高三二輪復習：專題三-酶與ATP講義

第16頁（共16頁）專題三——酶和ATP易混1A:酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質。 (×)B:組成酶的基本單位是氨基酸或核糖核苷酸。 (√)易混2A:酶能顯著地為化學反應提供活化能,所以具有高效性。 (×)B:與無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著。 (√)易混3A:溫度偏高或偏低,酶活性都會降低,但在適宜溫度下,酶的活性會升高。 (×)B:過酸、過堿或溫度過高,都會使酶的空間結構遭到破壞,永久失活。 (√)易混4A:ATP在細胞中的含量高,以滿足生命活動的需要。 (×)B:ATP在細胞中含量很少,但轉化非常迅速。 (√)易混5A:植物根尖細胞能夠合成ATP的場所是線粒體、葉綠體和細胞質基質。 (×)B:葉肉細胞中能夠合成ATP的細胞器是線粒體和葉綠體。 (√)易混6A:ATP水解往往伴隨著放能反應。 (×)B:ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應。 (√)高頻考點一酶活性的影響因素和酶特性的實驗探究1.影響酶促反應速率因素的曲線分析:(1)低溫降低酶的活性,但不會使酶失活,即酶的空間結構不被破壞,條件適宜時酶活性可恢復(如圖2,低溫時速率不為零)。(2)高溫、強酸、強堿、重金屬、紫外線、酒精等有機溶劑會破壞酶的空間結構,使酶失活,條件適宜時酶活性不能恢復(如圖1,圖2,pH過高、過低、溫度過高時,反應速率為零)。(3)當?shù)孜镞_到一定濃度后,受酶數(shù)量(酶濃度)的限制,酶促反應速率不再增加(如圖3)。(4)底物充足,其他條件適宜的情況下,酶促反應速率與酶濃度呈正相關(如圖4)。2.酶特性的實驗探究:(1)高效性:過氧化氫分別在過氧化氫酶和Fe3+的催化作用下,觀察氣泡產(chǎn)生的快慢或多少。(2)專一性:淀粉、蔗糖分別在唾液淀粉酶的催化作用下,用斐林試劑檢測。(3)條件溫和:①溫度對酶活性的影響:淀粉與淀粉酶在不同溫度條件下反應,用碘液檢測而不能用斐林試劑。②pH對酶活性的影響:過氧化氫與過氧化氫酶反應,檢測O2產(chǎn)生的快慢或多少,不能選用淀粉和淀粉酶。3.拓展——具有專一性的五類物質(1)酶:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內切酶能識別特定的核苷酸序列,并在特定的切割位點上切割DNA分子。(2)載體:某些物質通過細胞膜時需要載體協(xié)助,不同物質所需載體不同,載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。(3)激素:激素特異性地作用于靶細胞、靶器官,其原因在于它的靶細胞膜或胞內存在與該激素特異性結合的受體。(4)tRNA:tRNA有61種,每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。(5)抗體:一種抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結合。4.實驗設計——酶的相關實驗設計、分析與評價（1）四步法分析酶的實驗題:（2）三步法完成實驗設計題:高頻考點二ATP的結構、產(chǎn)生和消耗1.圖解ATP的結構與能量轉換【特別提醒】:(1)ATP與ADP的相互轉化:從物質方面來看是可逆的;從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的。從整體上來看,二者的轉化并不可逆。(2)ATP不等同于能量:ATP是細胞內的一種高能磷酸化合物,高能磷酸鍵水解時能夠釋放能量,所以ATP是與能量有關的一種物質,不可將兩者等同起來。2.圖解能量轉換過程和ATP的產(chǎn)生與消耗:(1)ATP中能量的來源和去向:(2)產(chǎn)生和消耗ATP的場所及生理過程:①細胞膜。消耗ATP:主動運輸、胞吞、胞吐。②細胞質基質。產(chǎn)生ATP:細胞呼吸第一階段。③葉綠體。產(chǎn)生ATP:光反應;消耗ATP:暗反應和自身DNA復制等。④線粒體。產(chǎn)生ATP:有氧呼吸第二、三階段;消耗ATP:自身DNA復制等。⑤核糖體。消耗ATP:蛋白質的合成。⑥細胞核。消耗ATP:DNA復制、轉錄等。3.ATP產(chǎn)生速率與O2供給量的關系分析:(1)圖甲表示ATP產(chǎn)生速率與O2供給量的關系:①A點表示在無氧條件下,細胞可通過無氧呼吸分解有機物,產(chǎn)生少量ATP。②AB段表示隨O2供給量增多,有氧呼吸明顯加強,通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多,ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。③BC段表示O2供給量超過一定值后,ATP的產(chǎn)生速率不再增加,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。(2)圖乙可表示哺乳動物成熟紅細胞、蛔蟲細胞等細胞的ATP產(chǎn)生速率與O2供給量關系,其ATP來自無氧呼吸,與O2無關。4.拓展——幾種高能磷酸化合物的關系1．（2022·湖南·高三階段練習）下列研究過程中運用了“加法原理”的是（

）A．在艾弗里實驗中，在加熱殺死的S型細菌制成的細胞提取物中加入DNA酶B．驗證鎂是植物的必需元素時，植株出現(xiàn)癥狀后在缺鎂培養(yǎng)液中加入鎂C．研究不同反應條件對淀粉分解的影響時，在可溶性淀粉溶液中加入唾液D．在探究溫度對酶活性影響的實驗中，底物和酶混合前在酶液中加入緩沖物質2.（2021·6浙江月選考）下列關于酶的特性及其影響因素相關實驗的敘述，正確的是（）A."酶的催化效率"實驗中，若以熟馬鈴薯塊莖代替生馬鈴薯塊莖，實驗結果相同B."探究pH對過氧化氧酶的影響"交驗中，分別加入不同pH的緩沖液后再加入底物C."探究酶的專一性"實驗中，設置1、2號試管的目的是檢驗酶液中是否混有還原糖D.設溫度對蛋白酶活性影響的實驗方案時，可選擇本尼迪特試劑檢測反應產(chǎn)物3．（2022·湖北·高三階段練習）《神農(nóng)百草經(jīng)》記載：“神農(nóng)嘗百草，日遇七十二毒，得茶而解之”，茶即茶。茶樹葉肉細胞的液泡中含有茶多酚，可以在多酚氧化酶的作用下形成茶黃素、茶紅素等物質，形成紅茶紅葉紅湯的品質特點。下列相關敘述中正確的是（

）A．茶樹葉肉細胞的液泡中還含有糖類、無機鹽和光合色素等B．多酚氧化酶能夠為茶多酚形成茶紅素的過程提供能量C．多酚氧化酶的活性會受到溫度、pH和茶多酚濃度的影響D．綠茶制作過程中需要高溫殺青，目的是使多酚氧化酶失活4．（2022·甘肅武威·高一期末）農(nóng)藥能有效防治水稻病蟲害，科研人員想利用酶試劑加快農(nóng)藥降解。下列正確的是（

）A．為了更多地降解農(nóng)藥，使用酶試劑越多越好B．酶試劑參與到稻田土壤有機物質轉化和能量代謝中C．酶試劑加快農(nóng)藥降解，利用了酶能提供化學反應的活化能這一特性D．噴施后殘留的酶試劑會引起二次污染，提高害蟲的基因突變頻率5．（2022·廣東肇慶·高一期末）過氧化氫酶（CAT）專一分解過氧化氫（H2O2），商品CAT是一種高效、安全，無毒的生物催化劑。近年來CAT得到廣泛應用，下列相關敘述錯誤的是（

）A．過氧化氫濃度及CAT濃度都會影響酶促反應速率B．過氧化氫酶通過降低化學反應的活化能使H2O2水解C．生物體內的酶是活細胞產(chǎn)生的，具有催化和調節(jié)生命活動的作用D．“探究pH對過氧化氫的酶活性影響”實驗中，應先對CAT設置不同pH條件再加入底物6．（2022·安徽·高三階段練習）木瓜蛋白酶是一種單肽鏈蛋白水解酶，該酶的活性中心部位若被氧化劑氧化或與金屬離子結合，酶的活力就會被抑制，而還原劑半胱氨酸或EDTA能恢復酶的活力。嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能裂解肉類中的膠原蛋白和肌肉纖維，使肉的結構松散。下列敘述正確的是（

）A．木瓜蛋白酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質，肽鏈中有一個氨基和一個羧基B．氧化劑、金屬離子和半胱氨酸可能會與木瓜蛋白酶的活性中心部位發(fā)生可逆性結合C．嫩肉粉中的木瓜蛋白酶在裂解肉類中的膠原蛋白時可提供化學反應所需的活化能D．過酸、過堿或溫度過高會使木瓜蛋白酶中的肽鍵都斷裂，從而破壞酶的空間結構7．（2021·湖北·高三階段練習）脲酶存在于刀豆等植物中，其能夠催化尿素分解為CO2和氨，現(xiàn)用高濃度的硝酸鉛溶液（以120μg/mL為例）研究鉛對脲酶活性的抑制率，結果如圖所示。下列相關敘述正確的是（

）A．隨脲酶用量的上升酶活性上升，當脲酶用量為9.525/U時酶活性最高B．當脲酶用量過多或過少時，硝酸鉛溶液對脲酶的抑制效果都較明顯C．與脲酶用量為0.635/U相比，用量為12.7/U時產(chǎn)生CO2速率更高D．濃度為120μg/mL的硝酸鉛對不同用量脲酶的活性抑制率可能相同8．（2021·全國·高一專題練習）從實驗結果的性質進行分類，實驗可分為定性實驗和定量實驗。定性實驗是判斷研究對象具有哪些性質，并判斷某種物質的成分、結構或鑒別某種影響因素是否存在以及某些因素之間是否具有某種關系的一種實驗方法；定量實驗是研究對象的性質、組成和影響因素之間的數(shù)量關系。在探究蔗糖酶最適溫度的實驗中，得到了下表所示的結果。下列分析正確的是（）溫度/℃025354550556065707580葡萄糖含量/（mg/dL）25035050070080010000900600200500A．蔗糖酶的量為該實驗的自變量，葡萄糖含量為因變量B．蔗糖和蔗糖酶應放在相應的溫度條件下分別保溫C．該實驗為定性實驗，從結果可以推測最適溫度在50～60℃范圍內D．溫度為0℃和80℃時，酶均不具有活性，但原因不同9．（2022·廣東·華南師大附中高三階段練習）細胞膜上的ABC轉運器有兩個高度保守的ATP結合區(qū)，它們通過結合ATP發(fā)生二聚化，ATP水解后使ABC轉運器解聚，通過構象改變將與之結合的底物轉移至細胞膜的另一側，下列相關分析錯誤的是（）A．ABC轉運器運輸相關物質的方式屬于主動運輸B．適當升高溫度，ABC轉運器的轉運效率可能會提高C．適當增加O2量，可提高ABC轉運器運輸相關物質的速率D．ABC轉運器持續(xù)轉運物質時將會導致細胞中ATP顯著減少10．（2022·河北·張家口市第一中學高三期中）dATP（脫氧腺苷三磷酸）是合成DNA的原料之一，其化學結構與ATP的化學結構類似。細胞內凡是涉及dATP和ATP的酶促反應，都需要Mg2＋作為酶作用的輔助因子。下列分析不合理的是（

）A．長期缺鎂會導致農(nóng)作物的光合速率下降 B．dATP脫去兩個磷酸基團后可參與合成RNAC．線粒體膜上可能存在Mg2＋轉運蛋白 D．造血干細胞等分裂旺盛的細胞中可能含有較多的Mg2＋11.(2021·八省聯(lián)考江蘇卷)真菌分泌的植酸酶作為畜禽飼料添加劑,可提高飼料利用率?？蒲腥藛T對真菌產(chǎn)生的兩種植酸酶在不同pH條件下活性的差異進行研究,結果如圖。下列相關敘述錯誤的是 ()A.植酸酶只能在活細胞中產(chǎn)生,可在細胞外發(fā)揮作用B.真菌合成的植酸酶需要經(jīng)高爾基體參與,才能轉運到細胞外C.植酸酶A的最適pH為2或6,植酸酶B的最適pH為6實驗組①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA組分＋＋－＋－蛋白質組分＋－＋－＋低濃度Mg2＋＋＋＋－－高濃度Mg2＋－－－＋＋產(chǎn)物＋－－＋－D.兩種酶相比,植酸酶A更適合添加在家畜飼料中12．(2022·全國乙，4)某種酶P由RNA和蛋白質組成，可催化底物轉化為相應的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應所需的條件，某同學進行了下列5組實驗(表中“＋”表示有，“－”表示無)。根據(jù)實驗結果可以得出的結論是()A．酶P必須在高濃度Mg2＋條件下才具有催化活性B．蛋白質組分的催化活性隨Mg2＋濃度升高而升高組別pHCaCl2溫度（℃）降解率（%）①9+9038②9+7088③9-700④7+7058⑤5+4030C．在高濃度Mg2＋條件下RNA組分具有催化活性D．在高濃度Mg2＋條件下蛋白質組分具有催化活性13（2022·廣東·高考真題）某同學對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究，結果見下表。下列分析錯誤的是（

）注：+/-分別表示有/無添加，反應物為Ⅰ型膠原蛋白A．該酶的催化活性依賴于CaCl2B．結合①、②組的相關變量分析，自變量為溫度C．該酶催化反應的最適溫度70℃，最適pH9D．尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應物14．除了溫度和pH對酶活性有影響外，一些抑制劑也會降低酶的催化效果。圖甲為酶作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖，圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線。下列說法不正確的是()A．圖甲中非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫、低溫對酶活性抑制的機理不同B．根據(jù)圖甲可推知，競爭性抑制劑與底物具有類似結構，從而與底物競爭酶的活性位點C．圖乙中底物濃度相對值大于15時，限制曲線A酶促反應速率的主要因素是酶濃度D．圖乙中曲線B和曲線C分別是在酶中添加了非競爭性抑制劑和競爭性抑制劑的結果15．酶分子具有相應底物的活性中心，用于結合并催化底物反應。在37℃、適宜pH等條件下，用NaCl和CuSO4溶液，研究Cu2＋、Cl－對唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影響，得到實驗結果如圖所示。已知Na＋和SOeq\o\al(2－,4)幾乎不影響該反應，下列相關分析正確的是()A．實驗中的無關變量是無機鹽溶液的種類B．Q點條件下淀粉完全水解所需的時間較P點的長C．實驗說明Cu2＋能與淀粉競爭酶分子上的活性中心D．若將溫度提高至60℃，則三條曲線的最高點均上移16．（2022·浙江溫州·高一期中）美國德克薩斯大學奧斯汀分校的科學家在《自然》雜志上指出，他們研制出了一種新的酶變體FAST-PETase（天然酶的新突變），它能在幾小時到幾天內分解正常情況下需要數(shù)百年才能降解的塑料（主要針對聚對苯二甲酸乙二醇酯PET），有望大大推動塑料的回收利用，真正拉開塑料循環(huán)經(jīng)濟的大幕。這項研究關于酶變體FAST-PETase作用敘述錯誤的是（

）A．體現(xiàn)了高效性 B．體現(xiàn)了專一性C．具有催化作用 D．不需要適宜的溫度和pH17．（2022·湖南·長沙一中高三階段練習）超氧化物歧化酶（SOD）能平衡機體代謝過程中產(chǎn)生的過多自由基，減輕或消除自由基對機體的危害。為了研究pH和金屬離子對SOD酶活性的影響，科研人員進行了如下實驗。實驗1：分別將SOD酶液置于如圖1所示的pH梯度下充分混勻后靜置2h。實驗2：向酶液中分別加入CuSO4、ZnSO4、FeSO4，和MnSO4溶液，并使酶液置于如圖2所示的金屬離子濃度梯度下，充分混勻后靜置1h，測定兩組SOD酶活性，結果如下圖。下列有關分析錯誤的是（

）A．實驗的自變量為pH梯度和金屬離子濃度梯度，因變量為SOD酶活性B．pH過高或過低都會抑制SOD酶活性C．pH為5.0時SOD酶活性達到最大，pH值保持在4.0～6.0時SOD酶活性相對穩(wěn)定D．Fe2+相對其他三種離子對SOD酶有明顯的抑制作用，當濃度大于0.5mmol時酶全部失活18．（2022·山東濰坊·高三階段練習）線粒內膜是進行有氧呼吸第三階段的場所，其上存在兩條呼吸途徑。主呼吸鏈途徑發(fā)生時，電子傳遞鏈釋放的能量將H﹢通過蛋白復合體從基質移至內外膜間隙，然后H﹢驅動ATP合酶合成ATP；交替呼吸途徑發(fā)生時，不發(fā)生H﹢的跨膜運輸。下列有關分析錯誤的是（

）A．乳酸菌細胞內沒有主呼吸鏈和交替呼吸途徑B．合成ATP時H﹢順濃度梯度由線粒體內外膜間隙進入基質C．主呼吸鏈途徑中的蛋白復合體起載體蛋白的作用D．交替呼吸途徑比主呼吸鏈途徑產(chǎn)生更多的ATP19．（2022·山東聊城一中高三階段練習）原核生物中蛋白質合成的同時也不斷發(fā)生降解，蛋白質的降解受到嚴格的機制調控。例如，細菌內的La蛋白酶含一個活性中心和一個調節(jié)中心。當調節(jié)中心結合折疊錯誤或變性的蛋白質后，ATP便結合到酶分子上，活性中心的蛋白酶被激活，使錯誤蛋白質開始水解。酶解過程中，ATP水解成ADP和Pi，這時活性中心被抑制，與調節(jié)中心結合的肽鏈得到釋放，繼續(xù)被其他酶完全水解。下列敘述錯誤的是（

）A．原核細胞通過清除折疊錯誤或變性的蛋白質，保證了細胞代謝的正常進行B．細菌內的La蛋白酶是依賴于ATP的蛋白酶，具有催化功能C．與調節(jié)中心結合的肽鏈得到釋放后會被溶酶體內的蛋白酶水解D．肽鏈完全水解的產(chǎn)物為氨基酸，氨基酸種類不同的原因是R基不同20．（2022·湖南·高三階段練習）堿性磷酸酶（ALP）作為磷酸鹽代謝中的重要水解酶，廣泛存在于各種哺乳動物的組織內，是多種疾病臨床診斷的重要標記物。在堿性條件下，ALP可催化磷酸單酯、雙磷酸鹽和多磷酸鹽等磷酸化合物（用S-P表示）水解，生成相應的產(chǎn)物（S）和磷酸（Pi）。根據(jù)底物去磷酸化的同時會引起熒光團熒光信號的變化，可通過分析底物和產(chǎn)物的熒光差異，建立直接檢測ALP活性的熒光方法。下列相關敘述錯誤的是（

）A．ATP能被ALP水解生成腺苷和Pi，可作為ALP活性檢測的底物分子B．影響該酶促反應中單位時間內生成物濃度的因素有溫度、pH、底物濃度等C．將底物分子中的磷酸基團換成其他基團（如葡萄糖苷），有望作為相應水解酶的底物進行熒光檢測D．人體血清中ALP含量的高低可用雙縮脲試劑進行檢測21．（2022·山東·煙臺市教育科學研究院高一期末）酪氨酸激酶是一類催化ATP上γ-磷酸轉移到蛋白質酪氨酸殘基上的激酶，能催化多種底物蛋白質酪氨酸殘基磷酸化，在細胞生長、增殖、分化中具有重要作用。酪氨酸激酶抑制劑是一類抗癌藥物，可抑制腫瘤血管生成和腫瘤細胞生成。下列有關說法錯誤的是（

）A．酪氨酸激酶的作用機理是降低反應的活化能B．酪氨酸激酶能催化多種底物蛋白質酪氨酸殘基磷酸化，無專一性C．酪氨酸激酶發(fā)揮催化作用的過程需要消耗ATPD．酪氨酸激酶抑制劑可能作為酪氨酸的類似物，阻斷酪氨酸激酶的作用來抑制細胞增殖22．(2022·聊城期中)細胞膜上的磷酸激酶水解ATP后的Pi可使某載體活化為AC(活化載體)，然后AC運輸某離子進入膜內后，磷酸酯酶將AC轉化為IC(未活化載體)和Pi，下列說法錯誤的是（）A．IC在磷酸激酶和ATP的作用下再度磷酸化而活化B．該過程體現(xiàn)了載體與酶都具有專一性，與這兩種分子的結構有關C．ATP參與該離子運輸既提供能量又提供Pi使載體活化D．磷酸激酶和磷酸酯酶分別使ATP水解和合成23.（2021湖北）使酶的活性下降或喪失的物質稱為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類型：一類是可逆抑制劑（與酶可逆結合，酶的活性能恢復）；另一類是不可逆抑制劑（與酶不可逆結合，酶的活性不能恢復）。已知甲、乙兩種物質（能通過透析袋）對酶A的活性有抑制作用。實驗材料和用具：蒸餾水，酶A溶液，甲物質溶液，物質溶液，透析袋（人工合成半透膜），試管，燒杯等為了探究甲、乙兩種物質對酶A抑制作用類型，提出以下實驗設計思路。請完善該實驗設計思路，并寫出實驗預期結果。（1）實驗設計思路取___________支試管（每支試管代表一個組），各加入等量的酶A溶液，再分別加等量________________，一段時間后，測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋，放入蒸餾水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測定各自的酶活性。（2）實驗預期結果與結論若出現(xiàn)結果①：_________________________________。結論①：甲、乙均為可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果②：_________________________________。結論②：甲、乙均為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果③：_________________________________。結論③：甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑。若出現(xiàn)結果④：_________________________________。結論④：甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑。24．（2022·河北保定·高三階段練習）六磷酸肌醇（植酸）廣泛存在于谷物，豆類和由料作物中、禽類、豬等單胃動物不能分解植酸，飼料中的植酸磷因不能被利用而隨糞便排出，導致磷浪費。植酸酶是一種畜禽飼料添加劑，能將植酸分解為肌醇和無機磷，提高了飼料中磷的利用率?；卮鹣铝袉栴}：(1)植酸酶在動物的胃液中將植酸分解得到的無機磷進入細胞后，