2023版 必修1 第3单元 第1讲 酶和ATP.docx
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1、第9军单元细胞的能量供应和利用第1讲酶和ATP考纲要求全国卷五年考情1.酶在代谢中的作用(II)2023卷 HT3,2023卷 I T3,2023卷II T2,2023 ,卷 II T6,2023卷 IIT292.ATP在能量代谢中的作用(II)2023.卷 I T29,2023-# I Ti,2023卷IlTi,2023卷 HT63.试验:探究影响酶活性的因 素2023卷 HT29考点一1酶的本质、作用和特性(对应学生用书第39页)识记一基础梳理1 .酶的本质及作用(1)本质与作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核一酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核细胞)来源一般来说,
2、活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能催化作用(2)作用机理活化能:分子从赏态转变为简洁发生化学反应的谴状态所须要的能量。作用机理:降低化学反应的活化能。2 .酶的特性(1)高效性:催化效率大约是无机催化剂的IO?1()13倍。(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)作用条件较温顺:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。高温、 过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活;低温条件下酶的活性很低,o解析(1)低温不破坏酶的空间结构,在确定范围内上升温度酶的活性可 以发挥出来,由表格可知,该酶的最适温度在40 左右,因此假如将A组 的
3、水温慢慢提高至40,酶活性提高,乳汁凝固时间明显缩短。高温破坏 酶的空间结构使酶永久失活,温度即使降低,酶的活性也不能复原,装置F 组中的酶已经失活,J等F组混合物冷却至40 C,乳汁凝固时间不变(不能凝 固)。(2)酶具有高效性,若将酶和乳汁先混合再进行F组试验,会因为发生凝固反 应而使试验结果不精确。(3)分析表格数据可知,该酶催化作用的最适温度在30 c50 之间,若探 究该酶催化作用的最适温度,在30 C50 范围内设置更小的温度梯度, 其他条件不变,重新进行试验,凝乳时间最短对应的温度接近最适温度。答案(1)明显缩短40 c时凝乳酶活性较高,乳汁凝固时间较短乳汁没有凝固60 时凝乳酶
4、已失活,将温度降至40 时不会复原活性 (2)酶具有高效性,酶与乳汁一旦混合就可能发生凝乳反应(3)在30 50 范围内设置更小的温度梯度,其他条件不变,重新进行试 验,凝乳时间最短对应的温度接近最适温度3. (2023云南检测)某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响,得到下 图所示的试验结果。请回答相关问题:(1)酶活性是指,该试验的自变量是,以 作为检测因变量的指标。(2)上图所示的试验结果与预期不符,于是活动小组又进行(填“比 照”“对比”或“重复”)试验,得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后 发觉,盐酸能催化淀粉水解。因此推想,该试验中淀粉可能是在 和的作用下分解的。pH为3条
5、件下的酶活性(填“小于”“等 于”或“大于”)pH为9条件下的酶活性,缘由是 o(3)在常温、常压下,与盐酸相比,淀粉酶降低反应活化能的作用更显著,推 断依据是 o解析(1)酶活性是指酶对化学反应的催化效率,据图示可知,横坐标为不 同的pH,纵坐标为淀粉剩余量,故该试验的自变量是pH的不同,因变量是1 h后淀粉剩余量。(2)当试验结果与预期不符,需进行重复试验,视察结果。由于盐酸能催化淀 粉水解。因此推想,该试验中淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的作用下分解的。据图示可知pH为3和pH为9条件下淀粉剩余量相等,但pH为3条件下的 酶活性小于pH为9条件下的酶活性,缘由是因为pH为3的条件下,有盐酸 催
6、化淀粉分解干扰试验结果。(3)比较pH为1和pH为7的试验结果可知,pH为7的条件下淀粉的剩余量 小于pH为1条件下淀粉的剩余量。故说明与盐酸相比,淀粉酶降低反应活 化能的作用更显著。答案(1)酶对化学反应的催化效率pH lh后淀粉剩余量(2)重复淀粉酶盐酸小于pH为3的条件下,有盐酸催化淀粉分解干 扰试验结果(3)1 h后,pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量 考点三IATP的结构和功能(对应学生用书第42页)识记一基础梳理1 .填写ATP的结构概念图2 . ATP和ADP的相互转化AATP b ADP+Pi+能量(1)下列须要A过程供应能量的是。主动运输生物发光、发电
7、肌肉收缩淀粉合成大脑思索 植物根细胞吸取水分(2)进行B过程的生命活动和场所丁 、_ 植物:光合作用、细胞呼吸生命活动j动物:细胞呼吸场所:线粒体、细胞质基质、叶绿体。(3)进行B过程的能量来源和去向来源:光能和细胞呼吸时有机物分说明放的能量。去向:用于形成ATP中的高能磷酸键。教材边角学问必修1 P88 “相关信息”,ATP由哪几个小分子组成?【提示】由一分子腺噤吟、一分子核糖和三分子磷酸组成。辨析与识图1 .推断正误(1)1个ATP分子中只含有1个腺喋吟和3个磷酸基团。(义)【提示】1个ATP分子中含有1个腺喋吟,1个核糖和3个磷酸基团。(2)ATP水说明放的能量可用于细胞内的吸能反应。(
8、J)(3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。(X)【提示】 淀粉水解成葡萄糖时不释放能量,也不合成ATP。(4)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(义)【提示】 细胞中的ATP与ADP的含量处于动态平衡状态。(5)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(X)【提示】无氧呼吸也能产生ATP。(6)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。(X)【提示】 ATP与ADP的转化是双向进行的。(7)能量就是ATP, ATP就是能量。(X)【提示】 ATP是能源物质。2 .据图思索下图为ATP水解的过程图解。(1)图中A、P所代表的含义分别是腺昔和磷酸基团。(2)
9、图中是高能磷酸键,其中远离腺昔的高能磷酸键易形成和断裂。(3)图中为高能磷酸键水说明放能量的过程,其作用是为各项生命活动供应 能量。理解一深化探究1 .填写ATP的再生和利用图解2 .填写表格探究ATP的产生和消耗转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP:细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP:光反应消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录,蛋白质合成等线粒体产生ATP:有氧呼吸其次、三阶段消耗ATP:自身DNA复制、转录,蛋白质合成等核糖体消耗ATP:蛋白质的合成细胞核消耗ATP: DNA复制、转录等运用考向对练考向1考查ATP的结构及其合成和利用1. (2
10、023石景山区期末)ATP是细胞的能量“通货”,下列说法正确的是()A. ATP脱去2个磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一B. ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中C. ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解D.黑暗条件下,植物细胞中只有线粒体可以产生ATPB ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一,A错误;ATP中 大量的能量储存在高能磷酸键中,B正确;ATP的合成不愿定伴随有机物的 氧化分解,如光合作用光反应形成ATP, C错误;黑暗条件下,植物细胞产 生ATP的场所,除线粒体外,还有细胞质基质,D错误。2. (2023湖北重点中学联考)下列有关ATP的叙述中,不正确的是()A
11、. ATP的合成一般与放能反应相联系B. ATP中的能量可以来源于光能、化学能C.细胞内各种吸能反应一般须要消耗ATPD. ATP是由三个磷酸基团和一个腺喋吟构成的D ATP的合成一般与放能反应相联系,A项正确;ATP的形成途径是光合 作用与细胞呼吸,因此ATP中的能量可以来源于光能、化学能,B项正确; 细胞内各种吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解供应能量, C项正确;ATP是由三个磷酸基团和一个腺菩构成,D项错误。误区警示1. ATP在细胞内含量很少,但是转化速度极快,可以满足细胞对能量的须要。2. ATP分子脱去2个磷酸基团,称为腺嘿吟核糖核甘酸,它是RNA分子的基 本单位
12、之一。3. ATP与ADP相互转化的供能机制是生物界的共性。备选习题(2023东城区期末)下列关于ATP的叙述,不正确的是()A. ATP是细胞生命活动的干脆能源物质B.细胞质基质中也能合成少量的ATPC. ATP中的高能磷酸键结构稳定且储存的能量多D.细胞代谢加快时ATP与ADP之间的转化加快C ATP是细胞生命活动的干脆能源物质,A正确;细胞质基质是细胞呼吸第 一阶段的场所,其中也能合成少量的ATP, B正确;ATP中的高能磷酸键结构 不稳定,简洁断裂和合成,C错误;细胞代谢加快时消耗的能量增加,故ATP 与ADP之间的转化加快,D正确。 考向2 ATP和酶的综合考查3. (2023厦门市
13、一模)下列关于酶与ATP的叙述,正确的是()A.细胞内的酶和ATP均为多聚体B.酶和ATP的合成过程均须要能量C.酶与ATP均要在细胞器中合成D.生物体内的生化反应均须要酶和ATP参与B 细胞内的酶大多数是蛋白质,少数是RNA,故酶为多聚体,而ATP不是 多聚体,A错误;酶和ATP的合成过程均须要能量,B正确;酶大多数是蛋 白质,少数是RNA,蛋白质的合成在核糖体,RNA的合成主要在细胞核,ATP 的合成可以在细胞质基质中,C错误;生物体内的生化反应均须要酶参与, 但不愿定须要ATP参与,如有氧呼吸过程中不须要ATP的参与,D错误。4. (2023淄博市一模)下列关于酶和ATP的叙述,正确的是
14、()【导学号:67110029A.酶的种类有物种差异性,ATP无物种差异性B.不同分化阶段的细胞中酶的种类保持不变C.酶在细胞内起作用时都伴着ATP的合成D.酶和ATP由活细胞产生并都在细胞内起作用A 不同物种细胞代谢不同,相应的酶不同,ATP是一切生物的干脆能源物 质,因此不同物种中ATP无差异,A正确;不同分化阶段的细胞中酶的种类 会有所变更,B错误;酶起到生物催化剂作用,不愿定伴有ATP的合成,C 错误;酶和ATP可以在细胞外或细胞内起作用,D错误。备选习题(2023安庆二模)下列关于酶和ATP的叙述,正确的是()A.酶的合成都必需经过转录和翻译两过程B.加酶和加热促进H2O2分解的机理
15、相同C.消耗能量的生命过程都伴随ATP的水解D. ATP的形成不愿定伴随着氧气的消耗D 若是蛋白质类的酶,则通过转录和翻译过程合成,若是RNA类酶,则合 成过程不需经过翻译,A错误;加酶能降低反应活化能,而加热能供应反应活 化能,B错误;绝大多数生命活动所需能量来自ATP的水说明放的能量,GTP 水解、质子浓度梯度等也可为某些活动供应能量,C错误;光合作用光反应、 无氧呼吸等过程中ATP的形成不伴随着氧气的消耗,D正确。真题验收I感悟高考淬炼考能(对应学生用书第44页)1. (2023全国卷II)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是()A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶看精彩做课B.由活细
16、胞产生的酶在生物体外没有催化活性C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度都是37 C 考查酶的种类、分布、特性与保存。A错:在细胞核外,叶绿体和线粒 体中也含有参与DNA合成的晦;B错:由活细胞产生的酶,在生物体外适宜 的条件下也有催化活性,如唾液淀粉酶在适宜条件下可催化试管中的淀粉水 解;C对:盐析可使蛋白质沉淀,但不会破坏蛋白质的空间结构,析出的蛋 白质仍可以溶解在水中,其化学性质不会发生变更;D错:唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 ,但保存时应在低温条件下。2. (2023全国卷I)若除酶外全部试剂已预保温,则在测定酶活力的试验中,下列操作
17、依次合理的是()A.加入酶f加入底物f加入缓冲液f保温并计时f 一段时间后检测产物 的量B.加入底物一加入酶一计时一加入缓冲液一保温一一段时间后检测产物 的量C.加入缓冲液一加入底物一加入酶一保温并计时一一段时间后检测产物 的量D.加入底物一计时一加入酶一加入缓冲液一保温一一段时间后检测产物 的量C 在测定酶活力的试验中,须要保证pH和温度均相同且适宜,故缓冲液 应在加入底物和酶之前加入,只有C项符合要求。3. (2023大纲全国卷)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()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
18、C.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD.植物根细胞吸取矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用B A项,细胞核所须要的ATP主要由细胞质中的线粒体供应。B项,ATP 是生命活动的干脆能源物质,机体时刻都在消耗ATP。C项,有氧呼吸和无 氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行,均有ATP形成。D项,根细胞吸 取矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的,其消耗的能量来源于呼 吸作用产生的ATP。4. (2023全国卷H)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缘由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.
19、酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物B 无论细胞分化到什么程度,某些基本的物质和能量代谢是全部细胞共有 的,如DNA的复制、转录、翻译等,这些反应中涉及的酶就是分化程度不同 的细胞中所共有的酶,如DNA聚合酶、RNA聚合酶等,故A项正确。酶的 催化作用须要一个适宜的温度,假如低于这个温度,会使分子运动减弱,反 应速度降低,表现为酶活性降低,但并没有变更酶的空间结构,是一种可逆 的过程,故B项错误。酶在生化反应中起着催化剂的作用,其作用机理是降 低化学反应的活化能,提高了反应速度,故C项正确。绝大多数酶的化学本 质是蛋白质,酶在一些化学反应中可作为催化剂,而在另一些化学反应中, 则可能
20、作为底物被相关蛋白酶分解,故D项正确。5. (2023全国卷II)为了探讨温度对某种酶活性的影响,设置三个试验组:A组 (20 )、B组(40 )和C组(60 ),测定各组在不同反应时间内的产物浓度 (其他条件相同),结果如图。回答下列问题:(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是 组。(2)在时间力之前,假如A组温度提高10 ,那么A组酶催化反应的速度会 O(3)假如在时间22时一,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不 变,那么在时,C组产物总量,缘由是 O(4)生物体内酶的化学本质是,其特性有 (答出两点即可)。解析(1)在60 条件下,反应的最终产物浓度比20 和40 条件下小
21、很 多,说明酶在60 条件下最终失活。20 与40 条件下相比,40 时酶促 反应到达反应平衡的时间短,说明40 条件下酶活性较高。(2)在时间九前, 假如A组温度提高10 变成30 ,由该酶活性随温度的变更规律可知,30 条件下的该酶活性大于20 条件下的,那么A组酶催化反应的速度会加快。 (3 2时C组的产物浓度已不再增加,但由A组和B组t2时的产物浓度可知,尬时C组底物并未全部被分解,C组产物浓度不再增加是由于C组 温度条件下尬时酶已经变性失活。因此假如在时间12时,向C组增加2倍量 的底物,在其他条件不变的状况下,A时产物的总量也不会再增加。(4)生物 体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质
22、,极少数是RNA。酶具有高效性、专一性等特性,并且须要适宜的温度和pH等。答案(1)B (2)加快(3)不变60 c条件下,热时酶已失活,即使增加底 物,反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性(其他合理答案可酌情给分)1 .同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。2 .酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数 是 RNA。3 .酶具有专一性和高效性,作用条件较温顺。4 .低温抑制酶的活性,但不破坏酶的分子结构。5 .高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。6 . ATP是为细胞生命活动供应能量的干脆能源物质。7 .
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