高中生物專(zhuān)題04 酶和ATP-備戰(zhàn)2021年高考生物專(zhuān)題提分攻略（原卷版）

酶和ATP一、基礎(chǔ)知識(shí)必備1、酶的本質(zhì)（1）酶的定義酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物。（2）酶的作用機(jī)理酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。與無(wú)機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,兩者的比較如圖所示。（3）酶的本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶為RNA。2、酶的特性（1）.高效性酶的催化效率很高,大約是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍。（2）專(zhuān)一性:酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性,一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。（3）酶的作用條件較溫和:在最適宜的溫度、pH條件下,酶的活性最高。過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高,會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活。一般在低溫條件下,酶的活性降低,但不會(huì)失活。由低溫恢復(fù)到適宜溫度時(shí),酶活性可以恢復(fù)。3、ATP的結(jié)構(gòu)和形成（1）ATP的結(jié)構(gòu)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),~代表高能磷酸鍵。ATP分子中大量的能量就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。（2）ATP去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)即是構(gòu)成RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。4、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來(lái)源光能(光合作用)、化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲(chǔ)存于形成的高能磷酸鍵中用于各項(xiàng)生命活動(dòng)生理過(guò)程呼吸作用、光合作用的光反應(yīng)階段肌肉收縮、細(xì)胞分裂、興奮傳導(dǎo)、物質(zhì)吸收等反應(yīng)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體內(nèi)的需能部位,如細(xì)胞膜、葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞核等關(guān)系A(chǔ)TP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中反應(yīng)類(lèi)型,反應(yīng)所需的酶以及能量的來(lái)源、去路和反應(yīng)場(chǎng)所都不完全相同,因此ATP的合成和水解不可逆二、通關(guān)秘籍1、酶(1)酶只能催化熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)。(2)酶可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間,但不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(3)酶通過(guò)降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速率。(4)在反應(yīng)前后,酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量將保持不變。(5)酶既可在細(xì)胞內(nèi),也可在細(xì)胞外發(fā)揮催化作用。(6)由于酶的催化作用,細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。2、幾種化合物中“A”的含義的區(qū)別ATP與DNA、RNA、核苷酸的結(jié)構(gòu)中都有“A”,但表示的含義不同,如圖所示:ATP中的A為腺苷,由腺嘌呤和核糖組成;DNA分子中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子脫氧核糖和一分子磷酸組成;RNA分子中的A為腺嘌呤核糖核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸組成;核苷酸中的A為腺嘌呤。可見(jiàn),它們的共同點(diǎn)是都含有腺嘌呤。3、生物體內(nèi)與“能源”相關(guān)的物質(zhì)(1)生物體的三大能源物質(zhì)是糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì),其中糖類(lèi)是主要能源物質(zhì)。(2)生物體的主要儲(chǔ)能物質(zhì)是脂肪。(3)ATP是生物利用的直接能源,糖類(lèi)等有機(jī)物的能量只有轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的能量,才能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。(4)能量通過(guò)ATP在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。因此,可以形象地把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”。(5)生物體內(nèi)的能量最終都來(lái)源于太陽(yáng)能。說(shuō)明:ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接供能物質(zhì),但并非所有生命活動(dòng)所需的能量都是由ATP提供的。選擇題1．[2020·福建福州質(zhì)檢]動(dòng)物細(xì)胞的溶酶體內(nèi)含多種水解酶，不作用于細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)成分；溶酶體內(nèi)的pH約為5，而細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH約為7.2。下列推測(cè)不合理的是()A．正常情況下，水解酶不能通過(guò)溶酶體膜B．溶酶體膜經(jīng)過(guò)修飾，不被溶酶體內(nèi)的水解酶水解C．H＋以協(xié)助擴(kuò)散方式通過(guò)溶酶體膜進(jìn)入溶酶體D．酸性環(huán)境有利于維持溶酶體內(nèi)水解酶的活性2．[2020·河南南陽(yáng)聯(lián)考]在其他條件不變而酶濃度增加的條件下，下列圖中能正確表示生成物量變化情況的是(圖中虛線表示酶濃度增加后的變化情況)()3．[2020·浙江溫州測(cè)試]酶和無(wú)機(jī)催化劑加快某化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理如圖所示(Ea、Eb、Ec為活化能，指底物分子“活化”所需的能量)。下列敘述正確的是()A．該化學(xué)反應(yīng)為吸能反應(yīng)B．沒(méi)有催化劑，該化學(xué)反應(yīng)不能發(fā)生C．酶和無(wú)機(jī)催化劑均降低了底物分子的能量D．由圖中Ea與Eb比較可知，酶具有高效性4．甲、乙兩種酶用同一種酶(丙)處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列敘述中正確的是()A．如果丙是RNA酶，則甲的化學(xué)本質(zhì)是RNA，乙是蛋白質(zhì)B．如果丙是蛋白酶，則甲的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，乙是RNAC．丙酶只影響乙酶的活性，說(shuō)明酶具有專(zhuān)一性D．在高溫、低溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿條件下，甲酶和乙酶都會(huì)失活5．[2020·河北九校聯(lián)考]細(xì)胞代謝中某種酶與其底物、產(chǎn)物的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．產(chǎn)物B濃度高低變化對(duì)酶1活性的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)B．產(chǎn)物B與變構(gòu)位點(diǎn)的結(jié)合是可逆的C．增加底物的濃度，可解除產(chǎn)物B對(duì)酶活性的影響D．酶1的變構(gòu)位點(diǎn)和底物結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與特定的氨基酸排列順序有關(guān)6．大量研究證明，體內(nèi)的酶越多，免疫系統(tǒng)識(shí)別單個(gè)腫瘤細(xì)胞的概率就越大，使用酶療法治療癌癥的原理是天然活性酶可特異性水解腫瘤細(xì)胞表面的特殊蛋白，并激發(fā)自身免疫系統(tǒng)消滅去除了“盔甲”的腫瘤細(xì)胞，通過(guò)服用特定天然活性酶的混合物，可大大降低人群中患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．該天然活性酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的一類(lèi)有機(jī)物，其形成過(guò)程中需要RNA聚合酶參與B．天然活性酶作用于腫瘤細(xì)胞后，主要靠漿細(xì)胞分泌的抗體將腫瘤細(xì)胞清除C．天然活性酶特異性水解腫瘤細(xì)胞表面的特殊蛋白，與酶的專(zhuān)一性有關(guān)D．免疫系統(tǒng)識(shí)別腫瘤細(xì)胞與其監(jiān)控功能有關(guān)7．除了溫度和pH對(duì)酶活性有影響外，一些抑制劑也會(huì)降低酶的催化效果。如圖為酶作用機(jī)理及兩種抑制劑影響酶活性的機(jī)理示意圖。下列說(shuō)法不正確的是()A．酶的空間結(jié)構(gòu)直接決定了其特異性B．酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)，與酶自身結(jié)構(gòu)有關(guān)C．非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑可以改變酶的結(jié)構(gòu)，使酶不適于接納底物分子D．競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑降低酶活性的機(jī)理與高溫、低溫對(duì)酶活性抑制的機(jī)理相同8．下列關(guān)于ATP的敘述正確的是()A．ATP中的“A”代表的是腺嘌呤B．劇烈運(yùn)動(dòng)的肌細(xì)胞中ATP的含量明顯高于ADPC．吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化在葉綠體中不能同時(shí)發(fā)生9．[2020·江蘇蘇州立達(dá)中學(xué)月考]下列關(guān)于ATP的敘述中，正確的是()A．ATP分子中所有化學(xué)鍵都儲(chǔ)存著大量的能量，所以被稱(chēng)為高能磷酸化合物B．三磷酸腺苷可簡(jiǎn)寫(xiě)為A～P～P～PC．ATP中大量的能量都儲(chǔ)存在腺苷和磷酸基團(tuán)中D．1個(gè)ATP分子由1個(gè)腺嘌呤、1個(gè)核糖和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成10．[2020·四川綿陽(yáng)二診]下列關(guān)于酶和ATP的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．酶的合成需要ATP供能，ATP的合成也需要酶的催化B．酶和ATP的合成都不在細(xì)胞核中進(jìn)行，但都受基因控制C．由酶催化生化反應(yīng)和由ATP為生命活動(dòng)供能都是生物界的共性D．雖然酶能顯著降低反應(yīng)所需活化能，但某些生化反應(yīng)仍需ATP供能11．以下是有關(guān)生物體內(nèi)ATP的敘述，其中正確的是()A．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化，在活細(xì)胞中其循環(huán)是永無(wú)休止的B．ATP與ADP是同一種物質(zhì)的兩種形態(tài)C．生物體內(nèi)的ATP含量很多，從而保證了生命活動(dòng)所需能量的持續(xù)供應(yīng)D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，使生物體內(nèi)各項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)能在常溫常壓下快速順利地進(jìn)行12．[2020·福建廈門(mén)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校調(diào)研]當(dāng)你品嘗各種美味佳肴時(shí)，你可能不得不感謝三磷酸腺苷(ATP)這種化學(xué)物質(zhì)。新的研究顯示，ATP這種傳統(tǒng)上與細(xì)胞能量供應(yīng)相關(guān)的物質(zhì)在把食物的味道信息傳遞給大腦的過(guò)程中起到了關(guān)鍵的作用。據(jù)以上信息我們不能推出的結(jié)論是()A．ATP與能量供應(yīng)相關(guān)B．作為信息分子的ATP不能提供能量C．ATP也可作為信息傳遞分子D．神經(jīng)細(xì)胞膜外表面可能有ATP的受體13．[2020·山東青島調(diào)研]ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)的四種高能磷酸化合物，它們徹底水解的產(chǎn)物只有堿基不同，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．ATP不是細(xì)胞內(nèi)唯一的直接能源物質(zhì)B．一分子GTP中含有2個(gè)高能磷酸鍵C．CTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構(gòu)成的D．UTP徹底水解的產(chǎn)物中有堿基尿嘧啶14．在線粒體的內(nèi)外膜間隙中存在著一類(lèi)標(biāo)志酶——腺苷酸激酶，它能將ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有關(guān)推測(cè)不合理的是()A．腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴隨著1分子ADP的形成B．腺苷酸激酶的數(shù)量多少可能影響細(xì)胞呼吸強(qiáng)度C．腺苷酸激酶與細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的平衡維持有關(guān)D．ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需的能量可來(lái)自乳酸發(fā)酵15．[2020·湖北黃岡調(diào)研]如圖表示ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖B．食物為ATP充電指的是呼吸作用分解來(lái)自食物中的有機(jī)物產(chǎn)能C．運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉細(xì)胞中ATP的充電速率遠(yuǎn)高于其放能速率D．ATP的充電和放能所需要的酶不同16．[2020·安徽五校聯(lián)考]如圖為ATP分子的結(jié)構(gòu)式，ATP分子的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)寫(xiě)為A—P～P～P。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．吸能反應(yīng)常與④的斷裂相聯(lián)系B．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)寫(xiě)式中的A對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)式中的①和②，表示腺苷C．?dāng)嗔鸦瘜W(xué)鍵③形成的化合物之一是組成RNA的單體D．葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)非選擇題17．某校學(xué)習(xí)小組要研究溫度對(duì)酶活性的影響，做了以下實(shí)驗(yàn)：①將某種玉米籽粒浸種發(fā)芽后研磨勻漿、過(guò)濾，得到提取液。②取6支試管分別加入等量的淀粉溶液后，分為3組并分別調(diào)整到不同溫度，如圖所示。③然后在每支試管中加入少許等量的玉米籽粒提取液，保持各組溫度30分鐘。④繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(提取液中還原物質(zhì)忽略不計(jì))：(1)若向A、C、E三支試管中分別加入適量的斐林試劑，水浴一段時(shí)間，觀察三支試管，其中液體顏色呈磚紅色的試管是______________；磚紅色較深的試管是____________，顏色較深的原因是________________________________；不變色的試管是____________，不變色的原因是______________________________。(2)若向B、D、F三支試管中分別加入等量的碘液，觀察三支試管，發(fā)現(xiàn)液體的顏色都是藍(lán)色，產(chǎn)生該顏色的原因是________________________________。(3)以上實(shí)驗(yàn)的三種處理溫度不一定是玉米籽粒提取液促使淀粉分解的最適溫度。你怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能確定最適溫度？(只要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)思路)________________________________________________。18.研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞中分解糖原的糖原磷酸化酶有兩種結(jié)構(gòu)形式:活化型酶a和失活型酶b,二者能夠相互轉(zhuǎn)化(如圖1),酶a能夠催化糖原水解,酶b不能催化糖原水解?？茖W(xué)家用肝組織勻漿和肝組織勻漿離心后的上清液、沉淀物(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)在上清液中,細(xì)胞膜及各種細(xì)胞器在沉淀物中)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),過(guò)程如圖2所示。圖1圖2(1)選擇肝臟作為實(shí)驗(yàn)材料主要是由于肝細(xì)胞中富含。

(2)與無(wú)機(jī)催化劑相比,酶催化效率更高的原因是。

(3)實(shí)驗(yàn)一表明腎上腺素和胰高血糖素能夠增加肝勻漿中的相對(duì)含量,實(shí)驗(yàn)二與實(shí)驗(yàn)一對(duì)照,進(jìn)一步表明腎上腺素和胰高血糖素升血糖的作用很可能是通過(guò)實(shí)現(xiàn)的。

(4)據(jù)實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四可推測(cè)腎上腺素和胰高血糖素的受體最可能存在于(填“上清液”或“沉淀物”)中的某種結(jié)構(gòu)上,這種結(jié)構(gòu)最可能是(填“細(xì)胞膜”“細(xì)胞質(zhì)”或“細(xì)胞核”)。

(5)在實(shí)驗(yàn)一、二、四中均檢測(cè)到一種小分子活性物質(zhì)c,若要證明物質(zhì)c能夠激活上清液中的酶K,則實(shí)驗(yàn)組應(yīng)選擇的材料及處理方法為(多選題)。

a.上清液b.沉淀物c.肝勻漿d.加入物質(zhì)ce.檢測(cè)酶a含量 f.檢測(cè)酶b含量19.下圖為