2021生物统考版二轮复习学案：第1部分 专题2 第1讲细胞代谢中的酶和TP含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高考生物统考版二轮复习学案：第1部分专题2第1讲细胞代谢中的酶和ATP含解析第1讲细胞代谢中的酶和ATPeq\a\vs4\al(网络构建）■易错辨析················································································细胞代谢中的酶1．同无机催化剂相比，酶所提供的活化能更多，因而催化效率更高. （×)提示：酶具有催化作用的原理是降低化学反应的活化能,不是提供活化能.2．过酸、过碱或温度过高,都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。 （√）3．酶活性受温度、pH、底物浓度及酶量的影响。 (×)提示：底物浓度、酶量不影响酶的活性.4．同一个体各种体细胞中酶的种类相同、数量不同，代谢不同。 （×）提示：同一个体各种体细胞中酶的种类不一定相同。5．用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用碘液也可用斐林试剂作为检测试剂。 （×）提示：探究温度对酶活性的影响时选用斐林试剂作为检测试剂需要水浴加热,会改变实验温度。6．探究胃蛋白酶的最适pH时，将其加入蛋清中再加入缓冲液。 （×）提示：应先加入缓冲液再加入蛋清。ATP的结构和作用1．一个ATP中含有两个高能磷酸键，且都容易形成和水解。 (×)提示：ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键更容易形成和水解。2．酶催化的化学反应都需要ATP. (×）提示：酶催化的化学反应不一定需要ATP，如放能反应。3．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应. （√）4．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡. （×）提示:人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量能够达到动态平衡。5．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。 (×)提示：细胞质中消耗的ATP可来源于线粒体,也可来源于细胞质基质，叶绿体中产生的ATP只用于暗反应。6．有氧条件下,植物根尖细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP。 (×)提示：植物根尖细胞没有叶绿体。7．生物体进行生命活动只能由ATP直接供能。 (×)提示：直接能源物质除ATP外，还有GTP、CTP、UTP等.■长句冲关··················································································1．酶具有高效性的原因：____________________________________________________________________________________。提示：与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高2．低温与高温、过酸、过碱对酶活性影响的不同是__________________________________________________________________________________________________________。提示：低温抑制酶的活性不破坏酶的结构，高温、过酸、过碱破坏酶的结构3．ATP在生物体内含量较少,但生物体对ATP的需求量很大，生物体解决这一矛盾的方式是_______________________。提示：细胞内ATP与ADP之间快速地相互转化4．与葡萄糖相比，每分子ATP中蕴含的能量较少，但两者中只有ATP能为细胞的生命活动直接提供能量，原因是_________________________.提示：ATP的化学性质不稳定，远离腺苷的高能磷酸键易水解也易合成5．温度和pH对酶促反应速率的影响与底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影响的本质不同是_______________________。提示:温度和pH通过影响酶的活性影响酶促反应速率,底物浓度和酶浓度不影响酶的活性,通过影响酶分子与底物的结合影响酶促反应速率考点1细胞代谢中的酶1．酶的作用原理、特性及影响因素的曲线分析（1)酶的作用原理①由图可知,酶的作用原理是降低化学反应的活化能。②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能.(2)酶的特性的曲线图1图2①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明：酶具有高效性。②图2中两曲线比较表明：酶具有专一性。（3)各因素对酶促反应速率的影响曲线图1图2图3①分析图1和图2：温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。②图1和图2中使酶的空间结构遭到破坏的因素是高温、过酸和过碱。③分析图3：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度.2．酶的相关实验探究3．常考酶的种类及应用1．下图表示将A、B两种物质混合，T1时加入酶C,在最适温度下这两种物质浓度的变化。（1）适当降低反应温度，分析T2值如何变化？（2）分析T2后B增加缓慢的原因。(3)T1时加入酶C后,酶促反应速率变化有什么规律？在最适温度下物质A经酶C催化分解生成了物质B.提示：（1）该图为最适温度下的物质变化,适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长，T2值会增大.(2)T2后B增加缓慢的原因是A浓度降低导致反应速率下降。（3）T1时加入酶C后，酶促反应速率先快后慢.2．小麦种子中含有α、β两种淀粉酶，某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验,步骤如下：①将等量的α.淀粉酶(70℃活性不受影响，100℃高温下失活)与β。淀粉酶（70℃处理15min即失活）加适量蒸馏水混合，分为甲、乙、丙三组；②甲组25℃下处理,乙组70℃水浴处理15min后取出，丙组100℃下处理15min后取出；③甲、乙、丙三组分别在25℃条件下加入等量且足量的淀粉溶液；④一段时间后，测得甲、乙、丙三组淀粉剩余量分别为a、b、（1）三组淀粉剩余量最多的是哪一组？原因是什么?(2)利用上述实验结果，如何大致比较25℃条件下α。淀粉酶和β.淀粉酶活性的大小？提示：(1）丙组。两种淀粉酶在100℃条件下均失去活性，且降到25℃活性不能恢复。（2)比较b－a（β.淀粉酶的活性）与c－b（α­淀粉酶的活性）数值的大小。3．酶活性受多种因素的影响，下图表示抑制酶活性的两个模型,模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应；模型B中的抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失活。研究发现某氨基酸能降低酶G的活性.请设计实验探究某氨基酸降低酶G的作用方式属于模型A还是模型B，简要写出（1）实验思路；（2）预期实验结果及结论.比较两种模型，找出两种模型的差异→模型A酶没有失活，抑制剂与底物竞争活性部位；模型B酶构型改变而失活→找到区别两种模型的方法(在酶反应体系中增加底物浓度，两种模型的结果不同)。提示:(1）实验思路：在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸，同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化。（2)预期实验结果及结论：若酶促反应速率能恢复，则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明某氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B。考查对酶的作用、本质和特性的理解1．（2017·全国卷Ⅱ）下列关于生物体中酶的叙述，正确的是（）A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃C[在细胞核外，叶绿体和线粒体中也含有参与DNA合成的酶，A项错误；由活细胞产生的酶，在生物体外适宜的条件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在适宜条件下可催化试管中的淀粉水解，B项错误;盐析可使蛋白质沉淀，但不会破坏蛋白质的空间结构，析出的蛋白质仍可以溶解在水中，其化学性质不会发生改变，C项正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37℃，但保存时应在低温条件下,D2．(2020·惠州调研)下列有关生物体内酶和激素的叙述，正确的是(）A．所有的酶和激素都是在核糖体中合成的B．某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的C．两者都是细胞的结构组成成分，都不能提供能量D．一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种靶细胞B[蛋白质类物质在核糖体上合成,少数酶的化学本质是RNA,部分激素的化学本质是脂质，如性激素，RNA和脂质不是在核糖体中合成的，A错误；某些激素的调节作用可通过激活酶的活性实现，B正确；激素在细胞之间传递信息，胞外酶和激素不是细胞结构的组成部分，C错误;一种酶只催化一种或一类物质的反应，一种激素可作用于多种靶细胞，如胰岛素几乎可作用于全身所有细胞，D错误。]四个角度区别酶和激素通过坐标曲线考查酶的作用和特性1．(2020·深圳高级中学检测)探究某种酶特性的实验结果如图所示,以下分析正确的是（）图1图2图3A．本实验是探究蔗糖酶的特性B．该酶在温度为20℃、pH为7时活性最高C．图1和图2证明酶具有高效性和温和性D．图3所示的实验结果说明酶具有专一性D[本实验是探究麦芽糖酶的特性，不是探究蔗糖酶的特性,A项错误；该酶在温度为20℃时活性较低,B项错误；图1和图2没有证明酶具有高效性，只能证明酶的温和性,C项错误;图3所示的实验结果说明麦芽糖酶具有专一性，D项正确。］2．(2020·皖南八校联考）已知酶X(蛋白质类酶)可催化物质a分解为小分子物质b。下图实线表示在最适条件下,向一定量物质a溶液中加入一定量的酶X后,物质b的生成量与反应时间的关系。有关分析正确的是（)A．适当升高反应温度可得到③曲线B．加入少量蛋白酶可能得到①曲线C．适当增加物质a的量可能得到③曲线D．适当增加酶X的量可能得到②曲线B[适当升高反应温度会使酶促反应的速率减慢，故能得到①曲线，A错误;加入少量蛋白酶,会导致酶量减少，故可能得到①曲线,B正确；底物浓度增加会使生成物量增加，故适当增加物质a的量可能得到②曲线,C错误；增加酶X的量可使反应速率加快,故适当增加酶X的量可能得到③曲线，D错误。］“四看法"分析酶促反应曲线一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量间的关系。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，曲线未达到平衡时，限制因素是横坐标所表示的因素，当曲线达到平衡状态后限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。三看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等，理解特殊点的意义。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.考查酶的相关实验设计、分析与评价1．(2016·全国卷Ⅰ）若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是（）A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C[在测定酶活力的实验中,需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求.]2．(2020·黄山检测）下表是某学生设计的有关实验方案。据表分析，下列说法正确的是（)组别①②③④⑤⑥质量分数为3％的淀粉溶液(mL）2－2－2－质量分数为3％的蔗糖溶液(mL)－2－2－2质量分数为2%的α。淀粉酶溶液（mL）111111反应温度（℃）00xx100100检测试剂Y2滴2滴2滴2滴2滴2滴注：表中“－”表示没有添加。A.本实验检测试剂Y可用碘液或斐林试剂B．③④两组实验反应温度x设为37℃时可用于验证酶的专一性C．若x、Y设置正确，则②④⑥三组实验可说明温度能影响酶活性D．若x、Y设置正确，则α­淀粉酶溶液的用量是无关变量D[若Y为斐林试剂，使用时需水浴加热会对探究温度对于酶活性的实验有影响，且碘液不能检测蔗糖是否发生分解，故A错误;验证酶的专一性时无关变量应相同且适宜，α­淀粉酶为工业用酶,最适的催化温度为60℃，故B错误；α.淀粉酶不能催化蔗糖水解，②④⑥三组实验不能说明温度能影响酶活性，故C错误;本实验中α.淀粉酶溶液的用量、淀粉溶液的量等都是无关变量，故D正确。］3．(2020·衡水金卷）为探究“影响胶原蛋白酶活性的因素”,某生物兴趣小组设计了一个实验方案,如表所示。回答下列问题：试管底物和试剂实验条件1蛋白质X＋4mL蒸馏水37℃水浴；pH＝72蛋白质X＋4mL胶原蛋白酶37℃水浴；pH＝73蛋白质X＋4mL胶原蛋白酶__①__;pH＝34蛋白质X＋4mL胶原蛋白酶0℃水浴；pH＝__②__（1）实验方案中①②处分别为_____________、____________.（2)本实验的自变量是__________________，无关变量有________________________(至少答出两点）。(3）用双缩脲试剂检测上述4组实验后的溶液，溶液呈现紫色的试管有______________。（4）为便于观察、记录实验现象，需对蛋白质X进行特殊处理,使其_________________，实验就可以通过观察________________推断酶活性的大小。[解析］（1)表格中提供了温度和pH两种实验条件，因此实验目的是探究温度、pH对胶原蛋白酶活性的影响，故方案中①②处分别保证只含一个自变量即可.(2)由上述分析可知,本实验的自变量是温度、pH,无关变量有胶原蛋白酶的用量或浓度、蛋白质X的用量、保温时间等。(3)由于胶原蛋白酶本身为蛋白质，反应前后质和量均不变，所以用双缩脲试剂检测4个试管溶液均呈紫色.(4）由于不能用双缩脲试剂检测蛋白质X的含量变化,我们可以通过肉眼观察的方法，使蛋白质凝结成为块状即可。以相同时间内蛋白块大小的变化(或记录蛋白块消失所需的时间)作为因变量，确定酶活性大小。[答案](1)37℃水浴7（2)温度和pH胶原蛋白酶的用量或浓度、蛋白质X的用量、保温时间(答出任意两点即可）（3)1、2、3、4（4)凝固成块状(答出“呈现块状”即可)单位时间或相同时间内蛋白块大小的变化情况(或记录蛋白块消失所需的时间)(1）四步法分析酶的实验题第一步：分析实验目的,确定自变量与因变量（检测指标)。第二步：明确实验原理，理清自变量和无关变量的控制方法。第三步：分析实验步骤，判断是否遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。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.(2)三步法完成实验设计题第一步：首先根据实验的自变量确定实验分几组,然后分组编号。第二步：控制自变量，同时排除无关变量。表述时注意怎样控制自变量，怎样排除无关变量.第三步:检测因变量。注意检测因变量的方法应科学、准确。考点2ATP的结构和作用1．ATP的结构与能量转换2．细胞内ATP的产生与消耗转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录、蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等续表1．在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子,短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大,但部分ATP的末端P已带上放射性标记,分析该现象得到哪些结论？提示：(1)ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；(2)该过程中ATP既有合成又有水解；(3)部分32P标记的ATP是重新合成的。2．实验室里有萤火虫尾部研磨粉、生理盐水、葡萄糖溶液、ATP溶液，请设计实验证明ATP是直接能源物质。写出实验步骤和实验结果。设置对比实验→分组编号→控制自变量，排除无关变量→检测因变量。实验步骤：实验结果:提示：实验步骤：(1）将萤火虫尾部研磨粉用生理盐水配制成悬浊液；（2)取两支试管编号为甲、乙，分别加入等量的已配制的悬浊液；（3）向甲试管中加入两滴ATP溶液,向乙试管中加入两滴葡萄糖溶液，在黑暗环境中观察两试管.实验结果:观察到甲试管发出荧光，乙试管没有发出荧光.考查ATP的结构、产生和利用1．(2020·黄冈质检）下图表示ATP与ADP的相互转化过程，相关叙述错误的是（）A．图中的M指的是腺嘌呤,N指的是核糖B．食物为ATP“充电"指的是呼吸作用分解来自食物中的有机物产能C．运动时肌肉细胞中ATP的“充电”速率远高于其“放能"速率D．ATP的“充电”和“放能”所需要的酶不同C[根据图示判断:M指的是腺嘌呤，N指的是核糖,A正确；食物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能，需通过呼吸作用来完成,B正确；ATP的合成和分解速率始终处于一种动态平衡状态，C错误；酶具有专一性，故ATP的合成和分解所需要的酶不同，D正确。］2．(2020·全国卷Ⅲ)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表.反应部位（1)______叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖/丙酮酸等反应名称（2)______光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3)______化学能终产物（除ATP外）乙醇、CO2(4）______（5)______[解析］（1）(2）无氧条件下，某些细胞可以将葡萄糖分解成乙醇和CO2，并释放少量能量，