(课标专用)2020版高考生物二轮复习专题二第3讲酶和ATP课件

解析 同一个体的皮肤细胞和肌肉细胞中存在某些相同的酶,如ATP合 成酶、RNA聚合酶等,A正确;酶具有高效性是因为与无机催化剂相比,酶更 能显著降低化学反应的活化能,B错误;酶有最适温度,低于和高于最适温度时 的两个温度下酶的活性可能相同,C错误;RNA聚合酶和DNA聚合酶分别作用 于转录时DNA解旋及核糖核苷酸间的连接和DNA复制中脱氧核苷酸缩聚成 磷酸二酯键,解旋酶作用于氢键,催化氢键断裂,D错误。
解析 本题主要考查温度对酶活性影响实验的相关知识。(1)由图可见,在 O~t1范围内,B组产物浓度最高,且曲线的切线斜率最大,可知B组酶活性最高。 (2)由图可知,在时间t1之前,温度从20 ℃提高到40 ℃,酶促反应速度加快,所以, A组提高10 ℃后,酶催化反应的速度加快。(3)据图可知,C组在t2时,产物浓度 远低于A、B两组,说明反应物并没完全反应完毕,而且t2前后产物浓度不变, 说明酶已完全失活,因此,t2时增加底物量,产物不再增加。(4)绝大多数酶的化 学本质是蛋白质,少数酶是RNA。酶的特性有:高效性、专一性、作用条件 较温和等。
考向二 借助坐标曲线考查对酶活性的理解和科学思维能力 2.(2019陕西西安联考)某同学探究温度、pH、底物浓度与酶促反应速率的 关系,绘制出如下曲线图。有关叙述正确的是 ( )
A.图1中,A点与B点限制酶促反应速率的因素相同 B.图2中,D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复 C.图3中,G点时将对应相关因素调至最适,酶促反应速率不能同步升高 D.图1、图2、图3中相关因素依次是底物浓度、pH、温度
(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)。
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
2.(2016课标全国Ⅰ,29节选)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分
子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置
(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ)。回答下列问题:
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。
2 mL
③加入酚 类物质 2 Ml 2 mL 2 mL
④观察实验 后的颜色 褐色 无色 无色
试管A、C对照,可以得出的结论是
。若试管A、B、C
之间只存在单一变量,则试管B中加入的物质最可能是
。若试管
A、B对照可以说明酚氧化酶的化学本质是蛋白质,则试管B中加入的物质最可能
是
。
(3)现要求探究酚氧化酶的最适pH,请简要写出实验思路:
解析 线粒体内膜上进行有氧呼吸的第三阶段,可产生ATP,A正确;突触 间隙中的组织液属于细胞外液,神经递质通过扩散的方式在突触间隙中移动, 不需要消耗ATP,B错误;蛋白质的合成需要消耗ATP,C正确;神经细胞兴奋后 恢复为静息状态的过程中有K+外流和排钠吸钾(钠钾泵)过程,其中后者为逆 浓度梯度运输,需要消耗ATP,D正确。
答案 C 在最适温度、pH条件下酶活性最高,当高于或低于最适温度、pH 时酶活性降低,甚至失去活性,但低温不会使酶的活性丧失,故图2、图3分别 为温度、pH对酶促反应速率的影响,图1是底物浓度对酶促反应速率的影响, D错误;图1中,A点限制酶促反应速率的因素是底物浓度,B点已达到饱和,底 物浓度不再是限制因素,A错误;图2中,D点低温,酶的空间结构未被破坏且能 恢复,F点高温,酶的空间结构被破坏且不能恢复,B错误;图3中,G点偏酸,酶的 空间结构被破坏且不能恢复,将对应相关因素调至最适,酶促反应速率不能同 步升高,C正确。
2.(2016课标全国Ⅰ,3,6分)若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活力的 实验中,下列操作顺序合理的是( C ) 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
2.酶都有适宜的温度和pH,如何设计实验探究某种酶的最适pH,请写出简要 设计思路。
[提示]设计实验时需设置一系列不同pH的实验组进行相互对照,最后根据实 验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的pH最接近最适pH。
考向一 围绕酶的本质、功能与特性,考查科学思维能力
1.(2019广东惠州调研)下列有关酶的叙述,正确的是 ( A ) A.同一个体的皮肤细胞和肌肉细胞中存在某些相同的酶 B.酶具有高效性主要是因为酶一旦生成可以多次发挥作用 C.温度不同,酶的活性就一定不同 D.RNA聚合酶、DNA聚合酶和解旋酶都作用于碱基对之间的氢键
1.(2017课标全国Ⅱ,3,6分)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 ℃
解析 线粒体、叶绿体中也可进行DNA复制,也有参与DNA合成的酶,A 错误;只要条件适宜,酶在生物体内、外都具有催化活性,B错误;胃蛋白酶为 蛋白质,在氯化钠溶液中蛋白质的溶解度降低,所以可以通过盐析的方法提取 胃蛋白酶,C正确;唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 ℃,此温度下酶活性 高,不适于保存,D错误。
,从而保持茶叶鲜绿的
颜色。在制作红茶时,需将茶叶保持在30~40 ℃范围内发酵一段时间,其原理
是
,从而使茶
叶变为红褐色。
(2)研究人员把含有酚氧化酶的提取液按如表所示进行处理。
步骤 试管 A B C
①酚氧化酶提 取液的处理
不做处理
加入
,10分钟
加入强碱物质,10分钟
②加入 缓冲液 2 mL 2 mL
若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的
(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA
分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的
(填“α”“β”或“γ”)
位上。
答案 (1)γ (2)α
解析 (1)由题意知,该酶可催化ATP水解产生ADP,此过程中断裂的应是远离 “A”的那个高能磷酸键,从而使ATP中γ位上的磷酸基团脱离,此磷酸基团可在 该酶的作用下转移到DNA末端上。(2)脱氧核苷酸中的磷酸应对应于dATP的α位 上的磷酸基团,若用dATP作为DNA生物合成的原料,则dATP需脱去β位和γ位上 的磷酸基团形成脱氧核苷酸,所以参与DNA分子组成的脱氧核苷酸中只有α位上 的磷酸基团。
解析 本题考查酶活力的测定实验,主要考查温度对酶活力的影响及考 生的实验设计与分析能力。酶活力受到pH的影响,所以在酶与底物混合前应 先让底物与缓冲液混合,然后加入酶并保温计时,一段时间后检测产物的量, 故C正确。
3.(2016课标全国Ⅱ,29,10分)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:
第3讲 酶和ATP
1.(必修一P83学科交叉)酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪和淀粉水解。 2.(必修一P84设计实验1)建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,而不用过 氧化氢酶,原因是温度(高温)本身会影响过氧化氢自然分解的速度。建议用 过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响,而不用淀粉酶,原因是盐酸可催化淀粉 的水解。 3.(必修一P85小字内容)过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏, 使酶永久失活。0 ℃左右时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温 度下酶的活性可以升高。因此,酶制剂适于在低温(0~4 ℃)下保存。
7.(必修一P89小字内容)萤火虫发光是因为其尾部的发光细胞中含有荧光素 和荧光素酶。 8.(必修一P90图形下面小字)主动运输;肌细胞收缩;生物发光、发电;大脑思 考;蔗糖等物质的合成都需要消耗ATP,都属于吸能反应。
考点目录
考点一 酶在代谢的作用 考点二 细胞内的能量通货——ATP
考点一 酶在代谢中的作用
4.(必修一P85与社会的联系)20世纪60年代以前,医院里用的葡萄糖是用盐酸 催化淀粉水解的方法来生产的。 5.(必修一P87科学·技术·社会)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎 的作用。在临床上与抗生素复合使用,能增强抗生素的疗效。 6.(必修一P88左下角图)ATP的组成元素有C、H、O、N、P。细胞中绝大多 数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
同的性质
b.反应前后,酶的性质和数量不变
2.汇总常考酶的作用 (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,DNA解旋及核糖核苷酸间的连接。 (3)解旋酶——用于DNA复制时双链间氢键的打开。 (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、磷脂 酶等。 (5)与有氧呼吸有关的酶——存在于细胞质基质和线粒体中,用于有氧呼吸。 (6)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)。
。
答案 (1)利用高温使酚氧化酶变性失活 酚氧化酶在此温度范围内活性较 高,可催化酚类物质充分氧化 (2)强碱使酶失去活性 强酸物质 蛋白酶 (3)先用配制好的一系列等浓度梯度的pH缓冲液分别处理该酶,再分别加入 等量的酚类物质,适宜时间后检测各组的酚类物质含量
解析 (1)根据酚氧化酶的功能和特性可判断,要保持茶叶鲜绿,意味着酚氧 化酶需变性失活,通过高温处理可以达到该目的;要使茶叶变为红褐色,意味 着酚类物质需被酚氧化酶氧化,在30 ℃~40 ℃范围内,该酶的活性较高,可催 化酚类物质充分氧化。(2)试管C中加入强碱物质后,实验现象为无色,说明强 碱会使酚氧化酶变性失活。若试管A、B、C之间只存在单一变量,由试管C 中加入的物质可知单一变量是酸碱度,又知道试管B中实验现象为无色,故试 管B中加入的物质最可能是强酸物质。试管B中的实验现象为无色,说明酚氧 化酶不能发挥作用,若要确定酚氧化酶的化学本质是蛋白质,则试管B中加入 的物质最可能是蛋白酶。
考向三 围绕与酶有关的实验,考查科学探究能力
3.(2019山东九校联考)植物细胞受损后通常会释放出酚氧化酶,使无色的酚
氧化生成褐色的物质。回答下列问题:
(1)人们利用酚氧化酶的功能和特性,可以将含有酚类物质与酚氧化酶的茶叶
制作成绿茶、红茶等。在制作绿茶的工艺中,有一道工序是迅速将温度提高
到70 ℃左右,目的是
(3)设计该实验的基本思路:先用配制好的一系列等浓度梯度的pH缓冲液分别处 理该酶,再分别加入等量的酚类物质,适宜时间后检测各组的酚类物质含量。
考点二 细胞内的能量通货——ATP
1.(2016课标全国Ⅰ,4,6分)下列与神经细胞有关的叙述,错误的是 ( B ) A.ATP能在神经元线粒体的内膜上产生 B.神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP C.突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP D.神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
1.有关酶的基础知识
化学本质
绝大多数是① 蛋白质
少数是② RNA
合成原料
③ 氨基酸
④ 核糖核苷酸
合成场所
核糖体
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
细胞内、细胞外或生物体外均可
生理功能
具有⑤ 催化 作用
作用原理
降低化学反应的⑥ 活化能
与无机催化剂相 a.提高反应速率,但不改变化学反应的方向和平衡点
(7)
(8)
3.酶的特性及酶相关的实验
1.酶具有专一性,某小组欲探究某种酶的专一性,请写出简要设计思路。
[提示]探究酶的专一性常见的方案有两种,一是在相同底物的实验组中加入 不同种类的酶,然后检测各组底物是否被分解;二是在不同种类的底物中加入 等量且相同种类的酶,然后观察各组底物是否被分解,从而得出结论。