2025版高考生物一轮复习第5章细胞的能量供应和利用1酶和ATP教案新人教版必修1

PAGE11-酶和ATP考点一酶的本质与特性1.关于酶的八种说法：项目正确说法错误说法产生场所活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(绝大多数为蛋白质，少数为RNA)蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温柔高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调整、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等组成单位氨基酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体2.酶的特性：(1)高效性。②试验中的单一变量：催化剂的种类。(2)专一性。①试验设计思路：或者②试验中的单一变量：不同底物或者不同种类的酶液。【高考警示】(1)检验试剂的选择：若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测酶的催化作用宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该试验中需严格限制温度。(2)试验材料的选择：①在探究温度对酶活性的影响的试验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作试验材料，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，从而影响试验结果。②在探究pH对酶活性的影响试验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作试验材料，因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快，从而影响试验结果。【典例】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.酶应当在最适温度下长期保存以保持其最高活性C.细胞代谢能够有条不紊地进行主要由酶的高效性确定D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物【解析】选D。大部分酶是蛋白质，能和双缩脲试剂反应呈紫色，少数酶是RNA，不能和双缩脲试剂反应，A错误；酶应当保存在低温下，B错误；细胞代谢能够有条不紊地进行主要由酶的专一性确定，C错误；酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物，D正确。(1)唾液淀粉酶最适温度为37℃，若将唾液淀粉酶置于从100℃渐渐降低到37℃的环境中，酶的活性不变(填“上升”“不变”或“下降”)；若pH从7降低到2，酶的活性下降(填“上升”“不变”或“下降”)。(2)若将胃蛋白酶和唾液淀粉酶混合置于pH=7的试管中，然后再加淀粉一段时间后，试管中含有的成分有哪些？提示：胃蛋白酶在pH=7的环境中失去活性，因此胃蛋白酶不能催化淀粉酶水解，唾液淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖，因此试管中含有的物质是胃蛋白酶、唾液淀粉酶、麦芽糖。(2024·沈阳模拟)下列关于酶的叙述，正确的是 ()A.老年斑的形成与酪氨酸酶的活性降低有关B.胰腺细胞以胞吐的方式排出胰蛋白酶，依靠于细胞膜的流淌性C.溶菌酶是溶酶体内的水解酶，其作用是溶解细菌的细胞壁D.人在寒冷环境下，体内与呼吸作用相关的酶活性会降低【解析】选B。出现“老年斑”是由于色素沉积导致的；酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成削减，是老年人头发变白的缘由，A错误；胰腺细胞以胞吐的方式排出胰蛋白酶，依靠于细胞膜的流淌性，B正确；溶酶体中的各种水解酶能够分解许多种物质，如苍老、损伤的细胞器，溶菌酶可以溶解病原菌的细胞壁，水解酶不是溶菌酶，C错误；人为恒温动物，体温维持相对恒定，故寒冷的冬季，体内酶的活性不会随环境温度的下降而降低，D错误。【加固训练】1.下列关于酶的叙述正确的是 ()A.酶适于低温下保存，因为低温时虽然酶的活性很低，但酶的空间结构稳定B.Fe3+和酶促使过氧化氢分解，是因为它们降低了化学反应的活化能，同时给过氧化氢供应能量C.酶是由内分泌腺细胞合成的、具有催化作用的有机物D.酶与激素一样运用后马上被灭活，所以活细胞中须要源源不断地合成酶【解析】选A。低温下酶的活性被抑制，而空间结构稳定，不会变性失活，因此酶适于低温下保存，A项正确；Fe3+和酶均促使过氧化氢分解，是因为它们均能降低化学反应的活化能，但不能给过氧化氢的分解供应能量，B项错误；酶是由活细胞产生的、具有催化作用的有机物，C项错误；酶在化学反应后不被灭活，不需源源不断地合成，D项错误。2.(2024·太原模拟)下列关于探究酶活性试验的设计思路，最相宜的是()A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响C.利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究温度对酶活性的影响D.利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究pH对酶活性的影响【解析】选B。温度影响过氧化氢的分解，从而对过氧化氢酶活性测定造成干扰，A项错误；利用过氧化氢和过氧化氢酶可探究pH对酶活性的影响，B项正确；斐林试剂运用时须要水浴加热，会对试验结果造成干扰，C项错误；斐林试剂是碱性，变更试验条件对试验结果产生干扰，D项错误。考点二与酶有关的曲线和图形分析1.酶高效性的曲线：(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，说明酶具有高效性。(2)酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变更学反应的平衡点。2.酶专一性的曲线：(1)加入某种酶，底物A剩余量不变，而底物B剩余量削减。(2)某种酶不能催化底物A水解，可以催化底物B水解，说明酶具有专一性。3.酶专一性的图形：(1)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。(2)酶和被催化的物质都有特定的空间结构。4.影响酶促反应速率的因素：(1)温度和pH：①在肯定温度(pH)范围内，随温度(pH)的上升，酶的催化作用增加，超过这一范围，酶的催化作用渐渐减弱甚至会丢失。②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，酶空间结构未被破坏，温度上升可复原活性。③从丙图可以看出：反应溶液pH的变更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速率的影响：①甲图：在其他条件相宜、酶量肯定的状况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到肯定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。②乙图：在底物足够、其他条件相宜的状况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。【典例】(2024·全国卷Ⅱ)为了探讨温度对某种酶活性的影响，设置三个试验组：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，假如A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会_______。

(3)假如在时间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_________，缘由是_______________________。

(4)生物体内酶的化学本质是_____________，其特性有_____________(答出两点即可)。

【解题指南】(1)关键信息：产物浓度与酶活性有关，酶活性受温度影响，最适温度时酶活性最高。(2)解题关键：温度上升或底物增加都会影响酶促反应速率。【解析】本题主要考查酶的本质与特性、温度与底物对酶活性的影响。(1)由曲线分析知，B组的产物浓度达到饱和点的速度比A组快，C组由于温度过高，导致酶失活，所以酶活性最高的是B组。(2)A组为20℃，低温抑制酶的活性，适当上升温度，酶的活性会增加，表现为催化反应的速度加快。(3)分析C组曲线可知，t2之前产物的浓度不再增加，说明反应已经停止，酶失去了催化作用，此时再增加底物的量，因为酶已失活，产物的总量也不再增加。(4)酶是由活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，主要是蛋白质，还有少量的RNA。酶具有高效性、专一性和反应条件的温柔性等特性。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(答出两点即可)(1)据图中信息分析：40℃不肯定(填“肯定”或“不肯定”)是该酶的最适温度，理由是温差过大，缺乏接近40℃条件下的产物浓度数据。

(2)影响酶促反应速率的因素有温度、pH、底物浓度、酶浓度。“四看法”分析酶促反应曲线(2024·天津高考)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变更曲线。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领先快后慢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【解析】选C。题图中加入酶C后，A浓度下降，B浓度上升，推想A经过反应生成了B，酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A项正确；该体系中在T1T2段曲线变更幅度较大，T2以后曲线趋于平缓，反映出酶促反应速领先快后慢，B项正确；T2后B增加缓慢是作为反应物的A过少造成的，酶的活性变更不明显，C项错误；图示为最适温度下A、B浓度的变更曲线，适当降低反应温度，反应速率减慢，T2值增大，D项正确。【加固训练】1.为使反应物A反应生成产物P，实行了有酶催化(最适温度和pH)和有无机催化剂催化两种催化方法，其能量变更过程用如图甲中两条曲线表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析中不合理的是 ()甲A.距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的缘由B.适当上升温度，有酶催化时的Ⅱ曲线对应的距离a将减小C.图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表果糖和葡萄糖D.图乙所示过程可以说明酶具有专一性【解析】选B。题图甲中Ⅰ曲线表示有无机催化剂催化的反应的能量变更过程，Ⅱ曲线表示有酶催化的反应的能量变更过程，所以距离b代表酶降低的反应活化能比无机催化剂降低的反应活化能多的部分，所以可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的缘由，A正确；题干说明是在最适温度和pH条件下，适当上升温度，酶的活性降低，有酶催化时的Ⅱ曲线中对应的距离a将增大，B错误；图乙是酶的专一性模型，②可代表蔗糖，在蔗糖酶催化作用下，可得到果糖和葡萄糖，用③④代表，C、D正确。2.(2024·淄博模拟)通过试验探讨温度对a、b、c三种酶活性的影响，结果如图所示。下列说法正确的是 ()A.c酶的最适温度为36℃左右B.当温度为任一固定值时，酶的用量都会影响试验结果C.该试验中有两个自变量，因变量只有一个D.若溶液的pH上升，则曲线b的顶点上移【解析】选C。图中c酶随着温度的上升活性增加，c酶活性未出现最高点，A项错误；当温度过高时，酶变性失活后酶的用量不再接着影响试验结果，B项错误；该试验的自变量是温度和酶的种类，因变量是酶活性，C项正确；此题中，溶液的pH上升，酶的活性变更未知，D项错误。考点三ATP与ADP的相互转化及ATP的产生量1.ATP与ADP的相互转化过程比较：ATP水解ATP合成反应式ATPADP+Pi+能量能量+Pi+ADPATP酶ATP水解酶ATP合成酶场所活细胞内细胞质基质、线粒体、叶绿体能量来源高能磷酸键水解光能，有机物中的化学能能量去向用于各项生命活动储存于ATP中2.ATP的产生量与O2供应量的关系分析：【高考警示】ATP功能与转化的三点提示(1)ATP水说明放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能，可干脆用于各项生命活动(光反应阶段合成的ATP只用于暗反应)；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分说明放的化学能或光合作用中汲取的光能。(2)ATP在细胞内含量很低，它与ADP转化总处于“动态平衡”中，不行认为ATP合成量大于分解量或ATP分解量大于合成量(如猛烈运动时ATP分解量增加，此时其合成量也增加)。(3)细胞放能反应中可将ADP与Pi合成ATP，吸能反应中可将ATP水解为ADP与Pi。【典例】(2024·天津高考)下列过程需ATP水解供应能量的是 ()A.唾液淀粉酶水解淀粉B.生长素的极性运输C.光反应阶段中水在光下分解D.乳酸菌无氧呼吸的其次阶段【解析】选B。淀粉在唾液淀粉酶作用下水解不消耗ATP，A项不符合题意。生长素的极性运输属于主动运输，消耗ATP，B项符合题意。水的光解不消耗ATP，C项不符合题意。乳酸菌无氧呼吸其次阶段既不合成也不消耗ATP，D项不符合题意。(1)加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成增加(填“增加”或“削减”)，ATP生成削减(填“增加”或“削减”)。(2)含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本单位之一，对吗？提示：不对。DNA的基本单位是脱氧核苷酸，只含有一个磷酸基团、一个脱氧核糖和一个含氮碱基。(2024·日照模拟)下列关于生物体中ATP的叙述，正确的是 ()A.温度变更会影响ATP与ADP相互转化的速率B.在淀粉水解成葡萄糖时肯定有ADP生成C.葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞时会使细胞内ADP的含量大大增加D.一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成噬菌体遗传物质的单体【解析】选A。温度变更会影响酶的活性从而影响ATP与ADP相互转化的速率，A正确；在淀粉水解成葡萄糖时不须要ATP水解供能，不会有ADP生成，B错误；葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式是主动运输，须要ATP水解供应能量，则ADP含量增加，但ATP与ADP可以快速转化，二者的含量会保持动态平衡，故细胞内ADP的含量不会大大增加，C错误；一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成腺嘌呤核糖核苷酸，而噬菌体的遗传物质是DNA，其单体为脱氧核苷酸，D错误。【加固训练】1.如图为细胞内ATP与ADP相互转化的示意图，下列相关叙述不正确的是()A.过程①所需能量来自有机物分解时释放的能量或叶绿体利用光能时转换的能量B