全国版高考生物一轮复习培优学案第8讲酶与ATP

第8讲酶与ATP[考纲明细]1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)3.实验：探究影响酶活性的因素板块一知识·自主梳理一、酶的化学本质和作用1．酶的作用及原理(1)酶的作用酶在细胞代谢中具有催化作用。(2)酶的作用机理①活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。②酶的催化作用机理是降低化学反应的活化能。③酶与无机催化剂作用的比较酶与无机催化剂相比，酶降低化学反应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．E1、E2、E3分别代表进行相应化学反应所需的活化能。b．ΔE代表使用酶后降低的活化能。c．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则C点在纵轴上将向上移动。用加热的方法不能降低反应所需活化能，但会提供活化能。2．酶的发现(1)巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。(2)酶本质的探究历程(连线)答案①—e②—a③—c④—d⑤—b3．酶的化学本质4．酶的特性(1)高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。①催化剂可加快化学反应速率，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所需时间，不改变化学反应的平衡点。③酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。①图形a．图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后的物质，C、D表示不能被该酶催化的物质。b．酶和被催化的物质都有特定的空间结构。②曲线加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。(3)作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温时，酶的活性减弱，但不会失活。5．影响酶促反应速率的因素(1)温度和pH对酶促反应速率的影响①甲、乙曲线表明：a．在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。b．过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。②从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响①甲图，在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。②乙图，在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。二、细胞的能量“通货”——ATP1．ATP的结构2．ATP的结构及其与RNA的关系(1)图中A表示腺嘌呤，①是腺苷，②是腺嘌呤核糖核苷酸，③是ADP，④是ATP，⑤是普通化学键，⑥是高能磷酸键。(2)据图确定ATP与RNA的关系是ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。3．ATP与ADP的相互转化4．ATP的主要功能ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量的直接来源。5．吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。放能反应一般与ATP的合成相联系。◆深入思考对于酶、激素、神经递质而言，哪些物质在发挥作用后立即被降解或转移？为什么？提示激素、神经递质。防止长时间的调控或兴奋(抑制)。◆自查诊断1．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。()答案×2．酶提供了反应过程所必需的活化能。()答案×3．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。()答案×4．ATP脱去两个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一。()答案√5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。()答案×板块二考点·题型突破考点1酶的本质、作用[2017·全国卷Ⅱ]下列关于生物体中酶的叙述，正确的是()A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37[解析]在细胞核外，叶绿体和线粒体中也含有参与DNA合成的酶，A错误；由活细胞产生的酶，在生物体外适宜的条件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在适宜条件下可催化试管中的淀粉水解，B错误；盐析可使蛋白质沉淀，但不会破坏蛋白质的空间结构，析出的蛋白质仍可以溶解在水中，其化学性质不会发生改变，C正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37℃[答案]C题型一酶的概念及本质1．[2017·甘肃白银月考]下列关于酶的叙述中，正确的是()A．人体中酶只能在人体的内环境中起作用B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段C．基因控制生物的性状有些是通过控制酶的合成来控制相应代谢过程实现的D．酶均是由内分泌腺或外分泌腺的细胞合成的，具有高效性、专一性答案C解析人体中的酶可以在人体的内环境(细胞外液)中起作用，如乙酰胆碱酶，也可以在细胞内(细胞内液)起作用，如呼吸酶，也可以在体外发挥作用，A错误；少数酶是RNA，RNA的形成不需要核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段，B错误；基因控制生物体的性状有两条途径，其中一条是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，C正确；酶都是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，具有高效性和专一性，D错误。2.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶，甲、乙两种酶的活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是()A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解B．甲酶是不可能具有催化功能的RNAC．乙酶的化学本质为蛋白质D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变答案B解析大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA，用蛋白酶处理后，乙酶活性降低，说明乙酶是蛋白质，其被蛋白酶处理后分解，而甲酶活性不变，则说明甲酶可能是RNA或能够抗这种蛋白酶降解的蛋白质，A、C正确，B错误；乙酶的本质是蛋白质，分子结构改变，蛋白质活性改变，D正确。题型二酶的作用及原理3．如图表示某反应进行时，有酶参与和无酶参与的能量变化，下列叙述正确的是()A．甲物质为产物，乙物质为反应物B．曲线Ⅰ表示有酶参与C．E1为反应前后能量变化D．酶参与反应时，所降低的活化能为E1－E2答案D解析甲为反应物，乙为产物，A错误；曲线Ⅰ表示无酶参与，曲线Ⅱ表示有酶参与，B错误；E1为无酶参与时反应所需活化能，C错误；酶参与反应时，降低的活化能为E1－E2，D正确。考点2酶的特性及实验[2016·全国卷Ⅰ]若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是()A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量[解析]依题意可知，该实验的pH为无关变量，为了排除无关变量的干扰，应控制相同且适宜，而缓冲液能够起到维持反应液的pH恒定的作用，因此需最先加入；酶具有高效性，所以在控制pH恒定的条件下，应先加底物后加酶，让酶促反应在适宜的温度条件下进行，一定时间后检测产物的量。综上所述，A、B、D错误，C正确。[答案]C题型一酶的高效性和专一性实验1．[2017·郑州预测]下表是过氧化氢分解实验的过程和结果，下列分析错误的是()注：“－”表示无气泡产生；“＋”的数量表示气泡产生的多少。A．a和d对照说明酶具有高效性B．c和d是对比实验，自变量是催化剂类型C．a、c对照说明FeCl3具有催化作用D．a、c、d不能说明酶的催化具有专一性答案A解析a和d对照，只能说明酶能促进化学反应的进行，要证明酶具有高效性，需要将有酶和无机催化剂参与的反应进行比较，A错误；c和d都是实验组，二者形成对比，自变量是催化剂的种类，B正确；a和c对照说明无机催化剂能促进化学反应的进行，即具有催化作用，C正确；实验中只有过氧化氢一种底物和过氧化氢酶一种酶，因而a、c、d不能说明酶的催化具有专一性，D正确。2．已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质，蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质，下列分析错误的是()A．该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响B．该实验有多组对照，如1号和3号试管，2号和4号试管C．为了遵循等量原则，实验过程中，1号、2号试管加入的蒸馏水的体积相同D．①处预期的颜色变化为蓝色，②处不会发生颜色变化答案D解析由表格实验处理可以看出：该实验把淀粉酶和蛋白酶混合，则实验的目的之一是研究酶之间的相互影响，A正确；根据实验设计要遵循单一变量原则，可推出1号和3号试管间形成对照，2号和4号试管间形成对照，B正确；根据等量原则，实验过程中，1号、2号试管各加入2mL蒸馏水的目的是保证各试管中液体的体积相同，防止液体体积的差异影响颜色的变化，C正确；3号试管中淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉没有被水解，遇碘液变蓝，蛋白酶的化学本质是蛋白质，与双缩脲试剂反应呈紫色，D错误。技法提升对比法——验证酶的作用及高效性与专一性1．酶的催化作用实验探究对照组：反应物＋清水eq\o(→,\s\up17(检测))反应物不被分解；实验组：反应物＋等量的相应酶溶液eq\o(→,\s\up17(检测))反应物被分解。2．酶的专一性实验探究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。①设计思路一：用一种酶催化不同反应物实验组：反应物＋相应酶溶液eq\o(→,\s\up17(检测))反应物被分解；对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液eq\o(→,\s\up17(检测))反应物不被分解。②设计思路二：用不同酶催化同一种反应物实验组：反应物＋相应酶溶液eq\o(→,\s\up17(检测))反应物被分解；对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液eq\o(→,\s\up17(检测))反应物不被分解。3．酶的高效性实验探究对照组：反应物＋无机催化剂eq\o(→,\s\up17(检测))底物分解速率；实验组：反应物＋等量相应酶溶液eq\o(→,\s\up17(检测))底物分解速率。实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。注意事项：若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。题型二温度和pH对酶活性影响实验3．下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：(1)pH在实验一中属于________变量，而在实验二中属于________变量。(2)实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是____________________________________________。实验一的第⑤步最好选用________(试剂)测定单位时间内________________。(3)如将实验一的新鲜α­淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________。为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)分析实验二的结果，可得到的结论是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度。答案(1)无关自(2)使新鲜α－淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合(其他合理答案也可)碘液淀粉的剩余量(3)不科学因为温度会直接影响H2O2的分解(4)该过氧化氢酶的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低)6～8解析(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响，因此自变量是温度，因变量是酶活性，pH属于无关变量；而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH，自变量是pH。(2)探究温度对酶活性影响的实验中，应该先使酶和底物分别达到预设温度，然后再将底物和酶混合进行反应，否则会影响实验结果的准确性。因此，实验一的①②③步骤为错误操作。淀粉遇碘液变蓝，因此实验一的第⑤步最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量，单位时间内淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。(3)温度会直接影响H2O2的分解，因此实验一的新鲜α－淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液。(4)由实验二的结果可知：在pH为5～7的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性升高，在pH为7～9的范围内随pH的升高该过氧化氢酶活性降低；该过氧化氢酶作用的最适pH约为7，pH降低或升高酶活性均降低。在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为6～8之间设置梯度。技法提升“梯度法”探究酶的最适温度或最适pH1．设计思路以温度或pH为自变量，检验反应彻底完成所需时间或相同时间内底物剩余量或相同时间内产物生成量。2．设计方案注意事项1．温度对酶活性的影响的注意事项(1)探究温度对酶活性的影响时，一定要让底物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合，并且按一定的温度梯度多设几个实验组。(2)若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，检测的试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。(3)探究温度对酶活性的影响时，不适宜用H2O2作底物，因为H2O2遇热会分解。2．pH对酶活性的影响的注意事项(1)探究pH对酶活性的影响实验时，必须先将酶置于不同环境条件下(加蒸馏水、加NaOH溶液、加盐酸)，然后再加入反应物。否则反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验准确性。(2)探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂中的Cu(OH)2发生中和反应，使斐林试剂失去作用。(3)探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会水解，从而影响实验的观察效果。考点3酶的曲线分析[2016·全国卷Ⅱ]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)。[解析](1)曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40℃。(2)A组控制的温度是20℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。(3)对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60℃条件下已经失活，所以如果在时间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，在t3时，C组产物的总量不变。(4)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。[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(其他合理答案也可)题型一温度和pH对酶活性影响曲线的应用1．[2017·湖南六校联考]如图为某酶在不同温度下反应曲线随时间变化的关系，从图中不能获得的信息是()A．酶促反应最适温度范围B．高温使酶活性下降C．酶促反应生成物量与时间的关系D．酶促反应速率与酶浓度的关系答案D解析20～40℃时，生成物量一直增加，50℃时酶促反应进行的时间较短，从而可推测酶促反应的最适温度范围，A正确；比较50℃、60℃、70℃下的三条曲线，可知高温使酶的活性下降，B正确；图中横坐标为时间，纵坐标为生成物量，因而题图能反映不同温度下酶促反应中生成物量与时间的关系，C正确；图中没有设置该酶的浓度梯度，因此不能说明酶促反应速率与酶浓度的关系，D错误。2．[2018·河南模拟]图1是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图2表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是()A．pH＝c时，e点为0B．pH＝a时，e点下移，d点左移C．温度降低时，e点不移，d点右移D．H2O2量增加时，e点不移，d点左移答案C解析H2O2在无酶条件下可自然分解，故当酶活性为0时，O2生成量不为0，A错误；O2的最大释放量只与H2O2的量有关，与酶的活性无关，pH下降、温度降低都使酶活性下降，O2最终生成量不变，反应达到平衡所需时间增加，d点向右移动，B错误，C正确；H2O2量增加时，O2生成量增加(即e点上升)，反应达到平衡所需时间增加，d点右移，D错误。题型二底物浓度、生成物量与酶促反应速率的关系曲线的应用3．图1曲线a表示在最适温度、最适pH条件下时间与生成物的量的关系，图2曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()A．图1曲线a中，A点后，限制生成物的量不再增加的因素是酶的数量不足B．图2曲线，酶减少后，图示反应速率可用曲线f表示C．分别在图2中取B、C点的速率值，对应图1中的曲线c和dD．减小pH，重复该实验，图2曲线b应变为曲线f；增大pH，应变为曲线e答案B解析图1曲线a中，A点后，生成物的量不再增加是因为反应已达到最大限度，反应物浓度是限制因素，A错误；图2曲线酶减少后，最大反应速率会降低，可用曲线f表示，B正确；B、C两点速率值是一个定值，无法用曲线c、d表示，C错误；改变pH，就不再是最适pH，曲线都将下降，D错误。易错警示影响酶促反应速率≠影响酶活性(1)温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶活性。题型三酶促反应有关曲线的综合应用4.[2017·河北石家庄一模]如图表示某种酶在不同处理条件下催化某反应后，生成物的量与反应时间的关系。据图分析正确的是()A．若①②③表示温度，则一定是①>②>③B．若①②③表示酶的浓度，且底物的量一定，则一定是①>②>③C．若①②③表示pH，则一定是①>②>③D．若①②③表示底物浓度，则一定是①>②>③答案B解析温度对酶活性的影响存在最适温度，低于或高于最适温度，酶活性都降低，因此无法推断A是否成立，A错误；在底物一定且未达到反应平衡的情况下，酶浓度越大，相同时间内生成物的量越多，B正确；pH影响酶的活性也存在最适pH，低于或高于最适pH，酶的活性都降低，因此无法推断C是否成立，C错误；根据题图，生成物的量最终相同，因此底物的量一定相同，D错误。5.酶抑制剂分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。下列有关叙述不正确的是()A．曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果B．曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低C．曲线a、b酶促反应速率不再增加是因为酶处于饱和状态D．竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构相似答案B解析图中曲线a反应速率最快，可表示没有酶抑制剂存在时的作用效果，A正确；竞争性抑制剂与底物竞争酶活性位点，因此当底物浓度高时，反应速率可以升高，因此曲线b表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低，B错误；曲线a、b酶促反应速率不再增加是因为酶处于饱和状态，C正确；竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，因此应与酶催化的底物具有相似的化学结构，D正确。6．[2017·山西四校联考]图1是对酶的某种特性的解释模型，图2、3、4、5、6、7是在不同条件下某种酶促反应的变化情况，据图分析下列说法不正确的是()A．图1可以解释酶具有专一性，由图5和图7可判断该酶很可能是麦芽糖酶B．图2说明酶具有高效性作用，由图3可判断该酶最适pH不受温度影响，由图4可判断该酶的最适温度不受pH的影响C．图6能说明Cl－是该酶的激活剂，而Cu2＋是该酶的抑制剂D．图3和图4中温度和pH对酶的影响机理是完全一样的答案D解析图1中的酶为b，它只能和c结合发挥作用，而不能和a结合，说明酶具有专一性，图5反映出随着蛋白酶处理时间延长，酶活性降低，而麦芽糖酶的化学本质为蛋白质，图7说明该酶能将麦芽糖水解，故据两图判断该酶可能为麦芽糖酶，A正确；图2曲线说明与加无机催化剂相比，加酶时生成物的量达到最大值的时间较短，说明酶具有高效性，图3中在不同温度条件下，该酶作用的最适pH均为A对应的pH，图4说明在不同pH条件下，该酶作用的最适温度均为B点对应的温度，B正确；图6曲线中，加Cl－的反应速率明显高于不加Cl－的，加Cu2＋的反应速率明显低于不加Cu2＋的，C正确；温度较低时不影响酶的分子结构，而温度较高或pH过低、过高均直接破坏酶的分子结构，D错误。技法提升分析酶促反应曲线的关键(1)识标：“识标明变量”，明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。(2)析线：“析线理关系”，分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。(3)明点(特殊点)：“抓点求突破”，明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。(4)判断：“先分后合巧辨析”，对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。考点4ATP的结构和功能[2016·全国卷Ⅰ]在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。[解析](1)ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知：若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。(2)dA—Pα～Pβ～Pγ(d表示脱氧)脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一。因此，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。[答案](1)γ(2)α题型一ATP的结构与成分分析1．下列关于ATP分子的叙述正确的是()A．A表示的是腺嘌呤B．ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素C．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似D．1molATP水解，能释放出30.54kJ的能量，这些能量储存在两个高能磷酸键中答案B解析ATP分子的结构式中，A表示的是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，A错误；ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素，B正确；T表示的不是胸腺嘧啶，而是三个，C错误；ATP分子中的两个高能磷酸键只有远离腺苷的那个易断裂、易形成，故ATP水解时释放出的能量应是储存在一个高能磷酸键中的能量，D错误。2．在如图所示四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是()A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④答案D解析①是ATP，其中“○”中所对应的部分称为腺嘌呤核糖核苷酸；②是腺嘌呤核糖核苷酸，其中“○”中所对应的部分称为腺嘌呤；③是DNA分子片段，其中“○”中所对应的部分称为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；④是RNA分子片段，其中“○”中所对应的部分称为腺嘌呤核糖核苷酸。其中①和④的“○”中所对应的含义最接近。故选D。易错警示相关化合物中“A”的辨析题型二ATP与ADP的相互转化及ATP与能量代谢关系3.[2017·东营模拟]ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，如图为ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是()A．反应向右进行时所需的能量都来自于细胞内有机物的氧化分解B．酶1和酶2肯定不是同一种酶C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D．酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能答案A解析ATP合成过程中所需的能量可能来自于细胞内有机物的氧化分解，也可以来自于光能，A错误；酶1是水解酶，酶2是合成酶，两者不同，B正确；酶催化作用具有高效性，作用机理是降低反应的活化能，C、D正确。4．ATP是细胞内的直接能源物质，可通过多种途径产生(如下图所示)。以下说法正确的是()A．a过程和b过程都有[H]的生成B．a过程和b过程都要在细胞器中进行C．O2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体，使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降D．①②在物质和能量上都是可逆反应答案A解析a过程为细胞呼吸，它可发生于细胞质基质(无氧呼吸全过程及有氧呼吸第一阶段)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)中，有[H]产生，b过程为光合作用，在叶绿体中进行，光反应中水在光下分解产生[H]，A正确，B错误；ADP与ATP的含量总处于动态平衡中，C错误；①②在物质上可逆，在能量上不可逆，D错误。5．[2017·山东现代中学月考]下面是ATP合成的相关过程，与此有关的说法正确的是()A．过程1是光合作用的光反应，过程2是细胞呼吸B．过程1和过程2都有[H]的生成和消耗C．ATP在生物体内的能量来源不同，去向相同D．ATP在代谢旺盛的细胞中含量很高，以保证生命活动需要答案A解析据题图分析可知，过程1是光合作用的光反应，过程2是细胞呼吸，A正确；过程1中有[H]的生成但无[H]的消耗，光反应产生的[H]只用于暗反应中三碳化合物的还原，B错误；ATP在生物体内的能量来源不同，可以来自光能，还可以来自有机物氧化分解释放的化学能，ATP中活跃的化学能可以转换为光能、机械能、电能和主动运输的渗透能等，所以去向也不同，C错误；ATP在生物体中含量很少，在代谢旺盛的细胞中ATP和ADP的转化速率非常快，以保证生命活动需要，D错误。易错警示与能源物质ATP相关的易错点提醒(1)ATP与ADP相互转化不可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。(2)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。(3)不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。(5)ATP并不是细胞内唯一的高能化合物，高能化合物在生物体内有很多种，如存在于各种生物体细胞内的UTP、GTP、CTP及动物体内的磷酸肌酸。

板块三方向·真题体验1．[2017·天津高考]将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。下图为最适温度下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值增大答案C解析加入酶C后，A浓度下降，B浓度上升，这是由于酶C降低了A生成B这一反应的活化能，使A转化为B，A正确；B物质浓度变化曲线的斜率可代表酶促反应速率，据图可知，酶促反应速率先快后慢，B正确；T2后，B增加缓慢是底物A不足导致的，C错误；图示为最适温度下A、B浓度的变化曲线，适当降低反应温度后，酶活性降低，反应速率变慢，达到原T2对应的反应程度所需时间延长，D正确。2．[2015·海南高考]关于生物体产生的酶的叙述，错误的是()A．酶的化学本质是蛋白质或RNAB．脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C．蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D．纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁答案D解析绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，A正确；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2，B正确；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类，C正确；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，纤维素酶不能降解细菌细胞壁，D错误。3．[2016·海南高考]下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是()A．含有两个高能磷酸键的ATP是DNA基本组成单位之一B．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加C．无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成D．光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成答案D解析ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A错误；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ATP生成减少，B错误；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP，C错误；光下叶肉细胞的细胞质和线粒体可以进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP，D正确。4．[2015·海南高考]ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是()A．酒精发酵过程中有ATP生成B．ATP可为物质跨膜运输提供能量C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成答案D解析酒精发酵即无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，同时释放少量能量，该过程中有ATP生成，A正确；物质跨膜运输的方式如果是主动运输，需要消耗能量，这部分能量可由ATP提供，B正确；ATP中高能磷酸键水解可释放能量，C正确；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。限时规范特训一、选择题1．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．低温能降低酶活性的原因是其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解析细胞生命活动所必需的酶，如呼吸氧化酶，会存在于分化程度不同的各类细胞中，A正确；低温抑制酶的活性，在一定范围内，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间结构一旦被破坏，其活性将无法恢复，低温没有破坏酶的空间结构，B错误；酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的，C正确；酶在化学反应中充当催化剂，也可以作为另一个反应的底物，D正确。2．关于酶的相关实验叙述，正确的是()A．验证酶的高效性时，自变量是酶的种类B．探究温度对酶活性的影响实验中，可选用过氧化氢酶为研究对象C．用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶专一性时，可用碘液进行鉴定D．在探究影响淀粉酶活性的因素时，温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量答案C解析酶的高效性是与无机催化剂相比较而言，验证酶的高效性时，自变量是酶和无机催化剂，即催化剂的种类，A错误；由于过氧化氢的分解本身受温度影响，探究温度对酶活性的影响实验不能选用过氧化氢酶为研究对象，B错误；用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶专一性时，可用碘液检测反应物是否被分解，C正确；在探究影响淀粉酶活性的因素时，实验的次数等是无关变量，D错误。3．[2017·江苏模拟]下表为不同温度条件下三种酶活性高低的相对值。相关叙述正确的是()A．a酶比b酶的最适温度高B．c酶的最适温度一定大于40℃C．温度低于20℃时，酶都因结构被破坏活性降低D．40℃时，a酶和b酶的空间结构发生改变答案D解析从表中所给数据分析，a酶和b酶的最适温度均为30℃左右，但无法比较a酶和b酶最适温度的高低，A错误；c酶的最适温度一定大于30℃，但不一定大于40℃，B错误；当温度较低时，酶的活性会降低，但是温度升高时，活性会升高，表明酶的空间结构没有被破坏，C错误；对于a酶和b酶，40℃超过了其最适温度，酶的空间结构发生改变，D正确。4．[2017·江苏盐城中学测试]如图所示为影响酶促反应的温度、pH值和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述，错误的是()A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH值B．甲曲线中，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同C．乙曲线中，D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复D．丙曲线中，G点时对应因素升高，酶的活性不能到达H点答案C解析低温酶的活性很低，但是酶并不失活，高温使酶的空间结构发生改变，酶失活，过酸和过碱都会使酶的空间结构发生改变，酶失活，从图中来看，影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH值，A正确；甲曲线表示底物浓度与反应速率关系，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同，A点的限制因素是底物浓度，B点曲线到达饱和，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度，B正确；根据试题分析，乙曲线是温度对酶活性的影响，D点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构并不被破坏，温度恢复，酶的活性即恢复，F点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度恢复酶的空间结构也不能恢复，C错误；根据试题分析，丙曲线是pH值对酶活性的影响，G点对应的因素是pH过低，酶的空间结构被破坏，pH值升高，酶的活性不能到达H点，D正确。5．[2017·河北衡水仿真]图甲表示人和植物的淀粉酶在不同pH条件下的活性，图乙表示a、b、c三种酶的活性受温度的影响的情况，下列说法正确的是()①植物和人的淀粉酶活性相同时，pH也可以相同②若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐升高③a、b酶活性相同时，温度对酶的影响相同④c酶的最适温度应等于或大于40℃A．①②B．①④C．②③D．②④答案B解析由甲图可知，植物和人的淀粉酶活性相同时，pH也可以相同，如两条曲线的交点，①正确；若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐降低，②错误；a、b酶活性相同时，温度对酶的影响不一定相同，如乙图中a和b曲线有两个交点，其中右侧交点对两种酶的影响不同，对a酶而言，促进作用强，对b酶而言，温度过高，已经有抑制作用，③错误；乙图中，温度在0～40℃范围内，随着温度的升高，c酶活性逐渐升高，所以从图乙中无法知道酶c的最适温度，c酶的最适温度应等于或大于40℃，④正确。故选B。6．[2017·河南诊断]某科研小组进行了温度对蔗糖酶活性影响的实验，实验结果如图1所示(t2为最适温度)，图2表示某温度下蔗糖酶对蔗糖的催化过程，下列叙述正确的是()A．由图1可判断，在反应温度由t3下降到t2的过程中，酶活性将上升B．由图2可判断，蔗糖酶催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖的效率较高C．图1中，若环境温度由t1变为t3，人体内蔗糖酶的活性基本不变D．图2中，适当提高温度不影响单位时间内葡萄糖和果糖的产量答案C解析t3温度下酶结构已被破坏，再降低温度，其活性也不会上升，A错误；图2只能说明蔗糖酶可以催化蔗糖水解，但是没有设计对照实验，不能证明其作用的高效性，B错误；人是恒温动物，若环境温度由t1变为t3，人的体温几乎不变，所以人体内蔗糖酶的活性基本不变，C正确；蔗糖酶的活性受温度影响，若图2处于最适温度t2条件下，所以适当提高温度会降低酶的活性，单位时间内产物量会减少，若图2处于较低温度下，适当提高温度，会促进水解，单位时间内产物量会增多，D错误。7．[2017·甘肃白银会宁四中月考]ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用，下列有关ATP的叙述，不正确的有几项()①人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加③ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质④ATP是细胞中绝大多数需要能量的生命活动的直接供能物质⑤质壁分离和复原实验过程中不消耗ATP⑥ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能A．0项B．1项C．2项D．3项答案A解析①人体成熟的红细胞可通过无氧呼吸产生ATP，蛙的红细胞、鸡的红细胞可通过有氧呼吸产生ATP，①正确；②Na＋运出细胞的方式为主动运输，细胞消耗能量，故为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加，②正确；③ATP中的“A”指腺苷，DNA和RNA中的碱基“A”指腺嘌呤，不是同一物质，③正确；④ATP是细胞中绝大多数需要能量的生命活动的直接供能物质，④正确；⑤质壁分离和复原实验过程中为水的运输，属于自由扩散，不消耗ATP，⑤正确；⑥光合作用过程合成ATP的能量来源于光能，呼吸作用过程合成ATP能量来源于化学能，ATP水解释放的能量也可以转化成光能和化学能，⑤正确。故选A。8．[2017·四川绵阳中学模拟]酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。下图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法不正确的是()A．①代表的物质是ADP，②代表的物质是腺嘌呤核糖核苷酸B．酶a～c催化的反应(底物的量相同)，产生⑤最少的是Ⅲ过程C．大肠杆菌细胞产生ATP的主要场所是线粒体D．若要探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性答案C解析ATP脱掉一个磷酸基团生成ADP，脱掉两个磷酸基团则生成AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，A正确；ATP中两个高能磷酸键依次水解，生成ADP、AMP时，释放的能量多，AMP水解时，释放的能量最少，B正确；大肠杆菌为原核细胞，没有线粒体，C错误；ATP水解产生磷酸，反应溶液为酸性，探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性，D正确。9．[2017·四川成都模拟]下列关于ATP与ADP相互转化的叙述，错误的是()A．人体细胞内ATP的含量低，但转化形成非常快B．细胞内的放能反应一般与ATP的合成相联系C．在活细胞内ATP与ADP相互转化时刻进行着D．ATP与ADP的转化在物质和能量上都是可逆的答案D解析人体细胞内ATP的含量很低，但转化形成非常迅速，A正确；细胞内的放能反应一般与ATP的合成相联系，B正确；在活细胞内ATP与ADP相互转化是时刻进行着的，C正确；ATP与ADP的转化在物质上是可逆的，但是在能量上是不可逆的，D错误。10．[2017·四川成都七中模拟]ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，下列叙述错误的是()A．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质C．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的D．UTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料答案C解析细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，A正确；ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，磷酸、核糖和碱基，B正确；CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C错误；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本单位之一，可作为基因转录的原料，D正确。二、非选择题11．[2017·江西南昌模拟]下列列出的材料供任意选用，实验用具充足。请回答有关问题。(注：答案中溶液可不写浓度)供选：(以下未说明的百分浓度均为质量分数浓度，各溶液均新配制)2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%FeCl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。(1)利用所供材料，________(填“能”或“否”)通过实验验证“酶具有高效性”。(2)要证明pH对酶活性的影响，为避免酸碱对反应物本身水解的影响，选用的反应物最好是________。(3)研究淀粉酶的专一性，选用的反应物最好是____________________，最好用“加入________(试剂)观察____________________(颜色变化)”的方法来捕获实验结果。(4)要证明温度对酶活性的影响，选用的反应物最好是________，捕获实验结果的方法是________________________________________________________________________。答案(1)能(2)过氧化氢溶液(3)淀粉溶液和蔗糖溶液斐林试剂砖红色是否出现(4)淀粉溶液加入碘液观察蓝色褪去的程度解析(1)验证酶具有高效性时，可以利用3%的过氧化氢溶液作为反应物，20%肝脏研磨液、3%Fe