第3单元 第8课时 酶和ATP（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

高考总复习 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 第8课时　酶和ATP 素养目标 1.基于酶和ATP在细胞代谢中的作用，形成物质与能量观。(生命观念) 2．通过模型构建，解读酶的特性及温度、pH等对酶活性的影响。(科学思维) 3．探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。(科学探究) 1．酶在细胞代谢中的作用 (1)比较过氧化氢在不同条件下的分解 ①实验过程 考点一 酶的作用、本质及特性 考点一 酶的作用、本质及特性 ②变量分析 考点一 酶的作用、本质及特性 (2)酶的作用机理 ①活化能：分子从____转变为容易发生化学反应的____状态所需要的____。 ②酶具有催化作用的机理：____________________。 ③曲线解读 常态 活跃 能量 降低化学反应的活化能 考点一 酶的作用、本质及特性 a. _____段表示无酶催化时反应进行所需要的活化能。 b．_____段表示有酶催化时反应进行所需要的活化能。 c．_____段表示酶降低的活化能。 AC BC AB 考点一 酶的作用、本质及特性 2．酶的本质 (1)关于酶本质的探索(连线) 考点一 酶的作用、本质及特性 考点一 酶的作用、本质及特性 (2)酶的本质 考点一 酶的作用、本质及特性 3．酶的特性 (1)高效性：酶的催化效率是无机催化剂的__________倍。 (2)专一性：每一种酶只能催化__________化学反应。 (3)酶的作用条件较温和 107～1013 一种或一类 考点一 酶的作用、本质及特性 分析这两个曲线图可以看出，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性____。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显____。 最高 降低 考点一 酶的作用、本质及特性 1．辨析正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)酶是活细胞合成的具有调节作用的有机物。 ( 　) 提示：酶的作用是催化，不是调节。 (2)酶发挥完作用后会立即失活。( 　) 提示：酶是有机催化剂，可以重复起作用。 (3)一种酶只能催化一种化学反应。( 　) 提示：一种酶只能催化一种或一类化学反应。 × × × 考点一 酶的作用、本质及特性 (4)应在低温、pH呈酸性的条件下保存酶试剂。( 　) 提示：应在低温、最适pH条件下保存酶试剂。 (5)高温处理后的酶能与双缩脲试剂反应。( 　) 提示：大多数酶为蛋白质，高温处理后，酶的肽键并未被破坏，所以还能与双缩脲试剂反应；少数酶为RNA，不能与双缩脲试剂反应。 (6)酶的活性不能用酶催化化学反应的速率表示。( 　) 提示：酶催化化学反应的速率能体现酶的活性。 × × × 考点一 酶的作用、本质及特性 2．教材深挖 (必修1 P84“相关信息”改编)已知胃蛋白酶的最适pH为1.5，小肠液的pH为7.6。胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗？为什么？ ________________________________________________________ ________________________________________________________ 答案：不能。因为脱离了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。 考点一 酶的作用、本质及特性 1．模型法分析酶的特性 (1)高效性：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 考点一 酶的作用、本质及特性 (2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ①物理模型——“锁和钥匙学说” 图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。 考点一 酶的作用、本质及特性 ②曲线分析 只有酶A能催化底物A参与的反应，说明酶具有专一性。 考点一 酶的作用、本质及特性 2．模型法分析影响酶促反应的因素 (1)温度、pH和酶浓度对酶促反应的影响 考点一 酶的作用、本质及特性 提醒：低温和高温、强酸、强碱抑制酶活性的本质不同。 ①低温会使酶的活性明显降低，但酶空间结构稳定，在适宜的温度下其活性会升高。 ②高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，导致酶永久失活。 考点一 酶的作用、本质及特性 (2)反应物浓度与反应速率 考点一 酶的作用、本质及特性 ①t0～t1段：因反应物较充足，所以反应速率较快，反应物消耗较快，生成物的生成速率较快。 ②t1～t2段：因反应物含量较少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物的生成速率较慢。 ③t2后：反应物被消耗完，生成物不再增加，反应速率为0。 考点一 酶的作用、本质及特性 角度 基于酶的作用、本质和特性，考查生命观念 1．(2025·云南玉溪模拟)在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述，错误的是(　　) A．过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质 B．DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成 C．胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关 D．淀粉酶和盐酸通过升高化学反应的活化能催化淀粉水解 D 考点一 酶的作用、本质及特性 解析：淀粉酶是生物催化剂，盐酸是无机催化剂，都通过降低化学反应的活化能来催化淀粉水解，D错误。 考点一 酶的作用、本质及特性 2．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 (　　) 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 B 考点一 酶的作用、本质及特性 [多维解题] 考点一 酶的作用、本质及特性 解析：低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；酶活性的发挥需要适宜的条件，在一定pH范围内，随着温度升高，酶活性升高，超过最适pH后，随pH升高，酶活性降低甚至失活，C错误；淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。 考点一 酶的作用、本质及特性 有关酶的几个易错点 (1)酶并不都是蛋白质，少数是RNA。 (2)酶不具有调节作用，只起催化作用。 (3)酶不能从食物中获得，其是在细胞中合成的。 (4)酶的结构并不是始终不变的，酶在催化过程中会发生可逆性的结构变化。 考点一 酶的作用、本质及特性 角度 基于酶的作用、本质和特性，考查科学思维及科学探究 3．下图表示某酶的作用模式图，下列有关叙述正确的是(　　) C 考点一 酶的作用、本质及特性 A．该酶的基本组成单位是氨基酸 B．酶提供底物RNA活化所需的能量 C．pH影响酶的空间结构从而影响催化效率 D．酶与底物结合后会失去催化活性 考点一 酶的作用、本质及特性 解析：根据题图分析可知，该酶的化学本质是RNA，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，A错误；酶能降低化学反应的活化能，不能为化学反应提供能量，B错误；pH(过酸或者过碱)能影响酶的空间结构从而影响催化效率，C正确；酶与底物结合后没有失去催化活性，可循环使用，D错误。 考点一 酶的作用、本质及特性 4．某生物兴趣小组欲验证某种酶的化学本质是蛋白质，设计了下列4组实验，其中合理的组合是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　 ①待测酶溶液＋双缩脲试剂 ②蛋白溶液＋双缩脲试剂 ③待测酶溶液＋碘液 ④淀粉溶液＋双缩脲试剂 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ A 考点一 酶的作用、本质及特性 解析：实验设计要遵循对照原则，该实验的目的是要验证某种酶的化学本质是蛋白质，因此对照组为蛋白溶液＋双缩脲试剂→出现紫色；实验组为待测酶溶液＋双缩脲试剂→是否呈现紫色。 考点一 酶的作用、本质及特性 鉴定酶本质的实验原理和方法 (1)试剂鉴定法 考点一 酶的作用、本质及特性 (2)酶解鉴定法 考点一 酶的作用、本质及特性 角度 基于影响酶促反应速率的因素，考查科学思维及科学探究 5．(2025·江苏苏州模拟)温度会影响酶促反应速率，其作用机理可用右图坐标曲线表示。其中a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响，c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是(　　) A.随着温度的升高，底物分子具有的活化能增加 B．处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的 C．酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结 构共同作用的结果 D．酶适于低温保存，原因是底物分子的能量低 C 考点一 酶的作用、本质及特性 解析：由图可知，随着温度的升高，底物分子具有的能量增加，A错误；处于曲线c中1、2位点酶促反应速率相等，但酶分子活性不同，B错误；酶适于低温保存，原因是酶分子在低温条件下结构相对稳定，D错误。 考点一 酶的作用、本质及特性 1．淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 (1)实验原理 ①淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成______。 ②在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入______，再用____试剂鉴定溶液中__________，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。 还原糖 淀粉酶 斐林 有无还原糖 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 (2)实验设计 序号 项目 试管1 试管2 1 注入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 2 mL － 2 注入质量分数为3%的蔗糖溶液 － 2 mL 3 注入质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 4 轻轻振荡，保温5 min 60 ℃ 60 ℃ 5 加斐林试剂，轻轻振荡 2 mL 2 mL 6 水浴加热 并保持1 min 7 观察溶液颜色 砖红色沉淀 蓝色 (3)实验结论：酶具有专一性，淀粉酶只能催化____水解，而不能催化____水解。 淀粉 蔗糖 续表 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 2．探究温度对酶活性的影响 (1)实验原理 ①反应原理 ②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响__________，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。 淀粉的水解 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 (2)实验步骤 序号 项目 试管1 试管2 试管3 1 加入等量的可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 控制不同的温度条件 60 ℃热水 (5 min) 沸水 (5 min) 冰块 (5 min) 3 加入等量的新鲜淀粉酶溶液 1 mL (5 min) 1 mL (5 min) 1 mL (5 min) 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 4 加入等量的碘液 1滴 1滴 1滴 5 观察实验现象 不出现蓝色(呈现碘液颜色) ____ ____ 蓝色 蓝色 续表 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 提醒：①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 ②探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作为反应物，因为H2O2易分解，加热条件下分解会加快，氧气的产生速率增加，不能准确反映酶活性的变化。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 3．探究pH对酶活性的影响 (1)实验原理 ①反应原理(用反应式表示) 气泡产生 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 (2)实验步骤 序号 项目 试管1 试管2 试管3 1 加入H2O2 2 mL 2 mL 2 mL 2 控制pH条件 1 mL pH ＝7的______ 1 mL盐酸溶液 1 mL NaOH 溶液 3 加入肝脏研磨液 2 mL 2 mL 2 mL 4 气泡生产速率 ______________ 基本无气泡产生 基本无气泡产生 缓冲液 有大量气泡产生 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 　教材深挖 　(必修1 P82～83“探究·实践”拓展)(1)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不能选用斐林试剂，理由是________________________________________ _________________________________________________________。 (2)在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，理由是___________________________________________ ____________________________________________________________。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 答案：(1)用斐林试剂鉴定还原糖时需要水浴加热，而该实验中需严格控制温度 (2)在酸性条件下，淀粉的分解会加快，从而影响实验结果 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 1．验证酶的作用、高效性和专一性 (1)酶具有催化作用 ①实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 ②对照组：底物＋等量蒸馏水→检测→底物不被分解。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 (2)酶的专一性 ①方案一：自变量是底物(反应物) a.实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 b.对照组：另一种底物＋相同酶液→检测→底物不被分解。 ②方案二：自变量是酶的种类 a.实验组：底物＋相应酶液→检测→底物被分解。 b.对照组：相同底物＋另一种酶液→检测→底物不被分解。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 (3)酶的高效性 ①实验组：反应物＋适量酶溶液→检测→底物分解速率快。 ②对照组：反应物＋等量无机催化剂→检测→底物分解速率慢。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 2．探究酶的最适温度或pH (1)探究酶的最适温度 ①设计思路 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 ②设计方案 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 (2)探究酶的最适pH ①设计思路 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 ②设计方案 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 角度考查教材基础实验 1.为探究酶的相关特性，某班同学开展了一系列实验，下列相关实验设计正确的是(　　) A．为探究酶的高效性，甲同学用H2O2作底物，一组加H2O2酶，一组不加酶 B．为探究酶的专一性，乙同学分别用淀粉、蔗糖作底物，均加入淀粉酶，然后用碘液进行检测 D 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 C．为探究温度对酶活性的影响，丙同学将H2O2放在不同温度下处理后，再加入H2O2酶 D．为探究pH对酶活性的影响，丁同学将肝脏研磨液用不同pH的溶液处理后，再加入H2O2 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 解析：用H2O2作底物，一组加H2O2酶，一组不加酶，只能探究酶具有催化作用，若要探究高效性，需要将加H2O2酶与加无机催化剂对比，A错误；淀粉遇碘变蓝，用碘液可以检测淀粉是否分解，但是不能检测蔗糖是否发生分解，B错误；H2O2受热易分解，不能用H2O2作为底物探究温度对酶活性的影响，C错误；肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，探究pH对酶活性的影响时，用不同pH的溶液处理肝脏研磨液可以使酶处于指定pH条件下，达到对自变量的控制，D正确。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 角度 考查高考拓展实验 2.某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响。已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应，会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖，加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)。下列操作错误的是(　　) A．设置一系列温度梯度，确定淀粉酶活性较高的温度范围 B．实验过程中需将酶和淀粉分别保温，达到一定温度后再混合保温处理 C 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 C．混合保温一段时间后，在保温装置中直接加碘液即可检测淀粉水解情况 D．通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 解析：探究温度对淀粉酶活性的影响，自变量是温度，可设置一系列温度梯度进行实验，最终得到酶活性较高的温度范围，A正确；将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理一段时间后再进行混合，以保证反应是在特定温度下进行的，避免混合后反应温度发生改变，B正确；为防止在保温装置中酶继续催化淀粉水解，混合保温相同时间后应加入强碱终止反应，再加碘液检测淀粉水解情况，C错误；根据题干信息“淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应，会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖，加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)”可知，通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱，D正确。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 3．(2025·云南曲靖模拟)在淀粉—琼脂平板的4个位置，分别用蘸有不同液体的棉签涂抹(如下图)，然后将平板放入37 ℃恒温箱中保温，2 h后取出平板加碘液(碘—碘化钾溶液)处理1 min，然后用清水洗掉碘液观察结果。下列叙述正确的是 (　　) A 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 A．用棉签涂抹前应在培养皿底做好标记 B．第1、2组对照说明温度和pH影响酶的活性 C．第3、4组对照说明淀粉酶具有专一性 D．若第4组呈现轻度阳性反应，可能是碘液处理的时间太短 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 解析：培养皿盖可随意转动，因此用棉签涂抹前应在培养皿底做好标记，A正确；第2、4组对照可说明温度会影响酶的活性，第1、4组对照可说明pH会影响酶的活性，B错误；第3、4组对照不能说明淀粉酶只能催化一种或一类化学反应，因此不能说明其具有专一性，C错误；若第4组呈现轻度阳性反应，可能是该区域的淀粉未被淀粉酶完全催化分解，D错误。 考点二 (实验)探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的条件 1．ATP是一种高能磷酸化合物 (1)ATP的功能：是驱动细胞生命活动的____________。 (2)ATP的结构 直接能源物质 考点三 ATP的结构、功能和利用 2．ATP与ADP可以相互转化 考点三 ATP的结构、功能和利用 考点三 ATP的结构、功能和利用 3．ATP的利用 (1)ATP利用的实例 考点三 ATP的结构、功能和利用 (2)ATP为主动运输供能的过程 考点三 ATP的结构、功能和利用 (3)分子的磷酸化及意义 ATP水解释放的________使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，________发生变化，____也被改变，因而可以参与各种化学反应。 (4)ATP是细胞内流通的能量“货币” ①化学反应中的能量变化与ATP的关系 a．吸能反应：一般与ATP的____相联系。 b．放能反应：一般与ATP的____相联系。 ②能量通过___________在吸能反应和放能反应之间流通。 磷酸基团 空间结构 活性 水解 合成 ATP分子 考点三 ATP的结构、功能和利用 1．辨析正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)合成ATP所需的能量由磷酸提供。( 　) 提示：合成ATP所需的能量可以来自光能，也可以来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量，并不是由磷酸提供的。 (2)ATP可以水解为ADP和磷酸。( 　) (3)叶绿体中既能合成ATP也能水解ATP。( 　) × √ √ 考点三 ATP的结构、功能和利用 (4)细胞中所有需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。( 　) 提示：ATP是细胞内主要的直接能源物质，为生命活动提供能量，但不是唯一的直接能源物质。 (5)细胞质与细胞核中都有ATP的分布。( 　) (6)光合作用的过程是一个放能反应的过程。( 　) 提示：光合作用是将无机物合成有机物的过程，与ATP的水解相关联，是吸能反应。 × √ × 考点三 ATP的结构、功能和利用 2．教材深挖 (必修1 P89“拓展应用3”改编)在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明：___________________________________________________________。 答案：生物界具有统一性，种类繁多的生物有着共同的起源 考点三 ATP的结构、功能和利用 1．ATP的结构分析 (1)ATP的结构延伸 考点三 ATP的结构、功能和利用 (2)不同结构中“A”的含义 考点三 ATP的结构、功能和利用 2．细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所 考点三 ATP的结构、功能和利用 考点三 ATP的结构、功能和利用 角度 基于ATP的结构和功能，考查生命观念 1．下图为腺苷三磷酸分子的结构简式，下列相关叙述错误的是(　　) B 考点三 ATP的结构、功能和利用 A．图中五碳糖为核糖 B．图中虚线框中的基团是腺苷 C．该分子中有2个特殊的化学键 D．该分子水解2个磷酸基团后为核糖核苷酸 考点三 ATP的结构、功能和利用 解析：图中虚线框中的基团是腺嘌呤，B错误。 考点三 ATP的结构、功能和利用 2．(2025·河南郑州模拟)科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，可以影响蚜虫体色。这些类胡萝卜素还能吸收光能，把它传送给负责能量生产的组织细胞。下列有关叙述错误的是 (　　) A．蚜虫体内细胞合成ATP时，需要的能量不只来自光能 B．蚜虫体内细胞合成ATP时，一定会伴随着氧气的消耗 C.蚜虫体内类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体的生存机会 D．温度、光照等环境因素会影响蚜虫体内ATP的合成速率 B 考点三 ATP的结构、功能和利用 解析：蚜虫合成ATP时需要的能量不仅来自光能，还来自呼吸作用有机物中的化学能，A正确；蚜虫体内细胞合成ATP时，不一定会伴随着氧气的消耗，如蚜虫体内细胞进行无氧呼吸以及有氧呼吸第一、二阶段都能产生ATP，但都不需要消耗氧气，B错误；由题意可知，蚜虫体内的类胡萝卜素可以吸收和传递光能，影响ATP的合成量，因此类胡萝卜素的含量会影响蚜虫个体的生存机会，C正确；温度会影响酶的活性，蚜虫体内含类胡萝卜素，能吸收转化光能，因此温度、光照等环境因素会影响蚜虫体内ATP的合成速率，D正确。 考点三 ATP的结构、功能和利用 角度 基于ATP的结构和功能，考查科学思维及科学探究 3．ATP结合到肌球蛋白上并释放能量，从而改变其构象，进而驱动肌肉细胞的收缩，机理如下图所示。下列说法正确的是(　　) C 考点三 ATP的结构、功能和利用 A．肌肉细胞中只消耗ATP，不会产生ATP B．ATP释放能量的过程中失去了两个磷酸基团 C．肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能 D．该过程中ATP中的化学能转化成了热能 考点三 ATP的结构、功能和利用 解析：肌肉细胞进行细胞呼吸时，会产生ATP，A错误；ATP释放能量过程中失去了1个磷酸基团，B错误；由图可知，肌球蛋白构象的改变依赖于ATP水解供能，C正确；该过程中ATP中的化学能转化成了肌肉收缩的能量(动能)，D错误。 考点三 ATP的结构、功能和利用 1．(2024·河北高考)下列关于酶的叙述，正确的是 (　　) A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存 C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D．从成年牛、羊等食草动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 D 解析：作为生物催化剂，酶的作用底物可以是无机物，A错误；应在低温和最适pH条件下保存酶，B错误；醋酸杆菌为原核生物，无线粒体，C错误；牛、羊等食草动物的肠道中含有能产生纤维素酶的微生物，能将纤维素分解成葡萄糖，供食草动物吸收，因此，从成年牛、羊等食草动物的肠道内容物中可获得纤维素酶，D正确。 2． (2024·全国甲卷)ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示特殊化学键，下列叙述错误的是(　　) A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键 C 解析：离子的主动运输需要消耗能量，ATP转化为ADP时可以释放能量，供离子的主动运输利用，A正确；当图示ATP脱去β和γ位磷酸基团后就成为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本组成单位之一)，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键断裂的过程是ATP水解释放能量的过程，其释放出的能量可供机体的绝大多数生命活动所利用，细胞核中进行的一些生命活动也需要ATP水解供能，如转录，C错误；光合作用过程中，光能可转化为化学能储存在ATP中，这些化学能主要储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键，D正确。 3．(2024·浙江1月选考)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液，测定PAL的活性，测定过程如下表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30 ℃水浴1小时 ⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL — ⑥ 试管2加0.2 mL H2O。测定2支试管中的产物量 续表 下列叙述错误的是 (　　) A．低温提取以避免PAL失活 B．30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 B 解析：温度过高会使酶失活，因此本实验应在低温条件下对PAL进行提取，以避免PAL失活，A正确；因为试管2在步骤②中加入了HCl溶液，PAL已经变性失活，故试管②底物苯丙氨酸不会被PAL催化消耗，B错误；④加0.2 mL H2O，补齐了步骤②试管1中没有加入的液体(0.2 mL HCl溶液)的体积，C正确；pH过低或过高酶均会失活，故步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。 4．(2024·安徽高考)在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的。某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是 (　　) D A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体 B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D．活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 解析：由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误；ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，能够使其磷酸化而有活性，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。 5．(2024·广东高考)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是 (　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ B Ce5 ＋ ＋＋ — — Ay3-Bi-CB — — ＋＋ ＋＋＋ Ay3 — — ＋＋＋ ＋＋ Bi — — — — CB — — — — 续表 注：“—”表示无活性，“＋”表示有活性，“＋”越多表示活性越强。 A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 解析：由表分析可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，说明Ay3与Ce5催化功能不同，肽链Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5时，该肽链不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时，该肽链催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；肽链Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，其催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，然后与肽链Ce5-Ay3-Bi-CB的活性相比较，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。 6．(2023·浙江6月选考)为探究酶的催化效率，某同学采用右图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。 组别 甲中溶液 (0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强/kPa 0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0 Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9 Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1 下列叙述错误的是 (　　) A．H2O2分解生成O2导致压强改变 B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时 C．250 s时 Ⅰ 组和 Ⅲ 组反应已结束而 Ⅱ 组仍在进行 D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性 C 解析：H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表可知，甲中溶液为酶、无机催化剂或蒸馏水，乙中溶液是H2O2(底物)，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组实验中的H2O2溶液均为2 mL，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250 s之前(200 s) Ⅰ 组反应已结束，但 Ⅱ 组和 Ⅲ 组压强最终未达到 Ⅰ 组的终止压强10.0 kPa，故250 s时 Ⅱ 组和 Ⅲ 组反应仍在进行，C错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比 Ⅰ 、 Ⅱ 组可知，在相同时间内 Ⅰ 组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。 7．(经典高考题)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。 实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。 为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。 (1)实验设计思路 取________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加入等量________________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①：_______________________________________ __________________________________________________________。 结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 若出现结果②：________________________________________ __________________________________________________________。 结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 若出现结果③：_________________________________________ __________________________________________________________。 结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。 若出现结果④：___________________________________________ ________________________________________________。 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 答案：(1)2　甲物质溶液、乙物质溶液 (2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高　透析前后，两组的酶活性均不变　加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变　加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高 解析：(1)分析题意可知，实验目的为探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则)；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。(2)据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种 物质的作用机理，可能的情况有：①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中酶活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中酶活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。 ►情境素材 在酶促反应过程中，酶的活性常受某些物质的影响，有些物质能使酶的活性增加，称为激活剂；某些物质并不引起酶蛋白变性，但能使酶分子上的某些必需基团(主要是指酶活性中心上的一些基团)发生变化，因而引起酶活性下降，甚至丧失，致使酶促反应速率降低，称为酶的抑制剂。 ►命题设计 设计1　考查核心概念的理解能力 (1)酶活性是指________________________。酶活性的高低可用________________________________________________来表示。 设计2　考查实验探究与长句表达能力 (2)为探究Cl－和Cu2+对唾液淀粉酶活性的影响，某同学提出以下实验设计思路。 取4支试管(每支试管代表一个组)并编号1、2、3、4，各加入等量的pH为6.8的缓冲液和唾液淀粉酶溶液，再分别在4支试管中加入等量的NaCl溶液、CuSO4溶液、Na2SO4溶液和蒸馏水，混合均匀，再加入等量的淀粉溶液，混合均匀后，各试管放入37 ℃恒温水浴保温适宜时间。取出试管，加入0.1 mL碘溶液，观察各试管溶液颜色变化。 ①实验中加入缓冲液的作用是________________________。 ②该实验中设置4号试管的目的是________。设置3号试管的目的是________________________________________________________________ ________________________________________________________。 ③实验结果：1号试管中颜色最浅(呈碘色)，2号试管中颜色最深(呈蓝色)，3、4号试管中颜色基本一致，且深浅居于试管1和2之间。 ④分析实验结果，得出结论：_____________________________ ___________________________________________________________。 答案：(1)酶催化特定化学反应的能力　在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率(或在一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量) (2)维持反应液中pH的稳定　对照　确定Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性是否有影响　Cl－是唾液淀粉酶的激活剂，Cu2+是唾液淀粉酶的抑制剂 解析：(1)酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，如淀粉酶催化淀粉水解的能力。酶活性可以用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率(或一定条件下，单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或产物的增加量)来表示。(2)要探究Cl－和Cu2+对唾液淀粉酶活性的影响，自变量是不同的离子，因变量是淀粉的剩余量。①实验中加入缓冲液，是为了维持反应液中pH的稳定。②4号试管中未加入相关的离子，是为了与其他组做对照，来探究不同离子的作用。3号试管中加入Na2SO4溶液，是为了确定Na＋和 请完成：课时跟踪练(8) 温馨提示 谢谢观看！ 2H2O22H2O＋O2 ②鉴定原理：pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响O2的生成速率，可用________的情况来检验O2的生成速率。 提醒：探究pH对酶活性的影响时，必须先调pH，然后再将反应物与酶混合。 SO对唾液淀粉酶催化活性是否有影响，以更好地判断出Cl－和Cu2+对唾液淀粉酶活性的影响。③根据实验结果可知，1号试管中淀粉的剩余量最少，说明1号试管中的淀粉酶活性最强；2号试管中淀粉的剩余量最多，说明2号试管中的淀粉酶的活性最低；3、4号试管中颜色基本一致，说明Na＋和SO对唾液淀粉酶催化活性没有影响。④由以上分析可知，Cl－是唾液淀粉酶的激活剂，可以提高酶活性；Cu2+是唾液淀粉酶的抑制剂，可以降低酶活性。 $$