1、专题三酶和ATP考向预测1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷高考中考查的重点是酶的本质与特性，ATP的结构与功能。2在题型方面，以选择题为主；在命题形式方面，常借助具体背景，与光合作用和呼吸作用综合考查。对酶的考查也有非选择题，有关酶的实验设计和分析是难度大的试题。 32018年的考纲无变化，备考时ATP的内容要结合代谢过程进行综合复习；酶的内容要理解酶的作用和特点，更重要的是要突破有关酶实验的复习。1.知识框架知识与技巧的梳理考点一 酶及其相关曲线分析1. 酶的影响因素及相关曲线分析(1)温度和pH温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。温度和pH对酶的影响机理：低温时，酶分子活
2、性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性会升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶永久失活。(2)底物浓度和酶浓度图3中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的主要限制因素是酶浓度。图4对反应底物的要求是底物足量。2. 常考必记的7类酶(1)DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间缩合形成磷酸二酯键，用于DNA复制。(2)RNA聚合酶用于转录时解旋及核糖核苷酸间的连接。(3)（4）DNA解旋酶用于DNA复制时双链间氢键打开（5）(6)各种消化酶可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。(7)细胞工程工具酶：纤维素酶和果胶酶(除去细胞壁)、胰蛋白酶(动物细胞培养)。例1
3、. 图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pHb时H2O2分解产生的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()ApHa时，e点下降，d点左移BpHc时，e点为0C温度降低时，e点不移动，d点右移DH2O2量增加时，e点不移动，d点左移【解析】pH由ba时，酶的活性降低，酶促反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，所以d点右移，c点不移动，A错误；pHc时，pH过高破坏酶的空间结构使酶失活不能催化H2O2水解，但H2O2在常温下也能分解，所以e点不移动，B错误；图乙是在最适温度下，pHb时H2O2分解产生的O2量随时间的变化情况，若温
4、度降低，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，到达化学反应平衡所需的时间延长，所以d点右移，e点不移动，C正确；H2O2量增加时，达到化学反应平衡所需时间延长，且化学反应的平衡点升高，即e点上移，d点右移，D错误。【答案】C酶促反应曲线的“四看法”技巧方法(1)一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。(2)二看曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。(3)三看特殊点：即曲线的起点、终
5、点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。(4)四看不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。考点二 有关酶的系列实验3. 试剂检测法鉴定酶的本质(1)设计思路绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。因此，根据双缩脲试剂与蛋白质反应产生紫色、RNA与吡罗红染液反应显红色的原理设计鉴定方案。(2)设计方案4对比验证法验证酶的高效性和专一性(1)验证酶的专一性设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。设计方案示例：结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，所以酶具有专一性。(2)验证酶的高效性设计思路：将用酶催化的反应与用无机催化剂催化的反应进行对照
6、，即酶的催化效率比无机催化剂高。设计方案示例：5梯度探究法探究酶的最适温度和pH（1）实验思路 (2)操作步骤：例2. 受损伤的马铃薯细胞内酚氧化酶(PPO)和底物(酚类物质)直接接触，引起马铃薯的褐变，为探究温度对PPO活性的影响，实验小组进行如下实验：(1)PPO粗提液的提取低温下将新鲜马铃薯用蒸馏水洗净、去皮，取20g样品放入含50mL磷酸缓冲液(pH为5.5)的研钵中，同时加入少量石英砂，研磨、离心，上清液即为PPO的粗提液，加缓冲液研磨的目的是 _。(2)不同温度下PPO活性的测定(注：反应底物充足；实验结果中“”越多褐色越深)实验步骤顺序有不妥之处，请改正_。实验结果表明：15和3
7、0温度条件，PPO具有相同的活性，从酶的特性分析其原因是 。为进一步探究PPO最适温度，应在_范围内设置温度梯度。【解析】(1)酶容易变性失活，所以加缓冲液是为了维持pH，保持PPO的活性。(2)酶具有高效性所以“反应”的步骤应改到“温度预处理”之后。15和30温度条件，PPO具有相同的活性，从酶的特性分析其原因是在酶的最适温度前后可以有相同的催化效率。由表可知在15和30时酶活性较高且活性相同，所以为进一步探究PPO最适温度，应在1530范围内设置更小的温度梯度。【答案】（1）维持pH，保持PPO的活性 （2）“反应”步骤改在“温度预处理”之后 在酶的最适温度前后，可以有相同的催化效率 15
8、30 酶的验证、探究或评价性实验解题策略技巧方法第一步，分析实验目的，确定自变量与因变量，如酶的种类或影响酶的因素(检测指标)。第二步，明确实验原理(新情境题的题干中会有提示，要注意提炼)。第三步，准确书写实验步骤，注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤。第四步，如果是选择题，要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析，然后作出判断；如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析，以确定所填答案。考点三 ATP的合成、利用与能量代谢6. ATP与ADP的相互转化图解7.ATP产生量与O2供给量、呼吸强度的关系(1)甲图表示ATP产生量与O
9、2供给量的关系。A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加。BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。(2)乙图表示ATP产生量与呼吸强度的关系。例3. 下列关于ATP的叙述，正确的是()A叶绿体中合成ATP可以用于各项生命活动BATP合成酶通过为ADP提供能量来催化ATP合成C细胞中的能量通过ATP在吸能和放能反应之间的循环实现流通D剧烈运动时，骨骼肌细胞内ATP的水解速率显著大于合成速率【解析】叶绿体中
10、合成的ATP只能用于叶绿体中的生命活动，A错误；酶不能为反应物提供能量，只能降低化学反应的活化能，B错误；细胞内的吸能反应和ATP分解相联系，放能反应和ATP合成相联系，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，ATP是细胞里流通的能量“通货”，C正确；剧烈运动时，骨骼肌细胞内ATP的合成速率和水解速率仍处于动态平衡，D错误。【答案】C有关ATP的结构与功能试题的解题策略策略技巧方法解答ATP结构与功能相关的试题要注意6点：(1)ATP、磷脂及核酸的组成元素相同，ATP中含有的五碳糖为核糖；(2)一个ATP中含有两个高能磷酸键，ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键容易形成和水解；(3)吸能反
11、应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP，人在运动状态下ATP和ADP的相互转化速率大于安静状态下的转化速率；(4)物质出入细胞时，被动运输不消耗ATP，主动运输、胞吞和胞吐消耗ATP；(5)生命活动所需要的ATP主要来自有氧呼吸；(6)无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量储存在不彻底的氧化产物(乳酸或酒精)中，没有释放出来。（45分钟）限时训练经典常规题1(2016北京卷)葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程（ ）A. 在无氧条件下不能进行 B. 只能在线粒体中进行C. 不需要能量的输入 D. 需要酶的催化【解题思路】酵母菌无氧呼吸产生酒精，在无氧呼吸的第一阶段生成A
12、TP，由此推知葡萄酒酿制期间，酵母菌细胞内由ADP转化为ATP的过程是在无氧条件下进行的，A错误；无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行， ADP+Pi+能量ATP， B、C错误，D正确。【答案】D2(2016海南卷)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的基本组成单位之一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【解题思路】ATP中含有核糖，DNA中含有脱氧核糖，A错误；呼吸抑制剂能抑制呼吸作用，会使ADP生成增加，A
13、TP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基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。【答案】D3(2017江苏卷)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。由图中实验结果能直接得出的结论是（ ）A碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强B不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力C碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同D加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力【解题思路】由于存在多个变量，无法进行对比，不能说明碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强，A错误；由于污布类型不同，不能说明不同类型洗衣
14、粉影响碱性纤维素酶的去污力，B错误；通过实验数据可知，在洗衣粉类型和酶用量都相同的条件下，污布类型2的去污力大概为45，污布类型3的去污力大概为80。说明碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同， C正确；该实验没有针对同一类型的洗衣粉加大酶用量的探究，则不能判断加大酶用量是否提高洗衣粉的去污力，D错误。【答案】C4(2017天津卷)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CT2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【解题思路】T1时加入酶C，A物质减少
15、，B物质增加，可推测酶C催化A物质生成B物质，酶通过降低化学反应的活化能加快反应速率，A正确；由曲线可知，T1T2间，酶促反应速率加快，超过T2后，酶促反应速率减慢，B正确；T2后B增加缓慢是底物A含量过少所致，C错误；曲线是在最适温度下绘制的，若降低反应温度，则反应速率减慢，T2值增大，D正确。【答案】C5(2016江苏卷)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是（ ）管号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222-222-2
16、-322-2-422-2A.1号管为对照组，其余不都是实验组B.2号管为对照组，其余都为实验组C.若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若4号管不显橙红色，可明白菜梗中无氧化物酶【解题思路】该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，自变量是白菜梗的有无，则1号和2号是对照组，3号和4号是实验组，A正确，B错误；3号与1、2号对照，3号管显橙红色，1、2号不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C错误；若4号管不显橙红色，与3号对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D错误。【答案】A高频易错题 6（2018山西校级联考）ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的
17、叙述，错误的是()A. 酒精发酵过程中有ATP生成B. 呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上C. ATP中高能磷酸键水解可释放能量D. ATP可为物质跨膜运输提供能量【解题思路】酒精发酵第一阶段有ATP生成，A正确；呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在细胞质基质、线粒体基质和内膜上，B错误；ATP中高能磷酸键水解可释放能量，C正确；ATP可为物质跨膜运输提供能量，D正确。【答案】B7(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的结构及ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是 ()A图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B图2中反应向右进
18、行时，图1中的c键断裂并释放能量CATP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【解题思路】图1中A表示腺嘌呤，b、c表示高能磷酸键，A错误；ATP水解产生ADP时远离腺苷的高能磷酸键断裂，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。【答案】A8(2018届山西45校联考)由于酶的催化作用，细胞代谢能够在温和条件下快速进行。下列叙述不正确的是（ ）A. 同一种酶可存在于分化程度不同的细胞中B. 酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸C. 酶具有高效性的原因是能够降低反应的活化能D. 酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反
19、应的底物【解题思路】同一种酶（如呼吸酶、ATP合成酶）可存在于分化程度不同的细胞中，A正确；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，因此酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，B正确；酶具有高效性的原因是同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高，C错误；如呼吸酶可以催化与细胞呼吸相关的化学反应，呼吸酶又可以被蛋白酶催化水解，因此酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物，D正确。【答案】C9(2018届安徽十校联盟)下列关于酶和ATP的说法正确的是（ ）A. 都只能在细胞内发挥作用B. 都属于细胞内的生物大分子C. 细胞内酶和ATP的合成场所相同D. 细胞内ATP的水解需
20、要酶的参与【解题思路】酶和ATP可以在细胞外发挥作用，A错误；ATP不属于大分子，B错误；细胞内酶的合成场所主要是核糖体，ATP在细胞质基质、线粒体、叶绿体中合成，C错误；细胞内ATP的水解需要酶的参与，D正确。【答案】D10(2017浙江绍兴质检)如图是探究过氧化氢酶量对酶促反应速率影响的实验装置图，请回答下列问题。(1)本实验中对自变量的控制可通过_来实现。除了自变量和因变量外，本实验中哪些是无关变量(答出主要两点)？_。(2)若要验证酶的专一性，在此实验装置的基础上，应如何改进(请写出具体的措施)_。(3)能否用本实验装置来验证温度对酶活性的影响？_，原因是_。(4)在过氧化氢溶液相同浓
21、度相同体积的不同实验组中加入相同大小不同数目的浸润过肝脏研磨液滤纸片，则几个实验组最终生成的气体量是否相同? ，原因是 。 【解题思路】(1)该实验中，自变量是过氧化氢酶的量，因此可以通过改变浸过肝脏研磨液的滤纸片的大小和数目来实现对自变量的控制。本实验中的无关变量有过氧化氢溶液的量、溶液的pH、反应时间等。(2)酶的专一性可以用不同的酶催化同一种底物的实验加以对照分析，在题干实验装置的基础上，可以增加对照组，将肝脏研磨液换成淀粉酶等其他种类的酶。(3)由于H2O2在加热的条件下分解较快，故不能用本实验装置来验证温度对酶活性的影响。(4)由于酶只改变化学反应的速率不影响反应平衡，并且各组底物量
22、相等，因此几个实验组最终生成的气体量相同。【答案】(1)改变滤纸片的大小和数目过氧化氢溶液的量、溶液的pH、反应时间等(2)增加对照组，将肝脏研磨液换成淀粉酶等其他种类的酶(3)不能高温条件下过氧化氢不稳定易分解(4)相同酶只改变化学反应的速率不影响反应平衡精准预测题11（2018新疆呼图壁一中）下列有关ATP的叙述，正确的是（ ）A. 机体在运动时消耗ATP，睡眠时不消耗ATPB. 叶肉细胞在白天能产生ATP，在晚上不能产生ATPC. 细胞中的吸能反应常伴随ATP的水解，放能反应常伴随ATP的合成D. 人体内成熟的红细胞在有氧的情况下产生ATP，在无氧的环境中不产生ATP【解题思路】ATP是
23、生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，A错误；叶肉细胞在晚上通过呼吸作用产生ATP，B错误；ATP是细胞生命活动的直接能源物质，细胞中的吸能反应一般与ATP水解相关联，放能反应与ATP的合成相关联，C正确；人体成熟的红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸产生ATP，D错误。【答案】C12.(2018甘肃兰州一中)下列对ADP+Pi+能量ATP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来自细胞内蛋白质水解B. 向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解C. 向左反应产生的能量可用于叶绿体中水的分解
24、D. 向左反应产生的能量可用于细胞对水的吸收【解题思路】向右反应为ATP的形成过程，所需要的能量来自有机物的氧化分解，释放能量，合成ATP，A错误，B正确；向左反应为ATP的水解过程，ATP水解释放的能量可以用于各种生命活动，光反应中水的光解所需要的能量来自光能，C错误；细胞对水的吸收方式是自由扩散，不消耗能量，D错误。【答案】B13（2018江西百所名校）下表是探究温度对纤维素酶活性的影响的试验设计与结果。据表分析，下列说法正确的是（ ）试管纤维素悬液（mL）222纤维素酶液(mL)111反应温度（）304050斐林试剂（mL)222砖红色深浅+ + + +注：“+”的多少，代表颜色的深浅A
25、. 纤维素酶液的用量是自变量B. 通过实验可知纤维素酶的最适温度为40C. 该实验的因变量是还原糖的生成量或产生颜色的深浅D. 实验中应将纤维素悬液与纤维素酶液混合后再水浴加热到要求温度【解题思路】依据题意、实验目的（探究温度对纤维素酶活性的影响）、表中呈现的信息和实验遵循的单一变量原则，找出自变量（温度的不同）、因变量（利用斐林试剂检测淀粉的水解产物还原糖的量并根据是否出现砖红色及砖红色的深浅来判断酶的活性）、无关变量。在此基础上分析各选项。纤维素酶液的用量是无关变量，A错误；纤维素在纤维素酶的催化下水解成还原糖，还原糖与斐林试剂在水浴加热(50650C)的条件下发生作用，生成砖红色沉淀，且
26、颜色越深，说明酶的活性越强。分析表格数据可知，在实验设置的3个温度中，40时酶的活性最强，但并不能表明40是该纤维素酶的最适温度，B错误；该实验的因变量是还原糖的生成量或产生颜色的深浅，C正确；实验中应将纤维素悬液与纤维素酶液先分别达到实验温度后再混合，D错误。 【答案】C14（2018宁夏石嘴山三中）下列关于酶实验的叙述，正确的是（ ）A. 探究某种酶的最适pH的实验中，第一步应将酶与底物进行混合B. 验证温度可影响酶活性的实验中，使用H202酶效果较为理想C. 探究某种酶的最适温度的实验中，pH条件应为该酶的最适pHD. 实验室中为了延长酶的保质时间，保存温度应设为酶的最适温度【解题思路】
27、探究果某种酶的最适pH的实验中，需将底物和酶分别在同样的pH下处理后再混合，目的是控制单一变量，而无关变量要相同且适宜，A错误；温度会影响H2O2的分解，所以探究温度对酶活性的影响中不宜选取H2O2酶作为材料，B错误；探究某种酶的最适温度的实验中，温度是自变量，因变量是酶的活性，pH属于无关变量，无关变量要保持相同且适宜，因此pH条件应为该酶的最适pH，C正确；实验室中为了延长酶的保质时间，保存温度应设为低温，低温酶的活性只是暂时降低，但是酶的分子结构并没有破坏，也就是没有失活。只要恢复到原来的温度，酶的活性就恢复了，这样在低温下就可以保存较长时间，D错误。【答案】C15（2018江西名校学术
28、联盟）酶在细胞代谢中起重要作用。回答下列问题：（1）某兴趣小组的同学们查阅资料时发现H2O2不仅是在受热时分解速率会加快，在日光照射时也会分解加快。根据该信息，请写出能较为真实的反映出温度对过氧化氢酶活性影响的实验设计思路： 。 （2）某同学为了探究过氧化氢酶在酸性和碱性条件下的活性变化情况，进行了如下实验。请写出该同学的实验设计中存在的两处缺陷： ; 。试管编号AB实验步骤1加入2mL5%H2O2溶液加入2mL5% H2O2溶液25滴2%过氧化氢酶溶液5滴2%过氧化氢酶溶液30.5mL5% NaOH溶液0.5mL5% HCl溶液4观察气泡的产生速率观察气泡的产生速率（3）若要验证试化氢酶的专
29、一性，则该实验的自变量是 。【解题思路】该题考查与酶的特性的有关的实验探究，探究性实验必须遵循对照原则、单一变量原则、等量原则和科学性原则。一般而言，不选用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，而该题中却用了过氧化氢酶来做这个实验，故要排除温度等因素对实验的影响，按此思维答题。（1）若要真实的反映出温度对过氧化氢酶活性影响，则需要将温度和日照的影响排除，可以通过在不同温度下设计空白对照与实验组对比来得到有说服力的数据。故实验可以设计为：在其他条件相同且适宜的条件下进行实验，每个不同的温度下均设置两组，每组都加入等量且足量的H2O2，每个温度下的两组中只有一组添加等量、适量且预先保温的过氧化氢酶，相
30、同的反应时间内收集每个温度下两组产生的氧气量，加酶组收集的氧气量减去不加酶组的氧气量，即可反映该温度下过氧化氢酶的活性大小。（2）探究性实验必须遵循对照原则、单一变量原则、等量原则和科学性原则，实验中缺少对照组，且每组都将底物和酶先混合后再控制pH，这会造成实验误差。故该实验中存在的缺陷有：缺少pH=7的对照组；加入NaOH溶液或HCl溶液的时间顺序不合理，应在加入过氧化氢酶前调整溶液的pH。（3）若要验证过氧化氢酶的专一性，则用过氧化氢酶分解过氧化氢和用过氧化氢酶分解其他物质进行实验，故该实验的自变量是底物的种类。【答案】(1)在其他条件相同且适宜的条件下进行实验，每个不同的温度下均设置两组，每组都加入等量且足量的H2O2，每个温度下的两组中只有一组添加等量、适量且预先保温的过氧化氢酶，相同的反应时间内收集每个温度下两组产生的氧气量，加酶组收集的氧气量减去不加酶组的氧气量，即可反映该温度下过氧化氢酶的活性大小 （2）缺少pH=7的对照组 加入NaOH溶液或HCl溶液的时间顺序不合理，应在加入过氧化氢酶前调整溶液的pH （3）底物的种类