第5章 第5课时 酶和ATP-【高考零起点】2025年新高考生物总复习学用word（艺考）

第五章　细胞的能量供应和利用 第5课时　酶和ATP 一、降低化学反应活化能的酶 1．相关概念 (1)新陈代谢：活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。 (2)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。 (3)酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用的一类有机物。 (4)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 2．酶的本质：大多数酶是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶)，少数是RNA。 3．酶的作用机理：降低化学反应所需的活化能。 4．酶的特性 (1)高效性：催化效率比无机催化剂高。 (2)专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应。 (3)酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度或pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。 5．影响酶促反应的因素 (1)底物浓度。 (2)酶浓度。 (3)pH：过酸、过碱使酶失活。 (4)温度：高温使酶的活性降低甚至失活；低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。 6．变量和对照实验 (1)变量：实验过程中的变化因素。 (2)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。 (3)因变量：因自变量改变而改变的变量。 (4)无关变量：实验中存在的一些对实验结果造成影响的可变因素。(无关变量应保持一致) (5)对照实验：除自变量因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验。一般要设置对照组和实验组。(原则：对照原则、单一变量原则) 7．影响酶活性的条件：建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。 二、细胞的能量“货币”ATP 1．ATP的结构简式 ATP是腺苷三磷酸的英文缩写。结构简式：A—P～P～P(A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊化学键，—代表普通化学键)。 【注意】ATP的分子中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能磷酸化合物。这种高能磷酸化合物的化学性质不稳定，在水解时，一般是远离腺苷的特殊化学键断裂，脱落下来的磷酸基因挟能量与其他分子结合。 功能：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 2．ATP与ADP的转化 3．ATP合成与水解的比较 项目 ATP合成 ATP水解 反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量 反应类型 合成反应 水解反应 酶的类型 ATP合酶 ATP水解酶 能量来源 化学能(呼吸作用)、光能(植物光合作用) 磷酸基团的转移势能 能量去向 储存于ATP中 用于各项生命活动 反应场所 线粒体、叶绿体、细胞质基质等 生物体需能部位 关系 物质是可循环的，能量是不可逆的，二者并非可逆反应 4．ATP的利用：吸能反应一般与ATP的水解相联系；放能反应一般与ATP的合成有关。 一、选择 1．(2022·浙江卷)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(　B　) A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活 B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性 C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高 D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率 2．下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响，有关叙述正确的是(　D　) A．A点时适当升高温度，反应速率变大 B．A点时适当增加酶的数量，反应速率变大 C．B点时适当升高温度，反应速率变大 D．B点时适当增加酶的数量，反应速率变大 3．如图为某种酶在最适pH和不同温度条件下，反应底物浓度随反应时间变化的曲线图。下列分析正确的是(　C　) A．该酶的最适温度为45 ℃，该温度下反应至t2时间后，酶活性下降为0 B．经65 ℃长时间处理的酶液，自然冷却后加入底物，反应底物浓度很快降低 C．降低或升高反应体系的pH，图中的t2和t3点的位置将右移 D．O～t1时间段，25 ℃条件下比45 ℃条件下的平均反应速率快 4．下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)变化，有关叙述错误的是(　D　) A．图1中虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系 B．图2中虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线 C．若图2中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 D．图3不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系 5．(2022·湖南卷)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是(　B　) A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活 B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的 C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果 D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染 6．(2022·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　C　) 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 A．该酶的催化活性依赖于CaCl2 B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度 C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 7．(2022·重庆卷)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解，可用于制作肉类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性，结果如表。下列叙述最合理的是(　D　) pH 3 5 7 9 11 M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6 L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1 A．在37 ℃时，两种酶的最适pH均为3 B．在37 ℃长时间放置后，两种酶的活性不变 C．从37 ℃上升至95 ℃，两种酶在pH为5时仍有较高活性 D．在37 ℃、pH为3～11时，M更适于制作肉类嫩化剂 8．(2022·浙江卷)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(　D　) A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键 C．在水解酶的作用下不断地合成和水解 D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 9．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示：形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法错误的是(　C　) A．蛋白质磷酸化过程中，磷酸分子来自ATP中远离腺苷的磷酸基团 B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的 C．蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程中的相关物质和能量都可以重复利用 D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系 10．(多选)如图为淀粉酶在不同温度条件下催化一定量的淀粉反应1 h和2 h，其产物麦芽糖的相对含量变化示意图。相关分析错误的是(　CD　) A．若反应只进行1 h，则45 ℃左右时麦芽糖产量相对较高 B．反应1 h或2 h，随温度升高，麦芽糖的相对含量都是先增后减 C．据图分析，反应1 h时，酶的最适温度在40～45 ℃范围内 D．50 ℃条件下，反应1 h与2 h时麦芽糖含量相同，说明1 h时淀粉已分解完 11．(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ RNA组分 ＋ ＋ － ＋ － 蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋ 低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － － 高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋ 产物 ＋ － － ＋ － 根据实验结果可以得出的结论是(　C　) A．酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性 B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高 C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性 D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性 12．下列有关酶的探究实验的叙述，合理的是(　C　) A．探究酶的高效性实验，可用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，待H2O2完全分解后，检测产生的气体总量 B．探究酶的专一性实验，可用淀粉酶催化淀粉水解，检测是否有大量还原糖生成 C．探究温度对酶活性影响实验，可用淀粉酶分别在热水、冰水和最适温度下催化淀粉水解，反应相同时间后，检测淀粉分解程度 D．探究pH对酶活性的影响实验，可用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，用斐林试剂检测 13．根据下图请判断下列相关说法中不正确的是(　D　) A．ATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能 B．ATP分子中的A是由核糖和腺嘌呤组成的 C．细胞中的吸能反应一般与ATP的水解反应相联系 D．乳酸菌细胞中不会发生图中ATP与ADP间相互转化的能量供应机制 二、填空 14．酶是活细胞产生的一类具有催化能力的有机物。请据图回答： (1)图甲为酶催化反应过程模式图，假如在②充足且一定的情况下，适当提高①的浓度，能否提高最终产物量？不能(填“能”或“不能”)。 (2)图乙表示在最适温度下，酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系，若在A点提高反应温度，反应速率会减慢，若在B点增加①的浓度，反应速率将加快。 (3)某同学用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，实验中用盐酸创造酸性条件，盐酸能催化淀粉水解，探究结果如下图丙所示。实验的因变量可用1_h后淀粉剩余量表示，由实验结果可知，pH为1时主要是盐酸催化淀粉水解，pH为7时主要是酶催化淀粉水解，二者结果不同的原因主要是酶具有高效性(或与氢离子相比，酶降低活化能的作用更显著)。 15．生物体内的新陈代谢与ATP有密切关系。据图，回答有关问题： (1)ATP的全称是腺苷三磷酸，其中ATP与ADP中的A都代表腺苷，由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成。 (2)ATP与ADP这两种物质在细胞中含量可以保持相对稳定，原因是ATP中远离A的特殊化学键容易断裂也容易重新形成。 (3)若生物体为青蛙，则细胞合成ATP所需能量来自细胞呼吸(填生理过程)；若生物体为玉米，则细胞合成ATP所需能量来自光能和有机物中的化学能(填物质或能量)；若生物体为蓝细菌，则细胞合成ATP的场所是细胞质基质。 (4)在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将一个ATP分子末端的磷酸基团转移至一分子腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上，结果产生两分子ADP。 学科网（北京）股份有限公司 $$