2024届苏教版高中生物一轮复习酶和ATP课件
展开课标内容 (1)说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。(2)解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。(3)实验:探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。
探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
考点一 酶的本质、作用及特性
1.酶的作用及本质(1)酶本质的探索历程(连线)
(2)酶的本质和功能 体内、体外均可发挥作用
(3)酶的作用机理分析 降低化学反应的活化能
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。③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块,通过观察其消失情况得出结论,因蛋白酶本身也是蛋白质,不能用双缩脲试剂鉴定。④酶既可以作为催化剂,又可以作为另一个化学反应的底物。
2.酶的特性 (1)高效性
酶与无机催化剂的相同点:①都能降低化学反应的活化能;②可加快化学反应速率,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点;③化学反应前后酶的数量和性质不变。
(2)专一性:每一种酶只能催化____________化学反应。
在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活;低温条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。
(1)探究唾液淀粉酶活性的最适温度时,可设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验,记录实验数据。(2021·江苏卷,19D)( )提示 探究唾液淀粉酶活性的最适温度时,应围绕37.0 ℃在梯度为0.5 ℃的不同温度下进行实验,若设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验,不能说明唾液淀粉酶的最适温度是37.0 ℃。(2)细胞中生物大分子的合成需要酶来催化。(2020·江苏卷,2D)( )(3)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。(2022·浙江卷6月,10B)( )
(4)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。(2021·湖北卷,2D)( )提示 一般来说,动物体内酶的最适温度比植物低。(5)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(2021·全国甲卷,1A)( )提示 大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;只有部分激素是多肽和蛋白质类。(6)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。(2020·海南卷,8C)( )提示 酶可以重复多次利用,不会立即被降解。(7)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,T3B)( )提示 激素具有调节作用。
1.唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活,原因是_________________________ __________________________________________________________________________________________。
唾液的pH为6.2~7.4,而胃液的pH为0.9~1.5,唾液淀粉酶没有了适宜的pH条件,酶活性大大下降甚至失活,不再发挥作用
2.高温、过酸、过碱等条件下,酶失活后即使给适宜的条件,活性仍不能够恢复正常,原因是__________________________________________________________________;人发烧时不想吃东西,原因是_______________________________________________________。
高温、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏,使酶永久失活
体温升高导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢
3.利用加酶洗衣粉洗涤衣服时:
①丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤,因为__________________________________________________________________;②加酶洗衣粉使用的水温一般在50 ℃以下,切记不能用沸水,否则__________________。
加酶洗衣粉中含有蛋白酶,可能会损坏丝绸和毛皮类衣物的蛋白质
4.巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致,没有活细胞就不能产生酒精;李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质,不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。
提示 将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤,将提取液加入葡萄糖溶液中,也能产生酒精,说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。
1.酶促反应速率的影响曲线分析(1)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
(2)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
(3)温度和pH对酶促反应速率的影响
2.教材中具有“专一性”或“特异性”的物质归纳
1.(2022·泰州三模)酶和ATP是细胞代谢不可缺少的。相关叙述正确的是( )A.酶和ATP的合成都需要核酸作为模板B.细胞中酶的合成离不开核糖体、内质网的参与C.能合成酶的细胞都能合成ATP,反之亦然D.同一种酶在不同条件下最适温度可能不同
结合酶的本质及作用,考查科学思维
解析 酶的化学本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA,无论是蛋白质还是RNA,其合成过程都需要以核酸为模板,而ATP的合成不需要模板,A错误;酶的化学本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA,化学本质是蛋白质的酶需要在核糖体上合成,在内质网进行加工,但化学本质是RNA的酶合成时不需要核糖体和内质网,B错误;能合成酶的细胞都能合成ATP,能合成ATP的细胞不一定能合成酶,如哺乳动物成熟的红细胞,C错误;在底物不同以及生存环境不同的条件下,同一种酶的最适温度可能不同,D正确。
2.(2022·徐州、淮安、宿迁、连云港期末)下列关于酶的叙述,正确的是( )A.酶的基本组成单位是氨基酸B.酶催化化学反应时空间结构不会发生改变C.酶催化的实质是提供化学反应的活化能D.酶促反应速率与酶浓度、底物浓度、温度和pH等有关
解析 多数酶是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,少数酶是RNA,其基本组成单位是核糖核苷酸,即酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,A错误;酶在催化化学反应时,酶本身的化学性质和数量不发生改变,但其空间结构会发生变化,B错误;酶催化的实质是降低化学反应的活化能,C错误;结合分析可知,影响酶促反应速率的因素有酶浓度、底物浓度、温度和pH,但温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的,而酶浓度和底物浓度是直接影响酶促反应速率的,D正确。
3.(2022·南通四模)杂色云芝菌(一种真菌)盛产漆酶(能分解纤维素等)。科研人员将杂色云芝菌的菌丝接种到液体培养基中,适宜条件下培养不同的时间,提取酶并研究pH对酶活性的影响,结果如图。相关叙述错误的是( )
结合酶促反应速率的影响因素,考查科学思维
A.漆酶在活细胞中产生,在细胞外发挥作用B.杂色云芝菌合成的漆酶需要经高尔基体才能转运到细胞外C.不同培养时间提取的漆酶最适pH都为3左右D.不同培养时间提取的漆酶空间结构可能不同
解析 酶是由活细胞产生的,因此漆酶在活细胞中产生;由题可知,漆酶能分解纤维素,因此漆酶在细胞外发挥作用,A正确;因为该酶在胞外发挥作用,即漆酶属于分泌蛋白,因此杂色云芝菌合成的漆酶需要经高尔基体才能转运到细胞外,B正确;根据此图无法确定不同培养时间提取的漆酶的最适pH,C错误;由图可知,在同一pH下,不同培养时间提取的漆酶的酶活性不同,故推测不同培养时间提取的漆酶空间结构可能不同,D正确。
4.(2022·苏锡常镇调研)某研究小组利用α-淀粉酶与淀粉溶液探究温度对酶活性的影响时,使用二硝基水杨酸法检测还原糖含量,各组实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是( )
注:OD 540nm值代表在波长540 nm的光下测量该酶促反应生成的有色物质的吸光度值。在一定范围内,吸光度值与还原糖的量成正比关系。
A.实验组1和6的OD 540nm值较低,原因是酶的空间结构发生改变B.检测溶液的OD 540nm值时,实验组的数据需要与空白对照组比较C.根据表中数据分析,α-淀粉酶的最适温度在35~65 ℃之间D.为保证淀粉和淀粉酶的充分反应,需在反应液中添加ATP解析 实验组1的OD 540nm值较低,原因是低温抑制酶的活性,实验组6的OD 540nm值较低,原因是酶的空间结构发生改变,酶失活,A错误;该实验探究温度对酶活性的影响,根据对照原则,检测溶液的OD 540nm值时,实验组的数据需要与空白对照组比较,B正确;酶在最适温度时活性最高,低于或高于最适温度其活性都降低,由温度影响酶的活性曲线可知,α-淀粉酶的最适温度在45~85 ℃之间,C错误;淀粉酶水解淀粉不需要消耗能量,不需要在反应液中添加ATP,D错误。
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
1.比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理
点燃但无火焰的卫生香燃烧
(2)实验设计与现象分析
降低活化能的作用更显著
(3)实验变量与对照分析
无机催化剂(FeCl3)
(4)实验结论①②对照,说明________________________________________;①④对照,说明酶具有__________,同无机催化剂一样可加快化学反应速率;③④对照,说明酶具有________,同无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率
2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
(1)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。(2)上述实验中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遇碘液变色。
3.探究温度对酶活性的影响
(2)实验步骤、现象及结论取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。
是否出现蓝色及蓝色的深浅
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.探究pH对酶活性的影响
点燃但无火焰的卫生香燃烧
(3)结论酶的催化作用需要____________,________________都会影响酶的活性。
①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。②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。
1.(2022·广东卷,13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2B.结合①②组的相关变量分析,自变量为温度C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃,最适pH为9D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物解析 分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;分析①②组变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90 ℃、70 ℃,故自变量为温度,B正确;②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70 ℃,但由于分组较少,不能说明其最适温度为70 ℃,最适pH为9,C错误;该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验,D正确。
2.(2022·南京中华中学期末)下表是某学生设计的有关实验方案。据表分析,下列说法正确的是( )
注:表中“-”表示没有添加。
A.本实验的“检测试剂Y”可使用碘液或斐林试剂B.③④两组实验可用于验证酶的专一性,反应温度X为37 ℃C.若X、Y的设置正确,则②④⑥三组可说明温度能影响酶活性D.若X、Y的设置正确,则1 mL α-淀粉酶溶液的用量是无关变量解析 分析可知该实验的目的有两个,一个是通过③④(③④两组的温度适宜)验证酶的专一性;另一个目的是通过①③⑤探究温度对于酶活性的影响。若Y为斐林试剂,使用时需水浴加热,会对探究温度对于酶活性的实验有影响,因此该实验的检测试剂Y不能使用斐林试剂,A错误;验证酶的专一性时无关变量应相同且适宜,α-淀粉酶为工业用酶,最适的催化温度为60 ℃,B错误;②④⑥组中的α-淀粉酶不能催化蔗糖水解,②④⑥三组实验不能说明温度能影响酶活性,C错误;根据表格数据可知,该实验的自变量是底物的种类和温度,因此实验中α-淀粉酶溶液的用量是无关变量,D正确。
考点三 ATP的结构与功能
(1)ATP的供能原理
负电荷
特殊化学键
(2)ATP是一种高能磷酸化合物ATP水解的过程就是释放能量的过程,1 ml ATP水解释放的能量高达____________ kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
2.ATP和ADP的相互转化
细胞质基质、线粒体、叶绿体
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”
4.ATP产生量与O2供给量的关系分析
(1)供氧充足时,真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP。(2022·江苏卷,8D)( )提示 外膜上不进行细胞呼吸,而氧化[H]产生大量ATP过程属于有氧呼吸第三阶段,其场所是线粒体内膜。(2)ATP末端磷酸基团被32P标记,则32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性。(2021·海南卷,14B)( )(3)ATP必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷,1B)( )提示 无氧呼吸也可产生ATP。
(4)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ,1C)( )提示 高尔基体不能合成ATP。(5)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。(2019·天津卷,2A)( )提示 淀粉水解不需要消耗ATP。(6)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。(2018·全国卷Ⅰ,1A)( )
1.“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
萤火虫尾部的发光细胞中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活,在荧光素酶的催化作用下,激活的荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素而发光
2.科学家发现,一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量,请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因:________________________________________________________________。
含有两个特殊化学键,远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂,释放能量
3.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子,短时间后分离出细胞中的ATP,发现其含量变化不大,但部分ATP的末端P已带上放射性标记,分析该现象得到的结论是:_________________________________________________________________________________________________________。
①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离;②该过程中ATP既有合成又有水解;③部分32P标记的ATP是重新合成的
1.不同化合物中“A”的辨析
2.ATP与细胞的代谢
1.(2022·江苏海门中学期末)在感觉传递过程中ATP发挥重要作用。神经末梢释放的ATP,可与平滑肌细胞及神经细胞上的P2X受体结合,激活Ca2+通道,引起Ca2+内流产生兴奋。下列叙述错误的是( )A.在上述感觉传递过程中,ATP是一种神经递质B.细胞膜的流动性是神经末梢释放ATP的结构基础C.P2X受体存在于多种细胞的质膜上,所以无特异性D.ATP既供能又可传递信息,体现了生命是“物质、能量、信息”的统一体
围绕ATP的结构和特点,考查生命观念
解析 由题干“神经末梢释放的ATP,可与平滑肌细胞及神经细胞上的P2X受体结合,激活Ca2+通道,引起Ca2+内流产生兴奋”知,在感觉传递过程中,ATP是一种神经递质,A正确;ATP在神经细胞中可作为神经递质,通过胞吐出神经细胞,该过程依赖膜的流动性,B正确;P2X受体存在特异性,C错误;ATP既是供能物质又可传递信息,体现了生命是物质、能量、信息的统一体,D正确。
2.(2023·山东菏泽调研)将标记的32P注入活细胞内,随后迅速分离细胞内的ATP,测定其放射性,下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是( )
A.①代表ATP中的“A”,ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记,但是ATP的含量基本不变D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
解析 ①代表腺嘌呤,而ATP中的“A”代表腺苷,腺苷是由腺嘌呤和核糖结合而成的,A错误;ATP中远离腺苷的化学键容易断裂和生成,故磷酸基团⑤很快就会被32P标记,但是ATP的含量基本不变,C正确;细胞癌变后细胞代谢增强,ATP和ADP的转化加快,D正确。
围绕ATP与ADP的相互转化和ATP的利用,考查科学思维
3.(多选)(2022·无锡期末)某公司利用ATP存在时荧光素酶催化荧光素氧化发光的原理生产荧光检测仪,为节约荧光素酶的用量,该公司测定了使荧光素发光的荧光素酶溶液最佳浓度,结果如下表。相关叙述正确的是( )
A.荧光素氧化发出荧光的过程属于放能反应B.由表可知荧光素酶溶液的最佳浓度即为40/(mg·L-1)C.表中发光强度不再增大的原因之一是荧光素含量有限D.该方法可用于测定熟肉制品中微生物的污染情况
解析 荧光素氧化发出荧光的过程属于吸能反应,该过程中有ATP的水解供能,A错误;由于该实验涉及温度跨度较大,只能说明实验范围内40/(mg·L-1)较为合适,但若要确定最适浓度,应在40 ℃左右缩小浓度梯度进一步实验,B错误;发光强度与荧光素的含量有关,而随荧光素酶浓度增加,发光强度不再增加,原因之一是荧光素含量有限,C正确;荧光素发光需要ATP供能,微生物呼吸可产生ATP,故该方法可用于测定熟肉制品中微生物的污染情况,D正确。
4.(2023·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H+沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质,推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H+的通透性,降低H+膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是( )
A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜B.图中合成ATP的能量来自H+浓度差产生的势能C.图中产生的ATP可用于一切生命活动D.减肥药物会加快ATP的产生,有利于健康
解析 线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上都存在ATP合成酶,但叶绿体内膜上不存在ATP合成酶,A错误;光合作用暗反应阶段需要的ATP来自光反应阶段(叶绿体类囊体薄膜产生的)而非来自线粒体,C错误;减肥药物能够增加线粒体内膜对H+的通透性,降低H+膜内外的浓度差,减慢ATP的产生,不利于健康,D错误。
1.(2021·北京卷,1)ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )A.含有C、H、O、N、PB.必须在有氧条件下合成C.胞内合成需要酶的催化D.可直接为细胞提供能量 解析 ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团,故元素组成为C、H、O、N、P,A正确;在无氧条件下,无氧呼吸过程释放的能量也能用于合成ATP,B错误;ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化,C正确;ATP是生物体的直接能源物质,可直接为细胞提供能量,D正确。
2.(2019·江苏卷,13)下列关于加酶洗涤剂的叙述,错误的是( )A.加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶B.用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水C.含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物D.加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
解析 加酶洗衣粉中一般含有碱性蛋白酶、碱性脂肪酶等,A错误;加酶洗涤剂比传统洗涤剂的去污能力更强,酶具有高效性,所以用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水,B正确;棉织物的主要成分是纤维素,含纤维素酶的洗涤剂可以使织物更蓬松,有利于洗去污渍,C正确;加酶洗衣粉中所添加的酶,通常是科学家通过基因工程生产出的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶,D正确。
3.(2016·江苏卷,8)过氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。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,表明白菜梗中无过氧化物酶解析 该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,自变量是各试管中加入的不同物质,则1号和2号是对照组,3号和4号是实验组,A正确,B错误;3号与1、2号对照,3号管显橙红色,证明白菜梗中存在过氧化物酶,C错误;若4号管不显橙红色,与3号对照,说明高温使过氧化物酶变性失活,D错误。
4.(2021·海南卷,11)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错误。
5.(2020·北京卷,4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验,两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20 ℃条件下,向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比,第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了( )
A.悬液中酶的浓度 B.H2O2溶液的浓度C.反应体系的温度 D.反应体系的pH
解析 提高酶的浓度能够提高反应速率,但不能提高生成氧气的总量,A错误;提高H2O2溶液的浓度,就是提高底物浓度,产物的量增加,B正确;适度的提高温度可以加快反应速率,但不能提高产物的量,C错误;改变反应体系的pH,可以改变反应速率,但不能提高产物的量,D错误。
6.(2021·海南卷,14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞,1~2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记,并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )A.该实验表明,细胞内全部ADP都转化成ATPB.32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等D.ATP与ADP相互转化速度快,且转化主要发生在细胞核内
解析 根据题意可知,该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP,A错误;腺苷由腺嘌呤和核糖构成,不含磷元素,无放射性,B正确;根据题意可知,放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团,C错误;该实验不能说明转化主要发生在细胞核内,D错误。
考点一 酶的本质、作用及特性1.(2022·连云港考前模拟)关于酶,下列说法正确的是( )A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B.酶和无机催化剂都能降低化学反应的活化能C.胃蛋白酶不会消化胃组织自身的蛋白质是由于酶的专一性D.细胞内的酶与ATP都为多聚体,且成分中均有单糖
解析 蔗糖遇碘液不呈蓝色,蔗糖的水解产物葡萄糖和果糖遇碘液也不呈蓝色,结果一样,所以不能检测蔗糖是否分解,A错误;酶是生物催化剂,与无机催化剂的原理是一样的,都是通过降低化学反应的活化能来提高反应速率,B正确;正常情况下,胃液中的胃蛋白酶不能消化胃本身,是因为胃黏膜表面有一层黏膜,其上含有黏液—碳酸氢盐屏障,起到保护作用,而不是由于酶的专一性,C错误;细胞内的酶大多数是蛋白质,少数是RNA,故酶为多聚体,而ATP是由腺苷和磷酸组成的,不是多聚体,D错误。
2.(2023·江苏宝应期初)美国科学家在对四膜虫编码rRNA前体的DNA序列的研究中发现,一段DNA转录产物可以将mRNA切断加工,也能够在特定位点切断RNA,使得它失去活性,科学家将其命名为核酶。下列叙述正确的是( )A.核酶催化RNA水解是提供了反应的活化能B.核酶基本单位是核糖核苷酸,其分子中一定不存在氢键C.核酶只能在细胞内发挥作用,其催化活性可能受温度影响D.破坏的是相邻核糖核苷酸之间的磷酸二酯键
解析 核酶具有催化作用,可以降低化学反应的活化能,A错误;根据题意,核酶为一段DNA的转录产物,化学本质为RNA,而有的单链RNA部分区域因折叠存在氢键,如tRNA,核酶分子中可能也存在氢键,B错误;核酶作为酶分析,其催化活性可能受温度影响,在细胞内、细胞外都能发挥作用,C错误;由题干可知,核酶可以将mRNA切断加工,也能够在特定位点切断RNA,破坏的是相邻核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,D正确。
3.(2023·江苏扬州开学考)酶具有专一性,但并非绝对的严格,如胃蛋白酶一般水解蛋白质中苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸间的肽键,胰蛋白酶一般水解蛋白质中赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键,而肽酶则从蛋白质的氨基端或羧基端逐一水解肽键。下列相关叙述错误的是( )A.蛋白质经胰蛋白酶处理后经双缩脲试剂检测仍可显紫色B.胃蛋白酶随着食糜进入小肠后会变性失活被胰蛋白酶水解C.蛋白质依次经胃蛋白酶和胰蛋白酶水解后的产物都是二肽或多肽D.氨基酸种类、数目相同,但排列顺序不同的蛋白质经肽酶彻底水解后产物相同
解析 胰蛋白酶一般水解蛋白质中赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键,而蛋白质中含有的其他氨基酸形成的肽键不能被胰蛋白酶水解,故蛋白质经胰蛋白酶处理后产生的多肽,经双缩脲试剂检测仍可显紫色,A正确;胃蛋白酶最适的pH为1.5,进入小肠后pH(6.8左右)发生很大的变化,胃蛋白酶失活,且被胰蛋白酶水解,B正确;组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,使蛋白质结构具有多样性,若某蛋白质的酪氨酸和色氨酸位于一端,经胃蛋白酶水解后产物中会有单个的氨基酸,故蛋白质依次经胃蛋白酶和胰蛋白酶水解后产物中,不一定都是二肽或多肽,C错误;肽酶能从蛋白质的氨基端或羧基端逐一水解肽键,故氨基酸种类、数目相同,但排列顺序不同的蛋白质经肽酶彻底水解后,形成的氨基酸相同,即产物相同,D正确。
考点二 探究酶的特性及影响酶活性的因素4.(2022·连云港考前模拟)为探究蛋清溶菌酶的热稳定性,将酶液加热至不同的温度,分别保温30、60、90 min,测定酶的相对活性,结果如图,下列说法正确的是( )
A.温度是唯一的自变量,保温时间不影响酶活性B.与30 ℃相比,酶在60 ℃下的催化活性更低C.蛋清溶菌酶可以在室温环境中保持较高活性D.70 ℃时,该酶活性下降的速率先快后慢
解析 分析题图可知,实验的自变量是温度和时间,保温时间也会影响酶的活性,高温下保温时间越长,酶的活性下降越快,A错误;由图可知,该酶在30 ℃和60 ℃的温度下,在60 min内的相对活性没有明显差别,几乎重合,说明在一定的保温时间内,这两种温度下酶的活性不相上下,B错误;由图可知,30 ℃时该酶保持的相对活性较高,蛋清溶菌酶可以在室温环境中保持较高活性,C正确;在70 ℃时,该酶活性下降的速率先慢后快,D错误。
5.(2022·新高考基地学校联考)抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂,下图为两种抑制剂的作用机理模型。相关叙述错误的是( )
A.由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础B.由模型B可知,竞争性抑制剂通过竞争酶与底物的结合位点而影响酶活性C.由模型C推测,可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制D.非竞争性抑制剂与底物结合位点以外的位点结合,通过改变酶构象影响酶活性
解析 酶的活性部位往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系,由模型A可知,酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础,A正确;由模型B可知,竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点结合,导致酶不能与底物结合,从而降低酶对底物的催化效应,B正确;由模型C可知,非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构,使酶不能与底物(反应物)结合,即使增加底物浓度也无法解除,C错误;非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,通过改变酶的结构,从而使酶失去催化活性,降低酶对底物的催化反应速率,D正确。
6.(2023·江苏徐州模拟)相较于无机催化剂,酶具有很多特性。下列关于酶的特性的实验设计方案,合理的是( )A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液,验证酶的专一性B.利用过氧化氢、过氧化氢酶和蒸馏水,验证酶的高效性C.利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂,探究温度对酶活性的影响D.利用过氧化氢、过氧化氢酶,探究pH对酶活性的影响
解析 淀粉遇碘液变蓝,碘液能够检测淀粉是否被分解,但不能检测蔗糖是否被分解,A错误;酶的高效性一般是通过对比酶和无机催化剂催化化学反应速率的快慢进行验证的,B错误;在斐林试剂鉴定还原糖的实验中需要水浴加热,而实验探究的是温度对酶活性的影响,水浴加热会改变实验中的温度条件,影响实验结果,可利用淀粉、淀粉酶、碘液,探究温度对酶活性的影响,C错误;可以利用过氧化氢、过氧化氢酶,测定不同pH条件下的氧气产生速率,来探究pH对酶活性的影响,D正确。
考点三 ATP的结构与功能7.(2022江苏淮安期中)下列有关酶与ATP的相关叙述正确的是( )A.酶的作用条件较温和,只能在生物体内起作用B.有些酶的组成元素与ATP的组成元素相同C.叶肉细胞中产生的ATP只能用于光合作用的暗反应阶段D.人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度
解析 酶的作用条件较温和,在生物体内和体外都能起作用,A错误;当酶的本质是RNA时,组成元素与ATP相同,B正确;叶肉细胞中光合作用产生的ATP只能用于叶绿体内的吸能反应(主要是暗反应),呼吸作用产生的ATP,可以用于各项生命活动,C错误;人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度处于动态平衡,D错误。
8.(2022·常州八校联考)生物体内的一些生化反应与酶和ATP有关,下列相关叙述中错误的是( )A.无氧呼吸过程需要酶参与,每个阶段均能产生ATPB.有些酶的组成元素和ATP的组成元素不完全相同C.ATP的合成与水解反应都需要酶,吸能反应一般与ATP的水解反应相联系D.光合作用的暗反应过程需要酶和ATP共同参与
解析 无氧呼吸过程需要酶参与,只有无氧呼吸的第一阶段能产生ATP,A错误;绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,蛋白质类酶的组成元素主要为C、H、O、N,ATP的组成元素为C、H、O、N、P,故有些酶的组成元素和ATP的组成元素不完全相同,B正确;ATP的合成过程和分解过程都需要酶,吸能反应一般与ATP的水解反应相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系,C正确;光合作用的暗反应过程需要酶和光反应产生的NADPH和ATP共同参与,D正确。
9.(2023·重庆一中质检)ATP为Ca2+跨膜运输供能的过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.图中物质A既具有物质运输功能,又具有催化功能B.载体蛋白磷酸化伴随着能量的转移,载体蛋白活性也被改变C.Ca2+与物质A结合后,最终导致物质A的空间结构发生变化,使结合位点转向膜的另一侧D.加入蛋白质变性剂会提高Ca2+的跨膜运输速率
解析 由图可知,Ca2+的跨膜运输过程需要载体和能量,载体的化学本质是蛋白质。若加入蛋白质变性剂,则载体蛋白的结构和功能会发生改变,Ca2+的跨膜运输速率将降低,D错误。
10.(多选)(2022·扬州期末)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.产物B浓度高低变化对酶1活性的调节属于负反馈调节B.产物B与酶1变构位点的结合是可逆的C.增加底物的浓度,可解除产物B对酶1活性的影响D.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
解析 由图可知,产物B浓度低时,产物B与变构位点发生分离,酶1活性得以恢复,将两种底物合成产物A;产物A和另外一种物质在酶2的作用下合成产物B;当产物B浓度过高时,与酶1的变构位点结合,使得酶1失去活性。从而不能生成产物A,进而不能形成产物B,这样使得产物B的含量维持在稳定的水平,这属于一种负反馈调节,A正确;由图可知,产物B与酶1变构位点的结合是可逆的,B正确;底物的浓度对酶活性不产生影响,只对酶促反应速率产生影响,C错误;酶1只催化两种底物合成产物A的反应,具有专一性,D错误。
11.(多选)(2022·扬州中学3月检测)褐色脂肪组织(BAT)细胞中有一种特殊的载体蛋白(UCP),其作用机制如图所示。温度、ATP与ADP的比值会影响UCP的活性。激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP。下列叙述正确的是( )
A.膜间隙的pH大于线粒体基质B.激活的UCP对H+的通透性远大于ATP合成酶C.UCP激活时,BAT细胞的线粒体不能产生ATPD.寒冷激活UCP,ADP浓度上升抑制UCP活性
解析 由于H+由膜间隙进入线粒体基质不需要消耗能量,说明膜间隙H+浓度大于线粒体基质,膜间隙的pH小于线粒体基质,A错误;ATP与ADP的比值会影响UCP的活性,激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP,因此激活的UCP对H+的通透性远大于ATP合成酶,B正确;ATP与ADP的比值会影响UCP的活性,UCP激活时,BAT细胞的线粒体内膜不产生ATP,但线粒体基质仍可完成有氧呼吸第二阶段产生ATP,C错误;寒冷激活UCP,可使电子传递链过程不产生ATP,ADP浓度上升,从而抑制UCP活性,D正确。
12.(2023·中原名校联盟)某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响,做了如下实验。请结合实验回答问题: 实验步骤:一、取3支洁净的试管,编号为A、B、C,分别加入等量的酶溶液;二、在每支试管中加入等量的底物溶液;三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液,使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0;四、将3支试管置于不同的温度下,定时检测产物浓度。
(1)上述实验步骤中存在两处明显错误,请更正:________________________________________________________________________________________________________。
应将步骤二、三顺序调换;步骤四更正为:将3支试管置于最适温度(或相同且适宜温度)下,定时检测产物浓度
(2)在实验操作正确的情况下,实验结果如图。
①该实验中酶促反应速率用_______________________________________________________表示。实验开始1 min后A组
单位时间内产物的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量)
产物浓度不再增加的原因是______________________________________。
底物的量有限(或底物浓度是一定的)
高中生物高考2020届高考生物一轮复习专题4酶和ATP课件: 这是一份高中生物高考2020届高考生物一轮复习专题4酶和ATP课件,共60页。
高中生物高考2020届高考生物一轮复习专题4酶和ATP课件: 这是一份高中生物高考2020届高考生物一轮复习专题4酶和ATP课件,共60页。
高中生物高考2020届高考生物一轮复习3 1酶和ATP课件 62: 这是一份高中生物高考2020届高考生物一轮复习3 1酶和ATP课件 62,共60页。PPT课件主要包含了蛋白质,RNA,核糖核苷酸,核糖体,降低的活,活细胞,无机催化剂,麦芽糖,一种或一类,过碱高温等内容,欢迎下载使用。