【考点金卷】2021届高考生物二轮复习 高效滚动冲击系列训练 专题二《细胞的代谢》第1讲 酶和ATP.doc
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1、第1讲酶和ATP考纲要求1.酶的本质、特性、作用及其影响因素()。2.ATP在能量代谢中的作用()。构建网络内化体系填充关键点思考连接处(1)酶与ATP有哪些共同特点?提示含量比较少,代谢离不了。(2)酶与ATP在细胞内的合成场所有什么不同?提示酶的合成场所是核糖体、细胞核,ATP的合成场所是细胞溶胶、线粒体、叶绿体。考点1ATP在能量代谢中的作用1 说出下列图示中“A”的含义中的A为腺苷(由核糖和腺嘌呤组成);中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸;中的A为腺嘌呤核糖核苷酸;中的A为腺嘌呤。2 判断并填充ATP与ADP相互转化的场所及对应的生理过程(注:在空格中,发生划“”,不发生划“”)细胞结构ADPA
2、TPATPADP细胞膜上搬运无机盐的载体蛋白细胞溶胶叶绿体线粒体核糖体高尔基体内质网细胞核【思维辨析】(1)主动转运过程中,需要载体蛋白协助和ATP提供能量(2010天津,4A)( )提示 主动转运需载体蛋白和能量。(2)ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸,而其合成所需能量由磷酸提供(2007海南,7BC改编)( )提示ATP合成所需能量由细胞呼吸或光合作用提供。(3)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体(2008广东,4D)( )提示来自线粒体而不是叶绿体。(4)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(2008天津,6)( )提示无论是饱食还是饥饿时,ATP与ADP都
3、保持动态平衡。(5)人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等(2008天津,6)( )提示由于剧烈运动有两种呼吸方式并存,故不相等。(6)适宜光照下,叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2(2009上海,24A)( )提示叶绿体不需要O2。【归纳提炼】1 ATP的形成途径2 对ATP认识的几个误区(1)误认为ATP与ADP相互转化完全可逆:ATP与ADP的相互转化,从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的,即从整体上来看二者的转化并不可逆,但可以实现不同形式的能量之间的转化,保证生命活动所需能量的持续供应。(2)误认为ATP等同于能量:ATP是
4、一种高能磷酸化合物,其分子式可以简写为APPP,高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量,所以ATP是与能量有关的一种物质,不可将两者等同起来。(3)误认为ATP转化为ADP不消耗水:ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”,这一过程需ATP酶的催化,同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、油脂、淀粉等)的水解都需要消耗水。例1(2013海南卷,12)甲(ATGG)是一段单链DNA片段,乙是该片段的转录产物,丙(APPP)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是()A甲、乙、丙的组分中均有糖B甲、乙共由6种核苷酸组成C丙可作为细胞内的直接能源物质D乙的水解产物中含有
5、丙破题思路读题干确认该题是对DNA、RNA、ATP成分的比较知识联想回扣对比选项作分析。个性分析甲是DNA,五碳糖是脱氧核糖,由3种脱氧核苷酸组成;乙是RNA,五碳糖是核糖,由3种核糖核苷酸组成;丙中的糖是核糖,丙是细胞内的直接能源物质;丙水解掉两个磷酸基团得AMP,可以是乙水解的产物之一。答案D思维延伸(1)由甲转录出乙的过程需要哪些条件?提示酶、ATP和核糖核苷酸。(2)动物细胞代谢在哪里产生丙?提示细胞溶胶、线粒体。(3)甲、乙、丙共同具有的成分是什么?答案腺嘌呤、磷酸。考点2酶在代谢中的作用1 酶的模型1(1)该模型表示酶作用特点的专一性。(2)图中b表示酶,c表示被催化的反应物。2
6、酶的模型2(1)该模型表示酶具有催化作用和高效性。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,而不改变化学反应的平衡点。3 酶的影响因素模型(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对酶的影响机理完全一样吗?低温时,酶分子活性受到抑制,但并未失活,若恢复最适温度,酶的活性也升至最高;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甲中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。图乙对反应底物的要求是底物足量。【思维辨析】(1)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(2012大纲全国,2D)( )提示线粒体、叶绿体功
7、能不同,化学反应过程不同,因酶具有专一性,故酶的种类不相同。(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(2011天津,1A)( )提示少数酶是RNA,其基本组成单位是核糖核苷酸。(3)水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质含有羧基(2009广东,3D改编)( )提示淀粉酶的化学本质是蛋白质。(4)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示。由图可知,甲酶可能是具有催化功能的RNA,而乙酶的化学本质为蛋白质(2011新课标全国,2改编)( )提示甲酶在蛋白酶处理后活性不变,可推知不可能是蛋白质,可能是RNA。(5)细胞质中有作用于DNA的解旋酶(2009
8、重庆,1D)( )提示细胞质的线粒体、叶绿体中有DNA。【归纳提炼】1 多种因素对酶促反应的影响(1)分析甲图可知:反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。(2)分析乙图可知:反应溶液中酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。2 与酶活性相关的问题分析(1)温度和pH是通过影响酶活性从而影响酶促反应速率。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触从而影响酶促反应速率,并不影响酶的活性。(3)分析与酶有关曲线时首先要弄清横坐标、纵坐标表示的意义,其次再分析影响该曲线的因素有几个,一般情况下,曲线未达到饱和时,影响因素是横坐标的因素,达到饱和稳定状态后限制因素是除横坐标因素之外的其他因素。例2
9、甲图表示的是pH对植物和人的淀粉酶活性的影响;乙图表示的是3种脱氢酶(a、b、c)的活性受温度影响的情况。下列叙述正确的是()A从甲图可以知道pH6时植物淀粉酶的活性最高B从乙图无法知道酶c的最适温度C从甲图可以知道若pH由酸性变成碱性时淀粉酶的活性逐渐升高D从乙图可以知道活性温度范围最广的酶是b破题思路(1)从甲图的自变量pH入手确定A、C选项。(2)从乙图的自变量温度入手确定B、D选项。个性分析本题考查温度、pH对酶活性的影响。温度过高、过酸、过碱都能使酶彻底失活,这种失活是不可逆转的,从甲图可以看出,植物淀粉酶的最适pH在5和6之间,人的淀粉酶的最适pH在7左右。在乙图中酶活性温度范围最
10、窄的是酶b,酶c活性受温度影响的曲线不完整,因此从乙图中无法知道酶c的最适温度。答案B思维延伸(1)由甲图中两个曲线的差异可以得出什么结论?提示人的淀粉酶活性的最适pH比植物的高。(2)由乙图分析a、b、c三种脱氢酶哪种最适温度最高?提示c解题模板“四看”法解决坐标曲线题(1)看两坐标轴的含义,了解两个变量的关系;(2)看曲线的变化,掌握变量的增减快慢的生物学意义;(3)看“五点”,即起点、终点、顶点、转折点、交叉点,理解特殊点的意义;(4)看不同曲线的变化,理解曲线之间的内在联系。考点3探究影响酶的活性例3为探究“影响酶活性的因素”,某同学设计了一个实验方案,见下表试管底物和试剂实验条件11
11、 cm3瘦肉块4 mL蒸馏水37 水浴;pH1.521 cm3瘦肉块4 mL胃蛋白酶37 水浴;pH831 cm3瘦肉块4 mL胃蛋白酶41 cm3瘦肉块4 mL胃蛋白酶0 水浴;pH1.5(1)请完成实验设计:应为_。(2)3、4号试管为一组对照实验,该组实验中要探究的自变量是_,请为该组实验拟定一个课题名称_。(3)本实验的因变量可以通过观察_来确定。(4)在2、3号试管所研究的问题中,温度属于_变量。(5)用双缩脲试剂检测2号试管的实验结果是溶液呈_色,原因是_。破题思路由表内容确定自变量遵循单一变量原则和对照性原则确定相关问题。个性分析据表分析可知,本实验意在探究温度、pH对酶活性的影
12、响,实验设计时应遵循对照原则和单因子变量原则,所以试管3的实验条件()应为37 水浴,pH1.5。实验过程中的自变量是指人为改变的变量,因变量是指随着自变量的变化而变化的变量,无关变量是指对实验结果能造成影响的一些可变因素,必须严格控制。3、4号试管中的自变量为温度,该对照实验应为探究温度对胃蛋白酶活性的影响。随着实验中温度或pH的变化,相同时间内瘦肉块的变化为因变量,2、3号试管可作为研究pH对胃蛋白酶活性的影响的一组对照,其中温度为无关变量。溶液中能使双缩脲试剂显紫色的是胃蛋白酶,蛋白块为块状,并未溶解在溶液中。答案(1)37 水浴;pH1.5(2)温度探究温度对胃蛋白酶活性的影响(3)相
13、同时间内瘦肉块的变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)(4)无关(5)紫因为胃蛋白酶本身为蛋白质,与双缩脲试剂反应呈紫色思维延伸(1)3号试管用双缩脲试剂检测实验结果,溶液呈什么颜色?提示紫色。(2)从该实验看出对无关变量有什么要求?提示等量、一致。“因果法”分析实验变量(1)自变量与因变量:自变量是实验中由实验者控制的因素或条件。因变量是实验中随实验变量变化而变化的量。通常,自变量是原因,因变量是结果,二者具有因果关系。(2)无关变量与因变量:无关变量是实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。无关变量所引起的变化和结果会对因变量有干扰作用,但不呈因果关系,因此必须控制无关变量以减少实
14、验误差。1 (2013新课标全国卷,6改编)关于酶的叙述,错误的是()A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C酶可以通过改变自身形状来提高化学反应速度D酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物答案B解析低温只能降低酶的活性,并没有改变酶的空间结构,当温度回到最适温度时,酶的催化效率仍然可以达到最大;而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构,从而导致酶活性的降低甚至丧失,所以B错。2 下列与酶相关实验的叙述中,正确的是()A探究酶的高效性时,自变量可以是酶的种类B探究酶的专一性时,自变量一定是酶的种类C探究pH对酶活性的影响时,自变量不止一种D探
15、究温度对酶活性的影响时,因变量不止一种答案D解析A选项中,自变量应为酶与无机催化剂;B选项可以是酶相同,反应底物不同;C选项自变量就是不同的pH。3 某同学用某种酶进行了以下三组实验,实验结果如图所示,下列相关说法正确的是()A本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶B三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性C通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近于温度为30 、pH7D在pH5或温度为20 的情况下酶活性下降的原因相同答案C解析图3中,麦芽糖的含量减少,蔗糖保持不变,说明该实验研究的酶是麦芽糖酶。要证明酶具有高效性,往往用酶与无机催化剂进行对照实验,图示中并没有此实验。图1中温度为30 时,
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