高考生物一轮总复习学案：第3单元 细胞的代谢 第1讲 酶与ATP

第1讲　酶与ATP

考纲考情

知识整合

一、酶

1.酶的本质和作用

2.酶的特性

(1)________：催化效率约是无机催化剂的107～1013倍。

(2)________：每一种酶只能催化________化学反应。

(3)作用条件较温和：在最适____________条件下，酶的活性最高。

3.影响酶促反应速率的因素：________、________、________和________等。

二、探究影响酶活性的因素——pH

1.实验原理

(1)反应原理：2H2O2过氧化氢酶,Ｆ________。

(2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响________的生成量。可通过气泡生成量的多少，及滤纸片________，直至 ______________所需时间的长短来检验O2生成量的多少。

2.实验结论：pH对________有影响。

3.实验实质：pH对酶活性的影响是通过改变____________等发挥作用的。

三、ATP

1.细胞的能量“通货”——ATP

(1)写出ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义。

①结构简式：______________。

②A：________；P：________。

(2)ATP的中文名称________________。

(3)上图中①是________________，其中________________易形成和断裂。

(4)上图中②为__________释放能量的过程，其作用是______________。

2.ATP与ADP的相互转换式：______________________________。

其中________是可循环利用的，而________是不可再利用的。

考点突破

考点1　酶的本质、生理功能及其实验验证

1.酶的本质及生理功能

2.验证酶的本质是蛋白质实验(利用双缩脲试剂)

实验结果分析：通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质；不出现紫色，则该酶液的化学本质不是蛋白质。

3.酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析

实验结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。

4.验证酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验过程中的理论分析：

(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。

例1　(2017·江苏高考)固定化单宁酶应用于茶饮料加工，可消除其中的苦涩味。下列有关叙述正确的是(　　)

  A.在单宁酶纯化时可采用透析法去除杂蛋白

  B.化学结合法比吸附法对单宁酶活性影响更小

  C.温度、pH和重金属离子都可能影响固定化单宁酶活性

  D.酶的高效性决定固定化单宁酶不会降解茶饮料中的有益成分

1.关于生物体产生的酶的叙述，错误的是(　　)

  A.酶的化学本质是蛋白质或RNA

  B.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2

  C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类

  D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁

考点2　ATP

1.ATP的结构式“巧记一、二、三”

由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。

2.ATP形成的两大途径

3.ATP在能量代谢中的作用

(1)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应

由上表可看出，ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。

(2)ATP中能量的利用

例2　(2017·上海高考)ATP被喻为生物体的“能量货币”，为生命活动直接提供能量。图是ATP的结构示意图，下列叙述正确的是(　　)

  A.①表示腺苷              B.②表示脱氧核糖

  C.③断裂后释放的能量最多  D.④是高能磷酸键

2.下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是(　　)

  A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA基本组成单位之一

  B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加

  C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成

  D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成

考点3　与酶有关的三类曲线分析

1.表示酶高效性的曲线

(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，不能改变化学反应的平衡点。

(3)酶只能催化已存在的化学反应。

2.表示酶特异性的曲线

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，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有特异性。

3.影响酶促反应的因素

(1)温度和pH

                     甲　　　　　　乙　　　　　　　丙　　

①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。

②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。

③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

例3　(2017·天津高考)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。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率先快后慢

  C.T2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

3.(2017·上海高考)图表示自然界中三种蛋白酶的活性与pH之间的关系，由图可推测(　　)

  A.木瓜蛋白酶不受pH影响

  B.pH不同，胰蛋白酶活性不可能相同

  C.pH由10降到2过程中，胃蛋白酶活性不断上升

  D.pH在5左右时，三种酶都有活性

请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系。

酶　高效性　专一性　作用原理温和性　ATP　元素组成　全称　结构简式　形成途径　ATP与ADP的相互转化

随堂演练

1.(2016·江苏高考)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)

  A.1号管为对照组，其余不都是实验组

  B.2号管为对照组，其余都为实验组

  C.若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶

  D.若4号管不显橙红色，可明白菜梗中无过氧化物酶

2.(2016·上海高考)下列化学反应属于水解反应的是(　　)

①核酸→核苷酸　②葡萄糖→丙酮酸　③ATP→ADP

  A.①②  B.①③  C.②③  D.①②③

3.下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述，错误的是(　　)

  A.植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质

  B.植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同

  C.光合作用中，催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上

  D.呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上

4.下图甲表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，乙表示在最适温度和pH下，淀粉酶分解淀粉产生的生成物量随时间的变化曲线。下列叙述正确的是(　　)

甲                      乙

第4题图

  A.乙图中虚线表示增加酶浓度后，其他条件不变时，生成物量与反应时间关系的变化情况，若该反应过程中pH下降，则b点下移，a点左移

  B.甲图可以说明在一定范围内随着pH的升高，酶的活性先降低后升高

  C.甲图可以说明随着温度的升高，酶的活性逐渐降低；乙图中a点后曲线变成水平，表明底物已被消耗尽

  D.乙图中若该反应过程中温度适当降低，则b点不移动，a点右移

5.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(　　)

  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

6.(2018·百校联考)谷氨酸脱羧酶可以催化谷氨酸分解为谷氨酸氨基丁酸和CO2。下图表示不同温度下该催化分解过程中有关物质浓度随时间的变化曲线。下列相关叙述错误的是(　　)

第6题图

  A.曲线1表示的是谷氨酸的浓度变化

  B.曲线2、3、4代表的都是谷氨酸氨基丁酸的浓度变化

  C.曲线2代表的温度高于曲线3和曲线4代表的温度

  D.酶在催化反应前后，浓度基本保持一致

7.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7题图

(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)。