高考生物二轮基础研习 第一部分 专题二 第一讲 酶与ATP

1酶并非都是蛋白质，少数酶是酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA。2酶具有催化作用，其原理是降低反应的活化能。酶具有催化作用，其原理是降低反应的活化能。3酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。4ATP的结构简式是的结构简式是APPP，其中，其中A表示腺苷，表示腺苷，P代表代表 磷酸基团。磷酸基团。5ATP的合成部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体。的合成部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体。6叶绿体中色素共有叶绿体中色素共有4类，在滤纸条上从上到下依次是胡萝类，在滤纸条上从上到下依次是胡萝 卜素、叶黄素、叶绿素卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素和叶绿素b。12只有连续分裂的细胞才有细胞周期，高度分化的只有连续分裂的细胞才有细胞周期，高度分化的 细胞和进行减数分裂的细胞没有细胞周期。细胞和进行减数分裂的细胞没有细胞周期。13动物和高等植物细胞有丝分裂的主要区别在于前动物和高等植物细胞有丝分裂的主要区别在于前 期纺锤体的形成方式和末期细胞质分裂方式不同。期纺锤体的形成方式和末期细胞质分裂方式不同。14在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂；与体细胞相比，第一次分裂；与体细胞相比，DNA数目减半发生在数目减半发生在减数第二次分裂。减数第二次分裂。15观察细胞分裂的操作流程为：解离观察细胞分裂的操作流程为：解离漂洗漂洗染色染色制片。制片。16细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的实质是基因的选择性表达。17衰老的细胞体积减小，细胞膜通透性改变，酶活性下衰老的细胞体积减小，细胞膜通透性改变，酶活性下 降，水分减少、色素积累。降，水分减少、色素积累。18癌变的机理是原癌基因和抑癌基因发生了突变。癌变的机理是原癌基因和抑癌基因发生了突变。19癌细胞具有无限增殖、形态结构发生改变、糖蛋白减癌细胞具有无限增殖、形态结构发生改变、糖蛋白减 少，易于扩散和转移等特征。少，易于扩散和转移等特征。备考方向要明了备考方向要明了高频考点高频考点考题例证考题例证1.酶的本质与作用特性酶的本质与作用特性的曲线分析的曲线分析2011新课标全国卷新课标全国卷T2海南海南卷卷T5等。等。2.有关酶特性的实验设有关酶特性的实验设计与分析计与分析2011全国卷全国卷T31,2009广东卷广东卷T72等。等。3.ATP的分子结构、功的分子结构、功能及转化能及转化2010上海卷上海卷T5,2009海南卷海南卷T7等。等。1. 核酸与蛋白质的关系核酸与蛋白质的关系1有关酶的实验探究思路分析有关酶的实验探究思路分析 重点重点(1)探究某种酶的本质。探究某种酶的本质。(2)验证酶的专一性。验证酶的专一性。设计思路：酶相同，底物不同设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同或底物相同，酶不同)设计方案示例：设计方案示例：(3)验证酶的高效性。验证酶的高效性。操作步骤：操作步骤：2影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素难点难点(1)温度和温度和pH：(2)底物浓度和酶浓度：底物浓度和酶浓度：在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。如图甲。量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。如图甲。在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。如图乙。酶浓度成正比。如图乙。1(2011海南高考海南高考)关于酶的叙述，正确的是关于酶的叙述，正确的是 ()A酶提供了反应过程所必需的活化能酶提供了反应过程所必需的活化能B酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关C酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸解析：解析：酶降低了反应的活化能；酶活性与所处的环境改变有酶降低了反应的活化能；酶活性与所处的环境改变有关；酶分子在催化反应的前后结构不变；酶结构改变可影响关；酶分子在催化反应的前后结构不变；酶结构改变可影响其活性或使其丧失活性。其活性或使其丧失活性。答案：答案：C2(2011海南高考海南高考)某一不可逆化学反应某一不可逆化学反应(SPW)在无酶在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是线是()A甲甲B乙乙C丙丙 D丁丁解析：解析：酶能加快反应的进行，该反应不可逆，加入酶后使酶能加快反应的进行，该反应不可逆，加入酶后使反应物浓度快速下降。反应物浓度快速下降。答案：答案：D1ATP的形成及与光合作用、细胞呼吸的关系的形成及与光合作用、细胞呼吸的关系(重难点重难点)(1)ATP的形成途径：的形成途径：(2)ATP与与ADP的转化并不是完全可逆的。的转化并不是完全可逆的。ATP与与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，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式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。供应。(3)误认为误认为ATP等同于能量。等同于能量。ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为是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，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。不可将两者等同起来。(4)ATP转化为转化为ADP也需要消耗水。也需要消耗水。ATP转化为转化为ADP又称又称“ATP的水解反应的水解反应”，这一过程需，这一过程需ATP酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物物(如蛋白质、脂肪、淀粉等如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。的水解都需要消耗水。3(2009上海高考上海高考)下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是中，正确的是 ()A适宜光照下，叶绿体和线粒体合成适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要都需要O2B只要提供只要提供O2，线粒体就能为叶绿体提供，线粒体就能为叶绿体提供CO2和和 ATPC无光条件下，线粒体和叶绿体都产生无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATPD叶绿体和线粒体都有叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化合成酶，都能发生氧化 还原反应还原反应解析：解析：适宜光照下，在叶绿体内进行光合作用，在其光反适宜光照下，在叶绿体内进行光合作用，在其光反应阶段可产生应阶段可产生ATP，但不消耗，但不消耗O2。因可以合成。因可以合成ATP，故叶，故叶绿体内有绿体内有ATP合成酶。提供合成酶。提供O2，在线粒体内可以进行有氧，在线粒体内可以进行有氧呼吸产生呼吸产生CO2提供给叶绿体，但不能为叶绿体提供提供给叶绿体，但不能为叶绿体提供ATP。无光条件下，叶绿体内不能进行光合作用，故不产生无光条件下，叶绿体内不能进行光合作用，故不产生ATP。线粒体内进行有氧呼吸产生线粒体内进行有氧呼吸产生ATP，发生氧化还原反应。，发生氧化还原反应。答案：答案：D命题命题热点热点(1)酶的化学本质及实验验证酶的化学本质及实验验证(2)酶的特性及影响酶的特性及影响因素因素命题命题角度角度高考对此类问题的考查常有以下形式：一是以高考对此类问题的考查常有以下形式：一是以简单选择题形式考查酶的实质、作用等；二是简单选择题形式考查酶的实质、作用等；二是通过图表曲线考查与酶的特性有关的实验分析，通过图表曲线考查与酶的特性有关的实验分析，影响酶促反应速率的因素等影响酶促反应速率的因素等例例1(2011新课标全国卷新课标全国卷)甲、乙两种甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误时间的关系如右图所示。下列分析错误的是的是 ()A甲酶能够抗该种蛋白酶降解甲酶能够抗该种蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的甲酶不可能是具有催化功能的 RNAC乙酶的化学本质为蛋白质乙酶的化学本质为蛋白质D乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变解析解析本题考查酶的化学本质以及酶的特性，意在考查本题考查酶的化学本质以及酶的特性，意在考查对图表的判断分析能力。酶具有专一性，蛋白酶能催化对图表的判断分析能力。酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降，故甲酶的本质不是蛋白质，有可而乙酶活性逐渐下降，故甲酶的本质不是蛋白质，有可能是能是RNA；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。用下其空间结构被改变。答案答案B解析解析由题干及曲线图可知，加入化合物由题干及曲线图可知，加入化合物X对淀粉酶的活对淀粉酶的活性有抑制作用，但随着温度的变化，酶促反应速度也发生性有抑制作用，但随着温度的变化，酶促反应速度也发生变化，但反应速率并未降至变化，但反应速率并未降至0，说明此时酶并未完全失活。，说明此时酶并未完全失活。该实验应是在最适该实验应是在最适pH的条件下进行的，因此改变反应溶液的条件下进行的，因此改变反应溶液的的pH只能使酶的活性降低。只能使酶的活性降低。答案答案D1具有专一性的物质归纳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。如限制性酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割上切割DNA分子。分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质载体：某些物质通过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所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。础。(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因激素：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。受体。(4)tRNA tRNA有有61种，每种种，每种tRNA只能识别并转运一种只能识别并转运一种氨基酸。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。抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。2酶、激素与维生素的比较酶、激素与维生素的比较酶酶激素激素维生素维生素来来源源活细胞产生活细胞产生的有机物的有机物专门的内分泌腺或具有专门的内分泌腺或具有内分泌功能的细胞内分泌功能的细胞主要从食物主要从食物中来中来特特性性高效性高效性高效性高效性高效性高效性酶酶激素激素维生素维生素化学本质化学本质绝大多数是绝大多数是蛋白质，极蛋白质，极少数是少数是RNA多肽、蛋白质、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、氨基酸衍生物、脂质等脂质等种类多种类多生理功能生理功能催化功能催化功能调节作用调节作用多是酶的辅多是酶的辅助因子助因子酶酶激素激素维生素维生素相互关系相互关系共性共性在生物体内均属于高效能物质，即含在生物体内均属于高效能物质，即含量少，作用大，生物代谢不可缺少量少，作用大，生物代谢不可缺少命题热点命题热点(1)ATP的结构及的结构及ATP与与ADP的相互转化的相互转化(2)ATP的利用的利用命题角度命题角度高考对此类问题多以选择题形式考查，高考对此类问题多以选择题形式考查，内容多涉及内容多涉及ATP的结构、的结构、ATP与光合作用及与光合作用及细胞呼吸的关系以及是否消耗细胞呼吸的关系以及是否消耗ATP的生理过的生理过程的判断程的判断例例3ATP是细胞的能量是细胞的能量“通货通货”，是生命活动的直接能源物，是生命活动的直接能源物质，下图为质，下图为ATP的结构和的结构和ATP与与ADP相互转化的关系式。下相互转化的关系式。下列说法不正确的是列说法不正确的是().A图图1中的中的A代表腺苷，代表腺苷，b、c为高能磷酸键为高能磷酸键B图图2中进行中进行过程时，图过程时，图1中的中的c键断裂并释放能量键断裂并释放能量CATP与与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D夜间有夜间有O2存在时，图存在时，图2中过程中过程主要发生在线粒体主要发生在线粒体解析解析图图1中中A表示腺嘌呤，表示腺嘌呤，b、c是高能磷酸键。是高能磷酸键。ATP水水解时远离腺苷的高能磷酸键断裂。酶的催化作用具有高效解时远离腺苷的高能磷酸键断裂。酶的催化作用具有高效性。夜间植物不进行光合作用，有性。夜间植物不进行光合作用，有O2存在时，存在时，ATP主要通主要通过有氧呼吸产生，而有氧呼吸主要发生在线粒体中。过有氧呼吸产生，而有氧呼吸主要发生在线粒体中。答案答案A例例4下列生理过程不需消耗下列生理过程不需消耗ATP的是的是 ()解析解析图图A表示的运输方式为自由扩散和协助扩散，都表示的运输方式为自由扩散和协助扩散，都不需要消耗能量。图不需要消耗能量。图B表示兴奋的传导，图表示兴奋的传导，图C表示表示DNA复复制、转录和翻译，图制、转录和翻译，图D表示细胞分裂，这些过程都需要消表示细胞分裂，这些过程都需要消耗耗ATP。答案答案A1ATP与与RNA的关系的关系ATP是三磷酸腺苷，去掉两个磷酸基因后的剩余部分是三磷酸腺苷，去掉两个磷酸基因后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。的基本单位之一。2与与ATP的来源、去路有关的生理过程及发生场所的来源、去路有关的生理过程及发生场所ATP的来源的来源ATP的去向的去向光合光合作用作用光反应，叶绿体类囊体薄膜光反应，叶绿体类囊体薄膜C3的还原，的还原，叶绿体基质叶绿体基质细胞细胞呼吸呼吸有氧呼吸三个阶段，无氧呼吸第有氧呼吸三个阶段，无氧呼吸第一阶段，细胞质基质和线粒体一阶段，细胞质基质和线粒体各项生命活各项生命活动动 高考对本实验的考查，一是从图表分析题形式分析高考对本实验的考查，一是从图表分析题形式分析实验过程的合理性，注重考查实验过程及结果的评价与实验过程的合理性，注重考查实验过程及结果的评价与修订；二是考查实验原理、方法、思路分析及操作步骤修订；二是考查实验原理、方法、思路分析及操作步骤的设计。的设计。 某同学从温度为某同学从温度为5565 的泉水中筛选出能合成脂肪酶的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物作为该酶作用的物 质，反应液中应加入质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱度稳定。溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合， 若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为_。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最 适温度的实验思路。适温度的实验思路。解析解析本题主要考查酶的特性、化学本质、影响酶催化本题主要考查酶的特性、化学本质、影响酶催化活性的因素，意在考查理解能力、实验探究能力。根据酶活性的因素，意在考查理解能力、实验探究能力。根据酶具有专一性的特点可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因具有专一性的特点可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因此测定其活性时，应选择脂肪作为底物；为维持其酸碱度此测定其活性时，应选择脂肪作为底物；为维持其酸碱度稳定，一般应加入缓冲溶液。蛋白质与双缩脲试剂反应呈稳定，一般应加入缓冲溶液。蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。要探究酶催化作用的最适温度，应设置一系列温度紫色。要探究酶催化作用的最适温度，应设置一系列温度梯度，分别测定酶活性，催化活性最高时的温度即为最适梯度，分别测定酶活性，催化活性最高时的温度即为最适温度，由于该细菌生活的温度范围为温度，由于该细菌生活的温度范围为5565 ，因此，设，因此，设置温度梯度范围时应将其包含在内。置温度梯度范围时应将其包含在内。答案：答案：(1)脂肪缓冲脂肪缓冲(2)蛋白质蛋白质(3)在一定温度范围在一定温度范围(包括包括5565 )内设置温度梯度，分别内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。继续实验，直到出现峰值。 碘液和斐林试剂在探究影响淀粉酶活性中的应用碘液和斐林试剂在探究影响淀粉酶活性中的应用(1)在探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，应用碘液，而不在探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，应用碘液，而不宜用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而实验中的自变宜用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而实验中的自变量是温度。量是温度。(2)在探究在探究pH对酶活性影响的实验中，应利用斐林试剂，而对酶活性影响的实验中，应利用斐林试剂，而 不宜选用碘液，因碘液与不宜选用碘液，因碘液与NaOH发生反应。发生反应。(3)在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性的实验中，应选在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性的实验中，应选用斐林试剂，而不宜选用碘液，因碘液无法检测蔗糖是用斐林试剂，而不宜选用碘液，因碘液无法检测蔗糖是否水解。否水解。