2016届高三生物二轮复习专题突破二第1讲酶和ATP强化训练

1第1讲酶和ATP2016高考导航——适用于全国卷Ⅱ考纲要求高考印证备考策略2013201420151．酶在代谢中的作用(Ⅱ)T61.命题趋势：(1)酶的特性及影响因素常以曲线、图表形式或实验探究、分析评价形式进行考查。(2)ATP部分命题频率低，多融合到代谢(或生理)过程中与其他知识点一起考查。2．备考指南：(1)复习时通过构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的数学模型加深对酶特性的理解。(2)联系细胞内稳定的能量供应系统复习ATP的相关知识。2．ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)T1C、T4CT1C3．实验：探究影响酶活性的因素T29[高考回放]1．(2015·高考全国卷Ⅱ，T1,6分)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：培养瓶中气体温度(℃)离子相对吸收量(%)空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是()A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收解析：选A。A项，温度为17℃时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输。B项，在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收。C项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP。D项，温度为17℃时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。2．(2013·高考全国卷Ⅱ，T6,6分)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解析：选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所有细胞共有的，如DNA的转录、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RNA聚合酶等，故A项正确。酶的催化作用需要一个适宜的温度，如果低于这个温度，会使分子运动减弱，反应速度降低，表现为酶活性降低，但并没有改变酶的空间结构，是一个可逆的过程，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，则可能作为底物被相关蛋白酶分解，故D项正确。[注]高考印证2014，T1C高考回放详见P3T1高考印证2014，T4C高考回放详见P175T12高考印证2013，T29高考回放详见P175T23[学生用书P12]1．酶的“五个误区”(1)误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，进而引申为合成的原料有氨基酸、核糖核苷酸，合成的场所有核糖体、细胞核。(2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上凡是活细胞都能产生酶。(3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶是生物催化剂，只起催化作用。(4)误认为“酶只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用。(5)误认为“低温引起酶变性失活”，实际上低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，即酶不会变性失活，但高温能使酶失活。2．酶的“三类曲线”(1)酶的作用原理①由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能。②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。(2)酶的特性①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较：酶具有高效性。②图2中两曲线比较表明酶具有专一性。(3)影响酶促反应速率的因素①分析图1和图2：温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。②分析图3：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度等。3．细胞内产生与消耗ATP的“六个结构”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：有氧呼吸第二、三阶段；4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4.ATP与能量流动(1)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，而ATP中的化学能是生命活动的直接能量来源。(2)光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。(3)能量在生物群落中具有单向流动、逐级递减的特点。命题点1以曲线、实验为载体考查酶的作用和特性[学生用书P13]如图①表示甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系；图②表示外界环境温度与某哺乳动物体内酶活性的关系；图③表示外界环境pH与体外甲、乙两种酶活性的关系；图④表示某酶在不同温度下的酶促反应。下列叙述不正确的是()A．图①中甲酶可能是RNA酶B．图②表示的酶可以是人体细胞内的呼吸酶C．图③甲酶对pH的耐受范围比乙酶的大D．图④可证明该酶活性最大时的温度为30℃左右[解析]用蛋白酶处理甲、乙两种酶，乙酶活性降低，说明乙酶是蛋白质，甲酶活性没有变化，说明甲酶不是蛋白质，因此甲酶可能是RNA酶，A正确；哺乳动物属于恒温动物，其体内酶的活性不会随着外界温度的变化而变化，故不使酶失活，且该酶可能为人体细胞内的呼吸酶，B正确；接近30℃时，酶促反应达到平衡时，所用时间最短，活性最强，D正确；从pH对两种酶活性的影响曲线图分析可知，甲酶耐受的pH范围大约是6.3～7.9，乙酶耐受的pH范围大约是6.5～8.6，因此，乙酶耐受的pH范围更大，C错误。[答案]C[易错展台](1)观察下面酶的模型：该模型表示了酶的作用特点——专一性。图中b表示酶，c表示被催化的反应物。5(2)下列曲线不正确的是①，图②中该酶的最适温度是不低于35_℃。[思维延展](1)同一个体，不同细胞，酶的种类和数量会不同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的种类和数量也会发生改变。(2)下面通过高尔基体形成膜泡运输的酶有②③。①呼吸酶②唾液淀粉酶③溶酶体内的水解酶④DNA聚合酶⑤解旋酶(3)下面与酶一样具有特异性的物质有①②③④⑤。①激素②抗体③tRNA④神经递质⑤淋巴因子(4)下图表示物质S在酶E的催化下水解成P的反应图解：S＋H2O酶E,2P若S是麦芽糖，则不可用(可用，不可用)斐林试剂来检测P的生成情况；若酶E水解，则水解的产物是氨基酸或核糖核苷酸。1．与酶活性相关的问题分析(1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。(3)分析与酶有关的曲线时首先要弄清横坐标、纵坐标表示的意义，其次再分析影响该曲线的因素有几个，一般情况下，曲线未达到饱和时，影响因素是横坐标的因素，达到饱和稳定状态后，限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。2．多种因素对酶促反应的影响(1)分析甲图可知：反应溶液中温度的变化不影响酶的最适pH。(2)分析乙图可知：反应溶液中酸碱度的变化不影响酶的最适温度。1．(2015·黑龙江大庆市高三质检，T2)如图为反应物A生成产物P的化学反应在无酶和有酶催化条件下的能量变化过程，假设酶所处的环境条件为最适条件，对于图中曲线分析正确的是()6A．ad段表示无酶催化时该反应的活化能B．bc段表示酶为底物提供的活化能C．若把酶改成无机催化剂，则图中b点位置会下移D．若将有酶催化的反应温度下降10℃，则ab段会缩短解析：选D。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称为活化能，所以，在没有催化剂时ac段表示该反应的活化能，A错误；在有酶催化时bc段表示该反应的活化能，酶降低了化学反应的活化能，B错误；酶具有高效性，与无机催化剂相比，其降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点将向上移动，C错误；题中实验是在酶的最适温度条件下进行的，若将有酶催化的反应温度下降10℃，酶活性降低，bc段会增大，ab段会缩短，D正确。2．(改编题)啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽的过程中需降低其活性。如图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述错误的是()A．PPO能催化多酚类物质的生化反应B．相同温度时，相同时间内pH为7.8的环境下酶促反应产物比pH为8.4时的少C．在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80℃、pH8.4D．高于90℃，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快解析：选C。本题考查与酶特性有关的曲线分析。PPO为多酚氧化酶，根据酶的专一性，可推知PPO能催化多酚类物质的生化反应。根据图示，在相同温度下，pH为8.4的条件下PPO活性最高，故pH为7.8的环境下相同时间内酶促反应产物比pH为8.4时的少。由于麦芽中PPO的催化作用会降低啤酒质量，故制备麦芽的过程中PPO活性越低越好。若PPO发生热变性，则在高于90℃时，一定温度范围内随着温度的升高PPO变性越来越快。解答坐标曲线题的“三步曲”7命题点2结合曲线、图表和新情景材料考查与酶相关的实验设计[学生用书P14]下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：探究温度对酶活性影响的实验(实验一)实验骤步分组甲组乙组丙组①淀粉酶溶液1mL1mL1mL②可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL③控制温度0℃60℃90℃④将新鲜淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温⑤测定单位时间内淀粉的________注：淀粉酶的最适温度是60℃。探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验(实验二)组别A组B组C组D组E组pH56789H2O2溶液完全分解所需时间(秒)30018090192284(1)pH在实验一中属于________变量，而在实验二中属于________变量。(2)实验一中的对照组为________组。(3)实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是________________________________________________________________________。第⑤步最好选用________(试剂)测定单位时间内________________________。(4)如将实验一的新鲜淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________，为什么？________________________________________________________________________。(5)分析实验二的结果，可得到的结论是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度。(6)该组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验。如图坐标中已根据实验二结果画出D组中底物浓度与反应速率的曲线，请你在该坐标图中画出C组中底物浓度与反应速率的曲线。[解析](1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。(2)探究温度对酶活性影响实验中，已知60℃