2024届人教版高中生物一轮复习酶与ATP学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习酶与ATP学案（不定项），共37页。

第1讲　酶与ATP
课标解读
核心素养
1.说明酶的本质及活性受环境因素的影响
2.解释ATP在细胞代谢中的作用
3.活动:探究酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素
生命观念
通过描述ATP的结构与功能,形成结构与功能相适应的观点
科学思维
借助分析影响酶活性因素的相关曲线,形成建构模型的科学思维方法
科学探究
通过影响酶活性因素的相关实验,培养设计实验、分析实验结果并得出实验结论的能力
社会责任
通过分析酶在生产、生活中的应用实例,让学生关注科学、技术和社会发展

考点一　酶的作用、特性及影响因素

1.酶本质的探索历程。

2.酶的作用和本质。


3.酶的作用机理分析(如下图)。

(1)无催化剂催化的反应曲线是②。
(2)有酶催化的反应曲线是①。
(3)表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。
(4)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。
(5)酶降低的活化能是AB段。
(6)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵轴上将向上移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能,但会提供能量。
提醒　①加热不能降低化学反应的活化能,但是可以为反应提供能量。
②酶可以重复多次利用,不会立即被降解。
4.酶的特性。

提醒　①温度、pH都能影响酶的空间结构,改变酶的活性,进而影响酶促反应速率。
②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积,进而影响酶促反应速率的,并不影响酶活性。
正误判断
(1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。(×)
(2)酶分子在催化化学反应完成后立即被降解成氨基酸。(×)
(3)酶提供了反应过程所必需的活化能。(×)
(4)酶不一定都在核糖体上合成,构成核糖体的化学物质和构成酶的化学物质本质上相同。(√)
(5)酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用。(×)
(6)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(√)
(7)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(×)
(8)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(×)
教材微点
1.(必修1 P84“图5-2”)酶制剂适宜在低温下保存的原因是:低温下酶的活性低但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会升高。
2.(必修1 P84“相关信息”)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5,小肠液的pH约为7.6,胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗?为什么?
提示　不能。因为没有了适宜的pH,胃蛋白酶活性大大下降甚至失活,不再发挥作用。
3.(必修1 P85“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。在临床上与抗生素混合使用,能增强抗生素的疗效。
长句突破
1.(科学思维)酶具有高效性的原理是同无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应的活化能。
2.(科学探究)如果开始时三组底物浓度相同,在时间t2时,向60 ℃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,60 ℃组产物总量不变,原因是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。

3.(科学探究)酶活性受多种因素的影响,如图表示抑制酶活性的两个模型,模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应;模型B中的抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型,使酶不能与底物结合,从而使酶失活。
　　
模型A　 　模型B
研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究某氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B,简要写出(1)实验思路;(2)预期实验结果及结论。
提示　(1)实验思路:在酶G量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反应体系中加入某氨基酸,同时不断提高底物浓度,检测酶促反应速率变化。
(2)预期结果、结论:若酶促反应速率能恢复,则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A;若酶促反应速率不能恢复,则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B。

1.酶的特性。
(1)高效性:与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高。

(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①物理模型——“锁和钥匙学说”。

图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。
②曲线分析。

酶A只能催化底物A参与的反应,说明酶具有专一性。
(3)酶的作用条件“较温和”。

①在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高,温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
②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。
2.酶促反应速率的影响曲线分析。
(1)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线。

(2)温度和pH对酶促反应速率的影响。

据图可知,不同pH条件下,酶最适温度不变;不同温度条件下,酶最适pH也不变,即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
(3)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响。
①底物浓度对酶促反应速率的影响。

②酶浓度对酶促反应速率的影响。


教材中具有“专一性”或“特异性”的物质归纳

　

角度一 结合酶的化学本质及作用,考查归纳与概括能力
1.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最适温度和保存温度是37 ℃
解析　DNA的合成主要发生在细胞核中,此外在线粒体和叶绿体中也能合成,因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶,A项错误;只要给予适宜的温度、pH等条件,由活细胞产生的酶在生物体外也具有催化活性,B项错误;盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低,但不影响蛋白质的活性,而胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法,C项正确;唾液淀粉酶催化反应最适温度是37 ℃,但是37 ℃不是保存该酶的最适温度,酶应该在低温条件下保存,D项错误。
答案　C
2.(2023·大连模拟)氨基酸本身的化学性质十分稳定,无催化活性。但当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼,具有了催化剂的功能。中科院院士、清华大学教授赵玉芬已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸,并将其称为“微型酶”,为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域。下列有关叙述正确的是(　　)
A.“微型酶”只含有C、H、O、N四种元素
B.“微型酶”的合成场所为核糖体
C.“微型酶”可与双缩脲试剂反应呈紫色
D.“微型酶”能降低化学反应的活化能
解析　根据题干信息可知,氨基酸与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼,具有了催化剂的功能,所以“微型酶”还含有P元素,A项错误;“微型酶”的组成是氨基酸和磷酸,是在细胞外人工合成的,不是在细胞内进行的,B项错误;“微型酶”的本质是氨基酸的衍生物,不含有肽键,所以不会与双缩脲试剂反应,C项错误;“微型酶”可以催化化学反应,所以可以降低化学反应的活化能,D项正确。
答案　D

酶在生活中的应用
(1)人发烧时不想吃东西,原因是体温升高导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢。
(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活,原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8,而胃液的pH为0.9~1.5。
(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射,不能口服,原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解,既可以注射,也可以口服。　
角度二 借助影响酶促反应的因素,考查科学思维能力
3.图甲、乙、丙分别表示酶浓度一定时,反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。图丁表示在最适温度下酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系。下列有关表述错误的是(　　)

A.图甲中,反应速率不再上升是因为受到酶浓度的限制
B.图乙中,a点到b点的变化是由于酶的空间结构逐渐被破坏
C.图丙可表示胃蛋白酶催化反应的反应速率变化曲线
D.如果适当降低温度,则图丁中的M值将保持不变
解析　图甲表明,反应物浓度超过某一值后,反应速率不再随反应物浓度的增大而增大,此时的限制因素是酶的浓度,A项正确;图乙中,a点到b点的变化是由于酶的空间结构逐渐被破坏使酶的活性降低,B项正确;胃蛋白酶的最适pH约为1.5,与图示中最适pH约为8.0不符,C项错误;图丁是在最适温度下测得的,温度降低后酶的活性降低,底物完全反应所需要的时间延长,但最终生成氨基酸的总量不变,即M值不变,D项正确。
答案　C
4.(不定项)(2023·河西区模拟)除了温度和pH对酶活性有影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图甲为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图乙为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法不正确的是(　　)

甲 乙
A.图甲中非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与低温对酶活性抑制的机理不同
B.根据图甲可推知,竞争性抑制剂与底物具有类似结构,从而与底物竞争酶的活性位点
C.图乙中底物浓度相对值大于10时,限制曲线A酶促反应速率的主要因素是酶浓度
D.图乙中曲线B和曲线C分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果
解析　非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制,低温只是抑制酶的活性,在低温下酶的空间结构没有改变,A项正确;竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位,说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似结构,B项正确;底物浓度相对值大于15时,曲线A中的酶促反应速率不再随着底物浓度的增加而增加,表明此时底物浓度不再是限制酶促反应速率的因素,此后限制曲线A酶促反应速率的主要因素是酶浓度,C项错误;由图示分析可知,曲线B是表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线,曲线C是表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线,D项错误。
答案　CD

“四看法”分析酶促反应曲线
　

考点二　探究酶的高效性、专一性和影响酶活性的条件

1.酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解。
(1)实验原理。
①2H2O22H2O+O2。
②比较H2O2在Fe3+、过氧化氢酶等不同条件下气泡的产生速度或使点燃但无火焰的卫生香复燃的程度,了解过氧化氢酶的作用。
(2)实验方案。
①

②变量分析。

2.酶的专一性——探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。
(1)实验原理:淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖,还原糖能与斐林试剂在温水浴条件下反应,生成砖红色沉淀。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶,再用斐林试剂在温水浴条件下鉴定溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
(2)实验步骤。
试管编号
1
2
注入可溶性淀粉溶液
2 mL
-
注入蔗糖溶液
-
2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液
2 mL
2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂
2 mL
2 mL
水浴加热2 min
实验现象
有砖红色沉淀
没有砖红色沉淀
(3)实验结果和结论:1号试管有砖红色沉淀生成,说明产生了还原糖,淀粉被水解,2号试管不出现砖红色沉淀,说明蔗糖没有被水解。结论:酶具有专一性,淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解。
(4)上述实验中不能(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂,因为碘液只能检测淀粉是否被水解,而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
(5)该实验的自变量是底物的种类;因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
3.影响酶活性的条件——探究温度对酶活性的影响。
(1)实验原理。
①反应原理。

②鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)实验步骤和结果。
取6支试管,分别编号为1与1'、2与2'、3与3',并分别进行以下操作。
试管编号
1
1'
2
2'
3
3'
实验
步骤
一
2 mL淀粉酶溶液
2 mL可溶性淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL可溶性淀粉溶液
2 mL淀粉酶溶液
2 mL可溶性淀粉溶液
二
在冰水中水浴5 min
在60 ℃温水中水浴5 min
在沸水中水浴5 min
三
1与1'试管内液体混合,摇匀
2与2'试管内液体混合,摇匀
3与3'试管内液体混合,摇匀
四
在冰水中水浴数分钟
在60 ℃温水中水浴数分钟
在沸水中水浴数分钟
五
取出试管,分别滴加2滴碘液,摇匀,观察现象
实验现象
呈蓝色
无蓝色出现
呈蓝色
结论
酶发挥催化作用需要适宜的温度条件,温度过高或过低都会影响酶的活性
提醒　①探究温度对酶活性的影响时,一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间,再进行混合。
②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时,检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应,而该实验中需严格控制温度。
③探究温度对酶活性的影响时,不宜用H2O2作反应物,因为H2O2易分解,加热条件下其分解会加快,氧气的产生速率增加,并不能准确反映酶活性的变化。
4.影响酶活性的条件——探究pH对酶活性的影响。
(1)实验原理。
①反应原理(用反应式表示)。
2H2O22H2O+O2。
②鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响O2的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。
(2)实验步骤和结果。
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量的过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
2
注入等量的不同pH的溶液
1 mL蒸馏水
1 mL 5%的HCl
1 mL 5%的NaOH
3
注入等量的体积分数为3%的H2O2溶液
2 mL
2 mL
2 mL
4
观察实验现象
有大量气泡产生
无明显气泡产生
无明显气泡产生
5
将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方)
燃烧剧烈
燃烧较弱
燃烧较弱
提醒　①探究pH对酶活性的影响时,必须先调pH,然后再将反应物与酶混合,否则反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应,影响实验的准确性。另外,本实验中也可将过氧化氢酶溶液和过氧化氢溶液分别调至同一pH再混合,以保证反应开始便达到预设pH。
②探究pH对酶活性的影响时,不能用斐林试剂作指示剂,因为盐酸会和斐林试剂发生反应,使斐林试剂失去作用。
③探究pH对酶活性的影响时,不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应,因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应,使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少,而且在酸性条件下淀粉也会被水解,从而影响实验的观察效果。

角度一 通过对影响酶活性的因素的基础实验分析,考查实验探究能力
1.(2021·浙江6月选考)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,正确的是(　　)
A.“酶的催化效率”实验中,若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,实验结果相同
B.“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C.“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D.设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时,可选择本尼迪特试剂检测反应产物
解析　熟马铃薯块茎的细胞已死亡,酶已失活,没有催化效率,所以不能以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎,A项错误;“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物,B项正确;“探究酶的专一性”实验中,设置1、2号试管的目的是检验淀粉和蔗糖中是否混有还原糖,C项错误;本尼迪特试剂检测实验结果需要热水浴加热,由于温度是自变量,因此不能用本尼迪特试剂检测实验结果,D项错误。
答案　B
2.下列有关酶特性的实验设计中,最科学、最严谨的一项是(　　)
选项
实验目的
主要实验步骤
A
验证酶催化具有高效性
实验组:2 mL 3% H2O2溶液+1 mL过氧化氢酶溶液,保温5 min;
对照组:2 mL 3% H2O2溶液+1 mL蒸馏水,保温5 min
B
验证酶催化具有专一性
实验组:2 mL 3%可溶性淀粉溶液+1 mL新鲜唾液,保温5 min,碘液检验;
对照组:2 mL 3%蔗糖溶液+1 mL新鲜唾液,保温5 min,碘液检验
C
探究酶作用的适宜温度
5 mL 3%可溶性淀粉溶液+2 mL新鲜唾液+碘液→每隔5 min将溶液温度升高10 ℃,观察溶液蓝色变化
D
探究pH对酶活性的影响
向三支试管中依次加入2 mL 3%H2O2溶液、1 mL不同pH缓冲溶液和1 mL过氧化氢酶溶液,在适宜温度下保温5 min,观察气体产生速率
解析　与无机催化剂相比,酶的催化具有高效性,以过氧化氢为底物,分别添加过氧化氢酶和无机催化剂(如Fe3+)设置对照实验,可验证酶的高效性,而向底物中分别添加过氧化氢酶和蒸馏水的对照实验,只可验证酶具有催化作用,A项错误。蔗糖不能使碘液变蓝,蔗糖的分解产物也不能使碘液变蓝;淀粉与唾液中淀粉酶混合一段时间后加入碘液,若淀粉在淀粉酶的催化下完全分解,碘液也不会变蓝,故不能选用碘液作为检测试剂,验证酶催化具有专一性,B项错误。探究酶作用的适宜温度时,自变量为温度,应分别将酶和底物在不同温度下保温一段时间,然后将相同温度条件下的酶与底物混合,这样混合过程不会导致温度发生变化,C项错误。探究pH对酶活性的影响时,自变量为pH,应设置不同的pH环境,温度为无关变量,应控制相同且适宜,D项正确。
答案　D
角度二 以酶的特性和影响因素为素材,考查实验设计与评价能力
3.(2022·湖南卷)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染
解析　由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知,碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活,A项正确;由图可知,加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠,部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态,因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的,B项错误;碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,而且加热也能使碱性蛋白酶失活,会降低碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果,添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果,C项正确;酶具有高效性,碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸,具有很强的分解蛋白质的能力,可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍,添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染,D项正确。
答案　B
4.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响,某同学具体的实验操作步骤如下:
①在1~5号试管中分别加入0.5%的唾液1 mL。
②分别向1~5号试管中加入0.5%的淀粉液2 mL。
③向各试管中加入相应的缓冲液3 mL,使各试管中的pH依次稳定在5.60、6.20、6.80、7.40、8.00。
④将1~5号试管均放入37 ℃温水中恒温水浴。
⑤反应过程中,每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上,加1滴碘液显色。待呈橙黄色时,立即取出5支试管,加碘液显色并比色,记录结果如表所示:
项目
1
2
3
4
5
pH
5.60
6.20
6.80
7.40
8.00
颜色
++
+
橙黄色
+
++
注:“+”表示蓝色程度。
(1)实验设计中,因变量是　　　　　　　。实验过程中选择37 ℃恒温的理由是　　　　　　　　。
(2)3号试管加碘液后出现橙黄色,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如果反应速率过快,应当对唾液进行怎样的处理?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)该同学的操作中有一处错误,请改正。　　　　　　　　。
(5)该实验得出的结论是　　　　　　　　。
解析　(1)根据题意可知,因变量是唾液淀粉酶活性。温度为无关变量,无关变量要保持相同且适宜,因此实验过程中选择37 ℃恒温是为了排除温度因素对结果的干扰,且37 ℃是唾液淀粉酶起催化作用的最适温度。(2)由于淀粉遇碘液变蓝,而3号试管加碘液后出现橙黄色,说明淀粉已被完全分解。(3)反应速率较快时,可对唾液加水稀释,从而减慢反应速率。(4)该实验应将步骤③移到②之前。(5)根据表中数据可知,实验结论为唾液淀粉酶的活性受pH的影响,唾液淀粉酶的最适pH是6.80,高于或低于此值,酶活性都会降低。
答案　(1)唾液淀粉酶活性　保证温度恒定,排除温度对实验过程的干扰;37 ℃是唾液淀粉酶的最适催化温度　(2)淀粉已经完全分解　(3)适当稀释唾液　(4)将步骤③移到②之前　(5)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80,高于或低于此值,酶的活性都会降低

“五看法”评价实验设计的方案


考点三　ATP的结构和功能

1.ATP的结构与功能。

(2)ATP的供能原理。

(3)ATP是一种高能磷酸化合物,理由是ATP水解的过程是释放能量的过程,1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ。
2.ATP和ADP的相互转化。

提醒　细胞中ATP含量很少,ATP与ADP之间转化非常迅速、及时。无论是饱食还是饥饿,只要机体处于存活状态,ATP与ADP含量都保持动态平衡。
3.ATP的利用。
(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2+释放为例)。

(2)ATP——细胞内流通的能量“货币”。
①吸能反应:一般与ATP的水解反应相联系,由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。
②放能反应:一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物的氧化分解反应。
(3)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
正误判断
(1)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器,所以不能合成ATP。(×)
(2)人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等。(×)
(3)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。(×)
(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。(√)
(5)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(×)
长句突破
(科学思维)人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,请分析原因。
提示　ATP与ADP时刻不停地发生相互转化,并且处于动态平衡之中。

角度 运用结构与功能观,考查ATP的结构和功能
1.(2023·葫芦岛模拟)ATP使细胞能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。图甲为ATP的结构示意图,图乙为ATP与ADP相互转化的关系式。据图分析,下列说法正确的是(　　)
　 ATPADP+Pi+能量
甲 乙
A.图甲中A代表腺苷,b、c为特殊化学键
B.图乙中反应向左进行时,所需能量均来自细胞代谢
C.图乙中反应向右进行表示ATP水解,与细胞内的放能反应相联系
D.图甲中水解掉两个磷酸基团所剩下的结构,可参与构成DNA
解析　图甲中A代表腺嘌呤,b、c为特殊化学键,A项错误。图乙中反应向左进行时,绿色植物体内的能量来自细胞的细胞呼吸和光合作用;对于动物和人体而言,能量来自细胞呼吸;光合作用和细胞呼吸均为细胞代谢,B项正确。图乙中反应向右进行表示ATP水解,与细胞内的吸能反应相联系,C项错误。图甲中水解掉两个磷酸基团所剩下的结构,可参与构成RNA,D项错误。
答案　B
2.(2021·湖南卷)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下,可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化,参与细胞信号传递,如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,不影响细胞信号传递
C.作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递
D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响
解析　根据题干可知,某些蛋白质在相关酶的作用下会发生磷酸化和去磷酸化,而发生了磷酸化和去磷酸化的蛋白质结构发生改变,功能有所不同,能够体现蛋白质结构与功能相适应的特点,A项正确;这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失,会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化,不能参与细胞信号传递,B项错误;由题图可知,在蛋白质磷酸化过程中,ATP为蛋白质提供磷酸基团,参与了细胞信号传递,C项正确;蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应,受温度的影响,D项正确。
答案　B

1.经典重组　判断正误
(1)马铃薯块茎无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。(2019·全国卷Ⅱ,2C)(×)
(2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量。(2018·全国卷Ⅲ,2A)(×)
(3)饥饿时,胰高血糖素水平升高,促进糖原分解,说明激素具有酶的催化活性。(2018·全国卷Ⅱ,3B)(×)
(4)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。(海南卷,5A)(×)
2.(2022·浙江6月选考)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述,正确的是(　　)
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成,导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用,酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会加快淀粉的水解速率
解析　低温可以抑制酶的活性,不会改变淀粉酶的氨基酸组成,也不会导致酶变性失活,A项错误;酶具有高效性,故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力,B项正确;酶活性的发挥需要适宜条件,在一定pH范围内,随着pH升高,酶活性升高,超过最适pH后,随pH增加,酶活性降低甚至失活,C项错误;淀粉酶的本质是蛋白质,若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶,会将淀粉酶水解,则淀粉的水解速率会变慢,D项错误。
答案　B
3.(2021·海南卷)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析,下列有关叙述错误的是(　　)

A.该酶可耐受一定的高温
B.在t1时,该酶催化反应速率随温度升高而增大
C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
解析　据图可知,该酶在70 ℃条件下仍具有一定的活性,故该酶可以耐受一定的高温,A项正确;据图可知,在t1时,酶催化反应速率随温度升高而增大,即反应速率与温度的关系为40 ℃<50 ℃ <60 ℃<70 ℃,B项正确;由题图可知,在不同温度下,该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同,其中70 ℃达到该温度下的最大反应速率时间最短,C项正确;相同温度下,不同反应时间内该酶的催化反应速率可能相同,如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同,D项错误。
答案　D
4.(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
-
+
-
蛋白质组分
+
-
+
-
+
低浓度Mg2+
+
+
+
-
-
高浓度Mg2+
-
-
-
+
+
产物
+
-
-
+
-
根据实验结果可以得出的结论是(　　)
A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性
解析　第①组中,酶P在低浓度Mg2+条件,有产物生成,说明酶P在该条件下具有催化活性,A项错误;第③组和第⑤组对照,无关变量是底物和蛋白质组分,自变量是Mg2+浓度,无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下,两组均没有产物生成,说明蛋白质组分无催化活性,B、D两项错误;第②组和第④组对照,无关变量是底物和RNA组分,自变量是Mg2+浓度,第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成,第②组在低浓度Mg2+条件下没有产物生成,说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性,C项正确。
答案　C
5.(全国卷Ⅱ)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),结果如下图。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)。
解析　(1)曲线图显示:在反应时间内,40 ℃时反应到达反应平衡时间最短,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 ℃,因酶的活性增强,A组酶催化反应的速度会加快。(4)绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性和作用条件较温和的特性。
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