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模塊一 代謝 專題三細胞內(nèi)的酶與ATP 重溫考綱考點 構(gòu)建思維腦圖 1 水稻細胞內(nèi)合成的某物質(zhì) 能夠在常溫下高效分解淀粉 該物質(zhì)含有羧基 2 滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率不涉及 降低化學反應活化能 的原理 3 過酸 過堿或溫度過高 會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞 使酶永久失活 4 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 5 發(fā)燒時 食欲減退是因為唾液淀粉酶失去了活性 6 1個ATP分子由一個腺嘌呤和3個磷酸基團組成 7 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 8 細胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體 9 人在饑餓時 細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡 10 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 考向梳理 1 2017 全國卷 下列關于生物體中酶的敘述 正確的是 A 在細胞中 核外沒有參與DNA合成的酶B 由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C 從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D 唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37 考向一酶的作用特點及影響酶促反應的曲線分析 C 解析 鹽析法主要用于蛋白質(zhì)的分離 純化 胃蛋白酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì) 因而可用鹽析法進行沉淀 C項正確 真核細胞中DNA主要分布于細胞核中 細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也有少量DNA分布 所以參與DNA合成的酶也可分布于線粒體和葉綠體中 A項錯誤 酶作為生物催化劑可以在生物體內(nèi)發(fā)揮作用 也可以在生物體外發(fā)揮作用 B項錯誤 唾液淀粉酶催化反應的最適溫度為37 左右 而該酶通常在低溫下保存 D項錯誤 1 三個溫度條件下 該酶活性最高的是 組 2 在時間t1之前 如果A組溫度提高10 那么A組酶催化反應的速度會 2 2016 全國卷 為了研究溫度對某種酶活性的影響 設置三個實驗組 A組 20 B組 40 和C組 60 測定各組在不同反應時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度 其他條件相同 結(jié)果如圖 回答下列問題 B 加快 3 如果在時間t2時 向C組反應體系中增加2倍量的底物 其他條件保持不變 那么在t3時 C組產(chǎn)物總量 原因是 4 生物體內(nèi)酶的化學本質(zhì)是 其特性有 答出兩點即可 不變 60 條件下 t2時酶已失活 即使增加底物 反應產(chǎn)物總量也不會 蛋白質(zhì)或RNA 高效性和專一性 增加 解析 1 圖中信息表明 40 條件下產(chǎn)物濃度達到最大值所需時間比20 條件下短 且40 條件下產(chǎn)物濃度最大值大于60 條件下 故在三個溫度條件下 該酶活性最高的是B組 2 由圖可知 在20 40 范圍內(nèi)的酶活性均大于20 時的酶活性 故在t1前 如果A組溫度提高10 那么A組酶催化反應的速度會加快 3 圖中信息表明 在t2時 60 條件下的酶已失活 故此時增加底物 反應產(chǎn)物總量不會增加 4 絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì) 少數(shù)酶的化學本質(zhì)是RNA 酶的特性包括 高效性 專一性 作用條件較溫和 1 酶的活性與酶促反應速率 1 酶的活性 指酶對化學反應的催化效率 2 影響酶促反應速率的因素 溫度 pH 酶抑制劑 酶濃度和底物濃度等 3 關系 其他條件相同時 酶的活性越大 酶促反應速率就越快 2 解讀酶的三類圖像 填表 降低反應的活化能 上 不能 高效性 專一性 酶的活性 底物濃度 酶濃度 題型1酶的概念 本質(zhì)和作用特性1 2018 蘭州市理科綜合 下列有關酶的敘述 正確的是 A 酶只在細胞內(nèi)起催化作用B 人體內(nèi)所有酶的最適PH都接近中性C 酶的數(shù)量不會因參加化學反應而減少D 酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核苷酸 解析 A項 酶在細胞內(nèi)或細胞外都可以起催化作用 A錯誤 B項 不同的酶其最適pH不一樣 如胃蛋白酶的最適pH為2 B錯誤 C項 酶的種類和數(shù)量在化學反應前后保持不變 C正確 D項 酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA 因此其基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸 故D錯誤 C 2 2018 江西省贛州市一模 下列關于酶的說法中 正確的是 A 酶的合成一定需要核糖體 但不一定需要高爾基體B pH較低時一定會降低酶的活性 但溫度較低時則不一定會降低酶的活性C 在任何條件下 酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著D 所有活細胞都具有與細胞呼吸有關的酶 但不一定都分布在線粒體中 D 解析 A 對于化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)類的酶需要在核糖體上合成 而化學本質(zhì)為RNA的酶則不需要核糖體 有些酶是分泌蛋白 有些酶是胞內(nèi)蛋白 其中胞內(nèi)蛋白不需要高爾基體的加工 A錯誤 B 不同酶的最適pH不同 因此pH較低時不一定會降低酶的活性 反而可能升高酶的活性 如胃蛋白酶 B錯誤 C 酶降低化學反應的活化能較無機催化劑顯著 體現(xiàn)出酶的高效性 但酶的催化作用需要適宜的條件 因此并不是在任何條件下酶降低活化能的效果一定比無機催化劑顯著 C錯誤 D 呼吸作用是生命的特征之一 所有活細胞都具有與細胞呼吸有關的酶 但這些酶不一定都分布在線粒體中 如原核細胞沒有線粒體 D正確 故選 D 技巧方法有關酶的概念 本質(zhì)特性的分析策略解答酶的本質(zhì)特性試題時 應關注以下幾個方面 1 絕大多數(shù)酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì) 少數(shù)是RNA 可用雙縮脲試劑或吡羅紅試劑進行鑒定 甚至用蛋白酶處理來確定某種酶的本質(zhì) 2 酶既可在細胞內(nèi)發(fā)揮作用 也可在細胞外發(fā)揮催化作用 酶的催化作用是指能降低化學反應的活化能 提高反應速率 但不改變化學反應的方向和平衡點 3 在化學反應前后 酶的性質(zhì) 數(shù)量并不發(fā)生改變 題型2影響酶促反應速率的因素3 2018 安徽安慶期末 乳糖酶可催化乳糖水解 有兩項與此相關的實驗 實驗中無關變量相同且適宜 實驗結(jié)果如下表所示 下列相關敘述正確的是 C A 實驗一若繼續(xù)增加酶濃度 相對反應速率不再加大B 實驗一若增加乳糖濃度 相對反應速率將降低C 實驗二若繼續(xù)增大乳糖濃度 相對反應速率不再加大D 實驗二若將反應溫度提高5 相對反應速率將增大 解析 由表格的數(shù)據(jù)分析可知 實驗一若繼續(xù)增加酶濃度 質(zhì)量分數(shù) 相對反應速率可能加大 A項錯誤 實驗一若增加乳糖濃度 質(zhì)量分數(shù) 相對反應速率升高或不變 B項錯誤 由表格的數(shù)據(jù)分析可知 實驗二乳糖質(zhì)量分數(shù)為15 和20 時 相對反應速率相等 所以繼續(xù)增大乳糖濃度 質(zhì)量分數(shù) 相對反應速率不再加大 C項正確 實驗二中溫度為無關變量 且適宜 若將反應溫度提高5 相對反應速率會減小 D項錯誤 4 2017 天津理綜 將A B兩種物質(zhì)混合 T1時加入酶C 如圖為最適溫度下A B濃度的變化曲線 敘述錯誤的是 A 酶C降低了A生成B這一反應的活化能B 該體系中酶促反應速率先快后慢C T2后B增加緩慢是酶活性降低導致的D 適當降低反應溫度 T2值增大 解析 加入酶C后A濃度降低 B濃度升高 說明在酶C的催化下A能生成B 酶催化作用的實質(zhì)是降低化學反應的活化能 A項正確 隨著反應的進行 底物A濃度由大變小 酶促反應速率先快后慢 B項正確 C項錯誤 圖示反應在最適溫度下進行 降低反應溫度 反應速率將減慢 反應時間將延長 T2值增大 D項正確 C 技巧方法酶促反應曲線的分析技巧解答此類試題應用 四看法 達成 1 一看兩坐標軸的含義 分清自變量與因變量 了解兩個變量的關系 2 二看曲線的變化 利用數(shù)學模型法觀察同一條曲線的升 降或平的變化 掌握變量變化的生物學意義 如在分析影響酶促反應的因素時 一般情況下 生成物的量未達到飽和時 限制因素是橫坐標所表示的因素 達到飽和后 限制因素是除橫坐標所表示的因素之外的其他因素 3 三看特殊點 即曲線的起點 終點 頂點 轉(zhuǎn)折點 交叉點等五點 理解特殊點的意義 4 四看不同曲線的變化 理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系 找出不同曲線的異同及變化的原因 2016 全國卷 若除酶外所有試劑均已預保溫 則在測定酶活力的試驗中 下列操作順序合理的是 A 加入酶 加入底物 加入緩沖液 保溫并計時 一段時間后檢測產(chǎn)物的量B 加入底物 加入酶 計時 加入緩沖液 保溫 一段時間后檢測產(chǎn)物的量 考向二與酶相關的實驗 C C 加入緩沖液 加入底物 加入酶 保溫并計時 一段時間后檢測產(chǎn)物的量D 加入底物 計時 加入酶 加入緩沖液 保溫 一段時間后檢測產(chǎn)物的量 解析 根據(jù)題意可知 該實驗的pH為無關變量 為了排除pH的干擾 應在酶和底物混合之前加入緩沖液 為酶促反應提供穩(wěn)定的pH環(huán)境 A B D項都錯誤 C項正確 1 辨清與酶相關實驗設計的五個易錯點 填空 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 而不能選用碘液 是因為 2 探究酶的適宜溫度時 不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解 因為 若選淀粉和淀粉酶 檢測試劑不應選用斐林試劑 因為 而本實驗需嚴格控制溫度 碘液無法檢測蔗糖是否被水解 H2O2受熱易分解 斐林試劑需要水浴加熱 3 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混合 而不能把酶加入反應物中后 再加入鹽酸或氫氧化鈉 4 探究酶的高效性時 對照組應 探究酶的催化作用時 對照組應 加入無機催化劑 不加催化劑 2 掌握兩類實驗設計 1 驗證酶的本質(zhì) 作用特性的實驗設計 紫色 等量蒸餾水 相同酶液 等量無機催化劑 2 探究酶的最適溫度或最適pH的實驗設計程序 題型1與酶相關的實驗設計1 2018 湖南省岳陽市一模 下列關于酶的敘述 正確的是 A 探究pH對酶活性的影響實驗建議用淀粉酶B 探究溫度對酶活性的影響實驗建議用過氧化氫酶C 淀粉酶溶液的活性隨淀粉溶液的濃度變化而變化D 能合成激素的細胞一定能合成酶 D 解析 A 由于酸性條件下淀粉易分解 因此淀粉不能作為探究pH對酶活性影響的實驗材料 A錯誤 B 過氧化氫在高溫下易分解 因此不能用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響實驗 B錯誤 C 影響酶活性的因素有溫度 pH 淀粉溶液的濃度不會影響酶活性 C錯誤 D 活細胞都能產(chǎn)生酶 因此能夠產(chǎn)生激素的細胞一定能合成酶 D正確 故選 D 2 某實驗小組利用過氧化氫做了如下實驗 下列相關說法正確的是 D A a組和c組對照 說明酶具有催化作用B b組和c組對照 說明酶具有高效性和專一性C c組和d組對照 說明高溫會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)D c組和e組對照 可排除肝臟研磨液中其他物質(zhì)的影響 解析 要說明酶具有催化作用 對照組應該不做任何處理 A項錯誤 b組和c組對比 自變量是催化劑類型 說明酶具有高效性 B項錯誤 c組和d組對比 只能說明酶的活性受溫度影響 C項錯誤 c組和e組對比 唯一不同的是e組沒有加入H2O2溶液而是加入等量的水 其目的是排除肝臟研磨液中其他物質(zhì)對實驗結(jié)果的影響 D項正確 易錯警示酶相關實驗設計必記4個關鍵點 1 探究酶的高效性時 對照組應用無機催化劑對照 2 驗證酶的專一性 既可用同一種酶 如淀粉酶 作用于不同的底物 如淀粉和蔗糖 也可以用不同的酶 如淀粉酶和蛋白酶 作用于同一底物 如淀粉 3 驗證酶活性受溫度和酸堿度影響時 要先讓酶和底物均達到相應的條件后再讓二者相遇 4 用不同底物 同種酶來探究酶的專一性時 若是用淀粉酶和淀粉 蔗糖兩種底物 則應用斐林試劑作為檢測試劑 不能選用碘液作為檢測試劑 題型2與酶相關的驗證 探究及評價性實驗3 2015 重慶理綜 小麥的穗發(fā)芽影響其產(chǎn)量和品質(zhì) 某地引種的紅粒小麥的穗發(fā)芽率明顯低于當?shù)匕琢Ｐ←?為探究淀粉酶活性與穗發(fā)芽率的關系 進行了如下實驗 1 取穗發(fā)芽時間相同 質(zhì)量相等的紅 白粒小麥種子 分別加蒸餾水研磨 制成提取液 去淀粉 并在適宜條件下進行實驗 實驗分組 步驟及結(jié)果如下 步驟 中加入的C是 步驟 中加緩沖液的目的是 顯色結(jié)果表明 淀粉酶活性較低的品種是 據(jù)此推測 淀粉酶活性越低 穗發(fā)芽率越 若步驟 中的淀粉溶液濃度適當減小 為保持顯色結(jié)果不變 則保溫時間應 0 5mL蒸餾水 控制pH 紅粒小麥 低 縮短 淀粉酶失活 深于 解析 1 步驟 中加入的C是0 5mL蒸餾水 以形成對照實驗 步驟 中加緩沖液的目的是維持培養(yǎng)液中pH的相對穩(wěn)定 顯色結(jié)果表明 紅粒管中藍色較深 說明此時淀粉酶活性較低 據(jù)此推測 淀粉酶活性越低 穗發(fā)芽率也越低 若步驟 中的淀粉溶液濃度適當減小 為達到相同顯色效果的時間應當縮短 2 要探究 淀粉酶和 淀粉酶活性在穗發(fā)芽率差異中的作用 需對比紅 白粒小麥中的 淀粉酶和 淀粉酶進行滅活處理 若 淀粉酶活性是引起這兩種小麥穗發(fā)芽率差異的主要原因 則只有 淀粉酶作用的 管表現(xiàn)為紅粒管顏色顯著深于白粒管 技巧方法酶的驗證 探究或評價性實驗解題策略第一步 分析實驗目的 確定自變量與因變量 如酶的種類或影響酶的因素 檢測指標 第二步 明確實驗原理 新情境題的題干中會有提示 要注意提煉 第三步 準確書寫實驗步驟 注意遵循實驗的對照原則 單一變量原則及科學性原則 酶相關實驗常常是用表格形式呈現(xiàn)實驗步驟 第四步 如果是選擇題 要依據(jù)實驗原理 實驗原則 所學的生物知識進行綜合分析 然后作出判斷 如果是非選擇題則應注意聯(lián)系教材知識綜合分析 以確定所填答案 1 2016 北京理綜 葡萄酒釀制期間 酵母細胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過程 A 在無氧條件下不能進行B 只能在線粒體中進行C 不需要能量的輸入D 需要酶的催化 解析 酵母菌是兼性厭氧微生物 在葡萄酒釀制期間 酵母菌可通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP A項錯誤 酵母菌無氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì) 葡萄酒釀制期間 酵母細胞內(nèi)由ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過程發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中 B項錯誤 在有關酶的催化作用下 ADP需要接受能量同時與一個游離的Pi結(jié)合形成ATP C項錯誤 D項正確 考向三ATP的結(jié)構(gòu) 合成與利用 D 2 2016 海南理綜 下列有關植物細胞能量代謝的敘述 正確的是 A 含有兩個高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本組成單位之一B 加入呼吸抑制劑可使細胞中ADP生成減少 ATP生成增加C 無氧條件下 丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^程中伴隨有ATP的合成D 光下葉肉細胞的細胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體和葉綠體中都有ATP生成 解析 ATP中含有核糖 DNA中含有脫氧核糖 A項錯誤 呼吸抑制呼吸作用 會使ADP生成增加 ATP生成減少 B項錯誤 無氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP C項錯誤 光下葉肉細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體可以進行有氧呼吸 葉綠體進行光合作用 均可產(chǎn)生ATP D項正確 D 1 三個角度理清ATP的產(chǎn)生與利用 填圖 2 辨析四種結(jié)構(gòu)中的 A 填空 腺苷 腺嘌呤脫氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 題型1ATP的結(jié)構(gòu)來源和利用1 2018 北京市平谷區(qū)一模 下列關于葉肉細胞內(nèi)ATP描述正確的是 A ATP的結(jié)構(gòu)決定了其在葉肉細胞中可以大量儲存B 光合作用產(chǎn)生的ATP可以為Mg2 進入葉肉細胞直接提供能量C ATP水解失掉兩個磷酸基團后 可以作為轉(zhuǎn)錄的原料D 葡萄糖分子在線粒體內(nèi)徹底氧化分解 可以產(chǎn)生大量ATP C 解析 A ATP的結(jié)構(gòu)決定了其在細胞內(nèi)的含量很少 A錯誤 B 植物葉肉細胞吸收Mg2 的方式是主動運輸 需要消耗來自呼吸作用產(chǎn)生的ATP提供能量 光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應 B錯誤 C ATP水解 失去兩個磷酸后為腺嘌呤核糖核苷酸 可作為轉(zhuǎn)錄的原料之一 C正確 D 葡萄糖水解為丙酮酸發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì) D錯誤 故選 C 2 2018 河北邯鄲二模 下列有關ATP的敘述 都不正確的一組是 哺乳動物成熟的紅細胞中沒有線粒體 不能產(chǎn)生ATP 植物細胞產(chǎn)生的ATP 均可用于一切生命活動 ATP中的能量可來源于光能 化學能 也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學能 ATP和RNA具有相同的五碳糖 在有氧和缺氧的條件下 細胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATP ATP分子中的兩個高能磷酸鍵穩(wěn)定性不同 ATP中的 A 與構(gòu)成DNA RNA中的堿基 A 表示相同物質(zhì) ATP與絕大多數(shù)酶的組成元素不存在差異A B C D A 解析 哺乳動物成熟的紅細胞中 ATP來自無氧呼吸 錯誤 在植物細胞的葉綠體中合成的ATP只供暗反應利用 錯誤 光能可通過植物的光反應轉(zhuǎn)化成ATP中的能量 生物體中的化學能可通過呼吸作用轉(zhuǎn)化成ATP中的能量 ATP中的能量也可以轉(zhuǎn)化為光能和化學能 正確 組成ATP和RNA的糖都是核糖 正確 有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段相同 場所都是細胞質(zhì)基質(zhì) 正確 ATP分子中含有兩個高能磷酸鍵 遠離腺苷的高能磷酸鍵更容易水解釋放能量 正確 ATP中的A表示腺苷 而核酸中的A表示腺嘌呤 錯誤 ATP中的組成元素為C H O N P 大多數(shù)酶是蛋白質(zhì) 組成元素為C H O N 有的還有S 錯誤 題型2ATP與ADP間的相互轉(zhuǎn)化3 2018 廣東深圳模擬 據(jù)下圖判斷 下列有關敘述錯誤的是 A 丙物質(zhì)含有的元素為C H O NB 乙物質(zhì)為腺嘌呤核糖核苷酸 是RNA的基本組成單位之一C 酶1 酶2和酶3催化的反應均伴有大量的能量釋放D 細胞的無氧呼吸只有第一階段產(chǎn)生了ATP C 解析 據(jù)題意分析 丙為腺苷 核糖 含氮堿基 丙含有的元素為C H O N A項正確 乙為腺嘌呤核糖核苷酸 B項正確 酶1 酶2催化的是高能磷酸鍵的斷裂 釋放大量能量 酶3催化的是普通磷酸鍵的斷裂 不釋放大量能量 C項錯誤 無氧呼吸第二階段不釋放能量 只在第一階段釋放能量 產(chǎn)生ATP D項正確 4 2018 山東臨沂三中期末 ATP是生物生命活動的直接能源物質(zhì) 下圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關系式 下列說法不正確的是 A 圖1中的A代表腺苷 b c為高能磷酸鍵B ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性C 在人的成熟紅細胞中能合成ATP的場所只有細胞質(zhì)基質(zhì)D 圖2中過程 所需要的能量可來自葡萄糖等有機物的氧化分解 A 解題模板有關ATP的結(jié)構(gòu)與功能的試題的解題策略解答ATP結(jié)構(gòu)與功能相關的試題要注意6點 1 ATP 磷脂及核酸的組成元素相同 ATP中含有的五碳糖為核糖 2 一個ATP中含有兩個高能磷酸鍵 ATP中遠離腺苷的那個高能磷酸鍵容易形成和水解 3 吸能反應往往需要消耗ATP 放能反應往往產(chǎn)生ATP 人在運動狀態(tài)下ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化速率大于安靜狀態(tài)下的轉(zhuǎn)化速率 4 物質(zhì)出入細胞時 協(xié)助擴散不消耗ATP 主動運輸 胞吞和胞吐消耗ATP 5 生命活動所需要的ATP主要來自有氧呼吸 6 無氧呼吸產(chǎn)生的ATP少 是因為大部分能量儲存在不徹底的氧化產(chǎn)物 乳酸或酒精 中 沒有釋放出來