1．试剂法检测酶的本质2．酶的特性(1)高效性：与无机催化剂相比，酶降低反应活化能的作用更显著，催化效率更高。①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②a、b→酶的催化具高效性；a、c→酶具有催化作用。(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。①物理模型——“锁和钥匙学说”a．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。b．酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。②曲线模型：a．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。b．而加入酶A的反应速率一定范围内随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A可催化该反应，即酶具有专一性。3．探究影响酶促反应的因素(1)温度和pH①在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都将减弱。②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。③过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。④从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。[运用—考向对练]◎考向1酶的本质、作用和特性1．(2018·湖北荆州中学摸底考)下列关于酶的叙述，正确的是()A．酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色B．细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关C．酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存D．可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响B[大多数酶是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂反应呈紫色，而少数酶是RNA，RNA不能与双缩脲试剂反应；每一种酶只能催化一种或一类化学反应，这是细胞代谢能够有条不紊地进行的重要原因；在最适温度和pH条件下，酶的活性最强，不适合长期保存；过氧化氢高温易分解，所以一般不选择过氧化氢溶液作为底物来探究温度对酶活性的影响。]2．(2018·山西大同模拟)下图表示某酶促反应过程，它所反映的酶某一特性以及字母a、b、c最有可能代表的物质依次是()【导学号：41780037】A．高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽B．专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖C．专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸C[据图分析，a化学反应前后数量和化学性质不变，应表示酶，b是底物，c表示产物。在a的作用下，大分子b分解成2个结构单元的小分子c，说明酶的专一性。对照四个选项，淀粉属于多糖，麦芽糖属于二糖，C项正确。]3．(2018·安徽六校联考)下图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，则下列叙述正确的是()A．此反应为放能反应B．曲线Ⅰ表示有酶参与C．E1为反应前后能量的变化D．酶参与反应时，所降低的活化能为E4D[曲线Ⅱ是有酶催化条件下的能量变化，其降低的活化能为E4，反应前后能量的变化应为E3，反应产物的能量值比原来的高，反应为吸能反应。][误区警示]走出酶的“九大误区”项目正确说法错误说法化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA酶的本质是蛋白质产生部位一般来说，凡是活细胞都能产生酶(不考虑哺乳动物的成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成场所核糖体或细胞核核糖体生理功能生物催化剂，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来源于食物作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温易使酶失活低温会引起酶变性失活作用前后催化反应前后的数量和性质没有变化发生催化作用后被分解eq\a\vs4\al([备选习题])(2018·河南洛阳期中)下列关于酶的叙述，错误的是()A．酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应B．反应前后，酶的化学性质和数量不变C．低温能降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物C[绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，RNA与双缩脲试剂不发生紫色反应，A正确；酶是催化剂，反应前后酶的化学性质和数量不变，B正确；低温能抑制酶活性，高温降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构，C错误；酶既可以作为催化剂，也可以作为蛋白酶或RNA酶水解的底物，D正确。]◎考向2考查外界因素对酶促反应的影响4．(2018·江苏淮安调研)下表为不同温度条件下三种酶活性高低的相对值。下列相关叙述正确的是()温度酶种类10℃20℃30℃40℃a酶40659575b酶15609725c酶10255090A．a酶比b酶的最适温度高B．c酶的最适温度一定大于40℃C．温度低于20℃时，酶都因结构被破坏活性降低D．40℃时，a酶和b酶的空间结构发生改变D[据表无法判断a酶、b酶最适温度的具体值，A、B错误。当低于20℃时，酶的活性会受到抑制，但空间结构没有被破坏，C错误。当温度远超过酶的最适温度时，大部分酶的空间结构被破坏，发生不可逆的改变。当温度升高时，a酶和b酶的活性会下降，因为酶的空间结构被破坏，D正确。]5．图1是对酶的某种特性的解释模型，图2、3、4、5、6、7是在不同条件下某种酶促反应的变化情况，据图分析下列说法不正确的是()A．图1可以解释酶具有专一性，由图5和图7可判断该酶很可能是麦芽糖酶B．图2说明酶具有催化作用，图3可判断该酶最适pH不受温度影响，由图4可判断该酶的最适温度不受pH的影响C．图6能说明Cl－是该酶的激活剂，而Cu2＋是该酶的抑制剂D．图3和图4中温度和pH对酶的影响机理是完全一样的D[图1显示一种酶只能催化特定物质的反应；结合酶的本质和专一性，由图5、图7可判断该酶很可能是麦芽糖酶；图6中由几条曲线对比可知，相同底物浓度时，酶＋Cu2＋反应速率较低，酶＋Cl－反应速率较高，说明Cl－是该酶的激活剂，而Cu2＋是该酶的抑制剂；低温、高温和pH对酶的影响机理不同。]6．下图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝B时H2O2分解产生的O2量随时间的变化，若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是()A．pH＝A时，E点下降，D点左移B．pH＝C时，E点为0C．温度降低时，E点不移动，D点右移D．H2O2量增加时，E点不移动，D点左移C[O2的最大释放量只与H2O2的量有关，与酶的活性无关，与pH＝B时相比，pH＝A时酶的活性下降，E点不变，D点右移；H2O2不稳定，在过氧化氢酶失活时，H2O2仍能分解；温度降低时酶的活性降低，E点不变，但H2O2完全分解所用的时间延长，D点右移；增加H2O2量，E点上移，D点右移。][技法总结]“四看法”分析酶促反应曲线eq\a\vs4\al([备选习题])关于温度对酶活性的影响，下列叙述错误的是()A．实验过程中，应将酶与底物分别保温后再混合B．0℃左右低温降低酶活性，但其空间结构保持稳定C．超过酶的最适温度，酶将因为肽键被破坏而逐渐失活D．从生活在热泉生态系统中的生物体内最可能找到耐高温的酶C[由于酶具有高效性，因此需创设温度条件后才能将酶和底物混合；低温酶活性受抑制，但空间结构没有发生改变；超过酶的最适温度，酶的空间结构被破坏而逐渐失活；热泉生态系统中的生物能耐高温，因此可能找到耐高温的酶。]考点三|探究影响酶活性的因素(对应学生用书第42页)[识记—基础梳理]1．探究温度对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，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)实验流程及结论实验操作试管编号变量分析123加入α­淀粉酶溶液1mL1mL1mL无关变量控制温度60℃水浴沸水浴冰水浴自变量加入淀粉溶液2mL2mL2mL无关变量一段时间后混合混合混合无关变量滴加碘液1滴1滴1滴实验现象不变蓝变蓝变蓝因变量实验结论高温、低温都影响酶的活性(3)实验关键①实验中变量分析②实验材料的选择选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，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。(3)在探究酶的适宜温度的实验中，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，从而影响实验结果。2．探究pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理：2H2O2eq\o(→,\s\up14(过氧化氢酶))2H2O＋O2(反应式)②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。(2)实验流程序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL5%的HCl1mL5%的NaOH3注入等量的3%的过氧化氢溶液2mL2mL2mL4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将点燃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(3)实验关键①实验材料选择实验中不选用淀粉酶探究pH对酶活性的影响的原因是强酸强碱催化淀粉水解，这样实验中就存在两个实验变量，使实验结果受到干扰。②试分析在探究温度和pH对酶活性的影响实验时，能否先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理(即将两个实验步骤中的2、3顺序颠倒)。【提示】不能。因为酶具有高效性，把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。[对点练习]1．下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果：试管①②③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＋＋＋＋＋＋根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是()A．该实验的自变量为温度B．该实验检测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℃D[由表格数据可看出，温度设置只有3个不同温度，无法判断该纤维素酶的最适温度。]2．(2018·河南中原名校联考)某同学为验证pH对淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，制订了下列实验方案。请回答：实验方案：①取5支试管，标上A、B、C、D、E。②在A、B、C、D、E5支试管中分别加入1mL质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液。③然后再向5支试管中分别加入10mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。④在A试管中加入2mL质量分数为2%的盐酸，B试管中加入2mL质量分数为5%的盐酸，C试管中加入2mL蒸馏水，D试管中加入2mL质量分数为2%的氢氧化钠溶液，E试管中加入2mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，摇匀。⑤实验进行5分钟后测定试管中可溶性淀粉含量。(1)请指出上述实验方案中存在的两处错误，并加以改正。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某同学对上述实验方案修正后，重新进行了实验，记为实验一。同时还做了如下实验二：将加入5支试管中的淀粉酶溶液的量减半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中淀粉含量变化并绘制成如上图所示的曲线。①实验一中的自变量是________，因变量是________。②曲线甲是第________次实验的结果。原因是____________________。③曲线甲和乙中，淀粉含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是________________；造成a、b两点不同的原因是实验中_______________。(3)如果本实验是定性研究pH对淀粉酶活性的影响，在实验中可以用________试剂来鉴定______是否存在或颜色反应深浅来确定反应进行的程度。[解析](1)在探究温度或pH对酶活性的影响时，应保证酶和底物均处于设定的温度或pH后再混合；实验应在适宜的温度下反应5分钟后，再测定可溶性淀粉含量。(2)实验一中的自变量为pH，因变量为淀粉的变化量；曲线甲是第二次实验的结果，因为反应相同时间后此组淀粉的剩余量多，说明酶少，反应速率慢；同一种酶的最适pH是相同的，不会因酶量的多少而改变；而酶量的不同，影响反应速率，影响相同时间后各组淀粉的剩余量。(3)定性实验中可以用斐林试剂检验生成物(还原糖)的多少来确定反应进行的程度。[答案](1)实验中③④的顺序不对，应先进行④再进行③；没有对温度等无关变量进行控制，步骤⑤应改为将5支试管放在适宜的恒温水浴中，实验进行5分钟后测定试管中可溶性淀粉含量(2)①pH可溶性淀粉的变化量②二甲与乙所用时间相同，但甲分解的淀粉量较少，说明甲中所含酶的量较少③同一种酶的最适pH是一定的酶的用量不同，相同时间内分解的淀粉的量不同(3)斐林还原糖真题验收|感悟高考淬炼考能(对应学生用书第44页)1.(2017·全国卷Ⅱ)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℃C[A错：在细胞核外，叶绿体和线粒体中也含有参与DNA合成的酶。B错：由活细胞产生的酶，在生物体外适宜的条件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在适宜条件下可催化试管中的淀粉水解。C对：盐析可使蛋白质沉淀，但不会破坏蛋白质的空间结构，析出的蛋白质仍可以溶解在水中，其化学性质不会发生改变。D错：唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37℃，但保存时应在低温条件下。]2．(2016·全国卷Ⅰ)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C[在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。]3．(2014·大纲全国卷)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用B[细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的ATP主要由线粒体提供，A项正确；ATP是生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，故B项错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中有ATP形成，C项正确；根细胞吸收矿质元素离子主要通过主动运输的形式，其消耗的能量主要是由细胞呼吸所提供的ATP，故D项正确。]4．(2013·全国卷Ⅱ)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B[有些酶是生命活动所必需的，比如呼吸作用有关的酶在分化程度不同的细胞中都存在，A正确；导致酶空间结构发生破坏变形的因素有：过酸、过碱、高温等，低温只能降低酶的活性，不会破坏其空间结构，B错误；酶的作用实质即为降低化学反应所需的活化能从而提高反应速度，C正确；酶是蛋白质或者RNA，本身是催化剂，也可作为底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D正确。]5．(2016·全国卷Ⅱ)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会________。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是______________________。(4)生物体内酶的化学本质是________，其特性有____________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。[解析](1)在60℃条件下，反应的最终产物浓度比20℃和40℃条件下小很多，说明酶在60℃条件下最终失活。20℃与40℃条件下相比，40℃时酶促反应到达反应平衡的时间短，说明40℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果A组温度提高10℃变成30℃，由该酶活性随温度的变化规律可知，30℃条件下的该酶活性大于20℃条件下的，那么A组酶催化反应的速度会加快。(3)t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A和B组t2时的产物浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时，向C组增加2倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和pH等。[答案](1)B(2)加快(3)不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性1．ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。2．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。3．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。4．酶是活细胞产生的，具有催化活性的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。5．酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。6．低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。7．高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。（二）破解有关酶实验难题的三种方法(对应学生用书第45页)一、试剂检测法——鉴定酶的本质1．设计思路从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。2．设计方案项目实验组对照组材料待测酶溶液已知蛋白液(等量)试剂分别加入等量的双缩脲试剂现象是否呈现紫色呈现紫色结论呈现紫色说明该酶化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质二、对比法——验证酶的高效性和专一性1．验证酶的高效性(1)设计思路：验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。(2)设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速率很快；或反应用时短反应速率缓慢；或反应用时长结论酶具有高效性2.验证酶的专一性(1)设计思路：验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。(2)设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料底物相同(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性三、梯度法——探究酶的最适温度和最适pH1．设计思路常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，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，最后根据实验现象得出结论：酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或pH)就越精确。特别注意：在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列相互对照外，其他所有无关变量都必须相同(包括材料的大小、质量、生长状况等)。2．设计方案组别编号12…n实验材料等量的同种底物pHa1a2…an温度T1T2…Tn衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少实验结论生成物量最多的一组，或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或pH)下表是与酶有关的实验设计，请回答问题：试管编号体积分数为3%的H2O2溶液温度加入试剂实验结果12mL25℃不加任何试剂＋22mL25℃2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液＋＋＋32mL25℃2滴质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液＋＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”的数量代表单位时间内产生气泡的多少。(1)比较1号和3号试管，说明___________________________________________________________________________________________________。(2)2号和3号试管出现不同结果的原因是______________________________________________________________________________________，该组实验的自变量是__________________________________________。(3)如果将3号试管的温度降低到5℃，产生的气泡数量将________，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(4)过氧化氢酶的最适pH在6～9之间，为测定其最适pH，请简要写出实验设计思路。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[思路点拨][答案](1)过氧化氢酶能降低过氧化氢分解反应的活化能，酶具有催化性(2)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高催化剂的种类(3)减少低温抑制过氧化氢酶的活性(4)在pH为6～9范围内设置pH梯度的多组实验，分别检测单位时间内产生的气泡数。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的pH即为过氧化氢酶的最适pH。否则，进一步缩小pH范围和梯度，继续实验，直到出现峰值eq\a\vs4\al([备选例题])某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL。②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL摇匀。③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)__________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而70℃恒温水浴的温度过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终使不同pH下的实验结果一样。(2)本题使用的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，用斐林试剂鉴定还原糖必须要加热，如果不加热，则任何一组都不会发生颜色反应。[答案](1)③中70℃应改为37℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色[对点练习]1．(2018·聊城周练试题)下表为某探究实验的步骤，请分析并回答下列问题：序号加入试剂或处理方法试管ABCabc1可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL///新鲜唾液淀粉酶溶液///1mL1mL1mL2保温5min37℃80℃0℃37℃80℃0℃3将a液加入到A试管中，b液加入到B试管中，c液加入到C试管中，摇匀4保温5min37℃80℃0℃5滴入碘液，摇匀2滴2滴2滴6观察现象并记录(1)此探究实验的课题名称是____________________________。(2)在此实验中，因变量是用________检测的。A