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河北省清河挥公实验中学2016届高三生物一轮复习导学案酶与ATP.doc

【高频考点解读】 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ) 2.ATP 在能量代谢中的作用(Ⅱ) 3.实验:探究影响酶活性的 因素 【热点题型】 题型一 酶的本质、生理功能及其实验验证 )。

例 1、下列有关酶的叙述,正确的是(

①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得,有的从体内转化而来 ③凡是 活细胞都能产生酶 ④绝大多数酶是蛋白质 ⑤有的酶是蛋白质, 有的酶是固醇 ⑥酶在代

谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用 ⑨酶只 在细胞内发挥作用 ⑩酶在体内不能更新 ? 酶制剂通常在低温下保存 A.①②⑤ 【提分秘籍】 1.酶的本质及生理功能 活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 来源及化学本质 绝大多数酶是蛋白质 合成场所 生理功能 作用原理 与无机催化剂对比 ①改变?加快?反应速率,但并不改变化学反应的 ? ? 方向和化学平衡 ?共性? ?②只能催化自然条件下能发生的化学反应 ? ? ? ?③反应前后酶的性质和数量均没有变化 ①高效性?是无机催化剂的10 ~10 倍? ? ? ? 特性?②专一性?催化一种或一类化学反应? ? ?③需要适宜的条件:常温、常压、适宜pH等 ? ?
7 13

B.③⑦⑨⑩

C.③④⑧

D.④⑤⑥⑩

少数酶是 RNA 细胞核(真核生物)

核糖体 催化作用(生物催化剂) 降低化学反应的活化能

2.酶是蛋白质的验证实验(利用双缩脲试剂)

实验组:待测酶液+双缩脲试剂→ ? 实验设? 是否出现紫色反应 ? 计思路 对照组:已知蛋白液+双缩脲试剂→ ? ? 紫色反应 实验结果分析:通过对照,实验组若出现紫色,证明待测酶的化 学本质是蛋白质;不出现紫色,则该酶液的化学本质不是蛋白质。 3.酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析 检测 ? 实验设?实验组:底物+相应酶液 ― ― → 底物是否被分解 ? 计思路 检测 ? ?对照组:底物+等量蒸馏水 ― ― → 底物不被分解 实验结果分析:根据底物性质利用相应试剂检测,若底物被分解, 则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用。 4.酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解

(1)实验过程中的理论分析:

(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能,缩短反应达到平衡点的时间, 并使细胞代谢在温和条件下快速进行。 【举一反三】 以下与酶有关的叙述,正确的是(双选)( )。

A.有氧呼吸酶不一定在线粒体中起作用 B.酶都是由内分泌腺细胞合成的,具有高效 性和专一性 C.DNA 的转录和复制都需要解旋酶 【热点题型】 题型二 酶相关的曲线解读 D.细胞质中没有与 DNA 复制相关的酶

例 2、请针对下列酶的有关曲线回答问题。

(1)图一表示人体内某种酶在适宜的温度和 pH 条件下,作用于一定量的底物时,生成物 量与反应时间的关系。在 140 min 后,曲线变成水平,这是因为________。若其他条件不变, 将该酶的浓度增加一倍,请在原图上画出生成物的量变化曲线。 (2)图二表示该酶促反应速率与底物浓度的关系。若酶量增加一倍,曲线应如何变化? 请在图中画出。 (3)图三可以表示人体________在 37 ℃条件下酶促反应速率与 pH 的关系。 A.唾液淀粉酶 B.胃蛋白酶 C.胰脂肪酶 D.呼吸氧化酶

【提分秘籍】酶相关的曲线解读 1.表示酶高效性的曲线 (1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。 (3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。

2.表示酶专一性的曲线 加入酶 B 的反应速率与无酶 A 或空白对照条件下的反应速率相同,而加入酶 A 的反 应速率随反应物浓度增大明显加快,说明酶 B 对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一 性。

3.影响酶活性的曲线

(1)甲、乙曲线表明: ①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶 的催化作用逐渐减弱。 ②过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏, 温度升高可恢复活性。 (2)从丙图可以看出:反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度。 4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响

(1)在其他条件适宜,酶量一定的条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当 底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。 (2)在底物充足,其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。 【举一反三】 如图甲是过氧化氢酶活性受 pH 影响的示意图, 图乙表示在最适温度下, pH=b 时, H2O2 分解产生 O2 的量随时间的变化情况。若该酶促反应过程中某一个条件发生变化,下列说法 正确的是( )。

A.pH=a 时,E 点下移,D 点左移 C.温度降低时,E 点不变,D 点右移 【热点题型】 题型三 考查 ATP 的结构与作用

B.pH=c 时,E 点为 0 D.H2O2 的量增加时,E 点下移,D 点左移

例 3、ATP 是细胞的能量“通货”,是生命活动的直接能源物质,下图为 ATP 的结构和 ATP 与 ADP 相互转化的关系式。下列说法不正确的是( )。

A.图 1 中的 A 代表腺苷,b、c 为高能磷酸键 B.图 2 中进行①过程时,图 1 中的 c 键断裂并释放能量 C.ATP 与 ADP 快速转化依赖于酶催化作用具有高效性 D.夜间有 O2 存在时,图 2 中过程②主要发生在线粒体

【提分秘籍】 1.ATP 的结构简析

(1)组成元素:C、H、O、N、P。 (2)简称:三磷酸腺苷。 (3)各字母代表的含义:A——腺苷(腺嘌呤+核糖);P——磷酸基团;~——高能磷酸 键。 (4)结构简式:A—P~P~P(远离腺苷 A 的那个高能磷酸键容易断裂,也容易形成)。 2. ATP 的形成途径

3.ATP 与 ADP 的相互转化

注意 酶 1、酶 2 不同:酶 1——合成酶,酶 2——水解酶。 转化式:ADP+Pi+能量 →ATP。 (1)ATP 在生物体内含量少, 但转化十分迅速, 从而使细胞中的 ATP 总是处于一种动态平 衡中。 (2)ATP 与 ADP 的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中的所需酶、能量的来源和去

路和反应场所都不完全相同。但是物质是可循环利用的。 (3)ATP 的形成需要满足 4 个条件:2 种原料(ADP 和 Pi)、能量和酶。另外合成 ATP 的过 程中有水生成。 【举一反三】 糖类、脂肪等有机物是细胞中的能源物质,它们含有大量的化学能,这些有机物中含 有的能量用于生命活动需经过如图所示的过程。下列相关说法错误的是 ( )

A.呼吸作用的重要意义之一是为生命活动提供能量 B.糖类、脂肪等有机物中的能量需要先转化成 ATP 中的能量才能用于生命活动 C.图中显示了 ATP 是生命活动的直接能源物质 D.糖类、脂肪等有机物中的化学能可以全部转化为 ATP 中的化学能 【热点题型】 题型四 考查影响酶活性的条件及酶的专一性

例 4、某同学将马铃薯磨碎、过滤得到提取液进行以下实验。 Ⅰ.在 30 ℃的条件下,取等量提取液分别加到 4 支盛有等量过氧化氢溶液,pH 分别为 3、5、7、9 的试管中,结果发现每支试管都产生气体。请回答下列问题: (1)该实验的课题是__________________________。 (2)该实验中的自变量是______________________。 (3)各实验组均在 30 ℃下进行的原因是:①__________; ②______________________________________。 Ⅱ.将加入 4 支试管中的马铃薯提取液的量减半,重复实验Ⅰ。分别测定实验Ⅰ、Ⅱ中 过氧化氢的含量在相同时间内的变化,绘制成如图所示曲线,请回答下列问题。

(4)曲线 a 是实验________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的结果。

(5)曲线 a 和 b 中,过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是______ ________。 【提分秘籍】探究影响酶活性的条件及酶的专一性 一、温度对酶活性的影响 1.原理解读

②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.实验设计思路

3.实验设计程序

本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解, 因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在 加热的条件下分解也会加快。 二、pH 对酶活性的影响 1.原理解读 过氧化氢酶 (1)2H2O2 ― ― ― ― ― → 2H2O+O2

(2)pH 影响酶的活性,从而影响 O2 的生成量,可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来 检验 O2 生成量的多少。 2.实验设计思路

? ?检测 ― → O 的产生速率 ?― ? ? H O 溶液+pH 酶液?
H2O2溶液+pH1酶液 H2O2溶液+pH2酶液
2 2 2 n

三、酶的专一性 该实验探究中的自变量可以是不同反应物, 也可以是不同酶溶液, 因变量是反应物是否 被分解。 (1)方案一:用同一种酶催化两种不同物质

解读 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后, 再用斐林试剂鉴定, 根据是否有砖红色沉淀 生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探究酶的专一性。 (2)方案二:用两种不同酶催化同一种物质 淀粉酶 ? ?淀粉?非还原糖? ― ― → 麦芽糖?还原糖? ①? 蔗糖酶 ?淀粉?非还原糖? ― ? ― → 淀粉 ②再用斐林试剂鉴定,从而探究酶的专一性。 【举一反三】 下列能说明酶不同于一般催化剂的催化特性的是(双选) A.酶都是蛋白质 用 C.酶的催化作用存在最适温度 D.每一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应 【高考风向标】 1. (2014· 全国卷)ATP 是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关 ATP 的叙述,错误的是 ( ) ( )

B.酶是活细胞产生的,只能在生物体内发挥催化作

A.线粒体合成的 ATP 可在细胞核中发挥作用 B.机体在运动时消耗 ATP,睡眠时则不消耗 ATP C.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成 ATP D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的 ATP 来源于呼吸作用 2.(2014· 重庆卷)如图为乙醇在人体内主要的代谢过程。下列相关叙述,正确的是( 氧化 乙醇――→ 肝脏 乙醛氧化,F乙酸 CO2、H2O )

A.乙醇转化为乙酸发生的氧化反应,均由同一种氧化酶催化 B.体内乙醇浓度越高,与乙醇分解相关的酶促反应速率越快 C.乙醇经代谢产生的[H]可与氧结合生成水,同时释放能量 D.正常生理情况下,人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关 3. (2014· 四川卷)在生物体内,下列生理活动只能单向进行的是( A.质壁分离过程中水分子的扩散 C.肝细胞中糖原与葡萄糖的转化 )

B.生长素在胚芽鞘中的极性运输 D.活细胞内 ATP 与 ADP 的转化 )

4. (2014· 山东卷)下列有关实验操作的描述,正确的是(

A.鉴定待测样液中的蛋白质时,先加 NaOH 溶液,振荡后再加 CuSO4 溶液 B.制作细胞的有丝分裂装片时,洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色 C.低温诱导染色体加倍实验中,将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理 D.探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温 5. (2014· 福建卷)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基 酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( A.蛋白酶 B.RNA 聚合酶 C.RNA D.逆转录酶 ) )

6. (2014· 江苏卷)下列生命活动中不需要 ATP 提供能量的是( A.叶肉细胞合成的糖运输到果实 C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖

B.吞噬细胞吞噬病原体的过程 D.细胞中由氨基酸合成新的肽链 )

7. (2014· 海南卷)下列物质中,能够直接给细胞生命活动提供能量的是( A.脂肪 B.钙离子 C.糖 D.ATP )

8.(2013 年高考新课标全国卷Ⅱ)关于酶的叙述,错误的是( A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度

D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物 9.(2013 年高考四川卷)下列实验所采取的措施,不涉及 “降低化学反应活化能 ”原理的是 ( ) A.利用果胶酶提高水果的出汁率 解 C.滴加 FeCl3 溶液提高过氧化氢的分解速率 效率 10.(2013 年高考安徽卷)细胞代谢受酶的调节和控制。下列叙述正确的是( A.激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢 B.代谢的终产物可反馈调节相关酶活性,进而调节代谢速率 C.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同 D.对于一个细胞来说,酶的种类和数量不会发生变化 11.(2013 年高考海南卷)关于温度对酶活性影响的叙述,错误的是( A.不同酶的最适温度可能相同 降 C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 果 12.(2013 年高考四川卷)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,下列生命活动不会同时发 生的是( ) B.光能的吸收与转化 D.基因的突变与重组 ) D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结 ) ) D.利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取 B.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分

B.随着温度降低,酶促反应的活化能下

A.细胞的增殖与分化 C.ATP 的合成与分解

13.(2013 年高考海南卷)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述,错误的是( A.DNA 复制需要消耗能量 B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量

C.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗 ATP D.细胞代谢所需的 ATP 可在细胞质基质中产生 【随堂巩固】 1.下列有关酶的叙述正确的是( )

A.酶都是在核糖体上以氨基酸为原料合成的 B.人体内环境 pH 变化不影响细胞内酶的催 化作用 C.若要长期保存酶,应将其放在低温环境下 解成为氨基酸 2.为了探究温度、pH 对酶活性的影响,下列实验设计合理的是( ) D.酶在催化反应完成后立即被降

A.实验①

B.实验②

C.实验③

D.实验④ )

3.下表代表胃、小肠中有关消化液的成分及部分酶的最适 pH,下列说法错误的是(

A.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 B.与无机催化剂比较,酶具有高效性,专一性,且需要适宜条件 C.胃液中的胃蛋白酶会随着胃的排空进入小肠,胃蛋白酶进入小肠后,能将蛋白质分 解 D.胃液中有大量的胃酸(HCl),它随胃的排空进入小肠后不会破坏小肠中酶的活性 4.如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )

A.当反应温度由 t2 调到最适温度时,酶活性下降 B.当反应温度由 t1 调到最适温度时,酶活性上升 C.酶活性在 t2 时比 t1 高,故 t2 时更适合酶的保存 D.酶活性在 t1 时比 t2 低,表明 t1 时酶的空间结构破坏更严重 5.下列关于影响酶反应速率(υ)因素的研究中,条件控制和预期结果的关系合理的是( )

A.有足够的底物,温度、pH 等条件适宜且恒定——υ 与酶浓度成正比 B.酶浓度恒定,温度、pH 等条件适宜且恒定——υ 与底物浓度成反比 C.酶浓度和底物一定,在 pH 适宜的条件下——υ 与温度成反比 D.酶浓度和底物一定,在温度适宜的条件下——υ 与 pH 成正比 6.下列有关酶的叙述,正确的是( A.酶可以被水解,产物是氨基酸 断提高 C.冬季动物体内酶的活性随环境温度的下降而降低 D.在一定范围内,底物浓度影响着酶促反应速率 7.下列与萤火虫发光有关的叙述正确的是( ) ) B.若反应温度不断升高,则酶的最大反应速率不

A.萤火虫发光的直接能源物质 ATP 主要来自线粒体基质 B.萤火虫发光细胞中的荧光素接受 ATP 供能后无需转化即可发出荧光 C.萤火虫发光过程中吸能反应与 ATP 的合成相联系 D.萤火虫发出的荧光是一种物理信息 8.为了验证胰腺的分泌液中有蛋白酶,某学生设计了两组实验,如下图所示,在 37 ℃水浴 中保温一段时间后,1、2 中加入适量双缩脲试剂,3、4 不加任何试剂,下列实验能达到目 的的是( )

A.实验①

B.实验②

C.实验①、实验②都能

D.实验①、实验②都不能 )

9.图中的新鲜土豆片与 H2O2 接触后,产生的现象及推测错误的是(

A.为保证实验的严谨性,需要控制温度等无关变量 B.增加新鲜土豆片的数量,量筒中产生的气体速率加快 C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限 D.若有气体大量产生,可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶 10.图一曲线 a 表示在最适温度、最适 pH 条件下时间与生成物量的关系,图二曲线 b 表示 在最适温度、 最适 pH 条件下, 反应物浓度与酶促反应速率的关系。 据图分析正确的是( )

A.图一曲线 a 中,A 点后,限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足 B.图二曲线,酶减少后,图示反应速率可用曲线 f 表示 C.分别在图二中取 B、C 点的速率值,对应图一中的曲线 c 和 d D.减小 pH,重复该实验,图二曲线 b 应变为曲线 f;增大 pH,应变为曲线 e 11.如表所示是与酶有关的实验,请回答问题:

(注:“+”的数量代表单位时间内产生气泡的多少) (1)比较 1 号和 3 号试管,说明____________________________________________。 (2)2 号和 3 号试管出现不同结果的原因是_________________________________; 该组实验的自变量是_________________________________________________。 (3) 如 果 将 3 号 试 管 的 温 度 降 低 到 5 ℃ , 产 生 的 气 泡 数 量 将 _______ , 原 因 是 ________________________________________________________________________。 12.为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响,研究者设计并进行了相关实验,实验步 骤及结果如下: ①鲈鱼的驯养:将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养 14 d,用普通饲料投喂, 备用。 ②饲料的配制:在每千克普通饲料中添加 200 mg 植酸酶,配制成加酶饲料;并将普通饲料 和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒,烘干后储存。 ③鲈鱼的饲养:挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组,放养于规格相同的浮式海水网箱

中,放养密度为 60 尾/箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料,给实验组的鲈鱼同时 投喂等量加酶饲料。 ④称重并记录:投喂 8 周后,从每个网箱中随机取 20 尾鲈鱼称重。结果显示,对照组、实 验组鱼体平均增重率分别为 859.3%、947.2%。 ⑤制备鲈鱼肠道中消化酶样品,并分别测定消化酶的活性,结果如下表。

根据上述实验,回答下列问题: (1)步骤①中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是 ________________;实验前的驯养 是为了________________________________________________________________________。 (2) 步 骤 ② 中 将 配 制 好 的 饲 料 进 行 烘 干 要 特 别 注 意 ________ , 其 原 因 是 ____ ___。 (3) 步 骤 ③ 中 还 应 控 制 好 的 无 关 变 量 主 要 有 ___________ _______。 (4) 本 实 验 得 出 的 初 步 结 论 是

______________________________________________________。 (5) 推 测 鲈 鱼 的 食 性 并 说 明 理 由 :

___________________________________________________。 13. 有人做了下面的实验以研究 pH 对酶活性的影响: 准备 5 支盛有等量胃蛋白酶溶液但 pH 各不相同的试管,每支试管加 1 块 1 cm3 的正方体凝固蛋白质,试管均置于 25 ℃室温条件 下,各试管蛋白块消失的时间记录于下表: 酶溶液的 pH 蛋白块消失的时间(min) 1 13 2 9 3 11 4 45 5 60

(1)请根据表中数据,在下面的坐标图中画出 pH 与酶活性的关系曲线。

(2)提供两种使实验能在更短时间内完成的方法: ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (3)如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用,还应 补充怎样的对照实验? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 除了本实验外,请另外设计一种简便易行的方案来测定 pH 对酶活性的影响: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 14.研究证实 ATP 是细胞的“能量通货”。请分析回答: (1)人体细胞中的 ATP 主要来自________(生理过程),其分子结构简式是________。研究发 现,正常成年人安静状态下 24 小时有 40 kg ATP 发生转化,而细胞内 ADP、ATP 的浓度仅 为 2 ~ 10 mmol/L , 为 满 足 能 量 需 要 , 人 体 解 决 这 一 矛 盾 的 合 理 途 径 是 ___ ________。 (2) 细胞间隙中的 ATP 在有关酶的作用下, 3 个磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是 ________。 (3)为了研究 X 物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的 X 物质将细胞处理 24 小 时,然后测量各组细胞内 ATP 的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验后,所得数据如 下表所示:

①该实验的因变量是__________________________________________________。 ②实验数据表明,该实验的因变量之间有何联系? ________________________________________________________________________。 ③若用混有浓度为 2 mg/mL 的 X 物质的饲料饲喂大鼠,其小肠的消化和吸收功能受到 抑 制 的 主 要 原 因 是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。


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