新高考生物通用版总复习一轮课件必修1第5章第12节降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”-ATP

第5章细胞的能量供应和利用[考情分析][思维网络]第1、2节降低化学反应活化能的酶、细胞的能量“通货”——ATP考点一酶的本质及作用

[考点梳理]1.酶的本质、作用蛋白质RNA生物催化活化能2.鉴定酶的本质——试剂检测法3.酶的作用机理分析ACBCAB(1)表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是____段。(2)表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是____段。(3)酶降低的活化能是____段。(4)若将酶变为无机催化剂，则B点在纵轴上应向上移动。关于酶的8个易错点(续表)[易错诊断]))1.酶活性的发挥离不开其特定的结构。(答案：√2.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类。(答案：√)3.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。(答案：×4.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同。()

答案：×

5.酶促反应速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促)反应速率，但并未改变酶活性。(

答案：√

[基础测评]

1.为使反应物A→产物P，采取了酶催化(最适温度和pH)和无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图1中两条曲线表示；图2表示某酶促反应过程的示意图，下列有关分析不合理的是()图1图2A.距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因B.适当升高温度，酶催化的曲线Ⅱ对应的距离a将下降C.图2中②可代表蔗糖，那么③④可代表葡萄糖和果糖D.图2中若①代表胰蛋白酶，当pH稍低于最适值时，③④的生成速率也会下降答案：B2.下列关于酶的叙述，正确的是()A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关C.酶可以在最适温度及最适pH条件下长期保存D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响答案：B

考点二1.酶具有高效性酶的特性及相关实验

[考点梳理]

与________________相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。 ①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 ②a、b→酶的催化具有高效性，a、c→酶具有催化作用。无机催化剂2.酶具有专一性一种或一类

(1)每一种酶只能催化____________化学反应。

(2)物理模型——“钥锁学说”。 图中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被A催化的物质。(3)酶专一性的曲线。

说明：加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用；加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快，说明酶A对此反应有催化作用。3.酶的作用条件“较温和”(1)含义：酶所催化的化学反应一般是在温和的条件下进行的。(2)在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。

(3)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。4.影响酶活性因素的相关曲线甲乙

(1)甲中曲线的分析：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过最适温度(pH)，酶的催化作用逐渐减弱；过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。

(2)乙中曲线的分析：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH＝7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。

[易错诊断]1.酶可降低过氧化氢分解反应的活化能而无机催化剂不能。()答案：×2.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(

)答案：√3.产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素。()答案：√4.在稀蛋清液中加入蛋白酶后，再加入双缩脲试剂，由于)蛋清液中的蛋白质被分解，因此不再发生紫色反应。(

答案：×

[基础测评]

1.细胞中每时每刻都进行着化学反应，由于有酶的催化，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。下列关于酶和酶促反应的叙述，正确的是()A.酶促反应都伴随着ATP的合成或利用B.细胞内所有化学反应都需要酶的催化C.酶产生于细胞内，但可在细胞外发挥作用D.底物浓度会影响酶的活性和酶促反应速率答案：C

2.如图表示在20℃、不同pH条件下，向等量的反应物中加入等量的某种酶后，生成物的量与时间的关系曲线，下列结论错误的是()

A.此实验中，不同pH为自变量，生成物的量为因变量，20℃为无关变量

B.随pH从5升高到7，酶的活性逐渐降低

C.该酶的最适pH为5 D.若将温度改为15℃，酶的最适pH不会发生改变

答案：C考点三ATP来源与去路

[考点梳理]1.ATP的结构腺嘌呤高能磷酸键

(1)图中各部分名称：A________，①腺苷，②一磷酸腺苷，③ADP，④ATP，⑤普通化学键，⑥_______________。(2)ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成________的基本单位之一。RNA

(3)结构特点。 ①ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出能量，ATP就转化为ADP，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。高能磷酸化合物

②高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种__________________。不同化合物中“A”的辨析2.ATP与ADP的相互转化(续表)(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP供应稳定。

(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应，因为转化过程中的反应类型、所需酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相同，但是物质是可循环利用的。(3)ATP初步水解只能断裂远离腺苷(A)的高能磷酸键；若进一步水解则两个高能磷酸键全断裂。

(4)吸能反应和放能反应与ATP

的关系：吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在高能磷酸键中。3.ATP的功能与动、植物细胞代谢(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程1.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。()答案：√2.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(

)答案：×3.在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生)ATP的合成与水解。(

答案：×)4.“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”。(答案：×[易错诊断]

[基础测评]1.用α、β、γ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ)，下列相关叙述正确的是()

A.ATP的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于DNA的复制

B.ATP含有三个高能磷酸键，都能为生命活动提供能量

C.ATP的β、γ位磷酸基团脱离，剩余部分可用于基因的转录

D.ATP的γ位磷酸基团脱离，释放的能量可用于叶绿体中水的分解

答案：C2.ATP是细胞内的能量“通货”，下列有关叙述中，错误的是()

A.ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解

B.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性

C.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成

D.ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质

答案：C考向1酶的概述[典例1](2019年浙江绍兴模拟)如图是在适宜温度下pH对)某种过氧化氢酶活性影响的曲线，下列叙述错误的是( A.该酶的最适pH范围比较宽

B.过酸或过碱条件下该酶都可能失去活性

C.该酶的活性可达到100%，可以说明酶具有高效性

D.若升高温度，该酶的最高活性会降低

[解析]分析曲线图可以看出，该酶最适pH为6～11，范围比较宽，A正确；过酸或过碱会改变酶的空间结构，导致酶活性丧失，B正确；酶的高效性表现在酶与无机催化剂相比，酶降低活化能的效果更显著，C错误；图示是在适宜温度下相对酶活性的曲线，因此升高温度会导致酶活性降低，D正确。[答案]C[考向预测]1.(2019年广东六校一模)下列有关酶的叙述，不正确的是()

A.吞噬细胞的溶酶体中缺乏分解硅尘的酶

B.脲酶可与双缩脲试剂反应产生紫色络合物

C.溶菌酶能够溶解细菌中的各种成分，具有抗菌消炎的作用

D.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状

解析：吞噬细胞的溶酶体中缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损，A正确；脲酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂反应产生紫色络合物，B正确；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，因此溶菌酶能够溶解大多数细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，但酶具有专一性，不可能溶解各种成分，C错误；基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，D正确。答案：C2.下图是生物体内常见的一种生理作用图示，下列叙述不正确的是()

A.②的成分有可能是蛋白质

B.图中显示①具有高效性，反应完成后，①的性质未发生改变

C.③和④的生成速率可以表示酶促反应的速率

D.如果探究底物浓度对酶促反应速度的影响，②的数量就是实验的自变量

解析：①是酶，②是底物，底物可能是蛋白质，A正确；图中显示①具有专一性，反应完成后，①的性质未发生改变，B错误；生成物的生成速率可以表示酶促反应的速率，C正确；如果探究底物浓度对酶促反应速率的影响，②的数量就是实验的自变量，D正确。答案：B3.如图表示物质S在酶E的催化下水解成P的反应图解，下列叙述正确的是()A.若S是麦芽糖，则可用斐林试剂来检测P的生成情况B.酶E水解的产物是H2O、CO2等物质C.若S代表二肽，则E、P可分别代表肽酶、氨基酸D.酶E可为该反应提供活化能答案：C考向2影响酶促反应的相关曲线

[典例2](2019年湖南、江西十四校联考)某科研小组将新鲜的萝卜磨碎、过滤制得提取液，以等体积等浓度的H2O2作为底物，对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究，得到如图所示的实验结果。下列分析错误的是()液，则O2

产生总量明显增多

B.实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2

的剩余量，引起a、b曲线出现差异的原因最可能是酶的含量不同

C.过氧化氢酶制剂的保存，一般应选择低温、pH为7的条件D.实验一可以看出，与加Fe3＋相比，单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多，其原因是酶降低反应的活化能更显著

[解析]氧气的产生总量是由反应底物的量决定的，与提取液的种类无关，A错误；已知图二是在最适温度下测定相同时间内H2O2

的剩余量，则在相同pH下两条曲线的差异可能是由于酶的数量不同导致的，B

正确；过氧化氢酶应该保存在低温和适宜pH(7)条件下，C正确；酶的作用机理是可以降低化学反应的活化能，所以与加Fe3＋相比，单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多，D正确。[答案]A“三看法”分析酶促反应曲线X。下列分析不正确的是()

A.化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度

B.曲线Ⅰ作为实验对照组

C.化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活

D.若底物溶液的pH升高，则曲线Ⅱ的顶点上移

解析：曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的酶促反应的最适温度一样，表明化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度，A正确；加入化合物X的组别Ⅱ为实验组，未加化合物X的组别Ⅰ为对照组，同一温度下，曲线Ⅱ在底物中加入淀粉酶和化合物X比曲线Ⅰ只在底物中加入淀粉酶的酶促反应速率低，表明化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活，B、C正确；图示只给了酶促反应速率和温度的关系，未给出该反应所处的pH条件，因此若底物溶液的pH升高，则曲线Ⅱ的顶点可能上移，也可能下移，D错误。答案：D5.用某种酶进行实验，其实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是()图1图3图2图4明酶具有专一性，C正确；图3能说明Cl－是该酶的激活剂，A.该酶的最适催化温度是30℃B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C.由图4实验结果可知酶具有专一性D.由图3实验结果可知Cl－是该酶的激活剂

解析：图1显示温度对酶活性的影响，图中结果只能显示30℃比较适宜，但温度梯度太大，不能确定该酶的最适催化温度，A错误；图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为，由图4可知该酶为麦芽糖酶，B正确；图4可说Cu2＋是该酶的抑制剂，D正确。答案：A

6.(2018年湖南岳阳联考)某校生物兴趣小组的同学在探究唾液对淀粉的消化作用时，设计了如下实验方案，请分析回答下列问题：(1)如果把试管①和试管②作为一组对照实验，该对照实验的变量是____________。

(2)预测试管中溶液颜色的变化：试管①变蓝，试管②________，原因是__________________________________。

(3)兴趣小组的同学想进一步探究“其他因素对唾液淀粉酶消化作用的影响”，补加了③号试管。要证明温度对唾液淀粉酶有影响作用，应选用________(填序号)两支试管进行对照实验。

(4)从实验可知淀粉的消化是从口腔开始的，最终还要在小肠内被彻底消化，经________________吸收进入血液。

解析：(1)如果把试管①和试管②作为一组对照实验，从表格中看出，唯一不同的条件是唾液，因此该对照实验的变量是唾液(或唾液淀粉酶)。(2)①号试管中清水对淀粉没有分解作用，因此滴加碘液变蓝；②号试管中唾液淀粉酶将馒头中的淀粉全部分解成麦芽糖，因此滴加碘液不变蓝。(3)要证明温度对唾液淀粉酶有影响作用，实验唯一变量就是温度，除温度不同外其他条件均应相同，所以选用②③两支试管进行对照实验。(4)从实验可知淀粉的消化是从口腔开始，最终还要在小肠内被彻底消化，经小肠绒毛内的毛细血管吸收进入血液。答案：(1)唾液(或唾液淀粉酶)(2)不变蓝淀粉被唾液淀(3)②③(4)小肠绒毛粉酶分解成了麦芽糖，所以遇碘不变蓝内的毛细血管

7.(2019年豫西南示范性高中联考)超氧化物歧化酶(SOD)能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质，具有抗衰老的特殊效果，其含有的金属离子对增强酶的热稳定性有重要影响。据报道，当反应温度为88℃，时间为15～30min时对SOD的活性影响不大。下面是通过光催化反应装置分别在四种条件下检测紫外光对DNA损伤的相关曲线(TiO2表示二氧化钛，是一种光催化剂；UV

表示紫外光)。Ⅰ组为黑暗处理曲线a(TiO2/DNA体系)；Ⅱ组为紫外光处理曲线b(UV/DNA体系)；Ⅲ组为光催化曲线c(UV/TiO2/DNA体系)；Ⅳ组为光催化引入SOD曲线d(UV/TiO2/SOD/DNA体系)。据图回答下列问题：

(1)根据SOD的化学性质，我们可以利用________的方法来除去一部分其他杂质蛋白。实验中设计黑暗处理作为对照组的目的是________________________。曲线b说明_______________________________________________________________。

(2)分析曲线c、d可以得出的实验结论是_______________________________________________________________。

(3)DNA损伤过程中会伴有H2O2

产生，若要验证(2)中的实验结果，可通过检测H2O2

的有无及产生量来判断，写出你的实验思路并预测实验结果(注：H2O2

的检测方法不做要求)。 实验思路：_____________________________________________________________________________________________。 预测实验结果：_________________________________________________________________________________________。

解析：(1)当反应温度为88℃，时间为15～30min时对SOD的影响不大，而部分其他酶在该条件下已经失活，故可利用这个特性来除去其他杂质蛋白。黑暗处理组为TiO2/DNA体系，设计黑暗处理对照组的目的是证明TiO2

不会损伤DNA。紫外光处理曲线b(UV/DNA体系)说明没有TiO2(催化剂)的条件下，紫外光对DNA的损伤很小。(2)光催化曲线c(UV/TiO2/DNA体系)说明紫外光对DNA的损伤非常严重，300min时，DNA几乎全部损伤，而光催化引入SOD曲线d(UV/TiO2/SOD/DNA体系)，由于有SOD存在，DNA损伤变得缓慢，说明SOD能够明显延缓或抑制DNA的损伤。(3)要通过H2O2

的有无及产生量来验证(2)中的实验结论，很显然要设置实验检测H2O2

的产生量，H2O2

的产生量越多，DNA损伤越严重，故本实验思路是按照题干条件，设置同样的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组实验，测定不同体系DNA损伤过程中H2O2

的产生量；预测的实验结果是Ⅰ组、Ⅱ组没有H2O2

产生，Ⅲ组和Ⅳ组均有H2O2

产生，且Ⅲ组H2O2

产生量较Ⅳ组多，时间较早。答案：(1)高温变性(或88℃环境下处理15～30min)证明TiO2不会损伤DNA无TiO2(催化剂)的条件下，紫外光对DNA损伤很小

(2)SOD能够明显延缓或抑制DNA的损伤

(3)实验思路：按照题干条件，设置同样的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组实验，测定不同体系DNA损伤过程中H2O2

的产生量 预测实验结果：Ⅰ组、Ⅱ组没有H2O2

产生，Ⅲ组和Ⅳ组均有H2O2产生，且Ⅲ组H2O2

产生量较Ⅳ组多，时间较早考向3ATP的概述

[典例3]ATP酶复合体是原核细胞与真核细胞内普遍具有的一类功能蛋白，该分子由若干亚基组成，主要功能是将生物膜一侧的H＋搬运到另一侧时推动其部分亚基运转，从而催化形成ATP。请回答下列问题：(1)该复合体的单体是__________________，合成场所是____________。

(2)该复合体搬运H＋离子时是_______(填“逆”或“顺”)浓度梯度的。叶绿体中ATP酶复合体最可能位于_________上。

(3)ATP除了作为细胞生命活动的______________物质外，高能磷酸键断裂后产生的AMP还可作为__________________过程的原料。

[解析](1)由题意可知，ATP酶复合体是一类功能蛋白，蛋白质的基本单位是氨基酸，合成场所是核糖体。(2)因为该过程是生成ATP，因此不可能是逆浓度梯度的主动运输，应该是顺浓度梯度的；叶绿体中形成ATP的场所是类囊体薄膜。(3)ATP除了作为细胞生命活动的直接能源物质外，高能磷酸键断裂后产生的AMP还可作为转录或RNA自我复制过程的原料。[答案](1)氨基酸核糖体(2)顺类囊体薄膜(3)直接能源转录或RNA自我复制述中，正确的是()

A.在寒冷的环境中，人体细胞产生ATP的速率会下降

B.ATP中的“A”在DNA分子中通过氢键与“T”相连

C.细胞中ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能

D.每个ATP分子中只含一个高能磷酸键

解析：在寒冷环境中，由于有机物氧化分解速度加快，以维持体温的相对稳定，细胞产生ATP

的速率不会下降，A错误；ATP中的“A”是指腺嘌呤与核糖结合而成的腺苷，DNA分子中通过氢键与“T”相连的是腺嘌呤，二者不同，B错误；每个ATP分子中含有两个高能磷酸键，D错误。答案：C9.如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP，下列有关叙述，错误的是()A.甲→乙→丙→丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B.丙是DNA的基本组成单位之一C.丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D.在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量维持不变答案：B探究影响酶活性的因素1.探究温度对酶活性的影响(1)反应原理。

(2)鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(3)实验步骤和结果。(续表)2.探究pH对酶活性的影响(1)反应原理(用反应式表示)。2H2O22H2O＋O2

(2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。

(3)实验步骤和结果。(续表)3.实验注意事项

(1)在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。

(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快，从而影响实验结果。

(3)在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。

(4)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。

(5)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。4.实验操作过程及评价[典例](2019年吉林长春模拟)下列关于酶的实验设计，正确的是()

A.用过氧化氢溶液、肝脏研磨液作材料探究温度对酶活性的影响

B.用淀粉、蔗糖溶液和淀粉酶，反应后滴加碘液验证酶的专一性

C.用蛋白酶、蛋白块作实验材料验证蛋白酶能够催化蛋白质分解

D