2019年高考生物二輪復習 基礎保分專題三 酶與ATP學案.doc

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基礎保分專題三 酶與ATPNO.1學前自主測評選擇題練明高頻考點考點一 ATP在細胞代謝中的作用1ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關于ATP的敘述，錯誤的是()A酒精發(fā)酵過程中有ATP生成BATP可為物質跨膜運輸提供能量CATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量DATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成解析：選DATP是由腺嘌呤、核糖和磷酸組成的。2(2018洛陽模擬)如圖為ATP與ADP相互轉化的關系式，下列敘述正確的是()AATP經DNA酶水解后的產物是合成RNA的原料之一B細胞內基因的選擇性表達過程伴隨著ATP的水解C酶1和酶2的功能不同的根本原因是組成二者基本單位的種類、數(shù)量和排列順序不同DATP與ADP相互轉化的能量供應機制發(fā)生在所有生物體內，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性解析：選BDNA酶可將DNA分子水解為脫氧核苷酸，但不能水解ATP。細胞內基因的選擇性表達過程中需要ATP提供能量。酶1和酶2的本質是蛋白質，二者功能不同的根本原因是控制這兩種酶合成的基因不同。病毒是專營寄生性生物，沒有獨立的能量代謝體系，其體內不能發(fā)生ATP與ADP的相互轉化。3(2019屆高三濟寧摸底)ATP、GTP、CTP和UTP是細胞內四種高能磷酸化合物，它們的結構只是堿基的不同，下列敘述錯誤的是()AATP的合成常伴隨著細胞內的放能反應B1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質CCTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構成的DUTP斷裂兩個高能磷酸鍵后可作為基因轉錄的原料解析：選C細胞的吸能反應常伴隨著ATP的水解，放能反應總是與ATP的合成相關聯(lián)；根據(jù)題干可知，1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質，即磷酸、核糖和堿基；CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖構成的；UTP斷裂兩個高能磷酸鍵后是尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一，可作為基因轉錄的原料。4(2018三門峽二模)磷酸肌酸主要儲存于動物和人的肌細胞中，是一種高能磷酸化合物。ATP和磷酸肌酸在一定條件下可相互轉化，圖示如下：磷酸肌酸(CP)ADPATP肌酸(C)下列相關敘述錯誤的是()A磷酸肌酸是能量的一種儲存形式，是細胞內的直接能源物質B磷酸肌酸和肌酸的相互轉化與ATP和ADP的相互轉化相偶聯(lián)C肌肉收縮時，在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相對穩(wěn)定D可推測生物體內還存在著其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等解析：選AATP是細胞內的直接能源物質；由題圖可知，磷酸肌酸和肌酸的相互轉化與ATP和ADP的相互轉化相偶聯(lián)；肌肉收縮時，磷酸肌酸可轉化為ATP，故可使ATP的含量保持相對穩(wěn)定；生物體內還存在著其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等。5(2018長沙二模)科學家發(fā)現(xiàn)某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，其體內的類胡蘿卜素不僅能吸收光能，傳遞給負責能量生產的組織細胞，而且還決定蚜蟲的體色。陽光下蚜蟲的ATP生成量將會增加，黑暗時蚜蟲的ATP含量會下降。下列有關敘述正確的是()A正常情況下蚜蟲在黑暗中合成ATP時會伴隨著O2的消耗B蚜蟲合成ATP時所需能量僅僅來自呼吸作用C蚜蟲做同一強度的運動時，陽光下和黑暗中的ATP消耗量不一樣D蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，說明其體內的ATP含量不穩(wěn)定解析：選A在黑暗中，蚜蟲合成ATP時所需的能量來源于呼吸作用，因此正常情況下會伴隨著O2的消耗；根據(jù)題意可知，蚜蟲合成ATP時所需能量不僅來自呼吸作用，還可來自類胡蘿卜素吸收的光能；蚜蟲做同一強度的運動時，無論在陽光下還是在黑暗中，ATP的消耗量是一樣的；雖然蚜蟲ATP含量在陽光下比黑暗時多，但是兩種環(huán)境中都會發(fā)生ATP與ADP的相互轉化并且處于動態(tài)平衡中，故其體內的ATP含量相對穩(wěn)定?？键c二 酶在細胞代謝中的作用6(2018贛州一模)下列關于酶的敘述，正確的是()A酶的合成一定需要核糖體，但不一定需要高爾基體BpH較低時一定會降低酶的活性，但溫度較低時則不一定會降低酶的活性C在任何條件下，酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著D所有活細胞都具有與細胞呼吸有關的酶，但不一定都分布在線粒體中解析：選D對于化學本質是蛋白質類的酶需要在核糖體上合成，而化學本質為RNA的酶則不需要核糖體，有些酶是分泌蛋白，有些酶是胞內蛋白，其中胞內蛋白不需要高爾基體的加工；不同酶的最適pH不同，因此pH較低時不一定會降低酶的活性，反而可能升高酶的活性，如胃蛋白酶；酶降低化學反應的活化能較無機催化劑顯著，體現(xiàn)出酶的高效性，但酶的催化作用需要適宜的條件，因此并不是在任何條件下酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著；細胞呼吸是生命的特征之一，所有活細胞都具有與細胞呼吸有關的酶，但這些酶不一定都分布在線粒體中，如原核細胞沒有線粒體。7(2019屆高三廣東五校協(xié)作體聯(lián)考)核酶是具有催化功能的RNA分子，在特異地結合并切斷特定的mRNA后，核酶可從雜交鏈上解脫下來，重新結合和切割其他的mRNA分子。下列關于核酶的敘述，正確的是()A向核酶中滴加雙縮脲試劑，水浴加熱可發(fā)生紫色反應B與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶的高效性C核酸具有熱穩(wěn)定性，故核酶的活性不受溫度的影響D核酶與催化底物特異性結合時，有氫鍵形成，也有磷酸二酯鍵的斷裂解析：選D根據(jù)題意可知，核酶是具有催化功能的RNA分子，因此不會和雙縮脲試劑發(fā)生作用，產生紫色反應；與不加核酶組相比，加核酶組mRNA降解較快，由此可反映核酶具有催化作用，但不能反映其高效性；核酸具有熱穩(wěn)定性，但是在高溫條件下結構也會發(fā)生改變，因此核酶的活性受溫度的影響；核酶與催化底物特異性結合時，核酶和mRNA之間有氫鍵形成，而切割mRNA分子時也有磷酸二酯鍵的斷裂。8(2018合肥一模)為研究溫度對酶活性的影響，在40 (a組)和20 (b組)條件下測定不同反應時間內的產物濃度，結果如圖，以下敘述正確的是()Ab組t2后由于酶達到飽和點，反應速率達最大值Ba組Ot1時間內反應速率始終保持不變Ca組和b組的pH、酶濃度、反應物總量都應相同D30 條件下達到反應平衡點的時間介于t1和t2之間解析：選Cb組t2后產物濃度不再升高，其酶促反應的速率為零；a組Ot1時間內隨反應時間的延長其產物濃度的增加速率減慢，說明其反應速率逐漸降低；題圖是為研究溫度對酶活性的影響，在40 (a組)和20 (b組)條件下測定不同反應時間內的產物濃度隨時間變化的曲線圖，該實驗中的pH、酶濃度、反應物總量均屬于無關變量，無關變量應保持相同且適宜；該酶在40 時的活性較20 時的活性高，但無法判斷該酶催化反應的最適溫度，因此無法確定30 條件下達到反應平衡點的時間是否介于t1和t2之間?？键c三 與酶有關的實驗設計與分析9(2018贛州模擬)在三支試管中加入等量的質量分數(shù)為5%的過氧化氫溶液，再分別加入適量的二氧化錳、新鮮豬肝研磨液、唾液，一段時間后測得底物含量變化如圖所示。則下列敘述錯誤的是()A曲線乙表示二氧化錳的催化作用，曲線甲與曲線乙對照反映了無機催化劑具有專一性B曲線丙表示豬肝中過氧化氫酶的催化作用，曲線甲與曲線丙對照反映酶具有專一性C曲線丙與曲線乙對照可以說明酶具有高效性D曲線甲不下降的原因可能是唾液淀粉酶與該底物不能形成酶底物復合物解析：選A酶的高效性是指同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高，由圖分析，催化效率丙乙甲，則甲、乙、丙三條曲線分別對應唾液、二氧化錳、新鮮豬肝研磨液作用曲線。專一性是指每一種酶只能催化一種或者一類化學反應，曲線甲、乙對照不能得出無機催化劑具有專一性。曲線甲表示唾液淀粉酶不能催化過氧化氫的分解，曲線丙表示過氧化氫酶能催化過氧化氫的分解，二者對照能說明酶具有專一性。與乙相比，丙催化的時間短，效率高，因此可以說明酶具有高效性。曲線甲不下降的原因是酶具有專一性，唾液淀粉酶不能催化過氧化氫的分解。10(2019屆高三石家莊評估)如圖是某課外活動小組在探究酶活性的影響因素時繪制的實驗結果。下列有關敘述正確的是()A實驗的自變量是H2O2的分解速率，因變量是溫度B100 時H2O2剩余量最少，說明高溫條件下酶沒有失活C0 時H2O2幾乎沒有分解，說明此溫度下酶的活性受到抑制D75 時H2O2酶的活性高于50 時H2O2酶的活性解析：選C本實驗的自變量是溫度，因變量是H2O2的分解速率；H2O2在受熱條件下，分解速率加快，100 時H2O2剩余量最少，是因為高溫促使H2O2分解速率加快，不能說明高溫條件下酶沒有失活；0 時H2O2幾乎沒有分解，說明此溫度下酶的活性受到抑制；75 時H2O2的剩余量低于50 時H2O2的剩余量，是因為溫度較高時，H2O2自身分解速率較快，而不是酶活性較強。非選擇題練通綜合交匯11圖1和圖2是某生物興趣小組通過實驗探究H2O2分解的條件而繪制的曲線圖。請回答下列問題：(1)圖1和圖2所代表的實驗中，實驗的自變量依次為_、_。(2)由圖1可以得出的實驗結論是過氧化氫酶具有_。(3)圖2中限制AB段和BC段O2產生速率的主要因素分別是_、_。(4)該興趣小組還根據(jù)圖3做了關于溫度影響酶活性的實驗，探究經過t4溫度處理的酶，當溫度降低到t3時，其活性是否可以恢復到較高水平。關于變量的設置：取3支試管，編號為甲、乙、丙，各加入適宜濃度的該酶溶液1 mL；甲和乙作為對照組應分別在溫度為_和_水浴裝置中保溫適宜時間，丙作為實驗組的處理為_。解析：(1)這兩個實驗是探究H2O2在不同條件下的分解情況，所以對應的變化條件即為自變量。(2)分析圖1可得出過氧化氫酶具有高效性的特點。(3)圖2中AB段，隨著H2O2濃度的增大，O2產生速率也不斷增大，說明H2O2濃度是限制AB段O2產生速率的主要因素；BC段，O2產生速率不再隨H2O2濃度的增大而增大，此時的主要限制因素為過氧化氫酶數(shù)量(濃度)。(4)根據(jù)實驗目的，實驗需分為三組，一組溫度設定在t3，一組溫度設定在t4，一組溫度應從t4降到t3。答案：(1)催化劑種類H2O2濃度(2)高效性(3)H2O2濃度過氧化氫酶數(shù)量(濃度)(4)t3t4先在溫度為t4水浴裝置中保溫適宜時間，后在溫度為t3水浴裝置中保溫適宜時間12(2018南昌模擬)酶是具有生物催化功能的高分子物質。在酶的催化反應體系中，反應物分子被稱為底物，底物通過酶的催化轉化為其他分子。幾乎所有的細胞活動進程都需要酶的參與，以提高效率。請回答下列問題：(1)酚氧化酶與酚類底物在細胞中能實現(xiàn)分類存放，是因為細胞內具有_系統(tǒng)，組成該系統(tǒng)的結構具有的功能特性是_。茶葉細胞中也存在眾多種類的酚類物質與酚氧化酶。綠茶制取過程中必須先進行熱鍋高溫炒制，這一過程的目的是_。(2)茶樹的Rubicon酶在CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應，Rubicon酶的存在場所為_；該酶具有“兩面性”，在O2濃度較高時，該酶催化C5與O2反應，產物經一系列變化后轉移到線粒體中會產生CO2，其“兩面性”與酶的_(特性)相矛盾。(3)如圖中曲線表示將酶在不同溫度下保溫足夠長時間，再在酶活性最高的溫度下測其殘余酶活性，由圖可得出：_。為了驗證這一結論，請以耐高溫的纖維素分解酶為實驗材料，比較在低溫和最適溫度下儲存對酶活性的影響，寫出實驗設計思路： _。解析：(1)酚氧化酶與酚類底物在細胞中能實現(xiàn)分類存放，是因為細胞內具有生物膜系統(tǒng)，生物膜結構的功能特性是選擇透過性。綠茶制取過程中必須先進行熱鍋高溫炒制，這一過程的目的是高溫使酚氧化酶失活。(2)茶樹的Rubicon酶在CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應，該反應屬于暗反應中的物質變化，因此Rubicon酶的存在場所為葉綠體基質；該酶具有“兩面性”，其“兩面性”與酶的專一性相矛盾。(3)由圖可得出酶在較低溫度下儲存活性受影響小，在較高溫度下儲存活性受影響大。為了驗證這一結論，可以將耐高溫的纖維素分解酶分別在低溫和最適溫度下儲存足夠長時間后，再在最適溫度下測量其活性。答案：(1)生物膜選擇透過性高溫使酚氧化酶失活(2)葉綠體基質專一性(3)酶在較低溫度下儲存活性受影響小，在較高溫度下儲存活性受影響大將耐高溫的纖維素分解酶分別在低溫和最適溫度下儲存足夠長時間后，再在最適溫度下測量其活性13為了探究pH對過氧化氫酶活性的影響，某小組同學進行了如下實驗。實驗材料：直徑4 cm、厚度0.5 cm的馬鈴薯塊莖圓片若干，隨機平均分為三組。實驗步驟和現(xiàn)象(表中“”表示不做處理)如表：步驟第1組第2組第3組1 mol/L的鹽酸溶液浸泡5 min1 mol/L的NaOH溶液蒸餾水浸泡5 min將馬鈴薯塊莖圓片取出后，用吸水紙吸去其表面多余的液體體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液5滴5滴5滴實驗現(xiàn)象無氣泡產生請分析回答下列問題：(1)表格中的是_，是_。(2)該實驗的無關變量有_(至少寫出兩種)。(3)觀察實驗現(xiàn)象時，第1、2組馬鈴薯塊莖圓片上均無氣泡產生，原因是_。(4)放置幾分鐘后，該組同學發(fā)現(xiàn)第3組馬鈴薯塊莖圓片上基本無氣泡產生，第1、2組馬鈴薯塊莖圓片上竟然有少量氣泡產生。請分析：第3組基本無氣泡產生的原因是_；第1、2組有少量氣泡產生的原因可能是_(寫出一點即可)。解析：(1)對第1、2、3組馬鈴薯塊莖圓片的處理分別是用鹽酸溶液、NaOH溶液、蒸餾水浸泡，且浸泡時間均為5 min。第1、2組結果說明強酸和強堿影響了過氧化氫酶的活性，第3組沒有用強酸和強堿處理，過氧化氫酶的活性較強，會催化過氧化氫分解產生氧氣。(2)該實驗的自變量是pH，無關變量有多種，如馬鈴薯塊莖圓片的大小、浸泡時間、過氧化氫溶液的濃度和用量、觀察時間等。(3)強酸和強堿會使過氧化氫酶變性失活，因此，在觀察實驗現(xiàn)象時第1、2組馬鈴薯塊莖圓片上無氣泡產生。(4)第3組馬鈴薯塊莖圓片上起初有大量氣泡產生是過氧化氫酶催化過氧化氫分解的結果，當過氧化氫全部被分解后，不再產生氣泡。一段時間后，第1、2組馬鈴薯塊莖圓片上有少量氣泡產生，可能是過氧化氫自然分解，產生的氧氣積累，也可能是強酸、強堿浸泡時間短，只使馬鈴薯塊莖圓片中部分酶失活，使過氧化氫分解速度減慢，放置幾分鐘后氣體逐漸積累并形成氣泡。答案：(1)浸泡5 min有大量氣泡產生(2)馬鈴薯塊莖圓片的大小、浸泡時間、過氧化氫溶液的濃度和用量、觀察時間等(3)強酸、強堿使馬鈴薯塊莖圓片中的過氧化氫酶失活(4)過氧化氫分解完畢過氧化氫自然分解產生的氣體得到積累，形成少量氣泡(合理即可)NO.2練后循圖憶知查清易錯小點(判斷正誤)1ATP能在神經元線粒體的內膜上產生， 神經細胞興奮后恢復為靜息狀態(tài)消耗ATP ()(2016全國卷，T1AD)2DNA與ATP中所含元素的種類相同()(2015全國卷，T1A)3ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應()(2014全國卷，T1C)4在生物體的活細胞內ATP與ADP的轉化只能單向進行 (2014四川卷，T1D)()5ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸，其合成所需的能量由磷酸提供()6ATP、DNA、RNA中的“A”表示的含義相同()7ATP與ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性()8淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成()(2017海南卷，T3A)理清知識主干1記牢ATP的結構和組成(1)1分子ATP1分子腺苷3分子磷酸基團。(2)ATP中含有兩個高能磷酸鍵，其中遠離腺苷的高能磷酸鍵容易水解與合成。2理清ATP的合成、利用與細胞代謝的關系(填圖)3明確ATP產生與O2間的關系(1)A點時ATP產自無氧呼吸。(2)B點后ATP產生量不再隨供氧量增加而增加，其限制因子可能為、ADP、磷酸等。練通高考能力1下列關于肌細胞中ATP的敘述，錯誤的是()AATP與ATP酶中含有C、H、O元素BATP與RNA分子中都含有核糖殘基CCO2分子的產生過程會合成少量ATPDATP可為O2的吸收和利用過程提供能量解析：選DATP 由C、H、O、N、P五種元素組成，ATP酶的本質是蛋白質，含有C、H、O、N等元素；ATP分子中含有腺苷和磷酸基團，腺苷由核糖和腺嘌呤組成，RNA分子含有磷酸、核糖和堿基；肌細胞合成CO2分子的過程為有氧呼吸第二階段，該過程產生少量的ATP；O2的吸收屬于自由擴散，不消耗能量。2在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個磷酸基團所處的位置(APPP或dAPPP)。下列敘述錯誤的是()A已知某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端，若要使已有DNA末端被32P標記上，則帶有32P的磷酸基團應在ATP的“”位上B若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的“”位上CATP中兩個磷酸基團被水解掉后所得的物質是合成RNA分子的單體之一DdATP中的兩個高能磷酸鍵儲存的能量基本相同，但穩(wěn)定性不同解析：選B若用該酶把32P標記到DNA末端上，則帶有32P的磷酸基團應在ATP的位上；dAPPP脫去P和P這兩個磷酸基團后，余下的結構為腺嘌呤脫氧核苷酸，是DNA的基本組成單位之一，若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的位上；ATP中兩個磷酸基團被水解后所得的物質是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA分子的單體之一；dATP中的兩個高能磷酸鍵儲存的能量基本相同，但穩(wěn)定性不同，遠離“dA”的高能磷酸鍵更易水解。3在細胞內普遍存在以下化學反應：蛋白質EATP蛋白質EATP復合物蛋白質EADPPi能量。下列分析錯誤的是()A一般來說，細胞內大多數(shù)吸能反應由該反應提供能量B該反應主要發(fā)生在線粒體內膜上H和氧氣結合的階段C用32P標記ATP中遠離腺苷的磷酸基團，則釋放的Pi含32PD控制蛋白質E合成的基因在細胞分化過程中不存在選擇性表達解析：選B題干中的反應過程為ATP的水解，蛋白質E為ATP水解酶，一般來說，大多數(shù)吸能反應與ATP的水解反應相聯(lián)系。ATP的水解常常發(fā)生在細胞的耗能部位，而線粒體內膜上H和氧氣結合的階段所產生的能量用于ATP的合成。ATP水解會斷裂遠離A的高能磷酸鍵，因此釋放的Pi含32P?？刂频鞍踪|E合成的基因為管家基因，任何細胞中都需要表達，不存在選擇性表達。知識深化拓展1熟知酶的“一來源、一作用、二本質和三特性”(填圖)2把握與酶有關的三類曲線(據(jù)圖填空)(1)酶的作用原理曲線：由圖可知，酶的作用原理是降低反應的活化能若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向移動。用加熱的方法不能降低活化能，但會提供活化能(2)酶的特性曲線：圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較，表明酶具有高效性圖2中兩曲線比較，表明酶具有專一性(3)影響酶促反應速率的因素曲線：分析圖1和圖2：溫度和pH通過影響酶的活性來影響酶促反應速率分析圖3：OP段的限制因素是底物濃度，P點以后的限制因素則是酶濃度常考題點練通 直接考查酶的本質、作用及特性1(2017全國卷)下列關于生物體中酶的敘述，正確的是()A在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶B由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性C從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37 解析：選C鹽析法主要用于蛋白質的分離、純化，胃蛋白酶的化學本質是蛋白質，因而可用鹽析法進行沉淀；真核細胞中DNA主要分布于細胞核中，細胞質中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA分布，所以參與DNA合成的酶也可分布于線粒體和葉綠體中；酶作為生物催化劑可以在生物體內發(fā)揮作用，也可以在生物體外發(fā)揮作用；唾液淀粉酶催化反應的最適溫度為37 左右，而該酶通常在低溫下保存。2(2018煙臺檢測)下列對動物體內酶、激素和ATP這三類有機物的相關敘述，錯誤的是()A這三類有機物一定都含有C、H、OB成年男性體內，精原細胞形成精子的過程中有酶、激素和ATP的參與C能合成酶的細胞一定都能合成ATPD酶和ATP均可以在細胞內外發(fā)揮作用，而激素只能在細胞內發(fā)揮作用解析：選D酶的本質為蛋白質或RNA，激素為固醇類或含氮類物質，它們和ATP都含有C、H、O；精原細胞形成精子的過程中需酶的催化，需要性激素的調節(jié)，需要消耗ATP；活細胞(哺乳動物成熟紅細胞除外)均能合成酶和ATP，能合成酶的細胞一定都能合成ATP；激素大多數(shù)由內分泌細胞分泌進入細胞外液中發(fā)揮作用。歸納拓展辨析酶、激素、抗體、神經遞質比較項目酶激素抗體神經遞質化學本質多為蛋白質，少數(shù)是RNA蛋白質、多肽、固醇、氨基酸衍生物等球蛋白乙酰膽堿、多巴胺、氨基酸類、NO等產生細胞活細胞內分泌腺細胞或下丘腦細胞漿細胞神經細胞作用部位細胞內外靶細胞或靶器官內環(huán)境突觸后膜作用后變化不發(fā)生改變被滅活被降解被降解或移走 以曲線為載體，考查酶的特性及影響因素3為了研究外界因素對某種酶活性的影響，設置三個實驗組：組(20 )、組(40 )和組(60 )，測定各組在不同反應時間內的產物濃度(其他條件相同)，結果如圖。下列敘述錯誤的是()A三個溫度條件下，該酶活性最高的是組B在t1之前，如果組溫度提高 10 ，則反應速率會加快C在t2時，向組增加2倍量的底物，則t3時產物總量增加D該實驗說明溫度可以影響酶的催化效率解析：選C分析曲線圖可知：在組(40 )，反應到達化學平衡所需的時間最短，故三個溫度條件下，該酶活性最高的是組；從曲線圖來看，三個溫度條件較適宜的是40 ，而組是20 條件下溫度對某種酶活性的影響曲線，故在t1反應尚未達到化學平衡之前，如果組溫度提高10 ，那么組酶促反應的速率會加快；組為60 條件下溫度對某種酶活性的影響曲線，由圖可知，在t2時，產物濃度不再改變，說明高溫使酶變性失活，此時向反應體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，產物總量不變；該實驗說明溫度可以影響酶的催化效率。4(2018南京模擬)研究人員從胡蘿卜中提取過氧化物酶(POD)所做的實驗結果如圖所示，有關分析正確的是()A處理時間從15 min增加到80 min,40 下POD活性減小最顯著B處理時間60 min內，在所有的溫度下POD活性都顯著下降C該實驗的因變量是POD活性，自變量有溫度、時間和底物濃度DH2O2濃度過高會抑制POD的活性，與溫度對POD活性的影響完全相同解析：選C據(jù)圖甲分析，處理時間從15 min增加到80 min，45 下POD活性減小最顯著；處理時間60 min內，25 下POD活性下降不顯著；據(jù)圖分析可知，該實驗的因變量是POD活性，自變量有溫度、時間和底物濃度；從圖乙看出，H2O2濃度過高會抑制POD的活性，與溫度對POD活性的影響不完全相同。技法點撥“四看法”分析酶促反應曲線知識深化拓展1掌握有關酶的兩類實驗設計思路(1)驗證類實驗設計思路：實驗名稱對照組實驗組衡量標準驗證某種酶的本質是蛋白質或RNA已知蛋白液雙縮脲試劑待測酶液雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色已知RNA吡羅紅試劑待測酶液吡羅紅試劑是否出現(xiàn)紅色驗證酶具有催化作用底物適量蒸餾水底物等量的相應酶溶液底物分解速率驗證酶具有專一性底物相應酶液不同底物相同酶液底物是否分解驗證酶具有高效性底物無機催化劑底物等量的相應酶溶液底物分解速率(2)探究類探究酶的最適溫度或最適pH：實驗設計思路：實驗設計程序：2有關酶的驗證、探究或評價性實驗題解題策略第一步分析實驗目的，確定自變量與因變量(檢測指標)第二步明確實驗原理(新情景題的題干中會有提示，要注意提煉)第三步準確書寫實驗步驟，注意遵循實驗的對照原則、單一變量原則及科學性原則。酶相關實驗常常是用表格形式呈現(xiàn)實驗步驟第四步如果是選擇題，要依據(jù)實驗原理、實驗原則，利用所學的生物知識進行綜合分析，然后作出判斷；如果是非選擇題則應注意聯(lián)系教材知識綜合分析，以確定所填答案?？碱}點練通 考查實驗材料和實驗試劑的選取1(2018淄博模擬)為了探究溫度、pH 對酶活性的影響，下列實驗設計最合理的是()實驗編號探究課題選用材料與試劑溫度對酶活性的影響過氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液溫度對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH對酶活性的影響新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pH對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑A實驗B實驗C實驗 D實驗解析：選B過氧化氫受熱易分解，不宜用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響，實驗不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故實驗不合理；斐林試劑呈堿性，能與酸性物質發(fā)生反應，不適合用于探究pH對酶活性的影響，故實驗不合理。2為了證明酶的作用具有專一性，某同學設計了如下5組實驗，分別選擇一定的試劑進行檢測，下列有關實驗方案和檢測結果的敘述，正確的是()組別酶淀粉酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反應物蔗糖淀粉蛋白質淀粉麥芽糖A和對比，用雙縮脲試劑檢測；中不變紫色，中呈現(xiàn)紫色B和對比，用斐林試劑檢測；水浴加熱下中不出現(xiàn)磚紅色沉淀，中出現(xiàn)磚紅色沉淀C和對比，用斐林試劑檢測；水浴加熱下中不出現(xiàn)磚紅色沉淀，中出現(xiàn)磚紅色沉淀D和對比，用斐林試劑檢測；水浴加熱下和中均出現(xiàn)磚紅色沉淀解析：選C蛋白酶和淀粉酶都是蛋白質，都能與雙縮脲試劑反應呈現(xiàn)紫色；斐林試劑可以用來判斷淀粉是否水解，但不能用來判斷蛋白質是否水解；淀粉和蔗糖都是非還原糖，它們的水解產物都是還原糖，淀粉酶能催化淀粉水解而不能催化蔗糖水解，用斐林試劑可以判斷淀粉和蔗糖是否水解；麥芽糖是還原糖，麥芽糖的水解產物也是還原糖，用斐林試劑不能判斷麥芽糖是否水解。歸納拓展酶促反應實驗中實驗材料和實驗試劑的選取原則反應物和酶的選擇研究酶的適宜溫度實驗時，不宜選用過氧化氫酶催化過氧化氫的分解，因為過氧化氫在加熱的條件下分解會加快研究酶的適宜pH實驗時，由于酸對淀粉有分解作用，并且碘液可與堿反應，所以一般不選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，常選用過氧化氫和過氧化氫酶檢測時試劑的選擇研究溫度對酶活性影響的實驗時，檢測淀粉是否分解用碘液，一般不選用斐林試劑，因為用斐林試劑檢測需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度若物質反應前后均能與試劑發(fā)生反應，例如麥芽糖和水解后形成的葡萄糖均能與斐林試劑反應，再如蛋白質和水解后形成的多肽均能與雙縮脲試劑反應，此類試劑不能選用若物質反應前后均不能與試劑反應，例如蔗糖和水解后的單糖均不能與碘液反應，此類試劑也不能選用 考查實驗的變量控制與步驟設計及分析3在甲、乙、丙三支試管中加入下列物質并保溫一段時間后，有關分析錯誤的是()編號甲乙丙步驟12 mL可溶性淀粉溶液2 mL可溶性淀粉溶液2 mL可溶性淀粉溶液步驟21 mL淀粉酶溶液1 mL麥芽糖酶制劑0.5 mL淀粉酶溶液0.5 mL麥芽糖酶制劑步驟3適宜溫度下保溫至反應完成A溫度、pH在本實驗中均屬于無關變量B加入碘液后，溶液變藍的只有乙試管C加入斐林試劑后水浴加熱，溶液呈現(xiàn)磚紅色的有甲試管和丙試管D加入雙縮脲試劑后，三支試管中的溶液均變藍色解析：選D本實驗的自變量是酶的種類，可驗證酶的專一性，溫度、pH在本實驗中均屬于無關變量；甲試管中淀粉在淀粉酶的作用下水解產生還原糖，加入斐林試劑后水浴加熱，會出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙試管加入的麥芽糖酶不能水解淀粉，不能產生磚紅色沉淀，丙試管中淀粉酶先催化淀粉水解成麥芽糖，麥芽糖再在麥芽糖酶的作用下水解成葡萄糖，加入斐林試劑后水浴加熱，產生磚紅色沉淀；三支試管中都加入了酶，因此加入雙縮脲試劑后，三支試管中的溶液均出現(xiàn)紫色現(xiàn)象。4請回答下列有關酶的實驗探究問題：(1)為證明過氧化氫酶的活性受pH的影響，同學甲做了如下實驗：試管編號AB實驗步驟1加入2 mL 5% H2O2溶液加入2 mL 5% H2O2溶液25滴2%過氧化氫酶溶液5滴2%過氧化氫酶溶液30.5 mL 5% NaOH溶液0.5 mL 5% HCl溶液4觀察氣泡的產生速率觀察氣泡的產生速率上述實驗設計中有兩處不妥，請指出：_；_。(2)一般情況下，不能用過氧化氫酶為材料探究溫度對酶活性的影響，若要設置實驗來證明溫度能影響過氧化氫酶的活性，你認為應該怎樣設置？_(寫出設計思路即可)。查閱資料發(fā)現(xiàn)：H2O2在受熱和日光照射時分解速率加快，在溫度為30 以下時比較穩(wěn)定，在70 以上時，分解速率加快。你認為設計上述實驗時，應特別注意的事項是_。解析：(1)驗證酶的活性受pH影響時，除了設置酸性條件、堿性條件的實驗組外，還需要設置pH7的對照組。探究pH、溫度對酶活性的影響時，應先將酶和底物置于相應的條件(pH、溫度)下處理一段時間，然后再將酶與底物混合。(2)若要設置實驗來證明溫度能影響過氧化氫酶的活性，可采取每一溫度下設置兩支試管，一支試管中加入過氧化氫酶，另一支不加，比較同一溫度下這兩支試管中氣泡的產生速率。但是要注意溫度不宜太高，因為在較高溫度下保溫時，H2O2分解速率較快，可能會出現(xiàn)未加酶而H2O2已全部分解的情況。答案：(1)缺少pH7的對照組加入NaOH溶液和HCl溶液的時間順序不合理，應在加入過氧化氫酶前將其加入，用于改變溶液的pH(2)將盛有過氧化氫酶的試管保溫于一系列不同溫度下一段時間，然后與同溫度的H2O2溶液混合，觀察同溫度下加過氧化氫酶和不加過氧化氫酶的兩組試管中氣泡的產生速率將溫度控制在70 以下嚴格控制變量是實驗成功的關鍵實驗變量包括自變量、因變量和無關變量。(1)自變量和因變量的判斷：自變量是指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件，通常所說的“單一變量原則”中的“單一變量”就是指自變量。因變量是指實驗中由自變量引起的變化和結果。通常自變量是原因，因變量是結果，二者具有因果關系。可根據(jù)實驗目的或實驗步驟對這兩個變量進行判斷，實驗目的中常描述為“探究(驗證)自變量對因變量的影響”或者“因變量與自變量之間關系的研究”。實驗步驟中進行不同處理的條件即自變量，最終結果的差異為因變量。如探究pH對過氧化氫酶活性影響的實驗中，自變量為不同的pH，因變量為過氧化氫的分解速率。(2)無關變量：也稱控制變量，指實驗中除自變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結果的因素或條件，但并非是我們在實驗中所要研究的問題。實驗設計時應對無關變量進行嚴格控制，使其在實驗組和對照組保持一致且適宜，從而排除無關變量對實驗結果的影響。如探究pH對過氧化氫酶活性影響的實驗中，溫度相同且適宜。一、形成生命觀念1下列關于酶和ATP的敘述正確的是()A酶使細胞代謝高效而有序的進行，對生命活動具有重要的調節(jié)作用B利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以驗證酶的專一性C酶和ATP均具有高效性和專一性D將ATP分子末端的磷酸基團轉移至腺嘌呤核糖核苷酸上產物是ADP解析：選D酶在細胞代謝中起催化作用，不起調節(jié)作用；蔗糖及其分解產物都不能與碘液發(fā)生反應，不能用碘液作為檢測試劑；腺嘌呤核糖核苷酸由一分子磷酸基團、一分子腺嘌呤和一分子核糖組成，ADP由兩分子磷酸基團、一分子腺嘌呤和一分子核糖組成，因此將ATP分子末端的磷酸基團轉移至腺嘌呤核糖核苷酸上可產生ADP。 2酶和ATP是細胞生命活動中兩種重要的化合物，絕大多數(shù)生命活動都與它們密切相關，但也有“例外”。下列人體生命活動中，屬于這種“例外”的是()A肝臟細胞吸收組織液中的氧氣B線粒體中的H與O2結合C吞噬細胞吞噬并水解衰老的細胞D體液免疫中漿細胞合成并分泌抗體解析：選A氧氣進入細胞是通過自由擴散，不需要酶和ATP參與。二、運用科學思維3HATP合成酶是線粒體內重要的酶，若使用HATP合成酶抑制劑可選擇性誘發(fā)癌細胞的凋亡。下列敘述錯誤的是()AHATP合成酶在葉綠體內也有，在細菌體內沒有BHATP合成酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要HATP合成酶的催化CATP可以口服，也可以注射DHATP合成酶抑制劑可能是一種較好的抗腫瘤藥解析：選A根據(jù)題意，HATP合成酶參與合成ATP，存在于線粒體、葉綠體、細菌內。酶的合成需要ATP供能，線粒體HATP合成酶的功能主要是合成ATP和轉運H，因此ATP的合成需要HATP合成酶的催化。ATP溶于水，既可注射也可口服。HATP合成酶抑制劑可選擇性誘發(fā)癌細胞的凋亡，因此其可能是一種較好的抗腫瘤藥。4(2018南通模擬)如圖是研究淀粉酶濃度與其催化效率關系的曲線。下列敘述錯誤的是()A本研究的自變量是淀粉酶濃度和反應時間B實驗中應注意保持各組反應在相同且適宜溫度下進行C曲線c對應酶濃度比曲線a對應酶濃度低D引起曲線上M、P點差異的主要原因是各組反應中加入的淀粉總量不同解析：選D依題意和圖示分析可知，本實驗的自變量是淀粉酶濃度和反應時間；反應溫度為無關變量，應控制相同且適宜；生成物的量在達到最大值之前，在相同時間內，曲線c對應的酶促反應速率比曲線a對應的酶促反應速率慢，說明曲線c對應酶濃度比曲線a對應酶濃度低；引起曲線上M、P點差異的主要原因是各組反應中加入的酶的總量不同，但加入的淀粉總量相同。三、注重科學探究5過氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶，設計實驗如下表。下列相關敘述正確的是()管號1%焦性沒食子酸(mL)2%H2O2(mL)緩沖液(mL)過氧化物酶溶液(mL)白菜梗提取液(mL)煮沸冷卻后的白菜梗提取液(mL)1222222232224222A1號管為對照組，其余不都是實驗組B2號管為對照組，其余都為實驗組C若3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶D若4號管不顯橙紅色，可證明白菜梗中無過氧化物酶解析：選A根據(jù)實驗目的“探究白菜梗中是否存在過氧化物酶”，可確定加入白菜梗提取液的3號管為實驗組，1號、2號和4號管都為對照組；若3號管顯橙紅色，還需要與2號、4號管對照才能證明白菜梗中存在過氧化物酶；若4號管不顯橙紅色，可能是因為高溫使過氧化物酶失活，而不能證明白菜梗中不存在過氧化物酶。6絲狀溫度敏感蛋白(FtsZ)是細菌中一種含量豐富且結構穩(wěn)定的蛋白質，幾乎存在于包括結核桿菌的所有病原細菌中。FtsZ也是一種 GTP 酶，有一個GTP(三磷酸鳥苷)的結合位點，在GTP存在的條件下，可以在分裂細菌中間部位聚集成Z環(huán)，Z環(huán)不斷收縮，引導細菌的細胞分裂。尋找靶向FtsZ的抑制劑，可有效抑制細菌的細胞分裂。為建立靶向FtsZ的新型抗菌藥篩選模型，科研人員對大腸桿菌表達的FtsZ蛋白進行了相關研究。(1)人類病原微生物耐藥性的提高，嚴重影響傳染性疾病治療的成功概率。FtsZ抑制劑與以往的抗菌藥相比不易形成耐藥性，原因是FtsZ蛋白_。(2)圖1表示利用熒光散射法測定FtsZ蛋白在體外的聚集程度。當加入_時，F(xiàn)tsZ蛋白迅速聚集，由此可見，F(xiàn)tsZ在體外依然具備_功能。實驗選取BSA作為對照，原因是_。(3)下面兩組實驗研究溫度對FtsZ酶活性的影響。實驗一：將FtsZ蛋白分別置于25 、30 、37 、45 、50 、55 條件下，同時加入等量GTP混勻反應30 min，測定酶的活性，結果見圖2。實驗二：將FtsZ蛋白分別置于25 、30 、37 、45 、50 、55 條件下保溫2 h，然后加入等量GTP混勻，置于37 反應30 min，測定酶的活性，結果見圖3。37 不一定是FtsZ酶的最適溫度，請你設計實驗確定其最適溫度，實驗思路是_。實驗一、實驗二處理的區(qū)別是_。實驗二的目的是_。當溫度高于45 時，酶的活性迅速喪失，原因是_。解析：(1)據(jù)題意可知， FtsZ結構穩(wěn)定，因此FtsZ抑制劑與以往的抗菌藥相比不易形成耐藥性。(2)據(jù)圖1可知，在4 min后加入了GTP，F(xiàn)tsZ蛋白迅速聚集，說明FtsZ在體外依然具備催化功能。加入GTP后，BSA聚集程度與加入前相比，都是50左右，說明BSA不會在GTP的誘導下發(fā)生聚合反應，因此選取BSA作為對照。(3)據(jù)圖2可知，37 時FtsZ酶活性最高，但此溫度不一定是FtsZ酶的最適溫度，其最適溫度在37 左右，因此設計FtsZ酶的最適溫度的實驗思路是在3045 溫度范圍內設置溫度梯度；重復實驗一；酶活性最高時對應的溫度是最適溫度。據(jù)題干可知，實驗一、實驗二處理的區(qū)別是實驗一是先混勻再在不同溫度下反應；實驗二是先在不同溫度下保溫再加GTP在同一溫度下反應。實驗二的目的是測定酶具有催化活性的溫度范圍。酶的活性受到溫度的影響，高溫會破壞酶的空間結構導致酶失去活性，因此當溫度高于45 時，酶的活性迅速喪失。答案：(1)結構穩(wěn)定(2)GTP催化不會在GTP的誘導下發(fā)生聚合反應(3)在3045 溫度范圍內設置溫度梯度；重復實驗一；酶活性最高時對應的溫度是最適溫度實驗一是先混勻再在不同溫度下反應；實驗二是先在不同溫度下保溫再加GTP在同一溫度下反應測定酶具有催化活性的溫度范圍溫度過高使蛋白質的空間結構遭到破壞，導致酶失活