（四川專用）高考生物二輪復習 考前三個月 專題2 細胞的代謝 考點5 聚焦細胞代謝的基礎條件酶和ATP.doc

專題2 細胞的代謝 考點5 聚焦細胞代謝的基礎條件-酶和atp直擊考綱1.酶在代謝中的作用。2.atp在能量代謝中的作用。3.光合作用的基本過程。4.影響光合作用速率的環(huán)境因素。5.細胞呼吸?？键c5聚焦細胞代謝的基礎條件酶和atp依綱聯(lián)想1明辨有關酶的10個誤區(qū)(1)誤認為“酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)”，實際上絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是rna，進而引申為合成的原料有氨基酸、核糖核苷酸，合成的場所有核糖體、細胞核。(2)誤認為“具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生酶”，實際上，凡是活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產(chǎn)生酶。(3)誤認為“酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能”，實際上酶是生物催化劑，只起催化作用。(4)誤認為“酶只在細胞內(nèi)起催化作用”，實際上酶既可在細胞內(nèi)，也可在細胞外發(fā)揮作用。(5)誤認為“低溫引起酶變性失活”，實際上低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，但高溫能使酶失活。(6)誤認為“過氧化氫酶和加熱促使過氧化氫分解的機理相同”，實際上過氧化氫酶是降低了過氧化氫分解反應的活化能，而加熱是使過氧化氫分子獲得能量，從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S態(tài)。(7)誤認為“酶的催化作用能改變化學反應的方向和平衡點”，實際上酶只是降低了化學反應的活化能，所能催化的是本來就能發(fā)生的反應，提高了反應速率，縮短了到達平衡點的時間，而平衡點的大小只能由底物的量來決定。(8)誤認為“在化學反應前后，酶的性質(zhì)、數(shù)量會發(fā)生改變”，實際上反應前后酶的性質(zhì)、數(shù)量都沒有發(fā)生改變。(9)誤認為“酶促反應速率等同于酶活性”，實際上二者不完全等同，因為溫度和ph是通過影響酶的空間結(jié)構(gòu)改變酶的活性，進而影響酶促反應速率；而底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積而影響反應速率。(10)誤認為“酶的催化作用和高效性的機理相同”，實際上前者是與沒有催化劑對照，酶能夠降低活化能；而后者是與無機催化劑對照，能夠顯著降低活化能。2讀懂關于酶的3類曲線(1)酶的作用原理：酶能降低化學反應的活化能，若將酶變?yōu)闊o機催化劑，則b在縱軸上向上移動。(2)酶的作用特性圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較，說明酶具有高效性，而與不加無機催化劑曲線比較只能說明酶具有催化作用。圖2中兩曲線比較表明酶具有專一性。(3)酶的影響因素溫度和ph圖甲和圖乙顯示：過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復活性。從圖丙和圖丁可以看出：反應溶液ph(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(ph)。底物濃度和酶濃度圖甲中op段的限制因素是底物濃度，而p點之后的限制因素有酶濃度和酶活性；圖乙對反應底物的要求是底物足量。3辨清與酶相關實驗設計的5個易錯點(1)若底物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，驗證酶的專一性，檢測底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑，不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。(2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測試劑宜選用碘液，不應該選用斐林試劑，因斐林試劑需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。另外在酶溶液和反應物混合前，需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時間。(3)探究酶的適宜溫度的實驗中不宜選擇過氧化氫酶催化h2o2分解，因為底物h2o2在加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。(4)在酶的最適ph探究實驗中，操作時必須先將酶和底物分別置于不同ph條件下，然后再將同一ph條件下處理的底物和酶液混合，而不能把酶加入反應物中后，再加入鹽酸或氫氧化鈉。(5)探究酶的高效性時，對照組應為無機催化劑；探究酶的催化作用時，對照組應為不加催化劑；探究酶的專一性時，既可用同一種酶作用于不同底物，也可用不同酶作用于同一底物。4明辨對atp認識的3個誤區(qū)(1)誤認為atp與adp的相互轉(zhuǎn)化完全可逆：atp與adp的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的，即從整體上來看，二者的轉(zhuǎn)化并不可逆，但可以實現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，保證生命活動所需能量的持續(xù)供應。(2)誤認為atp等同于能量：atp是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為appp，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出多達30.54 kj/mol的能量，所以atp是與能量有關的一種物質(zhì)，不可將兩者等同起來。(3)誤認為atp轉(zhuǎn)化為adp不消耗水：atp轉(zhuǎn)化為adp又稱“atp的水解反應”，這一過程需要atp酶的催化，同時也需要消耗水。凡是大分子有機物(如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。5理清atp與光合作用及細胞呼吸的關系(1)與光合作用的關系(2)與細胞呼吸的關系1判斷下列有關酶的敘述(1)甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如右圖所示。由圖可知，甲酶不可能是具有催化功能的rna，而乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)(2011新課標全國，2改編)() (2)同一個體各種體細胞酶的種類相同、數(shù)量不同，代謝不同；同一個細胞中，酶的種類和數(shù)量不會發(fā)生變化；同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中(2013新課標，6a和2013安徽，2cd)()(3)高溫和低溫均能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)使其失去活性，如圖表示酶活性與溫度的關系，當反應溫度由t2調(diào)到最適溫度時，酶活性下降(2009寧夏，2d)() (4)酶通過為反應物供能和降低活化能來提高化學反應速率；滴加肝臟研磨液可降低過氧化氫的分解反應的活化能而滴加fecl3溶液不能(2011天津，1b和2013四川，4bc改編)()(5)探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫(2014山東，4d)()2判斷下列有關atp的敘述(1)atp可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供(2007海南，7bc)()(2)線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜和葉綠體中進行光反應的膜結(jié)構(gòu)中都能合成atp(2012北京，1改編)()(3)人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成atp的量與安靜時相等(2008天津，6)()(4)人在寒冷時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細胞產(chǎn)生atp的量增加(2008天津，6)()(5)細胞質(zhì)中消耗的atp均來源于線粒體和葉綠體(2008廣東，4d)()3(2014江蘇，14)下列生命活動中不需要atp 提供能量的是()a葉肉細胞合成的糖運輸?shù)焦麑峛吞噬細胞吞噬病原體的過程c淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖d細胞中由氨基酸合成新的肽鏈答案c解析a項，葉肉細胞合成的糖(如葡萄糖)通過主動運輸進入果實細胞需要消耗atp；b項，吞噬細胞吞噬病原體依賴膜的流動性，需要消耗atp提供的能量；c項，在適宜的溫度、ph條件下，淀粉酶催化淀粉水解，此過程不需要消耗atp提供的能量；d項，氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈需要消耗atp提供的能量。4(2014大綱，2)atp是細胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關atp的敘述，錯誤的是()a線粒體合成的atp可在細胞核中發(fā)揮作用b機體在運動時消耗atp，睡眠時則不消耗atpc在有氧與缺氧的條件下細胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成atpd植物根細胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的atp來源于呼吸作用答案b解析a項，細胞核中無法進行呼吸作用，它所需要的atp主要由細胞質(zhì)中的線粒體提供；b項，atp是生命活動的直接能源物質(zhì)，機體時刻都在消耗atp；c項，有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段均在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，均有atp形成；d項，根細胞吸收礦質(zhì)元素離子主要是通過主動運輸?shù)姆绞竭M行的，其消耗的能量來源于呼吸作用產(chǎn)生的atp。5(2012福建，26節(jié)選)研究性小組嘗試對大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性進行研究。(1)查詢資料得知，18 時，在不同ph條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由圖可知，在各自最適ph下，三種蛋白酶催化效率最高的是_。(2)資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在1518 之間。學習小組假設：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在1518 之間。他們設置15 、16 、17 、18 的實驗溫度，探究三種酶的最適溫度。探究實驗中以干酪素為底物。干酪素的化學本質(zhì)是_，可用_試劑鑒定。胃蛋白酶實驗組和幽門盲囊蛋白酶實驗組的ph應分別控制在_。為了控制實驗溫度，裝有酶和底物的試管應置于_中以保持恒溫。單位時間內(nèi)_可以表示蛋白酶催化效率的高低。實驗結(jié)果如圖2，據(jù)此能否確認該假設成立？_。理由是：_。答案(1)幽門盲囊蛋白酶(2)蛋白質(zhì)雙縮脲2和8恒溫箱底物消耗量(或產(chǎn)物生成量)不能據(jù)圖可知隨著溫度提高，酶活性逐步升高，酶活性峰值未出現(xiàn)解析(1)從圖1可知，三種蛋白酶在各自最適ph下，幽門盲囊蛋白酶對應的酶活性最大，所以其催化效率最高。(2)酶具有專一性，蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解，干酪素的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)，可用雙縮脲試劑鑒定。要驗證大菱鲆蛋白酶的最適溫度，要遵循單一變量、對照等原則，并控制其他無關變量相同且適宜。由題意可知，此實驗溫度為自變量，ph等為無關變量，為了得到準確的結(jié)果，ph應為相對應蛋白酶的最適值，由圖1可知，胃蛋白酶最適ph為2，幽門盲囊蛋白酶最適ph為8。為了控制實驗溫度，底物和酶都應放在恒溫箱中保溫一段時間。酶的催化效率可以用單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量來表示。由圖2可以看出，當溫度在1518 范圍內(nèi)時，隨著溫度的升高，蛋白酶的活性一直在增強，但沒有出現(xiàn)下降的拐點，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在1518 之間這一結(jié)論。6(2012大綱全國，33)某同學為了探究ph對人唾液淀粉酶活性的影響，設計了如下實驗步驟：在a、b、c、d、e 5支試管中分別加入ph 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5 ml，再分別加入質(zhì)量分數(shù)為1%的淀粉溶液1 ml。各試管中分別加入適當濃度的唾液稀釋液1 ml，搖勻。將5支試管加入70 恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。取出各試管，分別加入斐林試劑2 ml，搖勻。觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適ph。上述實驗步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、ph梯度以及實驗重復次數(shù))，以便實驗能得到正確的預期結(jié)果。(1)_。(2)_。答案(1)中70 應改為37 。因為人唾液淀粉酶作用的最適溫度為37 左右(2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應將各試管放在5065 水浴中一段時間。因為在5065 水浴條件下斐林試劑才能與還原糖反應顯色解析解答本題時應全面考慮酶的最適條件以及斐林試劑的作用條件。(1)唾液淀粉酶的最適溫度是37 左右，70 時酶會變性失活。(2)加入斐林試劑后，需要5065 水浴加熱才能看到磚紅色沉淀。本考點中對“酶的本質(zhì)及其在代謝中的作用”的考查，多和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能等相關知識結(jié)合，側(cè)重于知識內(nèi)涵的理解；而對“酶的特性及酶活性的影響因素”的考查主要是以實驗的形式，集中在酶特性曲線的分析和實驗的設計與分析能力上。所以同學們在復習備考時要聯(lián)系生活實際，結(jié)合圖表、曲線等理解內(nèi)在原理和實驗設計思路。1(概念原理判斷類)下列有關酶和atp的說法，正確的是()a人體細胞合成atp時都需要氧氣的參與b同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中c酵母菌細胞產(chǎn)生co2的過程中都有atp的合成d若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性，可用碘液對實驗結(jié)果進行檢測答案b解析對于人來說，形成atp的途徑是呼吸作用，人的無氧呼吸也能產(chǎn)生atp，不需要氧氣的參與，a錯誤；有些酶是生命活動所必需的，比如與呼吸作用有關的酶，在分化程度不同的細胞中都存在，b正確；酵母菌是兼性厭氧型微生物，其co2的產(chǎn)生在有氧呼吸第二階段、無氧呼吸第二階段，而無氧呼吸第二階段不形成atp，c錯誤；碘液只能檢測淀粉的存在與否，不能檢測蔗糖及其水解產(chǎn)物的存在與否，探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的專一性時，不能用碘液進行鑒定，d錯誤。思維延伸判斷下列敘述的正誤：(1)atp與adp相互轉(zhuǎn)化為生命活動供能是生物界的一個共性()(2)在代謝旺盛的細胞中，酶和atp的含量大量增加()(3)atp分子中所有化學鍵都儲存著大量的能量，所以被稱為高能磷酸化合物()(4)植物細胞光合作用產(chǎn)生的atp如有剩余，可以用于其他生命活動()(5)atp的合成與分解可在所有活細胞中發(fā)生()(6)atp中的能量可以來源于光能、化學能()(7)在有氧呼吸產(chǎn)生atp的過程中，一定伴隨著氧氣的消耗()(8)atp中的“a”與構(gòu)成dna、rna中的堿基“a”是同一種物質(zhì)()(9)組成酶的元素只有c、h、o、n，組成atp的元素有c、h、o、n、p()(10)酶的合成消耗atp，atp的合成需要酶的催化()(11)酶和atp均可降低反應的活化能()2(曲線分析題)如圖中甲曲線表示在最適溫度下，淀粉酶的酶促反應速率與反應物濃度之間的關系。其余兩條曲線分別表示該酶促反應速率隨ph或溫度的變化趨勢。下列相關分析正確的是()a在a點適當提高溫度或在b點適當增加酶的濃度，反應速率都將增大b圖中e點代表該酶的最適ph，h點代表該酶的最適溫度c短期保存該酶，適宜條件對應于圖中的d、h兩點d研究淀粉酶或過氧化氫酶參與的酶促反應，均可得到上圖曲線答案c解析首先根據(jù)曲線變化判斷乙曲線代表溫度對酶促反應的影響，丙曲線代表ph對酶促反應的影響。甲曲線是在最適溫度下測定的，故在a點提高溫度，反應速率將降低，故a錯；圖中e點代表酶的最適溫度，h點代表酶的最適ph，故b錯；酶的保存應該在最適ph、低溫下保存，故c對；過氧化氫受熱易分解，故當用過氧化氫酶研究溫度對酶促反應速率影響時，高溫時反應速率不會為零，故d錯。思維延伸判斷下列敘述的正誤：(1)依據(jù)曲線起點和終點的特點可將乙和丙曲線區(qū)分開，前者為溫度對酶促反應的影響，而后者是ph對酶促反應的影響()(2)當用過氧化氫酶研究溫度對酶促反應速率影響時，高溫時反應速率不會為零()(3)當溫度高于或等于曲線乙與橫軸交點所對應的溫度時，該酶已失去活性()(4)曲線丙中g點所對應的ph條件下探究出的該酶的最適溫度和在h點所對應的ph條件下探究出的該酶的最適溫度一定不同()(5)如圖表示該酶在不同實驗條件下催化淀粉水解反應時，淀粉的剩余量和反應時間之間的關系，則：若實驗條件為不同溫度，則b曲線對應的溫度和題2中曲線乙中e所對應的溫度一樣()若實驗條件為不同ph，則c曲線對應的ph條件下，酶已失活，而a曲線對應的ph和題2中曲線乙中h點所對應的ph不一定相同()若實驗條件為不同的酶濃度，則a曲線對應的酶濃度最大()若a、b、c分別表示加入k、蒸餾水、mg2，則c曲線表明mg2對淀粉酶的活性有抑制作用()(6)若下圖中的曲線甲代表該酶在溫度與ph值確定的條件下，進行催化反應的速率與底物濃度的關系，當達到最大反應速率時所需的底物濃度是2 mm。則：若加入某化學物質(zhì)后反應曲線變?yōu)槎?，說明該物質(zhì)能促進反應的進行()由圖可知曲線戊達到最大反應速率的一半時，所需底物濃度大約是1.5 mm()若該酶是唾液淀粉酶，改變ph值一定會使反應曲線由甲變?yōu)槎?)若改變溫度使反應曲線由甲變?yōu)槲?，曲線甲所處溫度為最適溫度()3(新情景圖示信息類)除了溫度和ph對酶活性有影響外，一些抑制劑也會降低酶的催化效果。圖1為酶作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖，圖2為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線。下列說法不正確的是()a非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫、低溫對酶活性抑制的機理相同b據(jù)圖可推測，競爭性抑制劑與底物具有類似結(jié)構(gòu)而與底物競爭酶的活性位點c底物濃度相對值大于15時，限制曲線甲酶促反應速率的主要因素是酶濃度d曲線乙和曲線丙分別是在酶中添加了競爭性抑制劑和非競爭性抑制劑的結(jié)果答案a解析非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結(jié)合，通過改變酶的空間結(jié)構(gòu)使酶的活性受到抑制，高溫會使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞，使酶的活性受到抑制，但低溫只是抑制酶的活性，在低溫下酶的空間結(jié)構(gòu)沒有改變，a錯誤；競爭性抑制劑和底物能夠爭奪酶的同一活性部位，說明競爭性抑制劑與底物可能具有類似結(jié)構(gòu)，b正確；底物濃度相對值大于15時，曲線甲中的酶促應速率不再隨著底物濃度的增大而增加，表明此時底物濃度不再是限制酶促反應速率的因素，此后限制曲線甲酶促反應速率的主要因素是酶濃度，c正確；由以上分析知，曲線乙是表示加入競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，曲線丙是表示加入非競爭性抑制劑時酶促反應速率隨底物濃度變化的曲線，d正確。4(新情景文字信息)種子的萌發(fā)過程需要大量酶參與，研究發(fā)現(xiàn)酶的來源有兩條途徑：一是由干種子中的酶活化而來，二是萌發(fā)時重新合成。新的rna在吸水后12 h開始合成，而蛋白質(zhì)合成在種子吸水后1520 min便可開始。以下敘述正確的是()a有些rna、酶可以在干種子中長期保存b新的rna、酶的合成過程需要水的參與c干種子含自由水很少，因而酶都沒有活性d吸水12 h內(nèi)，種子合成新蛋白無rna參與答案a解析由題干“研究發(fā)現(xiàn)酶的來源有兩條途徑：一是由干種子中的酶活化而來，二是萌發(fā)時重新合成”和“新的rna在吸水后12 h開始合成”，可知有些酶、rna可以在干種子中長期保存，a正確；酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì)或rna，其基本組成單位分別是氨基酸或核糖核苷酸，氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程中會產(chǎn)生水，核糖核苷酸形成rna的過程中也會產(chǎn)生水，即新的rna及酶的合成過程中均產(chǎn)生水，但均不需要水的參與，b錯誤；干種子中含自由水很少，酶的活性較低，并不是酶都沒有活性，c錯誤；蛋白質(zhì)是翻譯過程中合成的，而翻譯過程需要mrna為模板，需要trna轉(zhuǎn)運氨基酸，d錯誤。思維延伸判斷下列敘述的正誤：(1)“tbt的類似物三甲基錫可以抑制三磷酸腺苷酶(促進atp的水解)的活性，從而影響細胞內(nèi)能量的直接供應”，由此可推知，“一般情況下，植物細胞內(nèi)受此影響的場所是所有發(fā)生吸能反應的部位”()(2)“某些植物在早春開花時，花序細胞的耗氧速率高出其他細胞100倍以上，但單位質(zhì)量葡萄糖生成atp的量卻只有其他細胞的40%”，由此可推知，此時花序細胞中的呼吸形式主要是有氧呼吸，產(chǎn)生的熱量遠多于其他細胞()(3)瑞典研究人員最新在細胞中發(fā)現(xiàn)一種促使脂肪細胞生成的蛋白質(zhì)抗酒石酸酸性磷酸酶(trap)，則：trap與脂肪的共有元素有c、h、o()trap遇雙縮脲試劑呈現(xiàn)紫色()在適宜條件下，蛋白酶可以將抗酒石酸酸性磷酸酶水解()理論上肥胖癥患者體內(nèi)的trap水平很可能低于正常人，因此可以通過促進抗酒石酸酸性磷酸酶的功能來治療肥胖癥()5(表格實驗分析題)小張查閱資料得知，淀粉酶的最適溫度是55 。下表是他為此進行的驗證實驗，但因各組結(jié)果相同而不能達到實驗目的。以下改進措施中可行的是()試管實驗溫度3%淀粉溶液2%淀粉酶溶液1 min后碘液檢測150 2 ml1 ml溶液呈棕黃色255 2 ml1 ml溶液呈棕黃色360 2 ml1 ml溶液呈棕黃色注：溶液呈棕黃色即表示沒有檢測出淀粉。a將實驗溫度改為0 、55 、100 b將淀粉溶液體積改為1 mlc將淀粉酶溶液濃度改為1%d將碘液改為斐林試劑答案c解析驗證淀粉酶的最適溫度是55 ，若將實驗溫度設置為0 、55 、100 ，因為溫度梯度過大，實驗結(jié)果不能說明酶的最適溫度就是55 ，a錯誤；試管1、2、3沒能成功，是因為所用淀粉量過少，或者酶量較多，酶具有高效性，故在50 、55 、60 條件下都沒有淀粉剩余，可以增加淀粉量或者減少酶量，重新設置實驗，b錯，而c正確；斐林試劑檢測還原糖需要水浴加熱，會破壞設置的溫度條件，d錯誤。思維延伸如圖為某一溫度時，不同ph條件下淀粉酶對淀粉的分解作用結(jié)果，請判斷如下相關敘述：