高考生物二轮复习 第二单元 专题一 酶与ATP课件.ppt

专题一酶与ATP 考纲要求 1 酶在代谢中的作用 2 ATP在能量代谢中的作用 RNA 高效 降低活化能 温度 A P P P 细胞呼吸 光合作用 1 2015 课标卷 2 端粒酶由RNA和蛋白质组成 该酶能结合到端粒上 以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链 下列叙述正确的是 考点一酶及其相关曲线分析与实验探究 典例引领 A 大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B 端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C 正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD 正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长解析依据端粒学说 端粒存在于染色体的两端 大肠杆菌无染色体 A错误 C正确 依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶 B错误 正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截 D错误 答案C 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 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 答案B 2 2013 全国新课标 6 关于酶的叙述 错误的是 在A B C D E5支试管中分别加入pH5 0 6 0 7 0 8 0 9 0的适宜浓度缓冲液5mL 再分别加入质量分数为1 的淀粉液1mL 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL 摇匀 将5支试管放入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2mL 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 3 2012 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 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 2 解析 1 人的唾液淀粉酶的最适温度为37 该实验要探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响 所以实验中温度为无关变量 应保持适宜且恒定 在70 恒温水浴中 人唾液淀粉酶可能会失活 或活性很低 2 加入斐林试剂后 应将试管放入盛有50 65 温水的大烧杯中水浴加热 因为斐林试剂与还原糖只有在水浴加热条件下才会产生砖红色沉淀 答案 1 中70 应改为37 因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 2 中在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50 65 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 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 因变量分析 1 DNA聚合酶 催化脱氧核苷酸间缩聚形成3 5 磷酸二酯键 用于DNA复制及逆转录 2 RNA聚合酶 催化 核糖核苷酸 间缩聚形成3 5 磷酸二酯键 用于RNA合成 转录 及RNA复制 3 1 常考必记的7类酶 4 DNA解旋酶 用于DNA复制时双链间氢键打开 5 6 各种消化酶 可对应催化相关大分子的水解 如淀粉酶 蛋白酶 脂肪酶等 7 细胞工程工具酶 纤维素酶 果胶酶 除去细胞壁 胰蛋白酶 动物细胞培养 1 酶的高效性该模型表示酶具有催化作用和高效性 酶只能缩短达到化学平衡所需时间 不改变化学反应的平衡点 酶只能催化自然条件下能发生的化学反应 2 酶相关曲线模型的分析 2 酶的催化效率受温度 酸碱度和底物浓度等因素的影响 如图1所示 注1 图1中A点和C点说明不同的温度条件下 酶可以具有相同的活性 但酶的结构有所不同 B点表示酶的最大活性 D点表示催化效率最高的温度即酶的最适温度 注2 上述曲线中 纵坐标表示的是酶促反应速率 若为酶的活性 则曲线会发生改变 如底物浓度与酶促反应速率 酶活性的关系 如图2所示 判断下列有关酶的叙述 1 发烧时 食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性 2015 江苏卷 7A 2 滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解及滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率均涉及 降低化学反应活化能 原理 2013 四川 4 3 口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用 2015 江苏卷 7B 错混诊断 4 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 如图表示酶活性与温度的关系 当反应温度由t2调到最适温度时 酶活性下降 宁夏 2D 5 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 2014 山东 4D 答案 1 2 3 4 5 提示 1 高烧使体温升高 降低体内酶的活性 使消化功能减退 导致食欲减退 4 高温可破坏酶分子空间结构 活性不能恢复 题组1考查酶的概念及作用特性 A 酶的化学本质是蛋白质或RNAB 脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C 蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D 纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁解析植物细胞细胞壁由纤维素和果胶组成 细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成 而酶具有专一性 纤维素酶只能催化水解纤维素 所以D错误 1 2015 海南卷 4 关于生物体产生的酶的叙述 错误的是 D A 激素的化学本质都是蛋白质B 酶可以降低化学反应的活化能C 高效性是酶的重要特性之一D 激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢解析激素的化学本质可以是蛋白质 但并不都是蛋白质 如 性激素是类固醇 A错误 答案A 2 2015 海南卷 15 关于人体内激素和酶的叙述 错误的是 绝大多数酶是在核糖体上合成的 生物体缺乏某种酶就可能出现这种酶缺乏症 胰岛B细胞一定能产生酶 酶只有在细胞内才起催化作用 生物体内的酶都是由活细胞产生的 都经过细胞膜分泌出去 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率A B C D 3 2015 山西师大附中模拟 下列关于酶的叙述中全部正确的组合是 解析酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物 绝大多数酶是蛋白质 其在核糖体上合成 生物体缺乏某种酶就可能出现这种酶缺乏症 正确 所有细胞一定能产生酶 只要具备条件 不论是在细胞内还是在细胞外均能发挥催化作用 错 细胞合成的酶分为胞内酶和胞外酶 胞内酶不分泌到细胞外 正常生理状态下只在细胞内起催化作用 错 同一种酶如呼吸有关的酶 可存在于分化程度不同的活细胞中 正确 低温能使酶活性降低 但对酶的空间结构没影响 高温可使酶变性失活 会破坏酶的空间结构 错 催化剂的作用就是降低了反应的活化能提高反应速率 正确 答案B 与酶作用及特性相关的4个易错点 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 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 题组2考查酶活性的影响因素及曲线模型分析 1 2015 山西师大附中模拟 某班研究 温度对酶的活性影响 实验时 两个小组的同学选择了不同的实验材料开展探究 第一组选择淀粉酶水解淀粉进行实验 第二组利用肝脏研磨液与Fe3 催化过氧化氢开展实验 其结果如下图所示 下列相关分析不合理的是 A 两小组同学都采用数学建模表示研究成果B 酶的催化效率不一定比无机催化剂高C 两组实验数据都反映了酶的最适宜温度时产物积累量或生成量最多D 两小组实验都反映了温度过高或过低都不利于酶的催化作用解析两小组同学都采用了数学建模来表示研究结果 A正确 由实验结果的曲线图中不能具体比较酶的催化效率和无机催化剂的催化效率 B正确 最适温度时酶的催化活性最高 但是此时产物积累量还不是最多的 反应仍在进行 C错误 温度过高或过低都不利于酶的催化活性 D正确 答案C 2 下图一 二 三是酶促反应的相关曲线 已知图一是H2O2酶催化H2O2实验 曲线1是在土豆片为4 温度为35 的条件下测得的数据 下列有关叙述正确的是 图一中要获得曲线2 则改变的条件可以是降低过氧化氢溶液的体积 图一中要获得曲线2 则改变的条件可以是降低土豆片的数量 图二中 底物浓度为B时 影响酶活性的外界因素是Cl Cu2 从图三可知 该酶作用的底物是麦芽糖 说明酶的作用具有专一性A B C D 解析由于酶具有高效性 降低土豆片的数量 即酶量 时可降低反应速率 不会降低最终的产物生成量 但需要时间可能更长 答案D 3 如图表示人体内酶的特性 下列对其生物学含义的叙述不正确的是 A 图1 图2分别反映了酶的高效性和专一性B 使用酶和化学催化剂 均能降低图2中b所参与的化学反应的活化能C 图3表明在不同pH条件下 催化化学反应的最适温度相同D 图4中若在B点增加酶的浓度 则酶促反应的速率不变 解析图1中 加酶与加无机催化剂两种条件下结果的对比可以说明 酶具有高效性 图2中a表示酶 b表示反应物 两者间的对应关系说明了酶具有专一性 A项正确 酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能 酶降低活化能的效果更显著 B项正确 图3中曲线最低点对应的温度为最适温度 C项正确 图4曲线表示酶促反应速率与底物浓度间的关系 AB段限制酶促反应速率增大的主要因素是酶浓度 因此B点增加酶浓度 酶促反应速率加快 D项错误 答案D 1 影响酶活性的因素不但包括温度 pH 还包括抑制剂 激活剂等 2 过酸 过碱 高温都会使酶失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温度升高可恢复活性 故常用低温冷藏法保存酶制剂或疫苗等 3 反应溶液pH 温度 的变化不影响酶作用的最适温度 或pH 如下图所示 题组3重点题型 与酶相关的实验设计与探究 1 下列有关酶的实验设计思路正确的是 A 利用淀粉 蔗糖 淀粉酶和碘液验证酶的专一性B 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响C 利用过氧化氢 鲜肝匀浆和三氯化铁溶液研究酶的高效性D 利用胃蛋白酶 蛋清和pH分别为3 7 11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 解析A项验证酶的专一性实验只能选择斐林试剂作为鉴定试剂 而不能用碘液 过氧化氢会随温度的升高而分解速度加快 故不能利用过氧化氢来探究温度对酶活性的影响 B错 过氧化氢在不同的催化剂作用下分解的速率不同 故C正确 胃蛋白酶的最适pH在1 8左右 因此所设置的pH应有一组低于最适pH 一组高于最适pH和一组为最适的pH 故D错 答案C 1 取穗发芽时间相同 质量相等的红 白粒小麦种子 分别加蒸馏水研磨 制成提取液 去淀粉 并在适宜条件下进行实验 实验分组 步骤及结果如下 2 2015 重庆卷 10 小麦的穗发芽影响其产量和品质 某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦 为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系 进行了如下实验 注 数目越多表示蓝色越深 步骤 中加入的C是 步骤 中加缓冲液的目的是 显色结果表明 淀粉酶活性较低的品种是 据此推测 淀粉酶活性越低 穗发芽率越 若步骤 中的淀粉溶液浓度适当减小 为保持显色结果不变 则保温时间应 2 小麦淀粉酶包括 淀粉酶和 淀粉酶 为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用 设计了如下实验方案 X处理的作用是使 若 中两管显色结果无明显差异 且 中的显色结果为红粒管颜色显著白粒管 填 深于 或 浅于 则表明 淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因 解析 1 该实验的目的是探究淀粉酶活性与小麦穗的发芽率的关系 则自变量是不同穗发芽率的红粒 白粒小麦种子的提取液 因变量是淀粉酶的活性 可通过淀粉的水解量来检测 所以对照组C应加入等量的0 5mL蒸馏水 缓冲液具有维持pH相对稳定的作用 所以步骤 中加入缓冲液的目的是控制pH 保证无关变量相同且适宜 根据显色效果 红粒管中显色结果深于白粒管 说明红粒小麦的淀粉酶活性低于白粒小麦 可推测淀粉酶活性越低 穗发芽率越低 若淀粉溶液浓度适当减小 而酶的量不变 为保持结果不变 则保温时间应缩短 2 小麦淀粉酶有两种 淀粉酶和 淀粉酶 为研究其中一种酶的活性 则在实验不同组别中应使另一种酶失活 则X处理的作用是使 淀粉酶失活 由于红粒小麦种子的穗发芽率低于白粒种子 若 淀粉酶活性是引起红粒和白粒小麦穗发芽率差异的主要原因 则 中两管显色结果无明显差异 中红粒管颜色明显深于白粒管 答案 1 0 5mL蒸馏水控制pH红粒小麦低缩短 2 淀粉酶失活深于 酶相关实验设计必记4个关键点 1 探究酶的高效性时 对照组应用无机催化剂对照 2 验证酶的专一性 既可用同一种酶 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 验证酶活性受温度和酸碱度影响时 要先让酶和底物均达到相应的条件后再让二者相遇 4 用不同底物 同种酶来探究酶的专一性时 若是用淀粉酶和淀粉 蔗糖两种底物 则应用斐林试剂作为检测试剂 不能选用碘液作为检测试剂 1 2015 海南卷 3 ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物 关于ATP的叙述 错误的是 考点二ATP的合成 利用与能量代谢 典例引领 A 酒精发酵过程中有ATP生成B ATP可为物质跨膜运输提供能量C ATP中高能磷酸键水解可释放能量D ATP由腺嘌呤 脱氧核糖和磷酸组成解析ATP由腺嘌呤 核糖 三个磷酸组成 所以D错误 D 2 2014 全国卷 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ATPC 在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD 植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用 解析细胞核无法进行细胞呼吸 细胞核需要的ATP主要由线粒体提供 A项正确 ATP是生命活动直接的能源物质 机体无时无刻不在消耗ATP 睡眠时生命活动并没停止 也需要消耗能量 故B项错误 有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中有ATP形成 C项正确 根细胞主要通过主动运输的形式吸收矿质离子 其消耗的能量来源于细胞呼吸 故D项正确 答案B 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 1 ATP与ADP的相互转化图解 ADP Pi 线粒体 化学能 ADP Pi 2 ATP产生量与O2供给量的关系分析甲图表示ATP产生量与O2供给量的关系 1 A点表示在无氧条件下 细胞可通过无氧呼吸分解有机物 产生少量ATP 2 AB段表示随O2供应量增多 有氧呼吸明显加强 通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多 ATP的产生量随之增加 3 BC段表示O2供应量超过一定范围后 ATP的产生量不再增加 此时的限制因素可能是酶 ADP 磷酸等 乙图可表示哺乳动物成熟红细胞 其ATP来自无氧呼吸 与O2无关 1 活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行 2014 四川卷 1D 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 海南 7BC 3 线粒体内膜 内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP 2012 北京 1改编 4 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 错混诊断 答案 1 2 3 4 提示 1 ATP与ADP可相互转化 2 ATP合成所需能量来自有机物分解 细胞呼吸 光能 光反应 及体外无机物氧化时所产能量 化能合成作用 3 内质网膜不产生ATP 4 长时间剧烈运动时 无氧呼吸加强 其分解等量葡萄糖时产能较少 题组1ATP及其在能量代谢中的作用 1 2014 江苏 14 下列生命活动中不需要ATP提供能量的是 A 叶肉细胞合成的糖运输到果实B 吞噬细胞吞噬病原体的过程C 淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D 细胞中由氨基酸合成新的肽链 解析叶肉细胞合成的糖 如葡萄糖 通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP A项错误 吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性 需要消耗ATP提供的能量 B项错误 在适宜的温度 pH条件下 淀粉酶催化淀粉水解 此过程不需要消耗ATP提供的能量 C项正确 D项 氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP提供的能量 D项错误 答案C 2 如图所示为生物界部分能量转换关系图解 下列叙述中不正确的是 A 过程可发生在蓝藻叶绿体类囊体薄膜上B 发生 过程的生物在生态系统中称为生产者C 过程在动植物细胞中都能发生D 过程可用于 过程解析蓝藻是原核生物 只有核糖体一种细胞器 虽然能够进行光合作用 但没有叶绿体 答案A 1 ATP的产生场所 植物产生ATP的场所是叶绿体 仅限于绿色部位细胞 且所产生的ATP专用于还原C3化合物 细胞质基质和线粒体 动物及其他真核生物产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体 原核细胞ATP产生的场所为细胞质基质和细胞膜 2 ATP 能量ATP是一种高能磷酸化合物 是与能量有关的一种物质 不能将两者等同起来 因此 线粒体不仅可分解有机物 也能合成有机物 ATP 3 细胞中主要能源物质是糖类 主要储能物质是脂肪 直接能源物质是ATP 题组2ATP与ADP间的相互转化与动态平衡 1 ATP是细胞的能量 通货 是生命活动的直接能源物质 下图为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 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 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 所以B项正确 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 夜间有O2存在时 ATP合成的主要场所是线粒体 答案A 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来自体内有机物分解释放的热能 答案D 2 2015 河南郑州模拟 下图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图 有关叙述错误的是 1 ATP转化为ADP需消耗水 ADP转化为ATP可产生H2O 2 不可误认为细胞中含有大量ATP 事实上 细胞中ATP含量很少 只是转化非常迅速及时 3 不可认为ATP分解大于合成或合成大于分解 事实上 ATP与ADP转化总处于动态平衡中 耗能较多时ATP水解迅速 但其合成也迅速