高考生物一輪復習串講精練（新高考專用）專題07 酶和ATP（串講）（原卷版+解析）

專題07酶和ATP考點分布重點難點備考指南1．酶的作用和本質(zhì)2．酶的特性3．ATP的結構4.ATP和ADP的相互轉化5.ATP的功能與動、植物細胞代謝1.ATP在能量代謝中的作用2.酶在代謝中的作用3.實驗：探究影響酶活性的因素。掌握酶的作用和本質(zhì)，理解酶的基本單位和合成場所。理解并掌握酶的專一性、高效性、酶的作用條件溫和等特性，會設計實驗證明酶的特性。明確ATP和ADP的相互轉化的條件和過程。明確動植物產(chǎn)生ATP的反應場所及過程?？键c一酶的本質(zhì)、作用及特性1．酶的作用和本質(zhì)（1）酶的本質(zhì)是________________________；合成酶的原料是_________________；合成酶的場所是核糖體或細胞核。（2）酶的作用：具有______作用。（3）作用場所及條件：在細胞內(nèi)、外及離開生物體都可以發(fā)揮作用，但需要相對溫和的條件。（4）來源：一般______細胞都能產(chǎn)生。（5）催化機理：______反應活化能，提高反應______，但不改變反應的方向和平衡點。2．酶的特性(1)高效性：酶的催化效率大約是_________________的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化_________________化學反應。酶專一性的理論模型圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。酶和被催化的反應物分子都有特定的、相契合的結構。(3)作用條件較溫和：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高；_________________等條件會使酶的空間結構遭到破壞而永久失活；______條件下酶的活性很低，但空間結構穩(wěn)定。3.酶的作用原理①表示無酶催化時反應進行所需要的活化能是______段。②表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是______段。③表示酶降低的活化能是______段。1、比較過氧化氫在不同條件下的分解（1）實驗過程（2）變量分析2、底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線分析(1)甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率先隨底物濃度增加而加快，當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應速率不再增加。(2)乙圖：在底物足量、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。(3)丙圖：其他條件適宜的情況下，酶量增加，酶促反應的底物飽和時對應的曲線上的a點應向右上移(對應b點位置)。1、酶本質(zhì)的探索歷程科學家主要觀點或成就巴斯德糖類變成酒精必須有酵母活細胞的參與李比希引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質(zhì)，細胞死亡并裂解后才能起作用畢希納把從酵母細胞中提取出的能引起發(fā)酵的物質(zhì)叫做釀酶薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶，證明脲酶的化學本質(zhì)和作用切赫和奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能2、歸納概括具有“專一性（特異性）”的五類物質(zhì)（1）酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。（2）轉運蛋白：某些物質(zhì)通過細胞膜時需要轉運蛋白協(xié)助，不同物質(zhì)所需轉運蛋白不同，轉運蛋白的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。（3）激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結合的受體。（4）tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。（5）抗體：抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結合。3.高中教材常見的酶（1）DNA聚合酶：催化單個脫氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脫氧核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。（2）RNA聚合酶：催化單個核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。（3）解旋酶：用于DNA復制時雙鏈間氫鍵打開。（5）各種消化酶：可對應催化相關大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解等。4.酶在生活中的實例(1)人發(fā)燒時不想吃東西，原因是體溫升高導致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢。(2)唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)就會失活，原因是唾液淀粉酶的最適pH為6.8左右，而胃液的pH為0.9～1.5。(3)胰島素等蛋白質(zhì)類或多肽類激素只能注射，不能口服，原因是口服會導致該類激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素(如性激素)和氨基酸衍生物類激素(如甲狀腺激素)不會被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。典例1.科學家使用巰基乙醇和尿素處理牛胰核糖核酸酶(牛細胞中的一種蛋白質(zhì))，可以將該酶去折疊轉變成無任何活性的無規(guī)則卷曲結構。若通過透析的方法除去尿素和巰基乙醇，再將沒有活性的酶轉移到生理緩沖溶液中，經(jīng)過一段時間以后，發(fā)現(xiàn)胰核糖核酸酶活性得以恢復。下列敘述不正確的是()A．胰核糖核酸酶空間結構的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關B．這個實驗說明環(huán)境因素能通過影響蛋白質(zhì)的空間結構而影響其功能C．用強酸、強堿等處理胰核糖核酸酶也能導致其蛋白質(zhì)結構的改變D．巰基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶中的肽鍵導致其變性典例2.在最適條件下，某一不可逆化學反應進行到t1時，加入催化該反應的酶(成分為蛋白質(zhì))。該反應在加酶前后反應物濃度隨時間的變化如圖所示。下列有關分析錯誤的是()A．當反應時間達到t2時，酶完全失去活性B．適當升高反應體系的溫度，t2將會右移C．t1后反應物濃度降低的速率可表示酶促化學反應的速率D．受反應物濃度的限制，tl～t2酶促反應速率逐漸減慢考點二ATP的結構與功能1．ATP的結構（1）ATP的元素組成：_________________。（2）ATP的化學組成：一分子______，一分子______和三分子______基團。上圖①代表______，②代表AMP，即_________________，③代表______，④代表ATP，⑤代表_________________。（3）ATP的結構特點：ATP是一種高能磷酸化合物，含有______個高能磷酸鍵，ATP的化學性質(zhì)______穩(wěn)定，末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，也就是有較高的轉移勢能。（4）ATP的含量特點：在細胞中含量______，ATP和ADP的相互轉化______。項目ATP的合成ATP的水解反應式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up8(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up8(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶________能量來源________（光合作用）、________（細胞呼吸）儲存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存于形成的高能磷酸鍵中用于________反應場所________、________、________生物體的需能部位ATP與ADP的相互轉化不可逆，從物質(zhì)方面看雖然是可逆的，從酶、進行的場所、能量方面看是不可逆的。ATP轉化為ADP消耗水，該反應屬于水解反應。典例1.下列有關細胞內(nèi)ATP的敘述中，正確的是()A．在寒冷的環(huán)境中，人體細胞產(chǎn)生ATP的速率會下降B．ATP中的“A”在DNA分子中通過氫鍵與“T”相連C．細胞中ATP中的能量可來自光能和化學能，也可轉化為光能和化學能D．每個ATP分子中只含有一個高能磷酸鍵典例2.ATP合酶是合成ATP所需的催化劑，分子結構由凸出于膜外的親水性頭部和嵌入膜內(nèi)的疏水性尾部組成。當H＋順濃度梯度穿過ATP合酶，使ADP與Pi形成ATP。下列關于ATP合酶的分析，錯誤的是()A．可推測原核生物的細胞內(nèi)沒有ATP合酶B．線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體薄膜上有ATP合酶C．ATP合酶既具有催化作用，也具有運輸作用D．ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP需要溫和的條件典例3.研究證實ATP既是能量“通貨”，也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如圖所示。請分析回答下列問題：(1)ATP的結構簡式是______________，神經(jīng)細胞中的ATP主要來自________(細胞結構)。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24h有40kgATP發(fā)生轉化，而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是____________________________________________________________________________________________________。(2)由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在細胞間隙中的有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是____________。(3)一些神經(jīng)細胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，二者均能引起受體細胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，如果要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，則圖中的________________屬于無關變量，應予以排除。1．酶的相關實驗材料選擇時的注意事項(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，不能選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作為實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結果。(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結果。2．酶的特性相關實驗步驟和結果檢測的注意事項(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，底物和酶溶液應先分別在預設的溫度中保溫一段時間后再混合，保證反應從一開始就是預設的溫度。(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，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)至實驗要求的pH后再讓反應物與酶接觸，不宜在未達到預設pH前，讓反應物與酶接觸。(3)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不能選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需要水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。1.(2020·海南，8)下列關于胰蛋白酶和胰島素的敘述，正確的是()A．都可通過體液運輸?shù)饺鞡．都在細胞內(nèi)發(fā)揮作用C．發(fā)揮作用后都立即被滅活D．都能在常溫下與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應2.(2020·北京，4)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了()A．懸液中酶的濃度 B．H2O2溶液的濃度C．反應體系的溫度 D．反應體系的pH3.(2022·山東濰坊高三月考)ATP是細胞的能量“貨幣”，是生命活動的直接能源物質(zhì)，如圖為ATP的結構和ATP與ADP相互轉化的關系式。下列說法錯誤的是()A．酶催化作用的高效性保證了ATP和ADP快速轉化B．圖2中反應向右進行時，釋放能量，圖1中的c鍵斷裂C．圖1中的“A”代表腺苷，方框中的部分是構成DNA的基本單位之一D．細胞中圖2反應處于“動態(tài)平衡”，劇烈運動時ATP分解量增加，此時其合成量也增加4.(2022·江蘇省阜寧中學高三月考)ATP可將蛋白質(zhì)磷酸化，磷酸化的蛋白質(zhì)會改變形狀做功，從而推動細胞內(nèi)系列反應的進行(機理如下圖所示)。下列敘述錯誤的是()A．磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去的能量主要用于再生ATPB．ATP推動蛋白質(zhì)做功的過程，存在放能反應與吸能反應過程C．ATP水解過程中，末端磷酸基團具有較高的轉移勢能D．主動運輸過程中，載體蛋白中的能量先增加后減少5.(2022·重慶高三月考)GTP(三磷酸鳥苷)與ATP結構相似，結構簡式為G—P～P～P，可與Ras蛋白結合為Ras蛋白—GTP。在一定條件下，Ras蛋白具有弱的GTP酶活性，可將與之結合的GTP水解成GDP，成為失活型的Ras蛋白—GDP。下圖表示當細胞外存在信號分子時，細胞膜上的Ras蛋白釋放出自身的GDP并結合GTP，實現(xiàn)由失活態(tài)向活化態(tài)的轉變，將胞外信號向胞內(nèi)傳遞的過程。下列相關說法不正確的是()A．G—P～P～P中的G表示鳥苷B．Ras蛋白結合GDP時為失活態(tài)，結合GTP時為活化態(tài)C．細胞膜上的Ras蛋白與細胞內(nèi)外的信號傳遞有關D．Ras蛋白可將與之結合的GTP水解成GDP，說明酶在反應前后化學結構可以發(fā)生變化6.(2020·山東，1)經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工的蛋白質(zhì)進入高爾基體后，S酶會在其中的某些蛋白質(zhì)上形成M6P標志。具有該標志的蛋白質(zhì)能被高爾基體膜上的M6P受體識別，經(jīng)高爾基體膜包裹形成囊泡，在囊泡逐漸轉化為溶酶體的過程中，帶有M6P標志的蛋白質(zhì)轉化為溶酶體酶；不能發(fā)生此識別過程的蛋白質(zhì)經(jīng)囊泡運往細胞膜。下列說法錯誤的是()A．M6P標志的形成過程體現(xiàn)了S酶的專一性B．附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體參與溶酶體酶的合成C．S酶功能喪失的細胞中，衰老和損傷的細胞器會在細胞內(nèi)積累D．M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質(zhì)會聚集在高爾基體內(nèi)7.（2019·紹興模擬）如圖是在適宜溫度下pH對某種過氧化氫酶活性影響的曲線，下列敘述錯誤的是（）A．該酶的最適pH范圍比較寬B．過酸或過堿條件下該酶都可能失去活性C．該酶的活性可達到100%，可以說明酶具有高效性D．若升高溫度，該酶的最高活性會降低8.（2018·杭州一模）ATP的結構示意圖如下，①③表示組成ATP的物質(zhì)或基團，②④表示化學鍵。下列有關敘述正確的是（）A．物質(zhì)①表示鳥嘌呤B．化學鍵②斷裂的化學反應屬于吸能反應C．在ATP-ADP循環(huán)中③可重復利用D．若化學鍵④斷裂，則左邊的化合物是ADP9.（2019·齊齊哈爾三模）如圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應速率與溫度的關系曲線，回答下列問題：（1）圖中b、c兩點中通過改變溫度條件可明顯提高反應速率的是________，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）某同學為驗證溫度對該酶活性的影響，設計了如下實驗：操作步驟操作方法試管A試管B試管C1淀粉溶液2mL2mL2mL2溫度處理（℃）3710003淀粉酶溶液1mL1mL1mL4碘液2滴2滴2滴5現(xiàn)象X變藍變藍①該實驗的自變量是________。若反應時間相對充分，請寫出表格中X表示的內(nèi)容：________。操作步驟4______（填“可以”或“不可以”）用斐林試劑代替碘液，原因是______________________________________________________________________________。②能不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響原因？________。原因是______________________________________________。③若需判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實驗的科學角度分析，最好檢測：________。10.（2019·青島檢測）小麥種子中含有α、β兩種淀粉酶，某學習小組對這兩種淀粉酶活性進行探究實驗，步驟如下：①將等量的α-淀粉酶（70℃活性不受影響，100℃高溫下失活）與β-淀粉酶（70℃處理15min即失活）加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組；②甲組25℃下處理，乙組70℃水浴處理15min后取出，丙組100℃下處理15min后取出；③甲、乙、丙三組分別在25℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液；④一段時間后，測得甲、乙、丙三組淀粉剩余量分別為a、b、c。請回答下列相關問題：（1）上述兩種酶存在差異的直接原因是_____________________________________________。（2）三組淀粉剩余量最多的是_______（填“甲”“乙”或“丙”）組，原因是______________________________________________________。（3）利用上述實驗結果，如何大致比較25℃條件下α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的大??？_______________________________________________________________。11．（2019·福建模擬）某生物興趣小組為了探究pH對某種酶活性的影響，做了如下實驗。實驗步驟：一、取3支潔凈的試管，編號為A、B、C，分別加入等量的酶溶液；二、在每支試管中加入等量的底物溶液；三、在A、B、C試管中加入等量的緩沖液，使pH分別穩(wěn)定在5.0、7.0、9.0；四、將3支試管置于不同的溫度下，定時檢測產(chǎn)物濃度。請回答下列問題：（1）上述實驗步驟中存在兩處明顯錯誤，請更正。___________________________________________________________________________________________________________________。（2）在實驗操作正確的情況下，實驗結果如圖。①該實驗中酶促反應速率用________________________表示。實驗開始1min后A組產(chǎn)物濃度不再增加的原因是_________________________________________________________________________________。②為進一步探究該酶作用的最適pH，應在pH為________范圍開展實驗。

專題07酶和ATP考點分布重點難點備考指南1．酶的作用和本質(zhì)2．酶的特性3．ATP的結構4.ATP和ADP的相互轉化5.ATP的功能與動、植物細胞代謝1.ATP在能量代謝中的作用2.酶在代謝中的作用3.實驗：探究影響酶活性的因素。掌握酶的作用和本質(zhì)，理解酶的基本單位和合成場所。理解并掌握酶的專一性、高效性、酶的作用條件溫和等特性，會設計實驗證明酶的特性。明確ATP和ADP的相互轉化的條件和過程。明確動植物產(chǎn)生ATP的反應場所及過程?？键c一酶的本質(zhì)、作用及特性1．酶的作用和本質(zhì)（1）酶的本質(zhì)是絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA；合成酶的原料是氨基酸或核糖核苷酸；合成酶的場所是核糖體或細胞核。（2）酶的作用：具有催化作用。（3）作用場所及條件：在細胞內(nèi)、外及離開生物體都可以發(fā)揮作用，但需要相對溫和的條件。（4）來源：一般活細胞都能產(chǎn)生。（5）催化機理：降低反應活化能，提高反應速率，但不改變反應的方向和平衡點。2．酶的特性(1)高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。酶專一性的理論模型圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能被A催化的物質(zhì)。酶和被催化的反應物分子都有特定的、相契合的結構。(3)作用條件較溫和：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過酸、過堿等條件會使酶的空間結構遭到破壞而永久失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結構穩(wěn)定。3.酶的作用原理①表示無酶催化時反應進行所需要的活化能是AC段。②表示有酶催化時反應進行所需要的活化能是BC段。③表示酶降低的活化能是AB段。1、比較過氧化氫在不同條件下的分解（1）實驗過程（2）變量分析2、底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響曲線分析(1)甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應速率先隨底物濃度增加而加快，當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應速率不再增加。(2)乙圖：在底物足量、其他條件適宜的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。(3)丙圖：其他條件適宜的情況下，酶量增加，酶促反應的底物飽和時對應的曲線上的a點應向右上移(對應b點位置)。1、酶本質(zhì)的探索歷程科學家主要觀點或成就巴斯德糖類變成酒精必須有酵母活細胞的參與李比希引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質(zhì)，細胞死亡并裂解后才能起作用畢希納把從酵母細胞中提取出的能引起發(fā)酵的物質(zhì)叫做釀酶薩姆納從刀豆種子中提取出脲酶，證明脲酶的化學本質(zhì)和作用切赫和奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能2、歸納概括具有“專一性（特異性）”的五類物質(zhì)（1）酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。（2）轉運蛋白：某些物質(zhì)通過細胞膜時需要轉運蛋白協(xié)助，不同物質(zhì)所需轉運蛋白不同，轉運蛋白的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。（3）激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結合的受體。（4）tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。（5）抗體：抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結合。3.高中教材常見的酶（1）DNA聚合酶：催化單個脫氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脫氧核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。（2）RNA聚合酶：催化單個核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸鏈，作用部位是磷酸二酯鍵。（3）解旋酶：用于DNA復制時雙鏈間氫鍵打開。（5）各種消化酶：可對應催化相關大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解等。4.酶在生活中的實例(1)人發(fā)燒時不想吃東西，原因是體溫升高導致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢。(2)唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)就會失活，原因是唾液淀粉酶的最適pH為6.8左右，而胃液的pH為0.9～1.5。(3)胰島素等蛋白質(zhì)類或多肽類激素只能注射，不能口服，原因是口服會導致該類激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素(如性激素)和氨基酸衍生物類激素(如甲狀腺激素)不會被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。典例1.科學家使用巰基乙醇和尿素處理牛胰核糖核酸酶(牛細胞中的一種蛋白質(zhì))，可以將該酶去折疊轉變成無任何活性的無規(guī)則卷曲結構。若通過透析的方法除去尿素和巰基乙醇，再將沒有活性的酶轉移到生理緩沖溶液中，經(jīng)過一段時間以后，發(fā)現(xiàn)胰核糖核酸酶活性得以恢復。下列敘述不正確的是()A．胰核糖核酸酶空間結構的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關B．這個實驗說明環(huán)境因素能通過影響蛋白質(zhì)的空間結構而影響其功能C．用強酸、強堿等處理胰核糖核酸酶也能導致其蛋白質(zhì)結構的改變D．巰基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶中的肽鍵導致其變性【答案】D【解析】根據(jù)題意可知，巰基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶的空間結構導致其變性，D錯誤。典例2.在最適條件下，某一不可逆化學反應進行到t1時，加入催化該反應的酶(成分為蛋白質(zhì))。該反應在加酶前后反應物濃度隨時間的變化如圖所示。下列有關分析錯誤的是()A．當反應時間達到t2時，酶完全失去活性B．適當升高反應體系的溫度，t2將會右移C．t1后反應物濃度降低的速率可表示酶促化學反應的速率D．受反應物濃度的限制，tl～t2酶促反應速率逐漸減慢【答案】A【解析】由于是最適條件，當反應時間達到t2時，酶沒有失去活性，而是反應物已消耗完，A錯誤。考點二ATP的結構與功能1．ATP的結構（1）ATP的元素組成：C、H、O、N、P。（2）ATP的化學組成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基團。上圖①代表腺苷，②代表AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，③代表ADP，④代表ATP，⑤代表高能磷酸鍵。（3）ATP的結構特點：ATP是一種高能磷酸化合物，含有兩個高能磷酸鍵，ATP的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結合的趨勢，也就是有較高的轉移勢能。（4）ATP的含量特點：在細胞中含量少，ATP和ADP的相互轉化快。項目ATP的合成ATP的水解反應式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用)、化學能(細胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存在高能磷酸鍵中用于各項生命活動反應場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位ATP與ADP的相互轉化不可逆，從物質(zhì)方面看雖然是可逆的，從酶、進行的場所、能量方面看是不可逆的。ATP轉化為ADP消耗水，該反應屬于水解反應。典例1.下列有關細胞內(nèi)ATP的敘述中，正確的是()A．在寒冷的環(huán)境中，人體細胞產(chǎn)生ATP的速率會下降B．ATP中的“A”在DNA分子中通過氫鍵與“T”相連C．細胞中ATP中的能量可來自光能和化學能，也可轉化為光能和化學能D．每個ATP分子中只含有一個高能磷酸鍵【答案】C【解析】在寒冷環(huán)境中，由于激素的調(diào)節(jié)作用，人體有機物氧化分解速率加快，以維持體溫的相對穩(wěn)定，細胞產(chǎn)生ATP的速率不會下降，A錯誤；ATP中的“A”是指腺嘌呤與核糖結合而成的腺苷，DNA分子中通過氫鍵與“T”相連的是腺嘌呤，二者不同，B錯誤；每個ATP分子中含有兩個高能磷酸鍵，D錯誤。典例2.ATP合酶是合成ATP所需的催化劑，分子結構由凸出于膜外的親水性頭部和嵌入膜內(nèi)的疏水性尾部組成。當H＋順濃度梯度穿過ATP合酶，使ADP與Pi形成ATP。下列關于ATP合酶的分析，錯誤的是()A．可推測原核生物的細胞內(nèi)沒有ATP合酶B．線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體薄膜上有ATP合酶C．ATP合酶既具有催化作用，也具有運輸作用D．ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP需要溫和的條件【答案】A【解析】原核生物的細胞需要ATP，含有ATP合酶，A錯誤；線粒體內(nèi)膜上進行有氧呼吸的第三階段合成ATP、葉綠體類囊體薄膜上進行光合作用的光反應階段合成ATP，都有ATP合酶，B正確；根據(jù)題干“當H＋順濃度梯度穿過ATP合酶，使ADP與Pi形成ATP”分析，ATP合酶既具有催化作用，也具有運輸作用，C正確；酶的催化需要溫和的條件，D正確。典例3.研究證實ATP既是能量“通貨”，也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如圖所示。請分析回答下列問題：(1)ATP的結構簡式是______________，神經(jīng)細胞中的ATP主要來自________(細胞結構)。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24h有40kgATP發(fā)生轉化，而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10mmol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是____________________________________________________________________________________________________。(2)由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在細胞間隙中的有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來，最后剩下的是____________。(3)一些神經(jīng)細胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，二者均能引起受體細胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，如果要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，則圖中的________________屬于無關變量，應予以排除。【答案】(1)A—P～P～P線粒體ATP與ADP迅速相互轉化(2)腺苷(3)典型神經(jīng)遞質(zhì)【解析】解析(1)ATP的結構簡式是A—P～P～P。動物細胞中，線粒體是有氧呼吸的主要場所，所以神經(jīng)細胞中的ATP主要來自線粒體。ATP是直接能源物質(zhì)，在體內(nèi)含量很少，可通過ATP與ADP迅速相互轉化而形成。(2)ATP脫去1個磷酸基團為ADP，脫去兩個磷酸基團為AMP，如果磷酸基團完全脫落，剩下的則是腺苷，由腺嘌呤和核糖組成。(3)若要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，可以設法把ATP與典型神經(jīng)遞質(zhì)分開，單獨去研究其作用，即用化學物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)，所以典型神經(jīng)遞質(zhì)是實驗的無關變量。1．酶的相關實驗材料選擇時的注意事項(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，不能選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作為實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結果。(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結果。2．酶的特性相關實驗步驟和結果檢測的注意事項(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，底物和酶溶液應先分別在預設的溫度中保溫一段時間后再混合，保證反應從一開始就是預設的溫度。(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，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)至實驗要求的pH后再讓反應物與酶接觸，不宜在未達到預設pH前，讓反應物與酶接觸。(3)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不能選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需要水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。1.(2020·海南，8)下列關于胰蛋白酶和胰島素的敘述，正確的是()A．都可通過體液運輸?shù)饺鞡．都在細胞內(nèi)發(fā)揮作用C．發(fā)揮作用后都立即被滅活D．都能在常溫下與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應【答案】D【解析】胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通過導管運輸至消化道內(nèi)發(fā)揮作用，而胰島素由胰島B細胞分泌，可通過血液運輸至全身，A錯誤；胰蛋白酶在消化道內(nèi)發(fā)揮作用，而胰島素通過與靶細胞膜上的受體結合，進而調(diào)節(jié)靶細胞的代謝活動，二者均不在細胞內(nèi)發(fā)揮作用，B錯誤；胰蛋白酶在催化反應前后性質(zhì)不改變，胰島素發(fā)揮作用后會被滅活，C錯誤；胰蛋白酶和胰島素的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，都能在常溫下與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，D正確。2.(2020·北京，4)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了()A．懸液中酶的濃度 B．H2O2溶液的濃度C．反應體系的溫度 D．反應體系的pH【答案】B【解析】提高酶的濃度能夠提高反應速率，不能提高氧氣的量，A錯誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，產(chǎn)物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應速率，不能提高產(chǎn)物的量，C錯誤；改變反應體系的pH，可以改變反應速率，不能提高產(chǎn)物的量，D錯誤。3.(2022·山東濰坊高三月考)ATP是細胞的能量“貨幣”，是生命活動的直接能源物質(zhì)，如圖為ATP的結構和ATP與ADP相互轉化的關系式。下列說法錯誤的是()A．酶催化作用的高效性保證了ATP和ADP快速轉化B．圖2中反應向右進行時，釋放能量，圖1中的c鍵斷裂C．圖1中的“A”代表腺苷，方框中的部分是構成DNA的基本單位之一D．細胞中圖2反應處于“動態(tài)平衡”，劇烈運動時ATP分解量增加，此時其合成量也增加【答案】C【解析】圖1中的“A”代表腺嘌呤，如果b、c特殊的化學鍵都斷裂則形成腺嘌呤核糖核苷酸，是構成RNA的基本單位之一，C錯誤。4.(2022·江蘇省阜寧中學高三月考)ATP可將蛋白質(zhì)磷酸化，磷酸化的蛋白質(zhì)會改變形狀做功，從而推動細胞內(nèi)系列反應的進行(機理如下圖所示)。下列敘述錯誤的是()A．磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去的能量主要用于再生ATPB．ATP推動蛋白質(zhì)做功的過程，存在放能反應與吸能反應過程C．ATP水解過程中，末端磷酸基團具有較高的轉移勢能D．主動運輸過程中，載體蛋白中的能量先增加后減少【答案】A【解析】ATP可將蛋白質(zhì)磷酸化，磷酸化的蛋白質(zhì)會改變形狀，失去的能量并不能用于再生成ATP，失去的能量主要用于恢復蛋白質(zhì)形狀，A錯誤。5.(2022·重慶高三月考)GTP(三磷酸鳥苷)與ATP結構相似，結構簡式為G—P～P～P，可與Ras蛋白結合為Ras蛋白—GTP。在一定條件下，Ras蛋白具有弱的GTP酶活性，可將與之結合的GTP水解成GDP，成為失活型的Ras蛋白—GDP。下圖表示當細胞外存在信號分子時，細胞膜上的Ras蛋白釋放出自身的GDP并結合GTP，實現(xiàn)由失活態(tài)向活化態(tài)的轉變，將胞外信號向胞內(nèi)傳遞的過程。下列相關說法不正確的是()A．G—P～P～P中的G表示鳥苷B．Ras蛋白結合GDP時為失活態(tài)，結合GTP時為活化態(tài)C．細胞膜上的Ras蛋白與細胞內(nèi)外的信號傳遞有關D．Ras蛋白可將與之結合的GTP水解成GDP，說明酶在反應前后化學結構可以發(fā)生變化【答案】D【解析】在信號分子的作用下，細胞內(nèi)無活性的Ras蛋白與GDP結合體釋放出GDP，然后無活性的Ras蛋白與GTP結合，使得其變成有活性的Ras蛋白，進而向前傳遞信號，故細胞膜上的Ras蛋白與細胞內(nèi)外的信號傳遞有關，C正確。6.(2020·山東，1)經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工的蛋白質(zhì)進入高爾基體后，S酶會在其中的某些蛋白質(zhì)上形成M6P標志。具有該標志的蛋白質(zhì)能被高爾基體膜上的M6P受體識別，經(jīng)高爾基體膜包裹形成囊泡，在囊泡逐漸轉化為溶酶體的過程中，帶有M6P標志的蛋白質(zhì)轉化為溶酶體酶；不能發(fā)生此識別過程的蛋白質(zhì)經(jīng)囊泡運往細胞膜。下列說法錯誤的是()A．M6P標志的形成過程體現(xiàn)了S酶的專一性B．附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體參與溶酶體酶的合成C．S酶功能喪失的細胞中，衰老和損傷的細胞器會在細胞內(nèi)積累D．M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質(zhì)會聚集在高爾基體內(nèi)【答案】D【解析】S酶僅在某些蛋白質(zhì)上形成M6P標志，體現(xiàn)了S酶的專一性，A項正確；據(jù)題干可知，溶酶體酶是經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工后再進入高爾基體轉化而來的，由此推測附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體參與溶酶體酶的合成，B項正確；S酶功能喪失，影響溶酶體酶的合成，從而影響衰老和損傷的細胞器的分解，衰老和損傷的細胞器會在細胞內(nèi)積累，C項正確；若M6P受體基因缺陷，則不能發(fā)生識別過程，帶有M6P標志的蛋白質(zhì)會經(jīng)囊泡運往細胞膜，D項錯誤。7.（2019·紹興模擬）如圖是在適宜溫度下pH對某種過氧化氫酶活性影響的曲線，下列敘述錯誤的是（）A．該酶的最適pH范圍比較寬B．過酸或過堿條件下該酶都可能失去活性C．該酶的活性可達到100%，可以說明酶具有高效性D．若升高溫度，該酶的最高活性會降低【答案】C【解析】分析曲線圖可以看出，該酶最適pH為6～11，范圍比較寬；過酸或過堿會改變酶的空間結構，導致酶活性喪失；酶的高效性表現(xiàn)在酶與無機催化劑相比，酶降低活化能的效果更顯著；圖示是在適宜溫度下相對酶活性的曲線，因此升高溫度會導致酶活性降低。8.（2018·杭州一模）ATP的結構示意圖如下，①③表示組成ATP的物質(zhì)或基團，②④表示化學鍵。下列有關敘述正確的是（）A．物質(zhì)①表示鳥嘌呤B．化學鍵②斷裂的化學反應屬于吸能反應C．在ATP-ADP循環(huán)中③可重復利用D．若化學鍵④斷裂，則左邊的化合物是ADP【答案】C【解析】圖中①表示腺嘌呤；②表示高能磷酸鍵，化學鍵②斷裂的化學反應屬于放能反應；③表示磷酸基團，在ATP-ADP循環(huán)中③可重復利用；若化學鍵④斷裂，則左邊的化合物是AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位之一。9.（2019·齊齊哈爾三模）如圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應速率與溫度的關系曲線，回答下列問題：（1）圖中b、c兩點中通過改變溫度條件可明顯提高反應速率的是________，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）某同學為驗證溫度對該酶活性的影響，設計了如下實驗：操作步驟操作方法試管A試管B試管C1淀粉溶液2mL2mL2mL2溫度處理（℃）3710003淀粉酶溶液1mL1mL1mL4碘液2滴2滴2滴5現(xiàn)象X變藍變藍①該實驗的自變量是________。若反應時間相對充分，請寫出表格中X表示的內(nèi)容：________。操作步驟4______（填“可以”或“不可以”）用斐林試劑代替碘液，原因是______________________________________________________________________________。②能不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響原因？________。原因是______________________________________________。③若需判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實驗的科學角度分析，最好檢測：________?！敬鸢浮浚?）c低溫抑制酶活性，低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，高溫對酶活性的影響是不可逆的（2）①溫度不變藍不可以用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65℃，改變了實驗的自變量，對實驗結果有干擾②不能溫度對H2O2分解的速度有影響，會對實驗結果造成干擾③生成物【解析】（1）分析曲線，c點屬于低溫，b點是高溫，所以通過改變溫度條件可明顯提高反應速率的為c點，原因是低溫雖然抑制酶活性，但低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，對酶活性的影響是不可逆的。（2）①分析表格可看出，溫度是自變量，變色情況是因變量；X是37℃時的變色情況，在此溫度淀粉酶活性強，將淀粉水解，加碘液不變藍；不能用斐林試劑代替碘液，因為用斐林試