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专题3 细胞内的酶与ATP,1.酶在代谢中的作用()。 2.ATP在能量代谢中的作用()。,重温考纲要求,内容索引,基础自查 排查考点 夯实基础,热点梳理 突破热点 梳理关键,基础自查 排查考点 夯实基础,自建知识体系,答案,蛋白质,RNA,高效性,专一性,活化能,C、H、O、N、P,A-PPP,细胞呼吸,光合作用,直接能源物质,1.有关酶的正误判断 (1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸( ) (2)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 ( ) (3)滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率不涉及“降低化学反应活化能”的原理( ) (4)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活 ( ) (5)酶所催化的化学反应一般都是在比较温和的条件下进行的( ),自查知识缺漏,答案,(6)酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，使化学反应顺利进行 ( ) (7)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温( ) (8)发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性( ),答案,2.有关ATP的正误判断 (1)1个ATP分子中含有一个腺嘌呤和3个磷酸基团( ) (2)在生物体的活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行( ) (3)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 ( ) (4)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体( ) (5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡( ) (6)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( ),答案,返回,热点梳理 突破热点 梳理关键,一、“循环利用”的酶,二、“能量通货”的ATP,返回,1.(2013新课标全国，6)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.酶通过降低化学反应的活化能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 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、过酸和过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。,解析,一、“循环利用”的酶,1,2,3,4,解析,2.(2016全国乙，3)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 解析 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。,1,2,3,4,3.(2016全国甲，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题： (1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。 解析 曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40 时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 。,解析答案,1,2,3,4,B,(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，那么A组酶催化反应 的速度会_。 解析 A组控制的温度是20 。在时间t1之前， 如果A组温度提高10 ，因酶的活性增强，则A组 酶催化反应速度会加快。 (3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_ _。 解析 对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60 条件下已经失活，所以如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，在t3时，C组产物的总量不变。,解析答案,加快,不变,1,2,3,4,60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加,(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_ (答出两点即可)。 解析 绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。,1,2,3,4,蛋白质或RNA,高效性、专一性,解析答案,4.(2012大纲全国，33)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤： 在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。 将5支试管加入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。 取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。 观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。,1,2,3,4,上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。 (1)_。 解析 唾液淀粉酶的最适温度是37 左右，70 时酶会变性失活。 (2)_。 解析 加入斐林试剂后，需要5065 水浴加热才能看到砖红色沉淀。,1,2,3,4,中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 ,在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在5065 热水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色,解析答案,悟规律,悟规律,分析全国课标卷考题不难发现，对酶的考查侧重于酶的本质特性、影响酶活性的因素及相关曲线模型分析，尤其注重相关实验探究，备考时应特别关注单一变量设置与自变量、因变量的分析。,1,2,3,4,1.区分酶的3个不同点、5个相同点,答案,氨基酸,核糖体,核糖核苷酸,细胞核(真核生物),催化作用,降低化学反应的活化能,2.理清酶的作用机理、特性及影响因素的3类曲线 (1)酶的作用原理 由图可知，酶的作用原理是降低化学反应的活化能。 若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向 移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。,答案,上,(2)酶的特性的曲线 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 。 图2中两曲线比较表明：酶具有 。,答案,高效性,专一性,(3)各因素对酶促反应速率的影响曲线 分析图3和图4：温度或pH通过影响 来影响酶促反应速率。 分析图5：OP段的限制因素是 ，P点以后的限制因素则是 。,答案,酶的活性,底物浓度,酶浓度,题型一 酶的本质、作用及特性的分析 1.下列有关酶的叙述，正确的是( ) A.酶分子是在基因的指导下，在核糖体上合成的 B.一种酶催化化学反应的种类与其空间结构有关 C.经高温处理的酶，加入双缩脲试剂后不会出现紫色 D.酶与无机催化剂都可通过提高化学反应的活化能来起催化作用,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 大多数酶的化学本质是蛋白质，在基因的指导下，在核糖体上合成，少数酶为RNA，不在核糖体上合成，A错误； 酶的催化作用具有专一性，一种酶催化化学反应的种类与其空间结构有关，B正确； 经高温处理的酶，空间结构发生了改变，但没有破坏肽键的结构，所以加入双缩脲试剂后仍然会出现紫色，C错误； 酶和无机催化剂都可通过降低化学反应的活化能来起催化作用，D错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,2.细胞代谢中某种酶与其 底物、产物的关系如下图 所示。下列有关叙述不正确 的是( ) A.酶1与产物B结合后失活， 说明酶的功能由其空间结构决定 B.酶1有两种底物且能与产物B结合，因此酶1不具有专一性 C.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 D.酶1与产物B的相互作用可以防止细胞产生过多的产物A,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 从题图中进行分析，酶1的空间结构发生变化后活性丧失，说明酶的功能由空间结构决定，A项正确。 从图中可以看出，酶1能与两种底物特异性结合，且只能催化这两种底物生成产物A；虽能与产物B结合，但没有催化生成产物，因此酶1具有专一性，B项错误。 酶1的变构位点和活性位点的结构是由氨基酸的排列顺序决定的，C项正确。 产物A增多，生成的产物B增多，酶1与产物B结合后失去活性，产物A合成减少；当产物A过少时，产物B浓度降低，酶1有活性，开始合成产物A，因此酶1与产物B的相互作用可以防止细胞产生过多的产物A，D项正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,3.用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是( ) A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 C.RNA D.逆转录酶 解析 A项，蛋白酶在蛋白质水解成多肽的过程中起催化作用；B项，RNA聚合酶在转录的过程中起催化作用； C项，自然界中的酶大多数是蛋白质，少数是RNA。核糖体是由RNA和蛋白质组成的，用蛋白酶将其蛋白质除去后，处理后的核糖体仍可催化氨基酸发生脱水缩合反应，说明起催化作用的成分是RNA； D项，逆转录酶在逆转录(或反转录)过程中起催化作用。,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,4.下列关于酶的叙述，正确的是( ) A.酶适于低温下保存，因为低温时虽然酶的活性很低，但酶的空间结构 稳定 B.Fe3和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，是因为它们降低了活化能，同时 给过氧化氢提供能量 C.酶是由内分泌腺细胞合成的具有催化作用的有机物 D.酶与激素一样使用后立即被灭活，所以活细胞中需要源源不断地合成酶,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 酶适于低温下保存，因为低温时虽然酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，A正确； Fe3和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，是因为它们降低了活化能，但是未给过氧化氢提供能量，B错误； 酶是由活细胞合成的具有催化作用的有机物，C错误； 激素使用后立即被灭活，但是酶使用后不被灭活，D错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,与酶有关的审答题的4个提醒 (1)只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为RNA，否则一般认定为蛋白质(如各种消化酶、DNA聚合酶等)。 (2)酶只能由活细胞产生，不能来自食物，且几乎所有活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)均可产生酶(一般场所为核糖体)。 (3)催化(降低反应分子活化能)是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源(或组成)物质，切不可额外夸大其功能。,易错提醒,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(4)辨析酶、激素、神经递质、抗体 四者均具特异性(专一性)、高效性等特性。 激素、神经递质、抗体都是由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作用后即被灭活，而酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用，且可以多次发挥作用。 活细胞都能产生酶(哺乳动物的成熟红细胞除外)，但只有少数特异性细胞能合成并分泌激素、神经递质、抗体。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,题型二 影响酶活性因素的图、表、线分析 5.将牛奶和姜汁混合，能使牛奶凝固。某同学用煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固。将不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁。观察结果如下表：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,根据以上结果，下列表述中错误的是( ),解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A.新鲜姜汁中含有能使可溶状态的牛奶凝固的酶 B.进一步测定最适温度，可设置60 、65 、75 、80 四个温度梯度 C.将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验 的准确度 D.该实验说明酶需要适宜的温度，100 时未凝固，是因为酶的活性已经 丧失,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 据题意知，煮沸的姜汁不能使牛奶凝固，而新鲜姜汁在适宜温度下可以使牛奶凝固，说明新鲜姜汁中可能含有一种酶，该酶能将可溶状态的牛奶转化为不溶状态，A正确； 根据表格分析知，最适温度位于40100 之间，测定最适温度应在40100 之间缩小温度梯度，进行多组实验，B错误； 将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能排除姜汁与牛奶混合时，温度变化，提高实验准确度，C正确； 根据题干知，煮沸的姜汁，降温后，仍然不能凝固牛奶，说明酶已失活，D正确。,6.如图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果，请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果( ) A.温度 B.Ph C.淀粉溶液量 D.唾液量,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 改变温度或pH会影响酶的活性，从而影响化学反应速率，但不改变化学反应的平衡点，即产物的最终产量不变，图中实验组的还原糖生成量明显减少，A、B错误； 改变底物的量，产物的量则会减少，图中对照组的还原糖生成量一直多于实验组的还原糖生成量，故改变的是淀粉溶液量，即降低了淀粉溶液量，C正确； 改变唾液量，即唾液淀粉酶的量，会影响化学反应速率，但不改变化学反应的平衡点，即产物的最终产量不变，图中实验组的还原糖生成量明显减少，D错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,7.用新鲜萝卜做如下实验：第一组将萝卜磨碎，制得提取液后立即冷藏，取几支试管，分别加入pH为39的过氧化氢溶液，30 保温，然后在每支试管中加入4滴冷藏的提取液；第二组重复上述实验，但把提取液的添加量减半；第三组重复第一组实验，但在滴加提取液之前先对其进行80 高温处理。然后将实验结果绘成下图的曲线，表示一、二、三组结果的曲线分别是( ) A.a、b、c B.a、c、b C.b、a、c D.c、b、a,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 第二组比第一组酶量减半，在其他条件均相同的情况下，反应速率比第一组小，所以第一组对应曲线b，第二组对应曲线a。 第三组滴加提取液之前先对其进行80 高温处理，酶变性失活，过氧化氢不会被催化分解，对应曲线c。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,8.下图中甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率随pH或温度的变化趋势。下列相关分析，正确的是( ) A.在A点适当提高温度或在B点适当增加酶的 浓度，反应速率都将增大 B.图中E点代表该酶的最适pH，H点代表该酶 的最适温度 C.短期保存该酶，适宜条件对应于图中的D、H两点 D.研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应，均可得到上图曲线,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析,解析 首先根据曲线变化判断乙曲线代表温度对酶促反应速率的影响，丙曲线代表pH对酶促反应速率的影响。甲曲线是在最适温度下测定的，故在A点提高温度，反应速率将降低，故A错； 图中E点代表酶的最适温度，H点代表酶的最适pH，故B错； 酶应该在最适pH、低温下保存，故C对； 过氧化氢受热易分解，故当用过氧化氢酶研究温度对酶促反应速率的影响时，高温时反应速率不会为零，故D错。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,9.某同学为研究化合物P对淀粉酶活性的影响，在最适温度和最适酸碱度条件下，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述错误的是( ) A.在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率 B.曲线可作为实验对照 C.P对该酶的活性有抑制作用 D.若提高反应温度，则A点将上移,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 据图可知，在底物浓度相对较低时，影响酶促反应速率的因素是底物浓度，A正确； 研究化合物P对淀粉酶活性的影响，需要建立对照实验，图中为对照组，为实验组，B正确； 加入化合物P后，酶促反应速率下降，说明P对该酶的活性有抑制作用，C正确； 图示结果是在最适温度和最适酸碱度条件下得到的，若提高反应温度，酶活性会降低，酶促反应速率也会下降，因此A点将下移，D错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,酶促反应速率和酶活性的辨析 温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的，而底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触机率来影响酶促反应速率的，其并不影响酶活性。,易错警示,返回,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.(2014大纲全国，2)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是( ) A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用 B.机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP C.在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATP D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用,解析,二、“能量通货”的ATP,1,2,解析 A项，细胞核中无法进行呼吸作用产生能量，它所需要的ATP主要由细胞质中的线粒体提供。 B项，ATP是生命活动的直接能源物质，机体时刻都在消耗ATP。 C项，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行，均有ATP形成。 D项，根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的，其消耗的能量来源于呼吸作用产生的ATP。,1,2,2.(2016全国乙，29节选)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。回答下列问题： (1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_(填“”“”或“”)位上。 解析 ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键，即位和位之间的高能磷酸键，即位磷酸基团转移到DNA末端。要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在位上。,解析答案,1,2,(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“”“”或“”)位上。 解析 dATP脱去位和位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在位。,解析答案,悟规律,1,2,高考对本知识点的考查侧重于ATP的结构简式，真核细胞中ATP的产生场所、过程及ATP的用途与转化，题型多为选择题，也可渗透于光合作用、细胞呼吸的非选择题中考查。,悟规律,1,2,1.从ATP结构简式理解其组成与功能,2.理清A的4种含义 ATP： A表示：_ 核苷酸： A表示：_ DNA： A表示：_ RNA： A表示：_,答案,腺苷,腺嘌呤,腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸,答案,3.牢记与ATP产生和消耗有关的细胞结构及生理过程,细胞呼吸第一阶段,光反应,有氧呼吸第二、三阶段,蛋白质的合成,DNA复制、转录等,题型一 分析ATP的组成、来源和利用 1.ATP是一种高能磷酸化合物。下列关于ATP的叙述正确的是( ) A.若细胞代谢强度增加一倍，则细胞内ATP的含量也将增加一倍 B.ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸 C.ATP水解释放出的能量，用于各项生命活动，但不能转化成热能，用于 维持体温 D.有丝分裂后期，受纺锤丝牵引，着丝点断裂，该过程需要ATP水解供能,解析,1,2,3,4,解析 细胞内ATP的含量维持相对稳定，A错误； ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，B正确； ATP水解释放出的能量，用于各项生命活动，能转化成热能，用于维持体温，C错误； 有丝分裂后期，着丝点断裂不是受纺锤丝牵引的结果，D错误。,1,2,3,4,2.在下列化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是( ) A. B. C. D.,解析,1,2,3,4,解析 根据题意，“”中所对应的含义分别为：一磷酸腺苷AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，腺嘌呤，DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，腺苷，腺苷。,1,2,3,4,(1)ATP中的“A”表示腺苷，并非“腺嘌呤”。ATP水解掉两个高能磷酸键后，就成为“腺嘌呤核糖核苷酸”，是RNA的组成单位之一。 (2)ATP能量。ATP是一种含有能量的物质，并不是能量。,易错警示,1,2,3,4,题型二 ATP与ADP间的相互转化与动态平衡 3.下图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图，有关叙述错误的是( ) A.在一个活细胞中，时刻进行着过程和 B.过程和也可以发生在同一个细胞器内 C.过程中需要的能量不是过程释放的 D.维持人体体温的热能主要来自过程中的能量 解析 维持人体体温的热能主要来自体内有机物分解释放的热能。,解析,1,2,3,4,A.图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键 B.图2中进行过程时，图1中的c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性 D.夜间有O2存在时，图2中过程主要发生在线粒体,4.ATP是细胞的能量“通货”，是生命活动的直接能源物质，如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是( ),解析,1,2,3,4,解析 图1中A代表的是腺嘌呤，A错误。 ATP水解一般是远离A的高能磷酸键断裂，也就是c键，B正确； 细胞中ATP含量很少，ATP与ADP的快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性，C正确。 夜间有O2存在时，ATP合成的主要场所是线粒体，D正确。,1,2,3,4,ATP与ADP相互转化的3点提醒 (1)ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不尽相同，因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应，但物质可重复利用。 (2)ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。 (3)生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。,易错警示,返回,1,2,3,4,
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