酶和ATP(讲义)-【高频解密】2021年高考生物二轮复习讲义+分层训练.pdf
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1、解 密04 酶 和ATP,解 密 高 考高考考点考查内容三年高考探源考查频率酶的本质和作用以及其特性1.掌握酶的本质及作用机理2.理解影响酶活性的因素3.具备对酶相关曲线的分析的能力4.掌握ATP的结构特点,理解其在代谢中的作用2020浙江卷 102020江苏卷22019天津卷22019浙江4 月选考 102018浙江卷 102017新课标II-32017天津卷.3 探究影响酶活性的因素 与酶有关的曲线分析 细胞的能量“通货”ATP 利 后 对 点 解 密核心考点一酶的本质和作用以及其特性i.酶的本质和作用本 质H绝大多数是蛋白质,少数是RNAT合成原料H氨小酸或核糖核甘酸T合成场所H核糖体、
2、细胞核等上 来源 H 一般活细胞都能产生酶T 功能 H具有生物催化作用作用原理H降低化学反应的活化能【巧记助学】巧记酶的“二、一、一、一”蛋白质或RNA 活细胞 催化作用 降低活化能2.酶的特性酸碱失过过丧3.酶的作用机理酶能够降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,两者的比较如图所示。图中各字母代表的含义:a、b、c分别代表无催化剂、使用无机催化剂、使用酶催化的化学反应过程,E i、及、&分别代表进行相应化学反应所需的活化能,A E代表使用酶后降低的活化能。4.酶催化作用的实验验证(1)实验设计及现象分析试管号实验过程观察实验结果结果分析指标3%的过氧化 氢 溶 液
3、(mL)控制变量H2O2分解速 率(气泡多少)用点燃的卫生香检测12室温极少短时间内无助燃性H202自然分解缓慢2290 水浴加热很少有助燃性加热能促进H2O2分解32滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴较多助燃性较强Fe3+能催化H2O2分解42滴 加 20%肝脏 研 磨 液 2滴很多助燃性更强过氧化氢酶能催化 比。2分解,且效率高(2)实验过程的理论分析自变量控制因变量无关变量对照组实验组2 号:90 C 水浴加热;3 号:加质量分数为3.5%的 FeCb溶液2滴;4 号:加 20%的肝脏研磨液2 滴H2O2的分解速率(用产生气泡的数目多少表示)加 入 H2O2的量;实验室的温度;F
4、eC b溶液和肝脏研磨液的新鲜程度1 号试管2、3、4号试管考法解密】考法一酶的化学本质(2 0 2 0 海南高考真题)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述,正确的是()A.都可通过体液运输到全身B.都在细胞内发挥作用C.发挥作用后都立即被灭活D.都能在常温下与双缩服试剂发生作用,产生紫色反应【答案】D【分析】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,少数酶是RNA;酶的催化具有高效性、专一性、作用条件较温和的特点;酶在催化反应前后性质不发生改变。激素是由内分泌器官或细胞分泌的对生物体生命活动具有调节作用的化学物质;激素调节的特点是微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞;
5、胰岛素属于蛋白质类激素,具有降低血糖的作用。【详解】A、胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶,通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B 细胞分泌,可通过血液运输至全身,A 错误;B、胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合,进而调节靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B 错误;C,胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变,胰岛素发挥作用后会被灭活,C 错误;D、胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩版试剂发生紫色反应,D 正确。故选D。考法二酶的化学本质(2 0 1 3 全国高考真题)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
6、温能降低酶活性的原因是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【答案】B【分析】本题考查酶的表达、具有高效性的原因、影响酶活性的因素以及酶的去路等问题,属于对理解、应用层次的考查。【详解】低温只能降低酶的活性,并没有改变酶的空间结构,当温度回到最适温度时,酶的催化效率仍然可以达到最大;而在高温、强酸和强碱的情况下,则会破坏前的空间结构而导致酶活性的降低甚至丧失,所以B 错。女【变式解密】1.蛋白质和蛋白酶的基本组成单位分别是()A.氨基酸、氨基酸 B.氨基酸、核昔酸C.核昔酸、氨基酸 D.核甘酸、核昔酸【答案】A【分析
7、】1、酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。2、蛋白质的基本单位是氨基酸。【详解】蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的,故其基本单位为氨基酸;蛋白酶的化学本质也是蛋白质,基本单位也是氨基酸。A 正确,BCD错误。故选A2.下列有关细胞中的酶和A T P 的说法,错误的是()A.A T P 的合成需要酶的催化,酶的合成也需要A T P 供能B.A T P 脱去两分子磷酸基团后的产物可作为原料参与某些酶的合成C.A T P 和酶都只能在细胞内发挥作用D.不同酶的最适温度可能相同,而同一种酶也可能存在于不同的细胞中【答案】C【分析】酶的本质是有机物,大多数酶是
8、蛋白质,还有少量的R N A,高温、强酸、强碱会使蛋白质的空间结构发生改变而使酶失去活性。ATP中文名叫三磷酸腺甘,结构式简写A-P P P,其中A 表示腺喋吟核背,T 表示三个,P表示磷酸基团。几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解,由 ADP合成ATP所需能量,动物来自呼吸作用,植物来自光合作用和呼吸作用,ATP可在细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成。【详解】A、ATP的合成是酶促反应,离不开酶的催化,酶在细胞内合成需要消耗能量,需要ATP水解提供能量,A正确;B、ATP脱去两分子磷酸基团后的产物为腺噪吟核糖核甘酸,可作为原料参与本质是RNA的酶的合成,B正确;C、在适宜的条件
9、下,ATP和酶也都能在细胞外发挥作用,C错误;D、酶的催化需要适宜的温度,不同的酶的最适温度可能是一样的,有些酶是生命活动所必须的,比如与呼吸作用有关的酶,在不同的细胞中都存在,即同一种酶可能存在于不同的细胞中,D正确。故选C。3 .下图表示某酶催化作用的过程,相关叙述错误的是()A.图中显示物质甲具有高效性B.图中显示物质乙具有专一性C.丙的生成速率可表示特定条件下酶的活性D.图示所构建的是某酶催化作用的物理模型【答案】A【分析】分析题图可知,甲表示反应物;乙在反应前后,数量和性质没有发生改变,因此乙表示酶;丙和丁表示生成物。【详解】A、图中物质甲为反应物,在酶的作用下,分解为生成物乙和丙,
10、没有体现高效性,A错误;B、图中显示物质乙(酶)可催化与之相契合的物质甲分解,体现了物质乙具有专一性,B正确;C、丙为生成物,单位时间内牛.成物的增加量,即丙的生成速率,可表示特定条件下前的活性,C正确;D、图示所构建的是某能催化作用的物理模型,D正确。故选A。4.下列有关酶与A T P 的叙述,不正确的是()A.酶和A T P 主要分布在细胞内B.人成熟红细胞不能合成酶但能产生A TPC.酶催化的化学反应都需要消耗A TPD.A T P 的合成并不总是伴随有机物的氧化分解【答案】C【分析】1、成是由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。可以在体内体外、细胞内
11、外均可发挥作用。酶具有高效性、专一性、作用条件温和等特点。2、ATP中文名称为三磷酸腺甘,可简写成A-PPP。水解掉一个磷酸基团得到A D P,水解掉两个磷酸基团得到AMP(腺噪吟核糖核甘酸)。【详解】A、细胞是生物体结构和功能的基本单位,细胞中每时卷刻都在进行着许多化学反应,因此与化学反应相关的酶与ATP主要分布在细胞中,A 正确;B、人成熟的红细胞无细胞核和细胞器,不能进行酶的合成过程,但可通过无氧呼吸产生ATP,B 正确;C、酶催化的反应不一定需要消耗ATP,如人的消化道中蛋白质水解成多肽及氨基酸的过程中只需要酶的催化而不需要ATP供能,C 错误;D、ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分
12、解,如光反应产生ATP时不是伴随有机物的氧化分解,D 正确。故选C。5.切开的苹果放置一段时间后切面会褐变,主要原因是植物细胞受损后会释放出酚氧化酶(PPO),使无色的酚类物质氧化生成褐色的物质。为探究温度对PPO活性的影响,实验小组设计实验如下表所示。步骤顺序试 管 1试管2试管3试管4试管5试管6试管7试管8PPO粗提液2mL2mL2mL2mL酚类底物2mL2mL2mL2mL反应混合震荡混合震荡混合震荡混合震荡温度预处理(5min)o t153045c保温时间5min5min5min5min预期结果+(注:反应底物充足;实验结果中“+”越多褐色越深)下列相关叙述错误的是()A.本实验设计没
13、有体现平行重复原则,应该给予改进B.实验的步骤顺序安排合理,通过实验能得到预期结果C.根据预期结果分析,酶活性的最适温度在1530之间D.制作绿茶时,先高温炒制茶叶可以有效防止茶叶变色【答案】B【分析】分析表格:本实验目的是探究温度对PPO活性的影响,故本实验的自变量是温度,因变量是酶活性,观测指标为褐色深浅;该实验应该将酶和底物先放在不同的温度条件下一段时间,再将相同温度下的酶和底物混合:因为能具有高效性,若先将能和底物混合,再放于不同的温度条件下,会得不到实验效果。【详解】A、实验设计除遵循对照原则和单一对照原则外,为确保实验结果的准确性,还应设置平行重复原则,本实验设计没有体现平行重复原
14、则,应该给予改进,A 正确;B、本实验应该将酶和底物先放在不同的温度条件下一段时间,再将相同温度下的酶和底物混合,故 反应”步骤改在“温度预处理”之后,B 错误;C、据实验结果可知:在 15和 30条件下,实验效果最明显,故预期酶活性的最适温度在15 30之间,为进一步探究PPO最适温度,可 在 15 30范围内设置更小的温度梯度,在相同适宜条件下重复上述实验,进一步探究酶的最适温度,C 正确;D、茶树叶细胞中存在多种酚类物质与酚氧化酶,故绿茶制作时先高温炒制茶叶可以有效防止茶叶变色,D正确。故选B.核心考点二探究影响酶活性的因素1.探究影响酶活性的因素(1)用淀粉酶探究温度对酶活性的影响实验
15、原理a.淀 粉 因 妈 麦 芽 糖,淀粉+碘蓝色。b.温度影响淀粉酶的活性,从而影响淀粉的分解,滴加碘液后,根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况,进而推断出酶活性的变化。实验步骤步骤加入试剂或处理方法试管A/aB/bC/c1可 溶 性 淀 粉 溶 液(A、B、C)2 mL2 mL2 mL2新 鲜 淀 粉 酶 溶 液(a、b、c)1 mL1 mL1 mL3保 温5 min60 100 0 4将a液 加 入 到A试 管,b液 加 入 到B试 管,c液 加 入 到C试管 中,摇匀5保 温5 min60 100 0 6滴入碘液,摇匀2滴2滴2滴7观察现象并记录不变蓝变蓝变蓝结论温度对禅60 时高 的活性有影
16、响,命淀粉酶的活性较注:市 售a-淀粉酶的最适温度约为60 C。若换用唾液淀粉酶,则其最适温度约为37。(2)用 过 氧化氢酶探究pH对酶活性的影响实验原理H2O2分解产生氧气和水。过 氧 化 氢 酶 可 加 快H2O2的分解,在短时间内产生大量氧气。实验步骤步骤项目试管1试管2试管31注入过氧化氢酶溶液1 mL1 mL1 mL2注入蒸储水1 mL3注入氢氧化钠1 mL4注入盐酸1 mL5注 入H2O2溶液2 mL2 mL2 mL6振 荡3支试管7观察记录气泡数产 生 大量气泡无 气 泡产生无 气 泡产生结论p H对酶的活性有影响。在强酸和强碱中,过氧化氢酶不起作用【特别提 醒】探究温度对酶活
17、性的影响时,不能选择过氧化氢的酶促反应,用于鉴定的试剂不能用斐林试剂,因为过氧化氢受热易分解,用斐林试剂鉴定时需要加热,加热会改变溶液的温度,两者均会对实验结果产生干扰。【考法解密】考法一 PH对酶活性影响4.(2 0 2 0 浙江高考真题)为研究酶作用的影响因素,进行了“探究p H对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是()A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致C.将 H 2 O2 加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入p H缓冲液D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜p H范围【答案】C【分析】探究pH对过氧化氢酶的影
18、响实验中,自变量是过氧化氢酶所处环境的pH,因变量是过氧化氢酶的活性,通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映,其他条件为无关变量,应保持相同且适宜。【详解】A、温度也会影响酶的活性,且该实验中温度为无关变量,应保持相同且适宜,则反应小室应保持在适宜水温的托盘中,A正确;B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量,应保持一致,B正确;C、应将反应小室稍立起,使有滤纸片的一侧在上面,然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液,此时混合液不能与滤纸片接触,C错误;D、比较各组量筒中收集的气体量,可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小,从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围,D正确。故选Co考法二
19、酶特性研究实验(2 0 1 9 浙江高考真题)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:步骤基本过程试管A试管B1加 入 2%过氧化氢溶液3 mL3 mL2加入马铃薯匀浆少许3加入二氧化镒一少许4检测据此分析,下列叙述错误的是A.实验的可变因素是催化剂的种类B.可用产生气泡的速率作检测指标C.该实验能说明酶的作用具有高效性D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验【答案】D【分析】根据表格分析,该实验是通过与二氧化钵比较催化过氧化氢的分解,以探究酶的高效性。试管A与试管B为平行对照实验组。【详解】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类,A选项正确;过氧化氢分解产生水和氧气,故可以通过产生气泡
20、的速率作为判断反应速率的指标,B选项正确;该实验通过比较酶的催化速率和二氧化镭的催化速率来验证前的高效性,C选项正确;鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶,均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验,D 选项错误。故错误的选项选择D。考法三影响酶活性因素(2 0 1 2 海南高考真题)下列操作中,不可能导致淀粉酶活性发生变化的是A.淀粉酶溶液中加入强酸 B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 D.淀粉酶经高温烘干制成粉剂【答案】C【分析】本题考查影响酶活性的因素,涉及到温度、p H等因素对酶活性的影响,考查学生对知识的理解应用能力。【详解】温度、p H 都会影响酶活性,A、D 不正确
21、;淀粉酶的化学本质为蛋白质,蛋白酶会将其水解,从而使其活性发生改变,B不正确;淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后,淀粉被水解,但是淀粉酶在反应前后结构好饿活性不变,C正确;综上,本题选C。C【变式解密】6.下列关于酶的特性实验设计的叙述中不正确的是()A.验证酶的专一性时,自变量可以是不同的底物B.验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类C.探究温度对酶活性影响时,自变量是酶的活性D.探究酶催化作用的最适p H时,应在一定范围内设置不同的p H进行对照【答案】C【分析】1.酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA;2.酶的特性:(1)高 效 性(酶的催化效率远远高于无机催化
22、剂);(2)专 一 性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行);(3)作用条件温和(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。【详解】A、验证酶的专一性时,可以采用同种酶催化不同底物,因此自变量可以是不同的底物,A 正确;B、高效性是指酶与无机催化剂相比,具有催化效率高的特点,因此验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类,B 正确:C、探究温度对酶活性影响时,自变量是温度,C 错误;D、探究酶催化作用的最适pH时,自变量是p H,应在一定范围内设置不同的pH进行对照,D 正确。故
23、选C。7.将刚采摘的新鲜玉米立即放入8 5 c 水中处理2 分钟,可较好地保持甜味,这是因为A.加热破坏了将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性B .加热能提高淀粉酶的活性C.加热能改变可溶性糖的分子结构D.加热促进了淀粉的水解【答案】A【分析】本题考查糖的分类和特性及温度对酶活性影响在生活中的应用,刚采摘的嫩玉米中可溶性糖含量高具有甜味,放置时间一久,可溶性糖转化成淀粉失去甜味。酶的活性受温度影响,高温会使酶的结构发生改变而失去活性。【详解】结合分析可知,新鲜玉米在85水中处理2分钟,加热破坏了将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性,使玉米中可溶性糖含量较高,较好地保持甜味,A正确。故选A。8.下列关于实验
24、的叙述中,正确的是()A.绿叶中色素的提取和分离实验中,色素分离是因其在层析液中溶解度不同B.用光学显微镜观察神经细胞,可以观察到核糖体以及突触小体等结构C.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰“质壁分离实验”现象的观察D.探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温【答案】A【分析】叶绿体色素的提取和分离实验:提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素.溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。各物质作用:无水乙醇或丙酮:提取色素;层析液:分离色素;:氧化硅:使研
25、磨得充分;碳酸钙:防止研磨中色素被破坏。结果:滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素(最窄)、叶黄素、叶绿素a(最宽)、叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关。【详解】A、绿叶中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的,扩散速度快;溶解度小的,扩散速度慢,A正确;B、核糖体属于亚显微结构,在光学显微镜下观察不到,B错误;C、用黑藻叶片进行植物细胞的质壁分离实验时,由于液泡中没有色素,叶绿体的存在有利于观察实验现象,C错误;D、探究温度对酶活性的影响时,需要分别恒温一段时间再混合,D错误.故选Ao9.在 1 5 号试管中分别加入2mL0.5 m o i 的过氧化氢溶液,再进
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