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高中生物必修一酶与ATP(知识点+练习)


简单的事情用心做, 用心的事情重复做, 重复的事情坚持做

专题 4:酶与 ATP
【知识清单】
考点 1:酶的本质及作用 一、酶在细胞代谢中的作用 1、细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,是细胞生命活动的基础。 2、酶的作用:通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,可以说明酶在细胞代谢中 具有催化作用,同时证明,与无机催化剂

相比,酶具有高效性的特性。 3、酶的作用机理:1、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能 量。2、催化剂的作用:降低反应的活化能,促进化学反应的进行。3、作用机理:催化剂是 降低了反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。 二、酶的本质 1、酶本质的探索:最初科学家通过大量实验证明,酶的化学本质是蛋白质;在 20 世纪 80 年代,又发现少数 RNA 也具有催化作用。 2、酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是 RNA。 三、酶的特性 7 13 1、高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的 10 ~10 倍。 2、专一性:每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。 3、作用条件较温和:高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低 温下,酶的活性降低,但不会失活。 四、酶化学本质的实验验证 1、证明某种酶是蛋白质:实验组:待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组: 已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应。 2、证明某种酶是 RNA:实验组:待测酶液+吡罗红染液→是否出现红色。对照组:已知 RNA 溶液+吡罗红染液→出现红色。 五、酶的催化作用和高效性的验证实验分析 1、实验原理: (1) 、 。 3+ (2) 、比较 H2O2 在常温、高温、过氧化氢酶、Fe 等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧 剧烈程度,了解过氧化氢酶的作用和意义。 2、实验过程的变量及对照分析 自变量 2 号:90℃水浴加热 3 号:加入 3.5%FeCl3 溶液 2 滴 4 号:加入 20%肝脏研磨液 2 滴 因变量 H2O2 分解速度 用产生气泡的 数目多少表示 无关变量 加入 H2O2 的量;实验 室的温度;FeCl3 和肝 脏研磨液的新鲜程度 对照组 1号 试管 实验组 2、3、4 号试管

3、实验结论: (1) 、酶具有催化作用,同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。 (2) 、酶 具有高效性,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 六、酶的专一性的验证实验分析 1、实验原理: 一种酶只能催化一种或一类化学反应

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2、实验过程 (1)
序号 1 2 3 4 5 6 7 结论 项目 注入可溶性淀粉 注入蔗糖溶液 注入新鲜淀粉酶溶液 50℃温水保温 加斐林试剂 将试管下部放入 60℃热水中 观察实验结果 试管 1 2mL 无 2mL 振荡 5min 1mL 振荡 2min 有砖红色沉淀 2 无 2mL 2mL 振荡 5min 1mL 振荡 2min 无砖红色沉淀

淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解

(2)用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后,再用斐林试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀来判定 淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索酶的专一性。 【思考感悟】 酶的组成成分中可能含有哪一种糖?该糖主要存在于细胞核中, 还是细胞 质中? 核糖。主要存在于细胞质中。

练习 1:
1、下列关于酶的叙述中正确的是( ) A、酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动 B、活细胞都可以产生酶,酶可在细胞外起作用 C、酶都是在核糖体上合成的 D、所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应 2、下列关于酶本质的研究,按研究时间的先后顺序,排列正确的是( ) ①证明了脲酶是一种蛋白质; ②酒精发酵需要活细胞的参与; ③发现少数 RNA 也具有生物催 化功能; ④人们认识到酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳; ⑤用不含酵母菌的酵 母提取液进行发酵获得成功,证明生物体内的催化反应也可在体外进行。 A、④②⑤①③ B、③④⑤②① C、①⑤④②③ D、③④①②⑤ 3、果子酒放久了易产生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失,而加入其他酶则无济 于事,这说明( ) A、酶的催化作用具有专一性 B、酶的化学本质是蛋白质 C、酶的催化作用受环境影响 D、酒中的这种沉淀是氨基酸 高考真题 1.(09 重庆卷)下列有关酶的叙述,正确的是 A. 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质 C. 细胞质基质中的催化葡萄糖分析的酶 D. 细胞质中没有作用于 DNA 的解旋酶

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答案:C 解析:只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复,而在低温下酶只是活性降低;根据 酶的概念, 酶可以是蛋白质, 也可以是 RNA 质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一 阶段,即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶;细胞质中的线粒体和叶绿体中有 DNA,DNA 复制和转 录的时候 DNA 的解旋酶。此题为容易题,识记类。 2.(09 广东卷)水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质 A. 在 4℃条件下易变性 B.只含有 C、H C.也能催化淀粉合成 D.含有羧基 答案:D 解析:能在常温下分解淀粉的,是酶。酶在高温下才会变性失活,A 项不对;淀粉酶的化学 本质为蛋白质,一定含有 C、H、O、N, 所以 B 项不对;酶具有专一性特异性,能催化分解 的不能催化合成,C 项不对。 蛋白质的基本组成单位为氨基酸,氨基酸含有羧基,D 项对。 3.(09 上海卷)将刚采摘的乱玉米立即放入沸水中片刻,可保持其甜味。这是因为加热会 A. 提高淀粉酶活性 B. 改变可溶性糖分子结构 C. 防止玉米粒发芽 D. 破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶 答案:D 解析: 刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶, 这些酶可将可溶性糖转化为 淀粉使其失去甜味,经沸水高温处理使酶失活来保持甜味。

专题 2:细胞的能量通货——ATP
一、ATP 的结构和功能 1、结构:ATP 的结构简式是 A—P~P~P,一个 ATP 分子中含有一个普通磷酸键,两个高能 磷酸键,三个磷酸基。 2、功能:直接给细胞的生命活动提供能量。 二、ATP 与 ADP 的相互转化 1、ATP 水解:在有关酶的催化作用下,ATP 分子中远离腺苷的高能磷酸键很容易水解,并释 放能量。 2、ATP 形成:在有关酶的催化作用下,ADP 可以接受能量,同时与磷酸结合,重新形成 ATP。 3、ATP 形成的能量来源 (1) 、对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自于细胞呼吸,对于绿色植物来说,则 来自于光合作用和细胞呼吸。 (2) 、细胞内 ATP 与 ADP 相互转化的能量供应机制,是生物体的共性。 三、ATP 的利用 1、ATP 可用于主动运输、生物发电和发光、肌细胞收缩、大脑思考等。 2、细胞内的吸能反应一般与 ATP 的水解相联系,放能反应一般与 ATP 的形成相联系。能量 通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。 四、ATP 产生速率与 O2 供给量之间的关系 1、A 点表示在无氧条件下,细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物,产 生少量 ATP。 2、AB 段表示随 O2 供应量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解
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有机物释放的能量增多,ATP 的产生速率随之增加。 3、BC 段表示 O2 供应量超过一定范围后,ATP 的产生速率不再加快,此时的限制因素可能是 酶、ADP、磷酸等。 【思考感悟】归纳一下与能量有关的知识。 (1)主要能源物质—糖类; (2)能源物质—糖类、脂肪、蛋白质; (3)主要储能物质 —脂肪; (4)直接能源物质—ATP; (5)根本能源—光能。

练习 2:
1、 反应式“ADP+Pi+能量 ATP”是在所有生活细胞中发生的反应, 下列与反应 式中“能量”相关的叙述正确的是( ) A、向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质的合成过程所释放的能量 B、向右反应需要的能量可以来自糖类等有机物的氧化分解 C、向左反应释放的能量可以用于叶绿体中 H2O 的分解或 CO2 固定 D、向左反应释放的能量可以用于人体对所有营养万分的吸收 2、试分析一株生长旺盛的玉米幼苗与一只幼年的小花猫,它们同化作用消耗的 ATP 与 细胞呼吸产生的 ATP 分别是( ) A、前者同化作用消耗的 ATP 多,细胞呼吸产生的 ATP 少,后者相反 B、都是同化作用消耗的 ATP 多,细胞呼吸产生的 ATP 少 C、前者同化作用消耗的 ATP 少,细胞呼吸产生的 ATP 多,后者相反 D、都是同化作用消耗的 ATP 少,细胞呼吸产生的 ATP 多

练习 3:知识巩固
1.下列关于酶的叙述,不正确的是( ) A.绝大多数酶的化学本质是蛋白质 B.能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶 C.酶的催化效率高是因为其降低活化能的效果显著 D.酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 解析:脂肪酶的本质属于蛋白质,水解它的酶是蛋白酶。 答案:B 2.植物细胞中存在“ADP+Pi+能量
① ②

ATP”的反应,其中①和②表示反应条件

和过程。下列有关叙述中正确的是( ) A.夜间有 O2 存在时①主要发生在线粒体中 B.①和②互为可逆反应,由相同的酶催化 C.①发生在光合作用的光反应和暗反应过程中 D.突然停止 CO2 供应,叶绿体中 ADP 由类囊体向基质转移 解析:夜间有 O2 存在时,植物细胞会发生有氧呼吸,此时有氧呼吸的主要场所是线粒 体,所以合成 ATP 的化学反应也主要发生在线粒体中,①和②并非可逆反应,由不同的酶 催化,①发生在光合作用的光反应过程中,②发生在暗反应过程中;叶绿体中 ADP 始终由 基质向类囊体转移。 答案:A 3.下列能使 ADP 含量增加的生理过程是( ) A.硝酸根离子进入根毛细胞 B.线粒体内的[H]与 O2 结合 + C.将 NADP 还原为 NADPH D.CO2 从组织细胞进入内环境 解析:硝酸根离子进入根毛细胞属于主动运输过程,需要耗能,结果会导致 ADP 含量
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增加;线粒体内[H]和 O2 结合过程产生 ATP;NADPH 产生的同时也生产 ATP;CO2 从组织 细胞进入内环境属于自由扩散,不耗能。 答案:A 4.(2011· 上海模拟)人体在剧烈运动时,肌肉处于暂时相对缺氧状态,葡萄糖的消耗量 剧增,但产生的 ATP 没有明显增加。这是因为( ) A.机体产热增加,能量以热能的形式散失了 B.葡萄糖分解不彻底,能量没有完全释放出来 C.ATP 合成酶量减少,无法大量合成 ATP D.机体代谢加快,大量能量随汗水流失了 解析:剧烈运动时,肌肉处于暂时相对缺氧状态,细胞进行厌氧呼吸,葡萄糖分解产生 乳酸,同时释放少量的能量,ATP 产生量少,大量的能量仍储存在乳酸中。 答案:B 5.下列有关酶和 ATP 的叙述中正确的是( ) A.基因表达过程需要酶和 ATP 参与 B.酶的催化效率总是高于无机催化剂 C.温度不会影响 ATP 与 ADP 相互转化的速率 D.酶氧化分解的产物是氨基酸 解析:基因的转录和翻译过程中,需要酶催化也需要 ATP;当外界条件不适宜时,酶的 催化效率反而会低于无机催化剂;ATP 与 ADP 之间的相互转化需要酶,酶的活性受温度影 响;大多数酶的本质是蛋白质,水解的产物是氨基酸,氧化分解的产物是水、二氧化碳和尿 素等。 答案:A 6.将 1 mL 5%的新鲜唾液倒入装有 10 mL 糨糊的试管内,置于 25 ℃的温水中水浴, 下列各方法中能提高试管内反应速率的是( ) A.向试管内通气 B.适当提高实验温度 C.向试管内加入少量麦芽糖 D.向试管内加入大量的酸或碱 解析:过酸或过碱会使酶失活,而新鲜唾液淀粉酶的最适 pH 为 7 左右。通气、加入少 量麦芽糖不影响酶的活性。在一定温度范围内,随温度的升高酶的活性增强。 答案:B 7.下列有关 ATP 和蛋白质的叙述,正确的是( ) A.ATP 中的“A”与构成 DNA、RNA 中的碱基“A”是同一种物质 B.ATP 中的能量可来源于光能和化学能,不可以转化为光能和化学能 C.酶的基本单位是氨基酸 D.蛋白质的功能特性是由组成该蛋白质的氨基酸的种类、数量和蛋白质的空间结构等 决定的 解析:ATP 中的“A”是由腺嘌呤和核糖构成的,称为腺苷,DNA 和 RNA 中的“A”是腺 嘌呤。光合作用和细胞呼吸以及细胞中其他物质的分解作用,都能产生 ATP,所以光能和化 学能是 ATP 中的能量来源;ATP 可用于各种生命活动,如萤火虫的发光、合成生物大分子 时 ATP 中的能量以化学能的形式储存在大分子有机化合物中。酶的基本单位是氨基酸或核 糖核苷酸。 决定蛋白质功能特异性的因素包括组成该蛋白质的氨基酸的种类、 数量和蛋白质 的空间结构等。 答案:D 8.有人进行实验以研究化合物 P 对淀粉酶活性的影响,结果如图所示。下列分析中不 正确的是( )

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A.实验中应保持 pH 不变 B.曲线 1 作为对照实验 C.P 对该酶的活性有抑制作用 D.若反应温度升高,则 A 点上移 解析:本实验探究化合物 P 对淀粉酶活性的影响,说明自变量为化合物 P 的有无,pH 为无关变量,应保持一致;不加化合物 P 的实验为对照组;分析题中曲线图可知,曲线 1 的反应速率比曲线 2 大,说明化合物 P 对该酶的活性有抑制作用;该实验的实验温度未知, 不能得出温度升高,A 点上移的结论。 答案:D 9.(2011· 山东青岛)某学生为了验证唾液的功能,做了如下实验:取甲、乙两试管,分 别加入等量的淀粉糊 2 mL,甲试管又加入 2 mL 唾液,两试管同时放入 37 ℃的温水中保持 10 min 后取出,各加入 0.5 mL 碘液,振荡,发现只有乙试管中呈现蓝色反应。请指出此同 学的实验程序中的一处错误( ) A.乙试管应低温或室温 B.乙试管应加胃液 C.乙试管应加入与唾液等量的蒸馏水 D.应再加一支试管,内加些酸或碱 解析:为了消除无关变量的干扰,通常要增设对照组。该同学的实验操作违背了这个原 则,只给甲试管添加了 2 mL 唾液,而没给乙试管加入 2 mL 蒸馏水。 答案:C 10. 图甲表示温度对淀粉酶活性的影响, 图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后, 麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法不正确的是( )

A.T0 表示淀粉酶催化反应的最适温度 B.图甲中 Ta 和 Tb 对酶活性的影响有区别 C.图乙中温度超过 Tb 时,酶的活性已达到最小 D.图乙中 A 点对应图甲中的温度为 T0 解析:题中图甲表示酶的活性与温度的关系,图乙表示产物的积累量与温度的关系。图 乙中, 当产物的积累量达到最大值不再发生变化时, 说明反应已经停止, 酶的活性已经丧失。 答案:C 12.(密码原创)下列有关 ATP 的叙述中正确的是( ) A.ATP 水解的实质是 ATP 分子中高能磷酸键的水解 B.ATP 转化成 ADP 的过程中不需要酶的参与 C.植物细胞在夜间主要在细胞质中产生 ATP D.ATP 中的“A”与构成 DNA、RNA 中的碱基“A”表示的是同一物质 解析:细胞中 ATP 的水解是在 ATP 水解酶的作用下,ATP 分子中远离腺苷的那个高能
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磷酸键断裂,释放出能量,并产生 ADP 和磷酸。植物细胞在夜间无光照条件下,若有氧气 则细胞主要进行有氧呼吸,主要由线粒体产生 ATP;ATP 中的“A”表示腺苷,由核糖和腺嘌 呤构成,DNA 和 RNA 中的碱基“A”是指腺嘌呤。 答案:A 13.(密码改编)如图为 ATP 的结构和 ATP 与 ADP 相互转化的关系式。下列说法中不正 确的是( )

A.图 1 中的 A 代表的是腺嘌呤,b、c 为高能磷酸键 B.ATP 生成 ADP 时图 1 中的 c 键断裂并释放能量 C.ATP 与 ADP 相互转化过程中物质是可逆的,能量不可逆 D.酶 1、酶 2 具有催化作用,不受其他因素的影响 解析: ATP 是由腺苷和三个磷酸基团组成的, 腺苷由一分子的腺嘌呤和一分子的核糖组 成;酶的催化作用具有高效性、专一性及作用的条件比较温和等特点,所以其发挥作用时要 受到温度、酸碱度等其他因素的影响。 答案:D

练习 4: (有时间,多练练) 酶:
1、下列各项是关于酶的叙述,其中正确的一项是( ) ①酶是活细胞产生的 ②酶都有消化功能 ③酶的本质是蛋白质、 蛋白质都是酶 ④酶具 有专一性、高效性 ⑤酶促反应与外界条件无关 ⑥淀粉酶能促进淀粉水解 A.①②③ B.①②③④ ) C.氨基酸 ) C.脂肪酶 D.性激素 ) D.氨基酸或核苷酸 C.①②④⑥ D.①④⑥

2、活细胞内合成酶的原料是( A.脂肪酸

B.核苷酸

3、与酶的化学本质不同的物质是( A.抗体 B.胰岛素

4、在测定胃蛋白酶活性时,将溶液pH由10降到2的过程中,胃蛋白酶的活性将( A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 ) B.胃没有排空 D.体内食物残渣没有排出 D.先降后升

5、在高烧时,常常没有食欲,最根本的原因是( A.所吃食物未被消化 C.体温超过 37℃,消化酶活性受到影响

6、人的血液中碳酸酐酶的一个分子, 每分钟可催化分解 1900 万个碳酸分子, 这说明酶具有
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( ) A.专一性 B.多样性 C.高效性 D.稳定性 )

7、在其他条件不变而酶浓度增加时,下列图中能正确表示生成物量变化的是( (图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线)

ATP:
1、下列关于 ATP 的叙述中,正确 的是:( .. )

A.ATP 分子中所有化学键都储存着大量的能量,所以被称为高能磷酸化合物 B.三磷酸腺苷可简写为 A~P–P~P C.ATP 中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中 D.ATP 中大量的能量储存在高能磷酸键中 2、据测定,世界著名重量级拳王――霍利菲尔德平均每次出拳的力量高达 200 磅,试问能 引起如此之高的拳击力量的直接供能物质是:( A.人体细胞内的 ATP C. 人体细胞内的糖类 3、ADP 转变为 ATP 需要:( A.Pi、酶、腺苷和能量 C.能量、腺苷和酶 ) B.Pi、能量 D.Pi、能量和酶 ) B.物质和能量的变化均不可逆 D.物质变化不可逆,能量变化可逆 B. 饮食中的 ATP D. 人体细胞内的脂肪 )

4、关于 ATP 与 ADP 相互转化的叙述正确 的是: ( .. A.物质和能量的变化是可逆的 C.物质变化可逆,能量变化不可逆

5、ATP 是生物体内的高能化合物。 人和动物的生命活动所需要的 ATP 主要通过____________ 作用释放的能量来合成。 植物体内 ADP 转化成 ATP 所需要的能量主要来自____________作用 和___________作用。ATP 中________________水解,释放能量用于生命活动。

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