2023版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第7課酶和ATP教師用書(shū)202207191135

第7課酶和ATP?學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求?1．通過(guò)關(guān)于酶本質(zhì)的探索和學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)酶的化學(xué)本質(zhì)，總結(jié)出酶的作用，并能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酶的作用及化學(xué)本質(zhì)。(生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究)2．通過(guò)分析與綜合，明確酶的高效性和專(zhuān)一性的含義，并學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究酶的專(zhuān)一性和溫度、pH等對(duì)酶促反應(yīng)的影響，進(jìn)而明確酶在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。(科學(xué)探究、科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任)3．基于對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)實(shí)例的分析，結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)同結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。(生命觀念、科學(xué)思維)考點(diǎn)一酶的本質(zhì)、作用和特性1．酶本質(zhì)的探索歷程(連線)2．酶的本質(zhì)及作用化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場(chǎng)所核糖體主要是細(xì)胞核(真核細(xì)胞)來(lái)源一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞(哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞除外)都能產(chǎn)生酶作用場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外生理功能催化作用3.酶的作用機(jī)理分析(如下圖)①為有酶催化的反應(yīng)曲線；②為沒(méi)有催化劑的反應(yīng)曲線；③為有無(wú)機(jī)催化劑催化的反應(yīng)曲線。4．酶的催化特性(連線)5．比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。步驟相同處理向4支試管中分別加入2mL過(guò)氧化氫溶液不同處理不處理放在90℃左右的水浴中加熱滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液現(xiàn)象氣泡基本無(wú)少較多很多帶火星衛(wèi)生香無(wú)復(fù)燃有復(fù)燃復(fù)燃性較強(qiáng)復(fù)燃性很強(qiáng)(2)變量分析。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶具有催化作用，同無(wú)機(jī)催化劑相比，催化效率更高。6．淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用(1)實(shí)驗(yàn)原理。①淀粉和蔗糖都是非還原糖，葡萄糖、果糖、麥芽糖都是還原糖。②斐林試劑能鑒定溶液中有無(wú)還原糖。③淀粉酶能催化淀粉水解為還原糖，不能催化蔗糖水解。(2)實(shí)驗(yàn)步驟。序號(hào)操作步驟試管1試管21注入可溶性淀粉溶液2mL—2注入蔗糖溶液—2mL3注入新鮮的淀粉酶溶液2mL2mL4振蕩混勻，將試管的下半部浸到60℃左右的熱水中，保溫5min5取出試管，各加入2mL斐林試劑，振蕩搖勻6將兩支試管的下半部放進(jìn)盛有熱水的大燒杯中，煮沸1min，觀察顏色變化磚紅色沉淀淡藍(lán)色(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。這說(shuō)明酶具有專(zhuān)一性。1．由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒(méi)有催化活性。 (×)2．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物。 (√)3．酶提供了反應(yīng)過(guò)程中所必需的活化能。 (×)4．酶活性的發(fā)揮離不開(kāi)其特定的結(jié)構(gòu)。 (√)5．同一個(gè)體各種體細(xì)胞中酶的種類(lèi)相同、數(shù)量不同，代謝不同。 (×)6．酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸。 (×)7．唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度和保存溫度都是37℃。 (×)【教材細(xì)節(jié)命題】1．(必修1P82“探究·實(shí)踐”)已知胃蛋白酶的最適pH為1.5，小腸液的pH為7.6，胃蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后還能發(fā)揮作用嗎？不能。為什么？因?yàn)闆](méi)有了適宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再發(fā)揮作用。2．(必修1P85“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”)溶菌酶為什么具有抗菌消炎的作用？溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁，起到抗菌消炎的作用。細(xì)菌性溶菌酶不能(填“能”或“不能”)用于真菌感染。為什么？由于真菌和細(xì)菌細(xì)胞壁的成分不同和酶具有專(zhuān)一性等原因，細(xì)菌性溶菌酶不能用于真菌感染。1．酶相關(guān)模型的構(gòu)建與解讀(1)酶的高效性。①與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(2)酶的專(zhuān)一性。①加入酶B的反應(yīng)速率和無(wú)酶條件下的反應(yīng)速率相同，說(shuō)明酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用。②加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說(shuō)明酶A對(duì)此反應(yīng)有催化作用。(3)影響酶活性的因素。圖甲曲線分析：①在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。②過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子的結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。圖乙曲線分析：縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢；圖示pH＝7時(shí)，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適pH；反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。(4)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響。①圖甲：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率先隨底物濃度增加而加快，當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。②圖乙：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。2．影響因素制約酶活性的機(jī)理(1)高溫、過(guò)酸、過(guò)堿——可破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致酶永久性失活(不可逆轉(zhuǎn))。(2)低溫——僅抑制酶活性，并不破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度適當(dāng)升高時(shí)活性可恢復(fù)。(3)酶活性還受某些激活劑或抑制劑的影響，前者可提升酶活性，后者則降低酶活性?？枷?|酶的本質(zhì)、作用和特性1．(2021·廣東中山六校聯(lián)考)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()A．酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑更高是因?yàn)槊改芙档头磻?yīng)的活化能B．酶都是在核糖體上合成的，但不一定需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工C．在最適溫度和最適pH的條件下，酶對(duì)細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)作用最強(qiáng)D．酶的專(zhuān)一性是指一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)D解析：酶和無(wú)機(jī)催化劑都能降低反應(yīng)的活化能，酶在降低反應(yīng)的活化能方面比無(wú)機(jī)催化劑更顯著，因而催化效率更高，A錯(cuò)誤；酶不都在核糖體上合成，如某些化學(xué)本質(zhì)是RNA的酶，蛋白質(zhì)類(lèi)酶的合成也不一定需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的參與，B錯(cuò)誤；酶在細(xì)胞代謝中有催化作用，在最適溫度和最適pH的條件下，酶的催化作用最強(qiáng)，C錯(cuò)誤；酶的專(zhuān)一性是指一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)，D正確。2．(2022·江蘇南京模擬)20世紀(jì)80年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種RNaseP酶，是由20%的蛋白質(zhì)和80%的RNA組成的，如果將這種酶中的蛋白質(zhì)除去，并提高M(jìn)g2＋的濃度，則留下來(lái)的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，這一結(jié)果表明()A．該RNA具有生物催化作用B．酶是由RNA和蛋白質(zhì)組成的C．酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)D．絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNAA解析：酶的本質(zhì)是具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。據(jù)題意可知，將該酶中的蛋白質(zhì)除去，留下來(lái)的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，說(shuō)明剩余的RNA也具有生物催化作用，即這些RNA也是酶，A項(xiàng)符合題意?？枷?|影響酶活性的因素3．下圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產(chǎn)生還原糖的結(jié)果。請(qǐng)據(jù)此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結(jié)果？()A．淀粉溶液量 B．pHC．溫度 D．唾液量A解析：改變底物的量，產(chǎn)物的量則會(huì)減少，圖中對(duì)照組的還原糖生成量一直多于實(shí)驗(yàn)組的還原糖生成量，故改變的是淀粉溶液量，即降低了底物的量，A正確；改變pH或溫度(會(huì)影響酶的活性)及改變唾液淀粉酶的量，都會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，即產(chǎn)物的最終產(chǎn)量不變，B、C、D錯(cuò)誤。4．(2021·陜西西安五校聯(lián)考)圖甲、乙、丙分別表示酶濃度一定時(shí)，反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度、溫度、pH的關(guān)系。圖丁表示在最適溫度下酶促反應(yīng)生成氨基酸的量與時(shí)間的關(guān)系。下列有關(guān)表述錯(cuò)誤的是()A．圖甲中，反應(yīng)速率不再上升是因?yàn)槭艿矫笣舛鹊南拗艬．圖乙中，a點(diǎn)到b點(diǎn)的變化是由于酶的空間結(jié)構(gòu)逐漸被破壞C．圖丙可表示胃蛋白酶催化反應(yīng)的反應(yīng)速率變化曲線D．如果適當(dāng)降低溫度，則圖丁中的M值將保持不變C解析：圖甲表明，反應(yīng)物濃度超過(guò)某一值后，反應(yīng)速率不再隨反應(yīng)物濃度的增大而增大，此時(shí)的限制因素是酶的濃度，A正確；當(dāng)溫度超過(guò)最適溫度后，酶的空間結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，故圖乙中，a點(diǎn)到b點(diǎn)的變化是由于酶的空間結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，從而使酶的活性降低，B正確；胃蛋白酶的最適pH約為1.5，與圖示中最適pH約為8.0不符，C錯(cuò)誤；圖丁是在最適溫度下測(cè)得的，溫度降低后酶的活性降低，底物完全反應(yīng)所需要的時(shí)間延長(zhǎng)，但最終生成氨基酸的總量不變，即M值不變，D正確?？键c(diǎn)二(探究·實(shí)踐)探究影響酶活性的因素1．探究溫度對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理。溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判斷酶的活性。(2)實(shí)驗(yàn)材料。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液、體積分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液(相關(guān)用具省略)。(3)實(shí)驗(yàn)步驟。序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31加入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不同的溫度條件冰塊(5min)37℃溫水(5min)沸水(5min)3加入等量的新鮮唾液淀粉酶溶液1mL(5min)1mL(5min)1mL(5min)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象藍(lán)色無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)藍(lán)色(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度過(guò)高、過(guò)低都會(huì)影響酶的活性，適宜溫度下酶的活性最高。2．探究pH對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理：2H2O2eq\o(→,\s\up10(過(guò)氧化氫酶))2H2O＋O2。pH影響酶的活性，從而影響O2的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來(lái)檢驗(yàn)O2的生成速率。(2)實(shí)驗(yàn)材料。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液、體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液、物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的HCl溶液、物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液、蒸餾水等。(3)實(shí)驗(yàn)步驟。序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31加入等量的過(guò)氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2加入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL0.01mol/L的HCl溶液1mL0.01mol/L的NaOH溶液3加入等量的體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液2mL2mL2mL4觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無(wú)氣泡產(chǎn)生無(wú)氣泡產(chǎn)生5將帶火星的衛(wèi)生香插入試管內(nèi)液面的上方燃燒劇烈不燃燒不燃燒(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)影響酶的活性，適宜pH下酶的活性最高。1．酶活性最高時(shí)的溫度不適合酶的保存。 (√)2．溫度和pH通過(guò)影響酶活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率；底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應(yīng)速率，但并未改變酶活性。 (√)3．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)。 (×)4．若探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響，可選擇過(guò)氧化氫溶液作為底物。 (×)5．溫度過(guò)高、低溫都能使酶活性降低，二者的作用原理不同。 (√)1．實(shí)驗(yàn)材料選擇時(shí)的注意事項(xiàng)(1)在探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，不能選擇過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶作為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)檫^(guò)氧化氫在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(2)在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)樵谒嵝詶l件下淀粉分解也會(huì)加快，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果檢測(cè)的注意事項(xiàng)(1)在探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，底物和酶溶液應(yīng)先分別在預(yù)設(shè)的溫度中保溫一段時(shí)間后再混合，保證反應(yīng)從一開(kāi)始就是預(yù)設(shè)的溫度。(2)在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，宜先保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，不宜在未達(dá)到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。(3)若選擇淀粉和淀粉酶來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響，檢測(cè)底物被分解的試劑宜選用碘液，不能選用斐林試劑，因?yàn)橛渺沉衷噭╄b定時(shí)需要水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制溫度?？枷?|影響酶活性的因素的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分析1．(2021·河南高中聯(lián)考)下圖是某課外活動(dòng)小組探究pH對(duì)唾液淀粉酶活性影響時(shí)繪制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖(實(shí)驗(yàn)中用鹽酸創(chuàng)設(shè)酸性條件，鹽酸能催化淀粉水解)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．在適宜條件下，與鹽酸相比，淀粉酶催化作用更顯著B(niǎo)．pH為1時(shí)有淀粉水解，則過(guò)酸條件下酶沒(méi)有失活C．pH為3時(shí)酶的活性等于pH為9時(shí)酶的活性D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)淀粉酶的最適pH為7A解析：酶具有高效性，在適宜條件下，淀粉酶的催化作用比鹽酸更顯著，A正確；pH＝1時(shí)，酶已失活，此時(shí)的淀粉水解是鹽酸催化的結(jié)果，B錯(cuò)誤；pH＝3時(shí)的淀粉水解量是酶和鹽酸共同作用的結(jié)果，不能說(shuō)明此時(shí)酶的活性等于pH為9時(shí)酶的活性，C錯(cuò)誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中pH為7時(shí)淀粉酶的催化效率最高，但不能說(shuō)明淀粉酶的最適pH為7，D錯(cuò)誤。2．為探究影響酶活性的因素、驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性和高效性等，某同學(xué)設(shè)計(jì)了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是()方案催化劑底物pH溫度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白塊中性室溫②淀粉酶淀粉、蔗糖適宜適宜③蛋白酶蛋白質(zhì)適宜不同溫度④過(guò)氧化氫酶、氯化鐵溶液過(guò)氧化氫強(qiáng)酸性室溫A．方案①的目的是探究pH對(duì)酶活性的影響，自變量是酶的種類(lèi)B．方案②的目的是驗(yàn)證淀粉酶的專(zhuān)一性，可用斐林試劑檢測(cè)C．方案③的目的是驗(yàn)證溫度對(duì)酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測(cè)D．方案④的目的是驗(yàn)證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多B解析：在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，自變量應(yīng)是pH，A錯(cuò)誤；淀粉酶能催化淀粉水解為還原糖，不能催化蔗糖水解，利用斐林試劑檢測(cè)生成物可以達(dá)到目的，B正確；由于蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，故不能用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)是否被分解，C錯(cuò)誤；在高溫、過(guò)酸、過(guò)堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶變性失活，因此強(qiáng)酸性條件下，過(guò)氧化氫酶失活，不能用于驗(yàn)證酶的高效性，D錯(cuò)誤?？枷?|實(shí)驗(yàn)的拓展和應(yīng)用3．某同學(xué)欲通過(guò)下圖所示的裝置進(jìn)行與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，下列分析正確的是()A．若不同濾紙片上分別附有等量過(guò)氧化氫酶、Fe3＋，則該裝置可用于探究酶的專(zhuān)一性B．該裝置可用于探究溫度對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響C．酶促反應(yīng)速率可用濾紙片進(jìn)入燒杯液面到浮出燒杯液面的時(shí)間(t3－t1)來(lái)表示D．該裝置不能用于探究pH對(duì)酶活性的影響C解析：若濾紙片上分別附有過(guò)氧化氫酶、Fe3＋，自變量是不同的催化劑，可用來(lái)探究酶的高效性，A錯(cuò)誤；過(guò)氧化氫在高溫下分解會(huì)加快，故不能選擇過(guò)氧化氫溶液來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響，B錯(cuò)誤；該裝置可以用來(lái)探究pH對(duì)酶活性的影響，D錯(cuò)誤。4．酶的抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對(duì)酶活性的影響不同。某科研小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了兩種抑制劑對(duì)某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析并繪圖，如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是______________________，實(shí)驗(yàn)中對(duì)無(wú)關(guān)變量應(yīng)進(jìn)行控制，該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有__________________(答出兩項(xiàng)即可)。(2)據(jù)圖分析，隨著底物濃度的升高，抑制劑________(填類(lèi)型)的作用逐漸減弱甚至消失。從活化能的角度分析，推測(cè)抑制劑能降低酶促反應(yīng)速率的原因是_________________________________________________________________。(3)某同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)是：A．將某消化酶溶液等分為①②③三組，將每組等分為若干份；b．在一定條件下將三組消化酶溶液均與等量的不同濃度的底物混合；c．在①中加入一定量的蒸餾水，②中加入等量的抑制劑Ⅰ，③中加入等量的抑制劑Ⅱ；d．定時(shí)取樣檢測(cè)各反應(yīng)中底物的量或產(chǎn)物的量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并繪圖。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)操作是否正確？__________，如果不正確，請(qǐng)進(jìn)行改正：____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由圖可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量有兩個(gè)，分別是抑制劑種類(lèi)和底物濃度。該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量、反應(yīng)時(shí)間等。(2)由圖可知，隨著底物濃度的升高，曲線②的酶促反應(yīng)速率逐漸與曲線①無(wú)抑制劑時(shí)相同，即抑制劑Ⅰ的作用逐漸減弱甚至消失。抑制劑能降低酶活性，從而減弱酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力。(3)題述實(shí)驗(yàn)操作不正確，若對(duì)酶處理前先將酶與底物混合，則酶會(huì)先與底物發(fā)生反應(yīng)，故應(yīng)先對(duì)酶進(jìn)行不同的處理，然后再將處理后的酶與底物混合。答案：(1)抑制劑種類(lèi)和底物濃度溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量等(合理即可)(2)Ⅰ在抑制劑的作用下，酶的活性(或催化效率)降低，其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降(答出即可)(3)不正確步驟c應(yīng)與步驟b互換，即先對(duì)酶溶液進(jìn)行處理再加入底物(合理即可)考點(diǎn)三ATP1．ATP的組成元素：C、H、O、N、P。2．ATP的分子結(jié)構(gòu)(1)分子結(jié)構(gòu)式：A—P～P～P(簡(jiǎn)寫(xiě))。(2)組成圖解(填出各部分名稱(chēng))。由結(jié)構(gòu)式可看出，ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用“一、二、三”來(lái)總結(jié)，即一個(gè)腺苷、二個(gè)特殊的化學(xué)鍵、三個(gè)磷酸基團(tuán)。3．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)：ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。(2)ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程比較比較內(nèi)容ATP水解ATP合成反應(yīng)式ATPeq\o(→,\s\up10(酶))ADP＋Pi＋能量ADP＋Pi＋能量→ATP酶ATP水解酶ATP合成酶場(chǎng)所活細(xì)胞內(nèi)多種場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體(植物細(xì)胞)能量轉(zhuǎn)化放能吸能能量來(lái)源ATP的水解呼吸作用、光合作用能量去向用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存在ATP中4.ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能(以Ca2＋主動(dòng)運(yùn)輸為例)(1)參與Ca2＋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，酶活性被激活。(2)在載體蛋白的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來(lái)與載體蛋白結(jié)合，這一過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，即載體蛋白的磷酸化。(3)載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2＋的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2＋釋放到膜外。1．ATP與ADP時(shí)刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。 (√)2．ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)。 (×)3．無(wú)氧條件下，光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來(lái)源。 (×)4．DNA與ATP中所含元素的種類(lèi)相同。 (√)5．ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P，“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基團(tuán)。 (√)【教材細(xì)節(jié)命題】1．(必修1P87正文)人體內(nèi)，在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP，以供運(yùn)動(dòng)之需，但人體內(nèi)ATP總含量并沒(méi)有太大變化，請(qǐng)分析原因：ATP與ADP時(shí)刻不停地快速地發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。2．(必修1P89閱讀材料拓展)“銀燭秋光冷畫(huà)屏，輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水，臥看牽?？椗恰！痹?shī)中描述的螢火蟲(chóng)發(fā)光的原理是螢火蟲(chóng)尾部細(xì)胞中的熒光素接受ATP提供的能量后被激活，在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素而發(fā)光。1．概括ATP與核苷酸的關(guān)系2．比較以下四種結(jié)構(gòu)中“A”的含義結(jié)構(gòu)“A”的名稱(chēng)“A”的分子組成①腺苷腺嘌呤和核糖②腺嘌呤脫氧核苷酸1分子腺嘌呤、1分子脫氧核糖和1分子磷酸③腺嘌呤核糖核苷酸1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸④腺嘌呤—3.ATP的再生和利用圖解4．ATP產(chǎn)生量與O2供給量的關(guān)系分析(1)A點(diǎn)為無(wú)氧條件下，細(xì)胞可通過(guò)無(wú)氧呼吸分解有機(jī)物，產(chǎn)生少量ATP。(2)AB段隨O2供給量增多，有氧呼吸明顯加強(qiáng)，ATP產(chǎn)生量逐漸增多。(3)BC段O2供給量超過(guò)一定范圍后，ATP的產(chǎn)生量不再增加，此時(shí)的限制因素可能是酶、ADP、磷酸基團(tuán)等?？枷?|ATP的結(jié)構(gòu)和功能1．(2021·廣東廣州期末)ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)圖，下列分析正確的是()A．圓圈內(nèi)所示為含氮堿基腺嘌呤B．方框內(nèi)所示為腺嘌呤核糖核苷酸C．細(xì)胞合成蛋白質(zhì)時(shí)利用①斷裂釋放的能量D．②在光合作用過(guò)程中容易形成但不易斷裂A解析：ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸基團(tuán)(三個(gè))構(gòu)成，有兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵(圖中①②)。圖中圓圈內(nèi)為腺嘌呤，A正確；腺嘌呤與核糖一起形成方塊內(nèi)的結(jié)構(gòu)，即腺苷，B錯(cuò)誤；合成蛋白質(zhì)時(shí)，利用ATP中遠(yuǎn)離A的那個(gè)磷酸基團(tuán)脫離，即②斷裂供能，C錯(cuò)誤；光合作用過(guò)程中，ATP中遠(yuǎn)離A的那個(gè)磷酸基團(tuán)容易結(jié)合，也容易脫離，光反應(yīng)階段ADP與Pi利用光能形成ATP，而暗反應(yīng)階段ATP水解(即②斷裂)供能，D錯(cuò)誤。2．在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來(lái)標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。解析：(1)由題干信息可知，ATP中遠(yuǎn)離A的磷酸基團(tuán)是Pγ，當(dāng)ATP水解后形成的Pγ參與DNA的合成，則32P標(biāo)記的磷酸基團(tuán)位于ATP的γ位上。(2)dATP去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后是合成DNA的原材料，若用32P標(biāo)記的dATP合成DNA，則標(biāo)記的磷酸基團(tuán)應(yīng)位于靠近A的位置上，即α位上。答案：(1)γ(2)α考向2|ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化3．下圖為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A．過(guò)程①②都可發(fā)生在線粒體和葉綠體中B．過(guò)程①所需能量均來(lái)自有機(jī)物的氧化分解C．過(guò)程②釋放的能量可直接用于人體紅細(xì)胞吸收葡萄糖D．吸能反應(yīng)一般與過(guò)程①相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與過(guò)程②相聯(lián)系A(chǔ)解析：過(guò)程①表示ADP與Pi合成ATP；過(guò)程②表示ATP水解產(chǎn)生ADP與Pi，同時(shí)釋放能量的過(guò)程，在線粒體和葉綠體中都有ATP的合成與水解，A正確；若ATP的合成發(fā)生在葉綠體中，過(guò)程①所需能量來(lái)自光能，若ATP的合成發(fā)生在線粒體中，過(guò)程①所需能量來(lái)自有機(jī)物的氧化分解，B錯(cuò)誤；人體紅細(xì)胞吸收葡萄糖的過(guò)程屬于協(xié)助擴(kuò)散，不需要消耗能量，沒(méi)有ATP水解，C錯(cuò)誤；ATP的合成即過(guò)程①一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系，ATP的水解即過(guò)程②一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，D錯(cuò)誤。4．(2022·湖北黃岡模擬)下圖表示ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，下列相關(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C解析：根據(jù)題圖判斷，M指的是腺嘌呤，N指的是核糖，A正確；食物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，需通過(guò)呼吸作用來(lái)完成，B正確；ATP的合成和分解速率始終處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；酶具有專(zhuān)一性，故ATP的合成和分解所需要的酶不同，D正確?！疽族e(cuò)提醒】ATP理解的兩點(diǎn)提醒(1)ATP不等同于能量：ATP是與能量有關(guān)的一種高能磷酸化合物，水解時(shí)會(huì)釋放出大量的能量。(2)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不可逆：從物質(zhì)方面來(lái)看是可逆的，但從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、能量等方面來(lái)看是不可逆的?！久}動(dòng)態(tài)】酶和ATP是細(xì)胞代謝有序進(jìn)行的必備物質(zhì)和條件?！懊浮钡膬?nèi)容主要包括酶的化學(xué)本質(zhì)、作用特性以及對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的分析和設(shè)計(jì)；“ATP”的內(nèi)容主要包括ATP的結(jié)構(gòu)及其在能量供應(yīng)系統(tǒng)中的作用。從近年的高考看，該專(zhuān)題主要以選擇題的形式從“酶在代謝中的作用”角度考查酶的本質(zhì)、種類(lèi)、作用特性以及與其他生理過(guò)程的聯(lián)系，另外還常以實(shí)驗(yàn)題的形式考查與酶特性有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。預(yù)計(jì)2023年高考中該專(zhuān)題仍將從物質(zhì)與能量的視角考查酶的作用原理與ATP的結(jié)構(gòu)及其功能。1．(2021·北京卷)ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，關(guān)于ATP的敘述錯(cuò)誤的是()A．含有C、H、O、N、PB．必須在有氧條件下合成C．胞內(nèi)合成需要酶的催化D．可直接為細(xì)胞提供能量[思維培養(yǎng)]B解析：ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團(tuán)，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；在無(wú)氧條件下，無(wú)氧呼吸過(guò)程中也能合成少量ATP，B錯(cuò)誤；ATP合成過(guò)程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可直接為細(xì)胞提供能量，D正確。2．(2021·湖北卷)使酶的活性下降或喪失的物質(zhì)稱(chēng)為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類(lèi)型：一類(lèi)是可逆抑制劑(與酶可逆結(jié)合，酶的活性能恢復(fù))；另一類(lèi)是不可逆抑制劑(與酶不可逆結(jié)合，酶的活性不能恢復(fù))。已知甲、乙兩種物質(zhì)(能通過(guò)透析袋)對(duì)酶A的活性有抑制作用。實(shí)驗(yàn)材料和用具：蒸餾水，酶A溶液，甲物質(zhì)溶液，乙物質(zhì)溶液，透析袋(人工合成半透膜)，試管，燒杯等。為了探究甲、乙兩種物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類(lèi)型，現(xiàn)提出以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。請(qǐng)完善該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果。(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：取________支試管(每支試管代表一個(gè)組)，各加入等量的酶A溶液，再分別加入等量____________________，一段時(shí)間后，測(cè)定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進(jìn)行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測(cè)定各自的酶活性。(2)實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：若出現(xiàn)結(jié)果①：_______________________________________。結(jié)論①：甲、乙均為可逆抑制劑。若出現(xiàn)結(jié)果②：________________________________________。結(jié)論②：甲、乙均為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結(jié)果③：_______________________________________。結(jié)論③：甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結(jié)果④：________________________________________。結(jié)論④：甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑。解析：(1)分析題意可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄考住⒁覂煞N物質(zhì)對(duì)酶A的抑制作用類(lèi)型，則實(shí)驗(yàn)的自變量為甲、乙物質(zhì)的有無(wú)，因變量為酶A的活性，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循對(duì)照與單一變量原則，故可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：取2支試管各加入等量的酶A溶液，再分別加等量甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液(單一變量原則)；一段時(shí)間后，測(cè)定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進(jìn)行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測(cè)定各自的酶活性。(2)據(jù)題意可知，物質(zhì)甲和物質(zhì)乙對(duì)酶A的活性有抑制作用，但作用機(jī)理未知，且透析前有物質(zhì)甲和物質(zhì)乙的作用，透析后無(wú)物質(zhì)甲和物質(zhì)乙的作用，前后對(duì)照可推測(cè)兩種物質(zhì)的作用機(jī)理，可能的情況有：①若甲、乙均為可逆抑制劑，則