2023届高考生物二轮复习细胞内的酶和ATP学案（不定项）

这是一份2023届高考生物二轮复习细胞内的酶和ATP学案（不定项），共16页。
聚焦新课标：2.2.1说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响；2.2.2解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
基础自查 明晰考位
纵 引 横 连————建网络
提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
答案填空：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
⑭
⑮
边 角 扫 描————全面清
提醒：判断正误并找到课本原话
1．加热能促进过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。(必修1 P78正文)( )
2．与无机催化剂相比，酶能为反应物提供能量。(必修1 P78正文)( )
3．1716年《康熙字典》收录了酶字，并将“酶”解释为“酒母也”。“酒母”就是现在所说的酒精。(必修1 P79“思考讨论”)( )
4．能够促进唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶。(必修1 P82探究实践)( )
5．过酸、过碱或温度过高、过低，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(必修1 P84正文)( )
6．ATP的末端酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势。(必修1 P86正文)( )
7．ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中不常见。(必修1 P88正文)( )
8．细胞中所有需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量。(必修1 P88正文)( )
9．吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。(必修1 P89正文)( )
考点梳理 整合突破
整合考点4 “周而复始”的酶和ATP
考点整合 固考基
1.辨析酶的概念关系图
2．把握与酶有关的三类曲线
(1)酶的作用原理曲线：
①由图可知，酶的作用原理是_______________________________。
②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向________移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。
(2)酶特性的相关曲线
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有________。
②图2中两曲线比较，表明酶具有________。
(3)影响酶促反应速率因素的相关曲线
①分析图1和图2：温度或pH通过影响____________来影响酶促反应的速率。
②分析图3：OP段的限制因素是________，P点以后的限制因素则是________。
3．关注酶的特性及相关探究实验
特别提醒
检测试剂的选择
(1)若物质反应前后均能与试剂发生反应，例如麦芽糖和水解后形成的葡萄糖均能与斐林试剂反应，再如蛋白质和水解后形成的多肽均能与双缩脲试剂反应，则此类试剂不能选用。
(2)若物质反应前后均不能与试剂反应，例如蔗糖和水解后形成的单糖均不能与碘液反应，此类试剂也不能选用。
4.记牢ATP的结构与能量转化
5．记清细胞内产生与消耗ATP的六种结构
6.辨析“四种”化合物结构中的“A”
ATP的结构及与核苷酸的关系
(1)ATP：“A”为________________________。
(2)DNA：“A”为__________________。
(3)RNA：“A”为__________________。
(4)核苷酸：“A”为________________。
特别提醒
(1)ATP≠能量。
(2)生命活动需要消耗大量能量，但细胞ATP含量很少。其供应取决于ATP与ADP之间快速转化。
(3)ATP合成时可产生水，ATP水解时需消耗水。
(4)ATP并非“唯一”的直接能源物质，直接能源物质除ATP外，还有GTP、CTP、UTP等。

类研真题 明考向
类型1 等级考真题体验寻趋势
1．[2022·浙江6月]下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是( )
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
2．[2022·湖南卷]洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
3．[2022·广东卷]某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是( )
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
4．[2022·浙江1月]下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是( )
A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键
C．在水解酶的作用下不断地合成和水解
D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
类型2 全国卷真题体验寻共性
5．[2022·全国乙卷]某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。
根据实验结果可以得出的结论是 ( )
A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性
D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性
长句专练 强素养
1.事实概述类
(1)(必修1 P85“科学·技术·社会”)溶菌酶有怎样的作用？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(必修1 P89正文小字)在萤火虫发光的过程中发生了怎样的能量转化？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．(原因分析类)测定蛋白酶活性时不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．(依据判断类)在0 ℃和80 ℃条件下，淀粉酶的活性都极低甚至接近于0，其原理________ (填“相同”或“不同”)，判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．(科学探究类)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，催化剂能促使过氧化氢分解，我们可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。若要利用适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果。
①实验思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②预期的实验结果：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③结论：酶具有催化作用和高效性。
题组集训 提考能
题组预测一 酶与ATP的基础知识综合考查
1．[2022·辽宁省铁岭市高三二次考试]下列有关细胞中酶和ATP的叙述，错误的是( )
A.动物小肠中蛋白质的消化需要酶和ATP的参与
B.酶和ATP的合成均能在线粒体和叶绿体中进行
C．所有的酶并不都是在细胞内的核糖体上合成的
D．ATP中的所有“特殊的化学键”断裂可得到核糖核苷酸
2．[2022·山东省高三第一次适应性大联考]我国科学家从结构上揭示了核糖核酸酶P(RNase P)加工tRNA前体(pre－tRNA)的机制(如图所示)。RNase P作为一种通用核酶，是具有酶活性的核糖核蛋白复合体，它能加工tRNA前体的5′端。下列相关分析正确的是( )
A．RNase P是一种通用核酶，无专一性
B．高温条件下，RNaseP因肽键断裂而失活
C．RNase P加工S时的作用部位应是氢键
D．E和S结合发生异构化后的E发挥催化作用
题组预测二 基于核心素养的科学探究和科学
思维的考查
3．[2022·湖南长郡中学模拟]脲酶是一种能使尿素分解成NH3和CO2的蛋白酶。如图表示pH对两种脲酶的相对酶活性的影响。下列叙述错误的是( )
A．相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量来测定
B．该实验中有两个自变量，一个因变量
C．在植物刀豆脲酶和海洋细菌脲酶的最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高
D．若将pH从13下降到8，推测海洋细菌脲酶的活性先下降后升高
4.
[2022·辽宁省名校联盟高三联考]如图中甲曲线表示在适宜条件下，某酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。乙、丙两条曲线表示其他条件适宜时该酶促反应速率随pH或温度的变化。下列相关分析正确的是( )
A．在B点适当增加酶的浓度，反应速率将增大
B．H点对应的影响酶促反应相关因素的值是该酶催化作用的最适温度
C．在C点，向反应系统中加入某试剂提高pH，酶促反应速率将加快
D．H、E两点对应的环境条件有利于酶的保存
思维建模
“四看法”破解酶促反应曲线问题
题组预测三 基于学科核心素养的长句应答
类专训
5．[2022·湖北省重点高中智学联盟高三10月联考]洗洁精中通常以添加表面活性剂来达到去污的目的，随着生物技术的发展，在洗洁精中添加酶制剂可使表面活性剂的用量显著下降，得到良好的经济效益。淀粉酶是洗洁精中常用酶，可有效去除米糊、勾芡的淀粉汁等污渍。为了确定洗洁精中表面活性剂对液体淀粉酶稳定性的影响，科学家进行了相关研究。
步骤一：选取洗洁精中四种常用表面活性剂LAS、AOS、AES、AE09注入4只试管，分别加入等量淀粉酶和底液配制成溶液，并使得混合液中表面活性剂质量分数为20%、淀粉酶质量分数为0.3%，将4份溶液分别编号为样品1～样品4。
步骤二：将样品置于恒温箱37 ℃下密封存放28天后，取出进行去污能力测定。测定方法如下：将底物检测板分别浸泡在上述样品中30 min，取出晾干后用分光色度仪测定底物检测板的色度，计算出浸泡前后的色差值ΔE，结果如下表：
请回答下列问题：
(1)底物检测板的主要成分为________，选择该物质制作检测板的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)结果表明，37 ℃存储28天后，四种样品的淀粉污渍去除能力从大到小依次为________________________；据此推断，洗洁精中对淀粉酶稳定性影响最小的表面活性剂是________________，判断依据是________________________________________________________________________。
(3)样品配制后需放置很长的时间，而不是立即测定去污能力，从实验目的的角度分析，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请完成：整合训练(三)
第1讲 细胞内的酶和ATP
纵引横连——建网络
①活细胞 ②蛋白质或RNA ③氨基酸或核糖核苷酸 ④核糖体或细胞核 ⑤催化作用 ⑥降低化学反应的活化能 ⑦专一性 ⑧验证专一性 ⑨C、H、O、N、P ⑩A—P～P～P ⑪发生耗能反应的部位 ⑫各项生命活动的直接能源物质 ⑬细胞呼吸 ⑭光合作用 ⑮叶绿体
边角扫描——全面清
1．√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.× 9.√
整合考点4
考点整合 固考基
1．氨基酸 核糖体 核糖核苷酸 细胞核 活细胞 活化能 专一性
2．(1)①降低化学反应的活化能 ②上 (2)①高效性 ②专一性 (3)①酶的活性 ②底物浓度 酶浓度
3．唾液淀粉酶 不同温度条件下
4．①C、H、O、N、P ②A—P～P～P ③电能 ④稳定的化学能 ⑤化学能
5．①主动运输 ②胞吐 ③第一 ④光反应 ⑤暗反应 ⑥第二、三阶段 ⑦蛋白质的合成 ⑧DNA复制、转录等
6．(1)腺苷 (2)腺嘌呤脱氧核苷酸 (3)腺嘌呤核糖核苷酸 (4)腺嘌呤
类研真题 明考向
1．解析：低温不会使酶失活，只是抑制酶的活性，A错误；稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性，B正确；酶的活性在最适pH下最大，不是随pH升高而不断升高，C错误；在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，蛋白酶会催化淀粉酶水解，使酶失活，D错误。
答案：B
2．解析：由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；酶具有高效性，碱性蛋白酶能使蛋白质水解成多肽和氨基酸，具有很强的分解蛋白质的能力，可有效地清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍，添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染，D正确。
答案：B
3．解析：分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
答案：C
4．解析：ATP中的五碳糖是核糖，A错误；腺苷和磷酸基团之间的化学键是普通的磷酸键，磷酸基团之间的化学键是高能磷酸键，B错误；ATP合成时不需要水解酶，C错误；ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带，D正确。
答案：D
5．解析：实验①结果表明在低浓度Mg2＋条件下，酶P具有催化活性，A错误；实验③⑤的结果表明，不论在低浓度Mg2＋还是在高浓度Mg2＋条件下，蛋白质组分都无催化活性，B错误；实验④⑤的结果表明，在高浓度Mg2＋条件下，酶P中的RNA组分具有催化活性，而蛋白质组分没有催化活性，C正确，D错误。
答案：C
长句专练 强素养
1．答案：(1)溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效
(2)荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光
2．答案：蛋白酶也是蛋白质，可以与双缩脲试剂发生显色反应
3．答案：不同 在0 ℃条件下，淀粉酶的活性极低是因为低温抑制酶的活性，其空间结构并没有发生变化；在80 ℃条件下，淀粉酶的空间结构被破坏，导致淀粉酶的活性极低
4．答案：①取3支试管，分别加入H2O2溶液和过氧化氢酶溶液、H2O2和FeCl3溶液、H2O2和蒸馏水(或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液)。观察各试管中释放气泡(O2)的快慢 ②O2的释放速度从快到慢依次是加过氧化氢酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管
题组集训 提考能
1．解析：动物小肠中蛋白质的消化需要酶，但不需要ATP的参与，A错误；线粒体和叶绿体中都能合成蛋白质， 酶大多数为蛋白质，少数是RNA，线粒体和叶绿体中也可以合成酶，B正确；酶大多数为蛋白质，少数是RNA，所有的酶并不都是在细胞内的核糖体上合成的，RNA类的酶主要在细胞核内合成，C正确；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，当所有“特殊的化学键”断裂，得到的是腺嘌呤核糖核苷酸，D正确。
答案：A
2．解析：酶都具有专一性，A错误；高温条件下，RNase P因空间结构破坏而失活，但肽键没有断裂，B错误；RNaseP剪切、加工S(pre－tRNA)时的作用部位是磷酸二酯键，C错误；由图可知，E(RNase P)与S(pre－tRNA)结合发生异构化后的E发挥催化作用，完成对tRNA前体的5′端的加工，D正确。
答案：D
3．解析：相对酶活性可通过检测单位时间内反应物的消耗量或生成物的生成量，以测定反应速率代表其相对活性，A正确；该实验中的自变量为pH和脲酶种类，因变量为脲酶的相对酶活性，B正确；在最适pH条件下，两种酶的相对酶活性均最高，C正确；pH为13时，海洋细菌脲酶已经失活，若将pH从13下降到8，其酶活性不变，D错误。
答案：D
4．解析：甲曲线是在最适温度下测定的，B点限制反应速率的最可能是酶浓度，故B点适当增加酶的浓度，反应速率会增大，A正确；低温时，酶活性低，反应速率不为0，而pH低时，酶完全失活，反应速率为0，因此乙曲线代表温度对酶促反应的影响，丙曲线代表pH对酶促反应的影响，因此图中E点代表该酶的最适温度，H点代表该酶的最适pH，B错误；甲曲线表示在适宜条件下测定的，在C点，向反应系统中加入某试剂提高pH，酶的活性会降低或丧失，酶促反应也不会加快，C错误；酶的保存应该在最适pH、低温下保存，由B选项分析可知，E点代表该酶的最适温度，H点代表该酶的最适pH，因此图中H(最适pH)、D(低温)两点对应的环境条件有利于酶的保存，D错误。
答案：A
5．解析：分析题意可知，本实验目的为确定洗洁精中表面活性剂对液体淀粉酶稳定性的影响，则实验的自变量为表面活性剂的不同，因变量为液体淀粉酶的稳定性，可通过去污效果进行分析比较。据此分析作答。
(1)结合题意可知，本实验目的是探究洗洁精中表面活性剂对液体淀粉酶稳定性的影响，故应通过淀粉酶的催化效果进行分析并得出结论，而酶具有专一性，淀粉酶能催化淀粉水解，故底物检测板的主要成分为淀粉。(2)据题干信息可知，ΔE为浸泡前后的色差值，故该数值越大，证明淀粉酶的去污能力越强，则四种样品的淀粉污渍去除能力从大到小依次为样品4＞样品2＞样品3＞样品1；即样品4的去污能力最强，其中的表面活性剂AE09对淀粉酶稳定性影响最小。(3)因为淀粉酶催化淀粉水解的酶促反应需要一定的反应时间，故为减小实验误差，增强实验结论的可信度，样品配制后需放置很长的时间，而不是立即测定去污能力。
答案：(1)淀粉 酶具有专一性 (2)样品4＞样品2＞样品3＞样品1 AE09 样品4的去污能力最强 (3)酶促反应需要一定的反应时间
转化场所
常见的生理过程
细胞膜
消耗ATP：①________、胞吞、②________
细胞质基质
产生ATP：细胞呼吸③________阶段
叶绿体
产生ATP：④________
消耗ATP：⑤________和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
线粒体
产生ATP：有氧呼吸⑥________
消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
核糖体
消耗ATP：⑦__________
细胞核
消耗ATP：⑧__________
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
＋
90
38
②
9
＋
70
88
③
9
－
70
0
④
7
＋
70
58
⑤
5
＋
40
30
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
＋
＋
＋
＋
＋
RNA组分
＋
＋
－
＋
－
蛋白质组分
＋
－
＋
－
＋
低浓度Mg2＋
＋
＋
＋
－
－
高浓度Mg2＋
－
－
－
＋
＋
产物
＋
－
－
＋
－
样品1
样品2
样品3
样品4
浸泡前后色差ΔE
1.65
6.28
3.26
8.74