1、【考向解读】 1.酶在代谢中的作用()2.ATP在能量代谢中的作用()3.探究影响酶活性的因素高频考点：影响酶活性因素的实验探究中频考点：酶的作用、本质及影响因素低频考点：ATP的合成和利用【命题热点突破一】酶与细胞代谢 例1下图中的曲线是同一反应的酶促反应和非酶促反应曲线，相关叙述正确的是()AE1是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线BE2是酶促反应的活化能，B和D曲线是酶促反应曲线CE3是酶促反应的活化能，B和C曲线是酶促反应曲线DE2是酶促反应的活化能，A和C曲线是酶促反应曲线【答案】D【名师点睛】具有专一性的物质归纳1酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。2载体：某些物质通过
2、细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。3激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。4tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。5抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。 【变式探究】 如图曲线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酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素B酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示C升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示D减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变【解析】AB段随着反应物浓度升
3、高，反应速率加快，限制因素是反应物的浓度，A项错误；酶量减少，在反应物浓度一定的条件下，反应速率下降，可用曲线a表示，B项正确；图中曲线b是最适温度、最适pH下的曲线图，因此，升高温度，减小pH，酶活性下降，反应速率下降，应为曲线a，C、D项错误。【答案】B 【方法技巧】1解曲线题时一定要注意纵坐标所表示的含义，其反映了酶活性的检测指标，包括：生成物积累量、反应物剩余量、反应速度等。2解题时还应注意：低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高时可恢复活性。3酶促反应速率不同于酶活性：(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
4、响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。【命题热点突破二】酶特性的实验探究高考中与酶相关的实验设计与探究题的呈现方式一般有两种：一种是已知实验目的，让学生设计验证性实验或探究性实验，另一种是通过采用表格、坐标曲线、新科技材料的文字叙述等形式给出有效信息，让学生完成相关问题。对于酶的相关实验：针对第一种类型的试题，要根据实验目的，设置好实验组和对照组，准确找到实验设计中的实验变量和无关变量。正确的方案应是各实验组和对照组只有实验变量不同，无关变量都相同且为酶催化的最适状态。针对第二种类型的试题，应仔细审题，获取有用解题信息最为重要。审题时要注意各实验组和对照组的什么量不同，这
5、个量就是实验变量，可根据实验变量推测出实验目的。此外，与酶相关的实验设计与探究，还可设置为对实验结果的预测，需根据酶的作用机理、温度、pH、激活剂和抑制剂对酶的影响原理及影响程度等作出有关判断。例2为了探究pH对过氧化氢酶活性的影响，某小组同学进行了如下实验。实验材料：直径4 cm、厚度0.5 cm的马铃薯块茎圆片若干，随机平均分为三组组别步骤第1组第2组第3组1 mol/L的HCl溶液浸泡5 min1 mol/L的NaOH溶液蒸馏水浸泡5 min取出后，用吸水纸吸去马铃薯块茎圆片上多余的液体3%的过氧化氢溶液5滴5滴5滴及时观察现象第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生(注：“”表示不做处理
6、)请分析做答：(1)表格中的是_，是_。(2)该实验的无关变量有_(至少写出两项)。(3)及时观察时，第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生，是因为_。(4)放置几分钟后，该组同学发现第3组马铃薯块茎圆片上基本无气泡继续产生，第1、2组马铃薯块茎圆片上竟然有少量气泡产生。请分析：第3组基本无气泡继续产生的原因是_；第1、2组有少量气泡产生的原因可能是_(写出一点即可)。【解析】本题考查探究影响酶活性的因素，意在考查考生在实验探究和理解方面的能力，难度中等。(1)对第1、2、3组的处理分别是用盐酸、氢氧化钠、蒸馏水浸泡，且浸泡时间均为5 min，故是浸泡5 min。第1、2组分别用盐酸和氢氧化钠
7、处理后，滴加过氧化氢溶液后不产生气泡，说明强酸和强碱影响了马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性，第3组没有用酸和碱处理，该组马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性强，会催化过氧化氢分解产生氧气，从而产生大量气泡，故是有大量气泡产生。(2)该实验的自变量是pH(或加入的是酸、碱，还是蒸馏水)，无关变量有多种，如马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间、过氧化氢溶液的浓度、用量、观察时间等。(3)强酸和强碱会使过氧化氢酶变性失活，因此，在及时观察时第1、2组马铃薯块茎圆片上无气泡产生。(4)第3组马铃薯块茎圆片起初有大量气泡产生是过氧化氢酶催化过氧化氢分解的结果，当过氧化氢全部被分解后，不再产生气泡。一段时间后，第1、2组马
8、铃薯块茎圆片有少量气泡产生，可能是过氧化氢自然分解，产生的氧气积累；也可能是强酸、强碱浸泡时间短，只使马铃薯块茎圆片中部分酶失活，使得过氧化氢分解减慢，几分钟以后产生的气体逐渐积累。【答案】(1)浸泡5 min有大量气泡产生(2)马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间(过氧化氢溶液的浓度、用量、观察时间等)(3)强酸、强碱使马铃薯块茎圆片表面的过氧化氢酶失活(4)过氧化氢分解完毕过氧化氢自然分解的气体得到积累，形成少量气泡(浸泡时间短，HCl、NaOH只破坏了马铃薯块茎圆片中部分过氧化氢酶的结构，使得过氧化氢分解减慢，放置几分钟后气体积累形成气泡)【变式探究】下表是关于酶专一性的实验设计，相关叙述正确
9、的是()步骤编号12345注入淀粉溶液注入蔗糖溶液注入某种酶溶液注入斐林试剂并水浴加热观察现象试管2 mL2 mL2 mLA试管2 mL2 mL2 mLBA该实验的自变量是酶的种类，无关变量是底物的用量、反应温度等B步骤3可以选用新鲜的淀粉酶或蔗糖酶C若步骤3选用新鲜的淀粉酶，则现象A是无砖红色沉淀，B是砖红色沉淀D该实验还可选用碘液作为检测试剂【答案】B【命题热点突破三】能量通货ATP 例3细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接供能，下列叙述正确的是()AATP合成酶通过为ADP供能和降低活化能来催化ATP的合成B无光条件下，线粒体是植物叶肉细胞中能产生ATP的唯一场所C马拉松运动中
10、，骨骼肌细胞内ATP的水解速率远大于合成速率D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【解析】ATP合成酶具有催化作用，能通过降低活化能来催化ATP的合成，但是不能供能，A错误；无光条件下，植物叶肉细胞可以进行有氧呼吸，其场所是线粒体和细胞质基质，所以无光条件下，植物叶肉细胞中能产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，B错误；ATP和ADP的转化处于动态平衡中，细胞内ATP的水解速率不会大大超过合成速率，C错误；能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量“通货”，故D正确。【答案】D【变式探究】下列有关人体细胞内ATP的叙述，错误的是()A一个ATP
11、分子中含有两个高能磷酸键B人体细胞合成ATP时都需要氧气的参与C内质网上的核糖体合成免疫球蛋白时需要消耗ATPD正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化【答案】B【高考真题解读】1(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【解析】酶的化学本质是蛋白质或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；纤维素酶能够降解植物细胞壁，细菌细胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖酶降解，D错误。【答案】D2(201
12、5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BATP可为物质跨膜运输提供能量CATP中高能磷酸键水解可释放能量DATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成【解析】酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成，A正确；ATP可为主动运输提供能量，B正确；ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，为生命活动供能，C正确；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。【答案】D3 (2015全国卷)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是()A大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B端粒酶中
13、的蛋白质为RNA聚合酶C正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长【答案】C4.(2014福建卷，1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()A.蛋白酶B.RNA聚合酶C.RNA D.逆转录酶解析核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由RNA和蛋白质构成，其功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链；当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，余下的物质主要是RNA，据此可推测催化该反应的应是RNA。答案C5.(2014重庆卷，5)下图为乙醇在人体内主要的代谢过程
14、。下列相关叙述，正确的是()A.乙醇转化为乙酸发生的氧化反应，均由同一种氧化酶催化B.体内乙醇浓度越高，与乙醇分解相关的酶促反应速率越快C.乙醇经代谢产生的H可与氧结合生成水，同时释放能量D.正常生理情况下，人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关解析酶具有专一性，在乙醇转化为乙酸的代谢过程中至少经历两个步骤，需要不同的酶催化，A错误。当底物浓度较低时，酶促反应速率会随着底物浓度增加而加快，当达到一定值后，由于酶量限制，反应速率不再随底物浓度增加而加快，B错误。乙醇经代谢后可参与有氧呼吸，在有氧呼吸第三阶段产生的H与氧气结合后生成水释放大量能量，C正确。人是恒温动物，环境温度不影响体内温度，乙醇的
15、分解是在人体内进行的，不会受外界温度的影响，D错误。答案C6.(2014江苏卷，14)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是()A.叶肉细胞合成的糖运输到果实B.吞噬细胞吞噬病原体的过程C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D.细胞中由氨基酸合成新的肽链答案C7.(2014四川卷，1)在生物体内，下列生理活动只能单向进行的是()A.质壁分离过程中水分子的扩散B.生长素在胚芽鞘中的极性运输C.肝细胞中糖原与葡萄糖的转化D.活细胞内ATP与ADP的转化解析本题综合考查生物生命活动的相关知识。质壁分离过程中原生质层两侧水分子的扩散是双向的，A错；生长素在胚芽鞘中的极性运输只能由形态学上端运向形态学下端，为单
16、方向运输，B正确。肝细胞中，血糖浓度高时，葡萄糖转化成糖原，反之，糖原分解成葡萄糖，糖原和葡萄糖可双向转化，C错；活细胞内ATP与ADP双向转化，D错。答案B8.(2015重庆卷，10)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：分组步骤红粒管白粒管对照管加样0.5 mL提取液0.5 mL提取液C加缓冲液/mL111加淀粉溶液/mL11137 保温适当时间，终止酶促反应
17、，冷却至常温，加适量碘液显色显色结果注：“”数目越多表示蓝色越深步骤中加入的C是_，步骤中加缓冲液的目的是_。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是_；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越_。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应_。(2)小麦淀粉酶包括淀粉酶和淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：X处理的作用是使_。若中两管显色结果无明显差异，且中的显色结果为红粒管颜色显著_白粒管(填“深于”或“浅于”)，则表明淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。答案(1)0.5 mL蒸馏水控制pH红粒小麦低缩短(2)淀粉酶失活深于9.(
18、2015浙江卷，31)现有一种细菌M，能够合成某种酶，并能分泌到细胞外。为了研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，请根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果。实验材料：若干个培养瓶、培养液、细菌M(要求与说明：实验仅设一组；实验仪器、试剂、用具及操作不作具体要求；实验条件适宜。)请回答：(1)实验思路：(2)预测实验结果(设计一个坐标系，并绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线)：(3)测定总酶浓度时，应对细胞做_处理。解析本题主要考查实验设计等知识点，意在考查实验分析、设计等能力。具有开放性，难度较大。(1)本实验的实验目的是研究某细菌培养时间和细菌
19、的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，因为酶是由细菌在细胞内产生并分泌到细胞外，所以总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和。根据实验目的、题干中提供的实验材料和题干信息可设计实验如下：在无菌条件下，利用无菌操作将细菌接种到培养液中，每隔一定时间取等量的少部分培养液进行细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的测定。(2)细菌可利用培养液进行大量繁殖，所以随着时间的延长细菌细胞数量在不断增加，曲线呈S形，因为细菌数量的不断增加，所以细胞外酶浓度和总酶浓度也不断增加，但总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和，所以在相同时间内总酶浓度要大于细胞外酶浓度，绘制的曲线横坐标为时间，纵坐标为数值，且要有图注，曲线见答案。(3)总酶浓度指的是细胞内和细胞外的酶浓度之和，所以在测定总酶浓度时应对细胞做破碎处理，让细胞内酶释放出来。答案(1)取细菌M，稀释后，分别等量接种于若干个含等量培养液的培养瓶中取其中的培养瓶，分别测定细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，并记录在培养过程中，每隔一段时间，重复对所得实验数据进行分析和处理(2)(3)破碎
