PAGEPAGE1專題3-1酶和ATP【考情分析】1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)3.試驗：探究影響酶活性的因素【核心素養分析】1.生命觀念：ATP是生命活動的干脆能源物質2.科學思維：依據試驗總結酶的化學本質與特性3.科學探究：探究溫度、pH對酶促反應的影響4.社會責任：酶在生產和生活中的應用【重點學問梳理】一、酶的本質和作用1．酶的本質及作用化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核來源一般來說，活細胞都能產生酶生理功能具有催化作用作用原理降低化學反應的活化能2.比較過氧化氫在不同條件下的分解變量分析：3．試驗勝利的3個關鍵點(1)試驗時必需用簇新的(剛從活的動物體中取出的)肝臟作試驗材料(肝臟假如不簇新，肝細胞內的過氧化氫酶等有機物就會在腐生細菌的作用下分解，使組織中酶分子的數量削減且活性降低)。(2)試驗中運用肝臟的研磨液，可以加大肝細胞內過氧化氫酶與試管中過氧化氫的接觸面積，從而加速過氧化氫的分解。(3)滴加氯化鐵溶液和肝臟研磨液時不能共用一支滴管，(因為酶的催化效率具有高效性，少量酶帶入FeCl3溶液中就會影響試驗結果的精確性，甚至使人產生錯覺，作出錯誤的推斷)。4．酶本質的探究5．酶的特性(1)高效性：催化效率約是無機催化劑的107～1013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化某一種或一類化學反應。(3)作用條件較溫柔：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高。高溫、過酸、過堿會使酶的空間結構遭到破壞而失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結構穩定。二、酶作用相關圖像及曲線解讀1．酶高效性曲線解讀(1)如圖表示未加催化劑時，生成物濃度隨時間的變更曲線，請在圖中繪出加酶和加無機催化劑的條件時的變更曲線。(2)由曲線可知：酶比無機催化劑的催化效率更高；酶只能縮短達到化學平衡所需的時間，不改變更學反應的平衡點。因此，酶不能(“能”或“不能”)變更最終生成物的量。(3)酶只能催化已存在的化學反應。2．表示酶專一性的圖像和曲線解讀(1)圖像①圖中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后產生的物質，C、D表示不能被酶催化的物質。②酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。(2)曲線①在A反應物中加入酶A，反應速率較未加酶時明顯加快，說明酶A能催化底物A的反應。②在A反應物中加入酶B，反應速率和未加酶時相同，說明酶B不能催化底物A的反應。3．影響酶活性的曲線解讀(1)分析圖A、B可知，在最相宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。(2)分析圖A、B中曲線的起點和終點可知：過酸、過堿、高溫都會使酶失去活性，而低溫只是使酶的活性降低。前者都會使酶的空間結構遭到破壞，而后者并未破壞酶的分子結構。三、細胞的能量通貨——ATP1．ATP的結構剖析(1)寫出ATP的結構簡式和簡式中A、P所代表的含義。①結構簡式：A－P～P～P。②A：腺苷；P：磷酸基團。(2)圖中①是高能磷酸鍵，其中遠離A的高能磷酸鍵易形成和斷裂。(3)圖中②為高能磷酸鍵水說明放能量的過程，其作用是為各項生命活動供應能量。(4)寫出ATP與ADP相互轉化的反應式(5)ATP的來源①生理過程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(植物：光合作用、呼吸作用,動物：呼吸作用))②場所：線粒體、細胞質基質、葉綠體?！镜湫皖}分析】高頻考點一考查酶本質、作用和特性例1.（2024·浙江卷）為探討酶作用的影響因素，進行了“探究pH對過氧化氫酶的影響”的活動。下列敘述錯誤的是（）A.反應小室應保持在相宜水溫的托盤中B.加入各組反應小室中含有酶的濾紙片的大小和數量應一樣C.將H2O2加到反應小室中的濾紙片上后需快速加入pH緩沖液D.比較各組量筒中收集的氣體量可推斷過氧化氫酶作用的相宜pH范圍【答案】C【解析】溫度也會影響酶的活性，且該試驗中溫度為無關變量，應保持相同且相宜，則反應小室應保持在相宜水溫的托盤中，A正確；各組的濾紙片大小和數量屬于無關變量，應保持一樣，B正確；應將反應小室稍立起，使有濾紙片的一側在上面，然后依次當心加入pH緩沖液和H2O2溶液，此時混合液不能與濾紙片接觸，C錯誤；比較各組量筒中收集的氣體量，可以反映在不同pH條件下過氧化氫酶的活性大小，從而推斷過氧化氫酶的相宜pH范圍，D正確。故選C?！九e一反三】（2024·浙江選考）為探討酶的特性，進行了試驗，基本過程如下表所示：據此分析，下列敘述錯誤的是A．試驗的可變因素是催化劑的種類B．可用產生氣泡的速率作檢測指標C．該試驗能說明酶的作用具有高效性D．不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行試驗【答案】D【解析】試驗中的可變更的自變量為催化劑的種類，A選項正確；過氧化氫分解產生水和氧氣，故可以通過產生氣泡的速率作為推斷反應速率的指標，B選項正確；該試驗通過比較酶的催化速率和二氧化錳的催化速率來驗證酶的高效性，C選項正確；雞肝勻漿和馬鈴薯勻漿中均含有過氧化氫酶，均可用作過氧化氫酶的性質的探究試驗，D選項錯誤。故錯誤的選項選擇D。【誤區警示】與酶相關的常見誤區明示項目正確說法錯誤說法化學本質絕大多數是蛋白質，少數是RNA酶的本質是蛋白質產生部位一般來說，凡是活細胞都能產生酶(不考慮哺乳動物的成熟紅細胞)具有分泌功能的細胞才能產生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成場所核糖體或細胞核核糖體生理功能生物催化劑，只起催化作用酶具有調整、催化等多種功能來源在生物體內合成有的來源于食物作用場所既可在細胞內，也可在細胞外、體外發揮作用只在細胞內起催化作用溫度影響低溫影響酶的活性，不破壞酶的結構，但高溫易使酶失活低溫會引起酶變性失活作用前后催化反應前后的數量和性質沒有變更發生催化作用后被分解【舉一反三】(2024·廣東肇慶模擬)下列關于酶的敘述，正確的是()A．酶的基本組成單位都是氨基酸B．全部活細胞都含有與細胞呼吸有關的酶C．酶不參加構成細胞結構也不供能，但可調整細胞代謝D．酶能加快反應速度是因為它能顯著提高化學反應的活化能【答案】B【解析】酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A項錯誤；活細胞都要進行細胞呼吸，因此全部活細胞都含有與細胞呼吸有關的酶，B項正確；酶不參加構成細胞結構也不供能，也不調整細胞代謝，只是起催化作用，C項錯誤；酶能加快反應速度是因為它能顯著降低化學反應的活化能，D項錯誤。高頻考點二影響酶促反應的坐標曲線分析例2.(2024·天津卷)將A、B兩種物質混合，T1時加入酶C。如圖為最適溫度下A、B濃度的變更曲線。下列敘述錯誤的是()A．酶C降低了A生成B這一反應的活化能B．該體系中酶促反應速領先快后慢C．T2后B增加緩慢是酶活性降低導致的D．適當降低反應溫度，T2值增大【答案】C【解析】T1時加入酶C后，A濃度漸漸降低，B濃度漸漸上升，說明酶C催化物質A生成了物質B。由于酶能降低化學反應的活化能，因此酶C降低了A生成B這一反應的活化能，A項正確；由圖可知，該體系中酶促反應速領先快后慢(減慢的緣由是底物削減)，B項正確；T2后B增加緩慢是反應物A削減導致的，C項錯誤；圖示是在最適溫度條件下進行的，若適當降低反應溫度，則酶活性降低，酶促反應速率減慢，T2值增大，D項正確。【舉一反三】(2024·浙江寧波模擬)甲、乙兩圖是溫度、pH對酶活性影響的數學模型。下列有關說法錯誤的是()A．兩圖中B點代表的含義分別是酶的最適溫度和最適pH下的反應速率B．兩圖中A點對應的值對酶活性的影響不相同C．兩圖中C點對應的溫度或pH對酶活性的影響相同D．保存酶制品最好選擇兩圖中B點對應的溫度和pH【答案】D【解析】甲、乙兩圖中，在B點對應的溫度和pH下，酶促反應速率最大，酶的活性最高，分別表示酶的最適溫度和最適pH，A正確。甲圖中A點對應的溫度較低，酶的活性很低，但酶的空間結構穩定；乙圖中A點對應的pH過低，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。因此，甲、乙兩圖中A點對應的值對酶活性的影響不相同，B正確。甲、乙兩圖中C點對應的溫度或pH均過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活，C正確。低溫條件下，酶的活性很低，但酶的空間結構穩定，在相宜的溫度下酶的活性可以上升。因此，保存酶制品最好在低溫條件下保存，即甲圖中的A點，D錯誤。故選D?！痉椒记伞俊八牟椒ā狈治雒复俜磻€(1)識標：“識標明變量”。明確酶促反應曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱坐標(因變量)的含義。(2)析線：“析線理關系”。分析酶促反應曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變量的變更而變更?！吧仙薄跋陆怠薄跋壬蠼怠薄跋壬蠓€”“水平”等。(3)明點(特別點)：“抓點求突破”。明確酶促反應曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特別條件下的交點等表示的生物學含義。(4)推斷：“先分后合巧辨析”。對多條酶促反應曲線圖，依據曲線上不同標示物識別曲線所代表的意義(有的曲線干脆標出)，首先對每一條曲線單獨分析，進行比較，推斷曲線間有無聯系或找出相互關系，然后綜合分析?！咀兪教骄俊?2024·湖南長郡中學模擬)長郡中學高三生物愛好小組為了探討pH對某種酶活性的影響，設置a、b、c三組試驗，各組pH條件均不同，其他條件相同且相宜。測定各組在不同反應時間內的產物量，結果如圖所示。下列相關分析不正確的是()A．a組的pH可能高于b組的pHB．a組pH條件下，該酶降低化學反應的活化能可能最多C．在c組pH條件下比較相宜保存酶D．試驗要求“其他條件相同且相宜”的目的是削減試驗誤差【答案】C【解析】酶的活性在最適pH條件下最高，pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低，在過酸或過堿的條件下，酶會變性失活。據此依題意并分析圖示可知：a組酶的活性高于b組酶的活性，因此a組的pH可能高于b組的pH，A正確；與b、c組相比，a組酶的活性最高，說明a組pH條件下，該酶降低化學反應的活化能可能最多，B正確；c組產物的最大生成量明顯低于a、b組，說明在c組pH條件下，酶已經變性失活，不相宜保存酶，C錯誤；試驗中的“其他條件”為無關變量，試驗要求“其他條件相同且相宜”的目的是削減試驗誤差，D正確。高頻考點三探究影響酶活性的因素例3．(2024·廣東深圳模擬)由青霉菌中提取的淀粉酶在不同溫度條件下分別催化淀粉反應1h和2h，其產物麥芽糖的相對含量如圖所示。相關分析正確的是()A．第1h內，酶的最適溫度在45～50℃之間B．第1h到第2h,45℃條件下淀粉酶活性提高C．第1h到第2h,50℃條件下酶的催化作用明顯D．若只生產1h,45℃左右時麥芽糖產量相對較高【答案】D【解析】由圖分析可知，第1h內，酶的最適溫度在40～50℃之間，A錯誤；第1h到第2h,45℃條件下淀粉酶活性并未提高，只是因為1h的時間并未將全部淀粉分解成麥芽糖，因此，麥芽糖會在1h的基礎上有所增加，B錯誤；第1h到第2h,50℃條件下，產物的量不變，說明酶的催化作用已經丟失，C錯誤；由圖可知，若只生產1h,45℃左右時麥芽糖產量相對較高，D正確。綜上所述，選D項?！咀兪教骄俊繄D表是某小組為探究“過氧化氫酶的活性是否受pH的影響”而設計的試驗操作步驟(豬肝中含有過氧化氫酶)。請回答下列問題：操作步驟操作方法試管甲試管乙1加體積分數為3%的H2O2溶液2mL2mL2加質量分數為5%的鹽酸溶液1mL/3加質量分數為5%的氫氧化鈉溶液/1mL4加質量分數為20%的豬肝研磨液2滴2滴5視察相同時間內試管中產生的氣泡數量(1)上述操作步驟中存在明顯的缺陷，請寫出改進方案：①__________________，②_______________。(2)在完成改進方案后，若試驗結果為_________________，則說明過氧化氫酶的活性受pH的影響。(3)假如本試驗用出現肯定氣泡數量所須要的時間來表示酶的活性，那么所需的時間越長，酶的活性越________________。(4)假如將本試驗的自變量換成溫度來探究“過氧化氫酶的活性是否受溫度的影響”，你認為是否合適？______，緣由是_________。【解析】(1)本試驗應當有蒸餾水比照、過酸、過堿這三組，并且應當是自變量處理在前。(2)在完成改進方案后，若甲、乙兩試管中產生的氣泡數量少，丙試管中產生大量的氣泡，則說明過氧化氫酶的活性受pH的影響；若甲、乙、丙3支試管中產生的氣泡的狀況基本一樣，則說明過氧化氫酶的活性不受pH的影響。(3)假如本試驗用出現肯定氣泡數量所須要的時間來表示酶的活性，那么所需的時間越長，酶的活性越低。(4)過氧化氫會隨溫度上升分解加快，從而對試驗結果造成干擾，故不能用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響?！敬鸢浮?1)①操作步驟1、4互換②增加丙試管，在加入鹽酸或氫氧化鈉的步驟中換為加入1mL蒸餾水，其他步驟與修正后的步驟相同(2)甲、乙兩試管中產生的氣泡數量少，丙試管中產生大量的氣泡(3)低(或“弱”)(4)不合適過氧化氫會隨溫度上升分解加快，從而對試驗結果造成干擾高頻考點四ATP的結構及其合成和利用例4．(2024·天津卷)下列過程需ATP水解供應能量的是()A．唾液淀粉酶水解淀粉B．生長素的極性運輸C．光反應階段中水在光下分解D．乳酸菌無氧呼吸的其次階段【答案】B【解析】唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中進行的，不須要消耗ATP水說明放的能量，A項錯誤；生長素的極性運輸是細胞的主動運輸，須要消耗ATP水說明放的能量，B項正確；光反應階段中水在光下分解產生【解析】H]和氧氣，不須要消耗ATP水說明放的能量，C項錯誤；乳酸菌無氧呼吸的其次階段是丙酮酸在酶的催化作用下轉化成乳酸，此過程既不產生ATP，也不消耗ATP，D項錯誤?！九e一反三】(2024·廣西南寧二模)如圖表示生物體內發生的兩個化學反應，請推斷下列相關說法中正確的是()A．ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵③④最易斷裂B．圖中酶1和酶2的化學本質相同，但是二者的種類不同C．細胞中的吸能反應一般與ATP的合成反應相聯系D．ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制只發生在真核細胞內【答案】B【解析】分析圖形可知，ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵④最易斷裂，供應能量，A錯誤；圖中酶1和酶2的化學本質相同都是蛋白質，但是二者的種類不同，B正確；細胞中的放能反應一般與ATP的合成反應相聯系，吸能反應一般與ATP的分解反應相聯系，C錯誤；ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制發生在一切細胞內，D錯誤。【變式探究】(2024·河北承德模擬)細胞內的化學反應伴隨著能量的變更。以下相關敘述錯誤的是()A．ATP與ADP相互轉化的能量供應機制是生物界的共性B．光合作用暗反應過程中有機物的合成須要ATP水解供應能量C．有機物氧化分說明放能量并儲存在ATP中，因此屬于吸能反應D．ATP水說明放的能量也可以用于維持人體體溫的相對穩定【答案】C【解析】放能反應一般與ATP的合成相聯系，釋放的能量儲存在ATP中，有機物氧化分說明放能量并儲存在ATP中