生物第二部分 二 酶和ATP

专题二专题二 酶和酶和ATPATP第二部分 专题突破考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析考纲原文考情领悟(1)酶在代谢中的作用()；(2)ATP在能量代谢中的作用()。近几年全国高考题对酶的考查较多，考查对酶本质的理解，特别是酶的高效性、专一性以及影响酶活性的因素及其实验探究。备考时应特别关注规范实验操作步骤、单一变量设置与自变量、因变量分析。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【真题印证】(2017课标全国，3)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的最适温度和保存温度是37 C考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【解析 】由于真核细胞的细胞质中也含有部分DNA，所以细胞核外也有参与DNA合成的酶，A错误；如果有适宜的条件，活细胞产生的酶在生物体外也有催化活性，B错误；盐析是分离、纯化蛋白质的一种常用方法，胃蛋白酶的本质为蛋白质，故从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37 ，此温度下该酶的活性最高，但不适于保存该酶，酶适于在低温下保存，D错误。【失分预警】本题常因基础知识不扎实，弄不清线粒体、叶绿体内也有DNA合成酶，造成错选；不能明晰酶在细胞内外均能起作用，造成错选；不能辨析酶的催化的最适温度和保存温度，造成错选。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析酶的特性酶的特性(1)酶的高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶的专一性加入酶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。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大而明显加快，而酶B对此反应无催化作用，说明酶具有专一性。(3)酶的作用条件较温和在最适宜的温度、pH条件下，酶的活性最高，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。一般在低温条件下，酶的活性降低，但不会失活，由低温恢复到适宜温度时，酶活性可以恢复。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析 【考法微练】1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率D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物B【解析 】有些酶是生命活动所必需的，比如与呼吸作用有关的酶，在分化程度不同的细胞中都存在，A正确；低温只能降低酶的活性，不会破坏其结构，B错误；酶的作用机理是降低反应所需活化能，从而提高反应速率，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。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析2(2017辽宁鞍山一中二模，2)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示。下列有关叙述不正确的是()A酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定B酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列C酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性D酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物AC【解析 】由图可知，酶1失活后与有活性时相比，空间结构发生了改变，说明酶的功能由其空间结构决定，A正确；蛋白质的结构与氨基酸种类、数目和排列顺序有关，B正确；从图可知，酶1只催化两种底物合成产物A的反应，具有专一性，C错误；酶1与产物B结合使酶1无活性，因此合成产物A的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物A，D正确。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【真题印证】将A、B两种物质混合，T1时加人酶C。下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。下列叙述错误的是（ ）A. 酶C降低了A生成B这一反应的活化能B该体系中酶促反应速数15率先快后慢CT2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D适当降低反应温度，T2值增大C【解析 】根据曲线图可知B是产物，A是反应物，酶C可催化A生成B的反应，即酶C可降低A生成B的活化能，A项正确；T2后反应速率降低直至反应停止的原因是反应物减少直至消耗完，酶的活性不变，B项正确，C项错误；题干信息提示是最适温度，故降低反应温度，反应减慢，到达反应完成的时间会延长，D项正确。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【解题引导】【失分预警】本题常因审图不清，不能辨析酶C催化的反应是A生成B，造成错选；不能依据曲线走势得出该酶促反应速率先快后慢，造成错选；不能理清酶促反应速率下降的原因是反应物减少，造成错选。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析 解答曲线图类题目要点总结解答曲线图类题目要点总结第一，明确横纵坐标的意义，特别是纵坐标的意义，横坐标上的量变换后曲线的走势、曲线上点的意义都会发生改变，变换纵坐标的意义是命题者常用的“伎俩”。第二，明确曲线的走势，掌握变量变化的生物学意义。第三，分析曲线上特殊的点，如起点、交叉点(与横坐标的交点、曲线间的交点)、最高点、最低点等。第四，每次只研究一个变量，坐标系中有多条曲线时，要注意分析时一次只分析一个变量。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【考法微练】1(2017河南诊断卷B，3)某科研小组进行了温度对蔗糖酶活性影响的实验，实验结果如图甲所示(t2为最适温度)，图乙表示最适温度下蔗糖酶对蔗糖的催化过程，下列叙述正确的是()A由图甲可判断，在反应温度由t3下降到t2的过程中，酶活性将上升B由图乙可判断，蔗糖酶催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖的效率较高C图甲中，若环境温度由t1变为t3，人体内蔗糖酶的活性基本不变D图乙中，适当提高温度不影响单位时间内葡萄糖和果糖的产量C考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【解析 】由图甲分析可知，在反应温度为t3时，大部分酶不可逆地变性失活，故反应温度由t3下降到t2的过程中，酶活性不会上升，A错误；图乙只能说明蔗糖酶可以催化蔗糖水解，但是没有设置对照实验，不能证明所起作用的高效性，B错误；人是恒温动物，若环境温度由t1变为t3时，人的体温几乎不变，所以人体内蔗糖酶的活性基本不变，C正确；蔗糖酶的活性受温度影响，由图甲知，最适温度下活性最高，若再提高温度，酶活性将下降，影响反应速度，D错误。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析2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)。B加快不变60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，产物总量也不会增加蛋白质或RNA高效性、专一性考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【解析】(1)曲线图显示，在反应开始的一段时间内，40 时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 。(2)A组控制的温度是20 ，在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，根据(1)可知酶的活性会增强，则A组酶催化反应速率会加快。(3)对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60 条件下已经失活(如果没有失活的话，产物浓度最后应该与A、B组的相同)，所以如果在时间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组产物的总量不变。(4)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【真题印证】(2013课标全国，29)已知大麦在萌芽过程中可以产生淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：试管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验步骤实验结果步骤1 步骤21011带胚25 保温24 h后去除种子，在各试管中分别加入1 mL淀粉液25 保温10 min后各试管中分别加入1 mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅2011去胚30.210.8去胚40.410.6去胚50.410.6不加种子考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析注：实验结果中“”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。回答下列问题。(1)淀粉酶催化_水解可生成二糖，该二糖是_。(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的_，这两支试管中淀粉量不同的原因是_。(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是_。(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_。淀粉麦芽糖少带胚的种子保温后能产生淀粉酶，使淀粉水解诱导种子生成淀粉酶GA浓度高对淀粉酶的诱导效果好【解析】(1)淀粉酶能催化淀粉水解，淀粉的单体是葡萄糖，其水解后生成的二糖由两分子葡萄糖组成，所以此二糖为麦芽糖。 (2)试管1和试管2两组进行对比，自变量为是否有胚(或有无淀粉酶存在)，因变量是试管中淀粉的含量。在此实验中淀粉的含量由生成的淀粉酶的量决定，淀粉酶含量高，则淀粉被水解得多；淀粉酶含量低，则淀粉被水解得少；无淀粉酶，则淀粉不被水解。检测时，加入碘液后，颜色较深的含淀粉多，颜色较浅的含淀粉少。(3)以试管5作为空白对照，对比试管2和试管3，仅有试管3中的淀粉被分解，说明试管3中有淀粉酶产生，而试管2中没有淀粉酶产生。由此，可以推断在无胚的情况下GA溶液可诱导种子生成淀粉酶，继而促进了淀粉的水解。 (4)观察试管2、3和4, 三者加入的GA呈梯度分布，且当GA含量越多时，试管中的淀粉越少。由此可推测，GA浓度高对淀粉酶的诱导效果好。 考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【解题引导】【失分预警】本题易错在不能从表格分析出自变量，解答本题需要先从表格内容确定自变量和因变量，然后分析不同组别自变量对因变量的影响，从而得出结论。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析 变量分析法变量分析法不管是题目要求设计实验还是要求对给出的实验步骤进行分析，都可以用变量分析法来解答。变量分析法的核心是：(1)弄清两个量，自变量和因变量。(2)遵循对照原则、单一变量原则，即要设置对照组，对照组和实验组之间只有一个方面不同，就是自变量(如果需要测量数据，还要遵循平行重复原则)。(3)如何实现自变量，如何观测因变量，这两个“如何”的解决可从题干给出的试剂、材料突破。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【考法微练】1(2016课标全国，3)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()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并计时一段时间后检测产物的量C【解析】依题意可知，该实验的pH为无关变量，为了排除无关变量的干扰，应控制无关变量相同且适宜，缓冲液的作用是维持反应液的pH相对稳定，因此需要最先加入；酶具有高效性，应先加底物，再加酶，保持温度的稳定，在一定时间后检测产物的量，通过单位时间内产物的量来衡量酶的活力。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析2(2017江西景德镇一中期末，19)某实验小组利用过氧化氢做了如下实验，则相关说法正确的是()步骤试管编号及组别abcde加入试剂2 mL3%H2O22 mL3%H2O22 mL3%H2O22 mL3%H2O22 mLH2O试剂、剂量以及处理措施水浴加热2滴FeCl3溶液2滴肝脏研磨液2滴煮熟的肝脏研磨液2滴肝脏研磨液温度90常温常温常温常温气泡多少多较多最多无无A.a组和c组对照，说明酶具有催化作用Bb组和c组对照，说明酶具有高效性和专一性Cc组和d组对照，说明高温会破坏酶的结构使酶失活Dc组和e组对照，可排除肝脏研磨液中其他物质的影响D考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【解析】a组和c组对照，自变量有2个，a组的高温也会加快过氧化氢的分解速率，与c组对照，不能说明酶具有催化作用，A错误；b组和c组对照，说明酶具有高效性，但不能说明酶具有专一性，B错误；c组和d组对照，说明酶的活性受温度影响，高温会使酶失去活性，不能确定是否是由于空间结构改变引起的，C错误；c组和e组对照的自变量为是否含有过氧化氢，该对照实验说明气泡来自过氧化氢分解，排除肝脏研磨液中其他物质的影响，D正确。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【真题印证】(2016课标全国，4)下列与神经细胞有关的叙述，错误的是()AATP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ATPC突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATPD神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATPB【解析】在线粒体的内膜进行的是有氧呼吸的第三阶段，其过程为有氧呼吸前两个阶段产生的H与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，产生大量的ATP，A正确；神经递质在突触间隙中是通过扩散作用进行移动的，不消耗ATP，B错误；突触后膜上受体蛋白的合成过程包括转录和翻译，需要消耗ATP，C正确；神经细胞兴奋后恢复为静息状态要用到NaK泵，通过NaK泵运输钾离子和钠离子需要消耗ATP，D正确。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析几种细胞内产、耗几种细胞内产、耗ATP的情况的情况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【失分预警】以往对神经递质的合成、释放消耗能量考查得较多，本题没有考查神经递质的合成、释放，反而考查了神经递质在突触间隙中的移动，命题者利用了我们的思维定式。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【考法微练】1(2017湖北荆州中学5月段考，7)在下列四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是()A B C DD【解析】根据题意，“”中所对应的含义分别为：一磷酸腺苷，AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，腺嘌呤，DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，腺苷，腺苷。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析2(2017河北唐山一模，1)下列关于ATP的叙述，错误的是()A细胞质和细胞核中都有ATP的分布B原核细胞合成ATP时能量只能来自细胞呼吸释放的化学能C放能反应一般与ATP的合成相联系D神经元释放神经递质需要ATP供能B【解析】细胞质和细胞核中的生命活动都需要ATP直接提供能量，都有ATP的分布，A正确；原核细胞合成ATP时能量可来自细胞呼吸释放的化学能，有些也来自光合作用，如蓝藻，B错误；吸能反应一般与ATP水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，C正确；神经元通过胞吐释放神经递质，需要由ATP供能，D正确。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【真题印证】(2016课标全国，29)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。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。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“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P标记的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“”“”或“”)位上。(3)将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_。一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【解析】(1)ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是位和位之间的高能磷酸键，即位磷酸基团转移到DNA末端。故要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在位上。(2)dATP脱去位和位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，故用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在 位。(3)噬菌体双链DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA的过程中原料无32P标记，所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记。究其原因即为DNA的半保留复制。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析多角度理解多角度理解ATP的合成与水解的合成与水解考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析【考法微练】1(2017江苏镇江一模，4)如图中甲代表ATP，下列有关叙述正确的是()A在合成蔗糖的反应中，乙的含量会增多B丙中含有腺嘌呤，是DNA的基本组成单位C丙含有高能磷酸键，但一般不供能 D丁是腺苷，而戊不可用于甲的合成A【解析】在合成蔗糖的反应中，需要消耗ATP，ADP的含量会增多，A正确；丙是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，B错误；丙中不含有高能磷酸键，C错误；丁是ATP脱去三个磷酸基团(戊)，即为腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖组成，但磷酸基团是ATP合成的原料，D错误。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析2(2017河南洛阳二模，2)磷酸肌酸主要储存于动物和人的肌细胞中，是一种高能磷酸化合物。ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化。下列相关叙述错误的是()磷酸肌酸(CP)ADP=ATP肌酸(C)A磷酸肌酸是能量的一种储存形式，是细胞内的直接能源物质B磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联C肌肉收缩时，在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定D可推测生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等A【解析】磷酸肌酸只是把能量转移给ATP，ATP才是细胞内的直接能源物质，A错误；据题干可知，磷酸肌酸(CP)ADP=ATP肌酸(C)，故磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联，B正确；肌肉收缩时，磷酸肌酸可转化为ATP，故可使ATP的含量保持相对稳定，C正确；生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等，D正确。考情链接考情链接考法探究考法探究易错辨析易错辨析1酶的作用原理和无机催化剂的作用原理一样，都是降低了化学反应的活化能。()2酶的作用底物可能是一类物质，如二肽酶可催化各种氨基酸脱水缩合形成的二肽分解。()3由于酶的活性受温度的影响，所以人在温度较低的环境中，体内酶的活性也较低。()4用蔗糖、淀粉、淀粉酶及斐林试剂可以验证酶的专一性。()5用H2O2、过氧化氢酶等可以验证温度能影响酶的活性。()6吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP。()7人在运动状态下ATP和ADP的相互转化速率大于安静状态下的转化速率。()8无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量以热能的形式散失。()自己亦是风景不要仰望别人