（江苏专用）2020届高考生物一轮复习 专题4 ATP与酶教师用书（PDF，含解析）

第二单元细胞的代谢专题４　ＡＴＰ与酶真题多维细目表真题涉分考点生命活动的能量通货———ＡＴＰ酶与酶促反应题型难度设题情境试题结构素养要素２０１８江苏单科，３２１２０１７江苏单科，１７２２０１６江苏单科，８２影响酶促反应速率的因素与探究非选择中基因工程生产淀粉酶并测定酶活性逐级探究实验分析单选中以柱形图呈现实验结果问题并列分析与判断单选中以表格呈现实验设计逐级探究实验分析２０１５江苏单科，７２酶的本质及作用单选难实例分析问题并列科学思维、社会责任五年均分１．４４题／５卷考频（基于５年江苏卷分析）常见考法（基于课程标准分析）命题规律与趋势０１考查内容１．本专题主要考查酶的本质和特性、影响酶活性的因素等知识。２．“酶的本质与特性”常结合酶的特性的实验进行考查；“影响酶活性的因素”常结合实验探究，以表格或曲线等形式呈现信息进行考查。０２题型难度１．题型上有选择题和非选择题两种形式，且多以选择题形式呈现。２．试题难度多为中等。０３命题规律１．命题时或联系生产生活实际，或结合图表曲线，或通过实验分析进行考查。２．对能力的考查多集中在模型分析、实验探究、基础判断等方面。０４核心素养１．本专题试题主要体现了对科学思维、科学探究等素养的考查。２．考生需具备的素养要素有分析与推断、模型与建模、方案探讨和结果分析等。０５解题方法１．认真阅读所给的文字信息或模型信息，联系教材所学知识，作出合理的分析与判断。２．注意利用比较筛选、淘汰排除等方法，能够收到意想不到的效果。０６备考建议１．通过构建酶促反应速率影响因素的数学模型，加深对酶特性的理解。２．联系能量供应系统复习ＡＴＰ相关知识。典例分析解读２０　　　５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）对应学生用书起始页码Ｐ３５考点１生命活动的能量通货———ＡＴＰ　　１．ＡＴＰ分子的化学组成和结构　　（１）ＡＴＰ的结构及组成部分的含义（２）ＡＴＰ的结构与ＲＮＡ的关系２．ＡＴＰ与光合作用及细胞呼吸的关系（１）与光合作用的关系：（２）与细胞呼吸的关系：３．ＡＴＰ的形成和利用　　（１）①ＡＴＰ是“物质”还是“能量”？②它在生物体中的含量极少，为什么还能作为生命活动的直接供能者？提示：①ＡＴＰ是一种物质，其内含有高能磷酸键，水解时高能磷酸键断裂释放能量可供生命活动利用。②ＡＴＰ尽管在生物体中含量极少，但它与ＡＤＰ之间的转化十分迅速，从而使细胞中的ＡＴＰ含量总是处于一种动态平衡中。（２）ＡＴＰ与ＡＤＰ的相互转化是否是可逆反应？提示：不是可逆反应，因为转化过程中所需的酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相同，但物质是可以循环利用的。（３）辨析下列常见化合物中“Ａ”的含义，并将判断的结果填写在横线上。提示：①腺苷（腺嘌呤＋核糖）；②腺嘌呤；③腺嘌呤；④腺嘌呤脱氧核苷酸；⑤腺嘌呤核糖核苷酸；⑥腺嘌呤核糖核苷酸。（４）如图为ＡＴＰ产生量与Ｏ２供给量之间的关系。①图中显示在氧气供给量为０时，也有ＡＴＰ产生，这是为什么？②图中信息表明ＡＴＰ产生量与Ｏ２供给量之间有着怎样的关系？提示：①在无氧条件下，生物细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ＡＴＰ。②随Ｏ２供应量增多，有氧呼吸明显加强，ＡＴＰ产生量随之增加；但当Ｏ２供应量达到一定值后，ＡＴＰ产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ＡＤＰ、磷酸等。考点２酶与酶促反应　　一、酶的概念１．概念：由活细胞产生的、具有催化活性的有机物。其中绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是ＲＮＡ。２．概念剖析类别内容解释酶的来源由活细胞产生一般来说，活细胞（哺乳动物成熟红细胞除外）都能产生酶酶的作用具有催化作用，是一种生物催化剂作用的场所可以是细胞内，也可以是细胞外（或体外）化学本质大多数酶是蛋白质，少数酶是ＲＮＡ蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸；ＲＮＡ类酶的合成只有转录，原料是核糖核苷酸作用的实质降低化学反应的活化能，提高化学反应速率反应前后酶本身数量和化学性质不变　　记住酶的“一、一、二、一”􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题４　ＡＴＰ与酶２１　　　　　二、酶的特性及图解分析１．酶的特性酶的特性原因高效性催化剂能加快化学反应速率的原因是它能降低化学反应的活化能，同无机催化剂相比，酶的降低活化能的作用更显著，因此酶的催化具有高效性的特点专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应（即一种酶只能对一定的底物发生催化作用）作用条件较温和酶在常温常压下发挥作用，在高温、过酸或过碱的条件下会使酶失活　　２．图解分析酶的特性（１）对“高效性”的分析①它是一个比较性的概念，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②酶只能缩短达到化学平衡点所需时间，但不改变化学反应的平衡点。这可借助下图中的曲线来理解。图中只有ａ、ｂ曲线相比较才可以说明酶催化的高效性，ａ、ｃ曲线的对比只能说明酶具有催化作用。（２）对酶专一性的分析①图解酶的专一性如图表示酶促反应的过程，图中Ａ表示酶，Ｂ表示被催化的反应物，Ｃ、Ｄ表示生成物。②利用坐标曲线呈现酶的专一性曲线图示解读①加入酶Ｂ的反应速率与未加酶条件下的反应速率相同，说明酶Ｂ对此反应无催化作用。②加入酶Ａ的反应速率在一定范围内随反应物浓度增大明显加快，说明酶Ａ对此反应有催化作用。通过上述解读说明酶具有专一性　　三、影响酶促反应速率的因素１．影响酶促反应速率的因素及相关曲线影响因素曲线图示解读曲线温度在一定范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快，但当高于最适温度时，酶促反应速率随着温度的升高而下降，甚至停止（酶失活）ｐＨ酶活性最强时的ｐＨ为酶的最适ｐＨ。超过或低于最适ｐＨ，酶活性降低，甚至丧失酶的浓度在底物足够，其他条件适宜时，酶促反应速率与酶浓度成正比底物浓度当酶浓度一定、温度和ｐＨ适宜时，反应速率与底物浓度近乎成正比；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶全部与底物结合，反应速率达到最大，此时再增加底物浓度，反应速率也不再增加　　２．ｐＨ、温度与酶活性的关系（１）反应溶液中ｐＨ的变化不影响酶作用的最适温度。同样，反应溶液中温度的变化也不影响酶作用的最适ｐＨ。（２）不同的酶具有不同的最适温度和最适ｐＨ。　　１．酶只能催化已存在的化学反应，在酶促反应中，酶催化作用的实质是什么？提示：降低反应的活化能。２．温度、ｐＨ、底物浓度和酶浓度对酶促反应速率和酶活性的影响是怎样的？请比较它们的异同。提示：（１）相同点：温度、ｐＨ、底物浓度和酶浓度都可影响酶促反应速率。（２）不同点：①温度、ｐＨ通过影响酶的活性进而影响酶促反应速率。②底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触程度来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋对应学生用书起始页码Ｐ３７一　影响酶促反应曲线的分析方法（科学思维）涉及酶及酶促反应的试题，最为常见的一类就是曲线题，以坐标曲线图的形式来呈现试题的情境。这类试题可利用“四看法”来分析：“一看”两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系（横轴为自变量，纵轴为因变量）。“二看”曲线变化的趋势：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。“三看”曲线上的关键点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等，理解各关键点的意义。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋２２　　　５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）“四看”不同曲线的变化：对于同一坐标中有２条或多条曲线的坐标图，分析时注意找出不同曲线的异同及变化的原因。（２０１６课标全国Ⅱ，２９，１０分）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：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ｔ１之前，如果Ａ组温度提高１０℃，那么Ａ组酶催化反应的速度会　　　　。（３）如果在时间ｔ２时，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ｔ３时，Ｃ组产物总量　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（４）生物体内酶的化学本质是　　　　　　，其特性有　　　　　　　　（答出两点即可）。思路导引　思路阅读题干确定实验目的分析题图弄清坐标含义，特别是纵坐标的含义比较三个温度下的曲线，确定最适温度的范围分析问题联系相关知识，作出判断解析　本题考查温度对酶活性影响实验的相关知识。（１）由图可见，在Ｏ～ｔ１范围内，Ｂ组产物浓度最高，且曲线的切线斜率最大，可知Ｂ组酶活性最高。（２）由图可知，在时间ｔ１之前，温度从２０℃提高到４０℃，酶促反应速度加快，所以，Ａ组提高１０℃后，酶催化反应的速度加快。（３）据图可知，Ｃ组在ｔ２时，产物浓度远低于Ａ、Ｂ两组，说明反应物并没有完全反应完毕，而且ｔ２前后产物浓度不变，说明酶已完全失活，因此，ｔ２时增加底物量，产物不再增加。（４）绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是ＲＮＡ。酶的特性有：高效性、专一性、作用条件较温和等。答案　（１）Ｂ（２）加快（３）不变　６０℃条件下，ｔ２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　高效性和专一性解后反思　解答此类问题时，必须理解横、纵坐标的含义，对于本题来说对纵坐标的含义的理解至关重要。找出自变量和因变量，如温度，比较三条曲线，找出快速达到最高产物浓度的曲线，该曲线条件下的温度即接近最适温度。分析ｔ１、ｔ２、ｔ３时对应的曲线上“点”的含义，结合曲线走势，运用所学的知识作出合理的分析。１－１　（２０１７江苏南京高三月考）如图１表示酶促反应速率与温度的关系，图２中的实线表示温度为ａ时的生成物量与时间的关系。则当温度为２ａ时生成物量与时间关系对应的曲线是（　　）Ａ．曲线１Ｂ．曲线２Ｃ．曲线３Ｄ．曲线４１－１答案　Ｂ　从图１可以看出，当温度由ａ变为２ａ时，酶的活性会升高，酶促反应速率会加快，所以能在更短的时间内达到图２中化学反应的平衡点，但是化学反应的平衡点不会改变，故温度为２ａ时生成物量与时间关系对应于曲线２，故选Ｂ。　　１－２　（２０１７天津理综，３，６分）将Ａ、Ｂ两种物质混合，Ｔ１时加入酶Ｃ。图为最适温度下Ａ、Ｂ浓度的变化曲线。叙述错·误·的是　（　　）Ａ．酶Ｃ降低了Ａ生成Ｂ这一反应的活化能Ｂ．该体系中酶促反应速率先快后慢Ｃ．Ｔ２后Ｂ增加缓慢是酶活性降低导致的Ｄ．适当降低反应温度，Ｔ２值增大１－２答案　Ｃ　本题考查酶促反应过程中酶的作用。由图示中Ａ、Ｂ物质变化曲线知，Ａ、Ｂ分别为反应物和生成物，酶Ｃ的作用是降低Ａ生成Ｂ这一反应的活化能，Ａ正确；该体系中酶促反应速率先快后慢，Ｂ正确；Ｔ２后因Ａ浓度降低导致了反应速率下降，从而导致Ｂ浓度增加缓慢，Ｃ错误；该图为最适温度下的酶促反应曲线，若适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长，Ｔ２值会增大，Ｄ正确。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋二　与酶有关的实验探究（科学探究）１．鉴定酶的本质的实验原理和方法　　２．验证酶的作用及特性的实验设计与分析实验目的实验组对照组实验组衡量标准自变量验证酶具有催化作用底物＋相应酶液底物＋等量蒸馏水底物是否被分解酶溶液的有无􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题４　ＡＴＰ与酶２３　　　续表实验目的实验组对照组实验组衡量标准自变量验证酶的专一性底物＋相应酶液另一底物＋等量同种酶液底物＋相应酶液相同底物＋等量另一种酶液底物是否被分解不同反应物不同酶溶液验证酶具有高效