高三生物二轮专题复习考点4 聚焦细胞代谢的基础条件——酶和ATP

(9)酶促反应速率和酶活性——实际上二者不完全等同，因为温度和pH是 通过影响酶的空间结构改变酶的活性，进而影响酶促反应速率；而底物 浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率。 (10)催化作用和高效性的机理——实际上前者是与没有催化剂对照，酶 能够降低活化能；而后者是与无机催化剂对照，能够显著降低活化能。
速率也是不变的
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解析 答案
2. 图 ① 表 示 甲 、 乙 两 种 酶 用 同 一种蛋白酶处理，酶活性与处 理时间的关系，图②表示外界 环境温度与某一哺乳动物体内 酶活性的关系。下列叙述不正 确的是 A.图①中乙酶活性的改变可能是因为其分子结构的改变 B.图①中甲酶可能是具有催化功能的RNA C.图②表示的酶可以是人体细胞内的呼吸酶
解析 分析曲线图可知：乙组(40 ℃)反应达到化学平衡所需要的时间最 短，故三个温度条件下，该酶活性最高的是乙组。
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解析 答案
(2)在时间t1之前，如果甲组温度升高10 ℃，那么甲组酶催化反应的速度 会__升__高__(“__变__大__”__“__增__加__”__等__同__义__表__述__亦__可__)__。
6.能量转换过程和ATP的产生与消耗
转化场所 细胞膜
细胞质基质 叶绿体
线粒体 核糖体 细胞核
产生或消耗ATP的生理过程 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
产生ATP：细胞呼吸第一阶段 产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制 消耗ATP：蛋白质的合成 消耗ATP：DNA复制、转录等
所对应的pH不一定相同
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答案
4.为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：甲组(20 ℃)、乙 组(40 ℃)和丙组 (60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的反应物浓度(其他 条件相同)，结果如图。回答下列问题：
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(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是__乙____组。
解析 从曲线图来看，三个温度条件较适 合的是40 ℃，而甲组是20 ℃条件下温度 对某种酶活性的影响曲线，故在时间t1之 前，反应尚未达到化学平衡之前，如果甲 组温度提高10 ℃，那么甲组酶催化反应 的速度会加快。
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解析 答案
(3)如果在时间t2时，丙组温度降低20 ℃， 其他条件保持不变，那么在t3时，该组反 应物总量__不__变__，原因是__t_2时__丙__组__酶__已__经__ _变__性__失__活__，__降__低__温__度__酶__活__性__无__法__恢__复____。
(3)探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H2O2分解，因为 底物H2O2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 (4)在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶和底物分别置于不同 pH条件下，然后再将同一pH条件下处理的底物和酶液混合，而不能把酶 加入反应物中后，再加入盐酸或氢氧化钠。 (5)探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时， 对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不 同底物，也可用不同酶作用于同一底物。
5.明辨ATP的结构
(1)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。从整体上来看，二者的转化并不可逆。 (2)ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写 为A—P～P～P，高能磷酸键水解时能够释放出多达30.54 kJ/mol的能量， 所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。 (3)细胞内ATP含量很少，只是转化非常迅速及时，ATP与ADP的转化总 处于动态平衡中。
2.辨析酶、激素、神经递质、抗体 (1)四者均具特异性(专一性)、高效性等特性。 (2)激素、神经递质、抗体都是由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作 用后即被灭活、分解或回收，而酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作 用，且可以多次发挥作用。 (3)活细胞都能产生酶(哺乳动物成熟的红细胞除外)，但只有少数特异性 细胞能合成并分泌激素、神经递质、抗体。
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(5)细胞工程工具酶：纤维素酶、果胶酶(除去细胞壁)、胰蛋白酶(动物细 胞培养)。 (6)
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(7)
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题组二 酶的影响因素辨析 3.下图1中甲曲线表示在最适温度下，某种淀粉酶酶促反应速率与反应物 浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率随pH或温度的 变化趋势。图2表示该淀粉酶在不同实验条件下催化淀粉水解时，淀粉的 剩余量和反应时间之间的关系。下列相关叙述正确的是
整到0 ℃、37 ℃、100 ℃，然后在每支试管中加入温度分别为0 ℃、37 ℃、
100 ℃的等量淀粉，保持各组温度10分钟后，继续进行检测实验。下列关于该
实验的说法，合理的是
A.若向三支试管中各加入等量的斐林试剂，水浴加热一段时间，试管都不出现
砖红色沉淀
B.该实验的对照组是A组，实验组是B、C组
C.只要在0 ℃和100 ℃之间每隔10 ℃设置一个实验组，就可确定该反应的最适
(1)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。从整体上来看，二者的转化并不可逆。 (2)ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写 为A—P～P～P，高能磷酸键水解时能够释放出多达30.54 kJ/mol的能量， 所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。 (3)细胞内ATP含量很少，只是转化非常迅速及时，ATP与ADP的转化总 处于动态平衡中。
第一篇 专题二 细胞代谢
考点4 聚焦细胞代谢的基础条件——酶和ATP
栏目 索引
静悟提纲 核心点拨 题组特训
静悟提纲
1.辨析酶的概念关系图
核心点拨
(1)本质——绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，合成的原料有氨基酸 或核糖核苷酸，合成的场所主要是核糖体或细胞核。 (2)来源——凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶，不能 来自食物。 (3)作用——催化是其唯一功能，不具有调节作用，也不作为能源和组成 物质。 (4)场所——酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用。 (5)活性——低温只抑制酶的活性，不破坏酶的结构，但高温、强酸和强 碱都能使酶变性失活。
(3)酶的影响因素 ①温度和pH
图甲和图乙显示：过酸、过碱、高温都会使酶失活，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。从图丙和图丁可 以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
②底物浓度和酶浓度
图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和 酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。
温度
√D.若向三支试管中各加入等量的碘液，试管内液体颜色都可能出现蓝色
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解析 答案
6.(2018·潍坊一模)酶是活细胞产生的具有催化作用的一类有机物，在细胞 代谢中发挥重要的作用。请回答下列与酶有关的问题： (1)真核细胞内酶的合成场所有_细__胞__核__、__核__糖__体__，细胞内酶的合成_能__(填 “能”或“不能”)影响生物体的性状。 解析 绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成场所是核糖体， RNA的合成场所是细胞核。细胞内酶的合成能影响生物体的代谢过程， 进而影响生物体的性状。
题组特训
题组一 酶的本质及作用
1.如图表示酶降低化学反应活化能的图解。①表示没有酶催化，②表示
有酶催化。相关叙述正确的是
A.如果用无机催化剂在其他条件相同的情况下
进行该实验，则其曲线在①上方
B.E2代表有酶催化时所降低的活化能
√C.其他条件不变，E1越大，则酶的催化效率越高中的酶量，反应
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解析 答案
(2)酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质 量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、 清水；半透膜(只允许水分子通过)；长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半 透膜的U型管各一个。请根据渗透作用的原理、选用一套装置设计实验， 实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计 的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。 _______________________________________________________________ _______________________________________________________________。
解析 丙组为60 ℃条件下温度对某种酶活 性的影响曲线，由图可知，在时间t2时，产 物浓度不再改变，高温时酶已经失活。此时丙组温度降低20 ℃，酶活性 也不会恢复，其他条件保持不变，那么在t3时，丙组产物总量不变。
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解析 答案
题组三 酶的相关实验辨析与设计
5.取3支试管分别加入等量唾液淀粉酶溶液，标注为A、B、C三组，并分别调
(6)过氧化氢分解机理的区别——过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应 的活化能，而加热是使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解 的活跃态。 (7)化学反应的平衡点——实际上酶只是降低了化学反应的活化能，所能 催化的是本来就能发生的反应，提高了反应速率，缩短了到达平衡点的 时间，而平衡点的大小只能由底物的量来决定。 (8)化学反应前后的性质和数量——实际上反应前后酶的性质、数量都没 有发生改变。
7.ATP产生速率与O2供给量的关系分析
(1)甲图表示ATP产生速率与O2供给量的关系 ①A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量 ATP。
②AB段表示随O2供给量增多，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。 ③BC段表示O2供给量超过一定范围后，ATP的产生速率不再增加，此时 的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 (2)乙图可表示哺乳动物成熟红细胞、蛔虫细胞ATP产生速率与O2供给量 关系，其ATP来自无氧呼吸，与O2无关。
√D.图②表示酶的活性不随环境温度的变化而变化，说明酶已经失活
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解析 答案
归纳总结
强记7类常见酶 (1)DNA聚合酶——催化脱氧核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键，用于DNA 复制。 (2)RNA聚合酶——用于转录时解旋及核糖核苷酸间的连接。 (3)解旋酶——用于DNA复制时双链间氢键打开。 (4)各种消化酶——可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、 脂肪酶等。
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A.图1中E点代表该酶的最适pH，H点代表该酶的最适温度
B.图2所示实验条件可能是不同的底物浓度，并且浓度大小关系为a＞b＞c
C.若图2所示实验条件为不同温度，则b曲线对应的温度和图1曲线乙中E
点所对应的温度相同
√D.若图2所示实验条件为不同pH，则a曲线对应的pH和图1中曲线丙中H点
3.读懂酶的3类曲线 (1)酶的作用原理 酶能降低化学反应的活化能(如下图所示)。
(2)酶的作用特性
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而 与不加催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用。 ②图2中两曲线比较表明酶具有专一性。
(3)酶的影响因素 ①温度和pH
图甲和图乙显示：过酸、过碱、高温都会使酶失活，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。从图丙和图丁可 以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
4.辨清与酶相关实验设计的5个易错点 (1)若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测底 物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检 测蔗糖是否被水解。 (2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测试剂宜选用碘液，不应 该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 另外在酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在各自所需温度下 保温一段时间。