3高中生物二轮专题复习：酶和ATP

解析:温度影响酶的活性,腺苷酸激酶也受温度影响;“腺苷酸激酶能将 ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP”, 故腺苷酸激酶能催化ATP水解,腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶;腺 苷酸激酶的释放会消耗ATP,会使ATP含量减少,ADP含量增加;腺苷酸激酶 为蛋白质,心肌细胞可以通过自身的核糖体合成腺苷酸激酶。
素养引领 情境命题
提升学科素养 解决实际问题
1.(2020·山东青岛模拟)如图表示一种酶与其对应底物,以下叙述错误 的是( C )
A.高温导致该酶空间结构发生改变 B.高温下该酶失活是因其活性位点与底物不吻合 C.降低至最适温度时此酶的活性位点结构能恢复 D.酶的专一性是由酶和底物的空间结构决定的
[基础回顾]
(1)ATP与ADP的相互转化
项目 所需酶
ATP的合成 ATP合成酶 .
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞 呼吸)
ATP的水解 ATP水解酶 .
储存在 高能磷酸键 中 的能量
能量去路 储存于 高能磷酸键 中
用于 各项生命活动 .
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 . 生物体的需能部位
[解题思路]
[模拟训练1] (2020·皖南八校联考)金属离子X能作为抑制剂与酶甲(化学本 质为蛋白质,可将物质甲分解)结合,从而改变酶甲的活性。在适宜温度、pH 等条件下,将酶甲与金属离子X的混合液均分为若干份,分别加入不同浓度的 等量物质甲溶液中,检测发现,物质甲的水解速率随物质甲溶液浓度的升高而 增大。下列分析与该实验不符的是( D ) A.酶甲与金属离子X结合后,酶甲仍能与双缩脲试剂发生紫色反应 B.金属离子X与酶甲结合使酶甲降低反应活化能的能力减弱 C.金属离子X与酶甲结合后不会改变酶甲的专一性 D.高浓度的物质甲能提高酶甲的活性促进物质甲分解
(3)乙同学的实验设计能否得出结论?
,为什么?
。
(4)丙同学的实验设计可能得不到实验结论,你认为原因是什么?
。
解析:(3)乙同学所采用的实验材料是麦芽糖和葡萄糖,这两者都是还原糖,用斐林
试剂鉴定所得的实验结果相同,所以不能得出实验结论。 (4)丙同学最后采用碘液进行鉴定,由于蔗糖及其水解产物与碘液没有显色反应,
因此不能看出蔗糖是否分解,所以该实验设计也得不到实验结论。若仍然用碘液
检测,实验设计如下:
底物
所用酶制剂
所用试剂
A组
5 mL淀粉溶液
淀粉酶
碘液
B组
5 mL淀粉溶液
麦芽糖酶
碘液
答案:(3)不能 麦芽糖和葡萄糖都是还原糖
(4)蔗糖及其水解产物与碘液没有显色反应,因此不能用碘液检测蔗糖是否分解
易错提醒 酶相关实验设计的四点提醒 (1)探究酶的高效性时,应设置“无机催化剂”作对照组。 (2)验证酶的专一性,既可用同一种酶(如淀粉酶)作用于不同的底物(如淀粉 和蔗糖),也可以用不同的酶(如淀粉酶和蛋白酶)作用于同一底物(如淀粉)。 (3)验证酶活性受温度和酸碱度影响时,要先让酶和底物均达到相应的条件 后再让二者混合,且探究酶活性受温度影响时,不宜用H2O2作底物,也不宜用 斐林试剂作检测试剂。 (4)用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时,若是用淀粉酶,底物为淀粉、 蔗糖两种,则应用斐林试剂作为检测试剂,不能选用碘液作为检测试剂。
解析:由题图可知,高温导致该酶空间结构发生改变;酶的活性位点不能与 底物结合,引起酶失活;高温条件下酶失去活性,降低至最适温度时酶活性 不能恢复;酶的专一性是由酶和底物的空间结构决定的,使得一种酶催化一 种或一类化学反应。
2.(2020·广东梅州二模)在线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶,它能 将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。下 列有关叙述错误的是( C ) A.当温度较高时会影响腺苷酸激酶的活性 B.腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶 C.腺苷酸激酶的释放不会影响细胞内ADP、ATP的含量 D.心肌细胞可以通过自身的核糖体合成腺苷酸激酶
。 。
解析:(1)斐林试剂的成分:甲液是质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液、乙 液是质量浓度为0.05 g/mL硫酸铜溶液。鉴定还原糖时,要将甲液和乙液 等量混合均匀后再加入到待测溶液中,再水浴加热。 (2)由于酶的作用具有专一性,淀粉酶能将淀粉水解成麦芽糖(还原糖),不 能将蔗糖(非还原糖)水解,所以用斐林试剂鉴定时,A组出现砖红色沉淀,B 组没有砖红色沉淀产生。 答案:(1)将甲液和乙液等量混合均匀后注入待测溶液,再水浴加热 (2)A组出现砖红色沉淀,B组没有
3.(2020·山东泰安三模)某小组为了解某种加酶洗衣粉对蛋白质的水解作 用,将相同大小的蛋白块置于等量相同适宜浓度的洗衣粉溶液中,蛋白块消 失所需的时间与温度的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( D ) A.该洗衣粉水解脂肪的最适温度也是45 ℃ B.B和C两点催化效率相同的原因是酶的空间结构相同 C.若改变洗衣粉溶液的pH,则A点会向左或向右移动 D.若减小洗衣粉的浓度,A、B、C点均向上移动
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)。
[解题思路]
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
[模拟训练2] 下表为甲、乙、丙三个同学分别设计的三组实验,用以验证酶 的专一性。据此回答下列问题:
A组
B组
所用酶制剂 所用试剂
甲
5 mL淀 粉溶液
5 mL蔗 糖溶液
淀粉酶
斐林试剂
乙
5 mL麦芽 糖溶液
5 mL葡萄 糖溶液
麦芽糖酶
斐林试剂
丙
5 mL淀 粉溶液
5 mL蔗 糖溶液
淀粉酶
碘液
(1)斐林试剂甲液和乙液正确的使用方法: (2)预期甲同学得到的实验现象:
易错提醒 与ATP相关的四点提醒 (1)ATP≠能量,ATP是一种高能磷酸化合物,是一种储能物质,不能将两者等 同起来。 (2)生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。其供应依赖于ATP 与ADP间快速转化。 (3)ATP合成时可产生水,ATP水解时需消耗水。 (4)除光能、有机物中化学能之外,硝化细菌等进行化能合成作用的细菌可 利用体外无机物(如NH3)氧化时所释放能量来合成ATP。
①酶活性:影响酶活性的环境因素主要有 温度、pH
。
② 酶浓度
。
③麦芽糖(底物)浓度。
(3)若利用麦芽糖酶来验证酶的专一性,自变量应为 酶的种类或底物的种类;
若利用麦芽糖酶探究其作用的最适温度,应如何设置适宜实验温度? 设置 .
一系列温度梯度的实验组
。
[思维拓展]
(1)某同学欲探究温度对酶活性的影响,其不选用过氧化氢酶的原因是
热点二 ATP的结构与功能
情境引领 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。判断下列叙述的正误:
(1)在人体中ATP仅由有氧呼吸作用中生成。( × ) 提示:人体中无氧呼吸也可产生ATP。 (2)人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度。( × ) 提示:正常条件下,活细胞中ATP含量保持动态平衡,故人体剧烈运动时ATP合 成速度等于分解速度。 (3)图1中的a代表腺苷,b、c为高能磷酸键。( × ) 提示:图1中,a表示腺嘌呤核糖核苷酸。 (4)叶肉细胞内形成ATP的场所不只有叶绿体和线粒体。( √ ) 提示:叶肉细胞内形成ATP的场所除线粒体和叶绿体外还,有细胞质基质。 (5)ADP的元素组成为C、H、O、N、P。( √ ) (6)ATP与ADP相互转化过程中物质是可循环利用的,能量是不能循环利用的。 (√ )
解析:酶甲是蛋白质,酶甲与金属离子X结合后,酶甲的活性改变,但是其肽 键结构并不改变,故酶甲与金属离子X结合后,酶甲仍能与双缩脲试剂发生 紫色反应;金属离子X是酶甲的抑制剂,金属离子X与酶甲结合使酶甲降低 反应活化能的能力减弱;酶甲与金属离子X结合后,酶甲的活性改变,但是 不会改变酶甲的专一性;底物浓度不会增强酶的活性,高浓度的物质甲不 能提高酶甲的活性。
温度升高会引起H2O2分解,从而影响实验结果
。
(2)小明同学用麦芽糖为材料验证酶具有高效性,他应如何设计对照实验? 一组为加适量麦芽糖酶溶液,另一组加等量相应无机催化剂溶液 。
考向特训 考向一 围绕酶的本质、特性及影响酶活性的因素考查理解能力及获取 信息能力 [典例引领1] (2017·全国Ⅱ卷)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是 (C) 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 ℃
(2)吸能反应一般与图2中 酶1(填“酶1”或“酶2”)催化的反应相伴随,放 能反应一般与图2中 酶2 (填“酶1”或“酶2”)催化的反应相伴随。
[思维拓展] 将ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”的原因是 能量通过ATP分子在 . 吸能反应和放能反应之间流通 。
考向特训 考向 围绕ATP的结构及其与ADP的相互转化考查理解能力 [典例引领] (经典高考)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物,关于 ATP的叙述,错误的是( D ) A.酒精发酵过程中有ATP生成 B.ATP可为物质跨膜运输提供能量 C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量 D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
[解题思路]
[模拟训练] (2020·黑龙江大庆一模)ATP是细胞的能量“通货”,以下关于ATP的表 述错误的是( A ) A.在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多 B.叶绿体中大量产生ATP时,一定伴随着O2的产生 C.线粒体中大量产生ATP时,一定伴随着O2的消耗 D.细胞代谢耗能越多,ATP与ADP的转化速率越快
高中生物二轮专题复习 第3讲 酶和ATP
知识盘点 思维串联
热点突破 凝练素能
突破热点专项 达到知识融通
热点一 酶的本质、特性及影响酶活性的因素
情境引领
图甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型,图乙表示在最适温度下,麦芽糖 酶的催化速率与麦芽糖量的关系,据图判断下列叙述的正误:
(1)图甲的模型能够解释酶的高效性和专一性。( × ) 提示:图甲可知,酶与底物的结合具有特异性,因此该模型可以解释酶的催化作用具 有专一性,但该图模型不能解释酶的高效性。 (2)图甲中的b能降低a参与化学反应的活化能。( × ) 提示:图甲中a表示酶,其可降低物质b水解的活化能。 (3)适当升高温度后重新测定,图乙中的f点将上移。( × ) 提示:图乙曲线是最适宜温度条件下的曲线,温度升高或降低,酶的活性都会降低, 因此适当升高温度后重新测定,图乙中的f点将下移。 (4)图乙中f点以后,限制催化速率的主要因素是酶量。( √ ) (5)麦芽糖酶的活性与温度、pH有关。( √ ) (6)酶是活细胞产生的,只能在生物体内发挥催化作用的有机物。( × ) 提示:酶是活细胞产生的,在生物体内能发挥作用,在生物体外,只要条件适宜,也能 发挥作用。
[基础回顾] (1)酶的本质及生理作用
化学本质 合成原料
绝大多数是 蛋白质 .
氨基酸 .
合成场所
核糖体 .
少数是 RNA . 核糖核苷酸 .
主要是细胞核(真核细胞)
来源 一般来说,活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶
作用场所 生理功能
细胞内、外或生物体外均可 催化作用 .
(2)影响麦芽糖水解反的因素及其机理
考向二 围绕酶相关知识考查实验探究能力 [典例引领2] (经典高考)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
解析:ATP能为生命活动直接提供能量,但在细胞中含量较少,生命活动旺盛的细胞 中,ATP与ADP转化速率较快;光合作用的光反应阶段,水的光解产生[H] 与氧气,以 及ATP的形成,因此叶绿体中大量产生ATP时,一定伴随着O2的产生;有氧呼吸的第 三阶段是[H] 与氧气反应形成水,并合成大量ATP,场所是线粒体内膜,因此线粒体 中大量产生ATP时,一定伴随着O2的消耗;细胞代谢耗能越多,ATP与ADP的转化速率 越快。