專題7 新陳代謝的概念和類型(含酶和ATP)【2013高考預(yù)測】1.對新陳代謝概念的理解2.酶的本質(zhì)、特性及其與代謝的關(guān)系3.生物的代謝與ATP4.新陳代謝的基本類型及其應(yīng)用5.關(guān)于酶的本質(zhì)和特性的圖形和曲線分析6.生活實際中代謝類型和知識應(yīng)用7.新陳代謝類型的進(jìn)化【難點突破】難點1 關(guān)于酶的本質(zhì)和特性的圖形和曲線分析 1如下圖中簡單表示發(fā)生在消化道中的一項化學(xué)反應(yīng)。圖中y最有可能是A蛋白酶 B淀粉酶 C麥芽糖酶 D脂肪酶2 有一種酶促反應(yīng)P+QR，如右圖中曲線E表示在沒有酶時 此反應(yīng)的進(jìn)程，在時，將催化此反應(yīng)的酶加于反應(yīng)混合物中。圖中能表示此反應(yīng)進(jìn)行過程的曲線是(P、Q、R分別代表P、Q、R的濃度)A曲線A B曲線BC曲線C D曲線D難點2生活實際中代謝類型知識應(yīng)用 1在光亮處用同一種培養(yǎng)液分別培養(yǎng)單細(xì)胞綠藻和單細(xì)胞的酵母菌，其結(jié)果如右圖所示(甲為綠藻，乙為酵母菌)。造成這種現(xiàn)象的原因是 A培養(yǎng)液中缺少無機鹽 B培養(yǎng)液中氧氣含量太高 C培養(yǎng)液中有機成分減少 D培養(yǎng)液中不含有二氧化碳難點3新陳代謝類型的進(jìn)化 1生物的代謝類型也是經(jīng)過進(jìn)化的結(jié)果：(1)原始生命誕生后，經(jīng)過長期的自然選擇進(jìn)化成的最早的生物類型是_，其新陳代謝類型屬于_。 (2)若干億年以后，上述生物消耗掉原始地球上的大部分有機物。在內(nèi)外因素作用下，其中的一些種類經(jīng)變與自然選擇，逐步分化出了自養(yǎng)生物。根據(jù)下列自養(yǎng)生物合成有機物、的反應(yīng)式，推測三類自養(yǎng)生物在進(jìn)化中現(xiàn)的先后順序是_(用字母表示)。 A(如：水綿)： B(如：綠硫細(xì)菌)： C(如：硝化細(xì)菌)： kJ kJ 【易錯點點睛】易錯點1 對新陳代謝概念的理解1新陳代謝中，物質(zhì)代謝和能量代謝的關(guān)系是A物質(zhì)代謝伴隨能量代謝B相對獨立的兩個生理過程C物質(zhì)代謝在先，能量代謝在后D能量代謝在先，物質(zhì)代謝在后【特別提醒】新陳代謝是生物體內(nèi)全部有序化學(xué)變化的總稱。從性質(zhì)上認(rèn)識，新陳代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝，即生物與環(huán)境之間的物質(zhì)交換和能量交換，以及生物體內(nèi)部的物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)換。 從方向上認(rèn)識，新陳代謝包括同化作用和異化作用?；蚝喎Q為合成代謝和分解代謝。 從實質(zhì)上認(rèn)識，新陳代謝是生物體內(nèi)進(jìn)行的一系列連鎖發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)。 從意義上認(rèn)識，生物體的新陳代謝過程也就是生物體的自我更新過程。在新陳代謝基礎(chǔ)上，生物體既能進(jìn)行新舊細(xì)胞的更替，又能進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)化學(xué)成分的更替。 【變式探究】1 下列關(guān)于新陳代謝的敘述中，錯誤的是 A新陳代謝包括合成代謝和分解代謝 B先有物質(zhì)合成，才有物質(zhì)分解 C生物體內(nèi)，時刻以新合成的物質(zhì)取代舊物質(zhì) D能量代謝總是伴隨著物質(zhì)代謝發(fā)生的2 下列生理過程中，總是同時進(jìn)行的是光合作用 呼吸作用 蒸騰作用 合成代謝 分解代謝 物質(zhì)代謝 能量代謝 A B C D易錯點2 酶的南質(zhì)、特性及其與代謝的關(guān)系 1圖所示將小麥種子分別置于20和 30培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4天，依次取等量的萌發(fā)種子分別制成提取液和提取液。取3支試管甲、乙、丙，分別加入等量的淀粉液，然后按下圖加入等量的提取液和蒸餾水，45水浴保溫5分鐘，立即在3支試管中加入等量斐林試劑并煮沸2分鐘，搖勻觀察試管中的顏色。結(jié)果是 A甲呈藍(lán)色，乙呈磚紅色，丙呈無色 B甲呈五色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色 C甲、乙皆呈藍(lán)色，丙呈磚紅色 D甲呈淺磚紅色，乙呈磚紅色，丙呈藍(lán)色2宜的條件下，用含有過氧化氫酶的鮮豬肝研磨液催化過氧化氫分解，比用溶液催化過氧化氫分解的速度快得多，這說明與無機催化劑相比，酶具有的特性是 A專一性 B多樣性 C高效性 D適應(yīng)性【特別提醒】1對酶的概念的理解： (1)來源：由活細(xì)胞產(chǎn)生。要注意的是，有較多的同學(xué)有一個認(rèn)識上的誤區(qū)，認(rèn)為其發(fā)揮作用也只能在活細(xì)胞中。 (2)作用：催化作用，酶是生物催化劑。因而也具有催化劑的一般特點。 (3)本質(zhì)：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。概念：酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機物。2關(guān)于酶的特性：(1)高效性：比無機催化劑高倍。(2)專一性：每種酶只作用于一種或一類物質(zhì)。(3)多樣性：生物體內(nèi)具有種類繁多的酶，與蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)具有多樣性有關(guān)，與代謝的復(fù)雜性相統(tǒng)一。其實是專一性的衍生形式。 (4)需要適宜的條件：酶促反應(yīng)在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行；過酸、過堿和高溫都是能使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞失去活性。這些條件都是影響酶促反應(yīng)或酶活性的因素。以上的高效應(yīng)、專一性和需要適宜的條件都有相關(guān)實驗加以驗證?！咀兪教骄俊?、活細(xì)胞產(chǎn)生的。下列關(guān)于酶的論述錯誤的是 A有些酶是核酸 B酶的數(shù)量因參與化學(xué)反應(yīng)而減少 C酶的活性與pH有關(guān) D酶的催化效率很高2 能正確說明酶特性的是 A酶都是蛋白質(zhì) B酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，只能在生物體內(nèi)發(fā)揮催化作用 C酶的活性隨著溫度升高而不斷提高 D每一種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)答案：D 易錯點3 生物的代謝與ATP 1P轉(zhuǎn)化為ADP可表示如下：式中X代表 ( ) A B C D2生命現(xiàn)象中不伴有ATP消耗的是A神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)B含羞草受到刺激小葉合攏C葡萄糖在小腸中被吸收D根尖生長點細(xì)胞有絲分裂3過程能使ADP含量增加的是A消化道內(nèi)蛋白質(zhì)的消化B線粒體內(nèi)的與O2結(jié)合C葉綠體中的葉綠素a失去電子D細(xì)胞分裂時紡錘絲的收縮【特別提醒】 1要熟悉ATP分子的結(jié)構(gòu)特點和結(jié)構(gòu)簡式。 2正確理解ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)變及其在生物體內(nèi)所代表的生理過程即代謝過程。 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)變伴隨著能量的釋放和儲存，因此與生物體的新陳代謝密切相關(guān)，可用下式表示二者的循環(huán)過程：(磷酸)+能量 而化學(xué)中講到可逆反應(yīng)的特點是：正逆反應(yīng)都能在同一條件下同時進(jìn)行。那么，上述反應(yīng)真是可逆反應(yīng)嗎： (1)從反應(yīng)條件上看：ATP的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬水解酶；而ATP的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬合成酶。酶具有專一性，因此反應(yīng)條件不同。 (2)從能量上看：ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能；而合成ATP的能量主要有化學(xué)能或太陽的光能。因此能量的來源是不同的。 (3)從ATP合成與分解的場所上看：ATP合成的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；而ATP分解的場所較多。因此其合成與分解的場所不盡相同。很顯然上述反應(yīng)并不是同時進(jìn)行的。綜上所述，ATP與ADP相互轉(zhuǎn)變的反應(yīng)并不是可逆的。但是我們不能單純地利用化學(xué)上的觀點來判斷該反應(yīng)是否可逆，因為ATP與ADP在活細(xì)胞中永無止境地循環(huán)著，該反應(yīng)能夠明確地表示二者在一定條件下的循環(huán)過程，所以該循環(huán)使 ATP不會因能量的不斷消耗而用盡，從而保證了生命活動的順利進(jìn)行?！咀兪教骄俊? 下列關(guān)于+能量的反應(yīng)式的敘述，正確的是 A反應(yīng)式中物質(zhì)可逆，能量不可逆 B反應(yīng)式中能量可逆，物質(zhì)不可逆 C兩者均可逆 D生物體內(nèi)ADP轉(zhuǎn)變成ATP所需的能量都是來自細(xì)胞呼吸2 分析未進(jìn)食的白鼠細(xì)胞內(nèi)ADP與ATP的含量比，若發(fā)現(xiàn)ADP的含量偏高時 A表示此細(xì)胞能量充足 B表示此細(xì)胞內(nèi)葡萄糖多被用以合成糖元 C表示此細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化作用將加快 D磷酸肌酸減少易錯點4 新陳代謝的基南類型及其應(yīng)用 1可作為水體污染的指示生物，體內(nèi)含有葉綠體，將它放在黑暗條件下，在含有葡萄糖的培養(yǎng)液中也可繁殖，這說明裸藻 A不能進(jìn)行光合作用 B是異養(yǎng)生物 C在無光條件下也能進(jìn)行光合作用 D既能進(jìn)行自養(yǎng)生活，又能進(jìn)行異養(yǎng)生活2培養(yǎng)單細(xì)胞綠藻的培養(yǎng)液和培養(yǎng)單細(xì)胞酵母菌的培養(yǎng)液，在所含成分上最大的區(qū)別是A前者必須含有機成分B后者必須含有機成分C前者可以不含無機鹽D后者可以不含無機鹽【特別提醒】 1首先要明確同化類型和異化類型的區(qū)分實質(zhì)。自養(yǎng)和異養(yǎng)的區(qū)別在于體內(nèi)有機碳的同化所需的碳源是無機碳還是有機碳，如果是無機碳 (C02或碳酸鹽)則為自養(yǎng)型，如是有機碳則為異養(yǎng)型。至于異化作用類型則較容易區(qū)分。2根據(jù)某生物的代謝類型來判斷或確定其生活所需要的條件。在實際應(yīng)用中是常見的問題。如果綠色植物需光(光能自養(yǎng))，乳酸菌發(fā)酵(如制酸奶)需要無氧條件等?！咀兪教骄俊? 在營養(yǎng)豐富、水分充足、氣溫適宜、黑暗密閉的環(huán)境中，分別培養(yǎng)下列各種生物，過一段時間后，它們中仍然能夠生存的是 A乳酸菌 B白菜 C蚯蚓 D蘑菇答案：A 2 自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物的根本區(qū)別在于 A是否含有葉綠素 B是否能進(jìn)行光合作用 C異化方式的不同 D同化方式的不同【2013高考突破】1.下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是 ()A.無氧條件下，植物葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用是細(xì)胞ATP的唯一來源B.有氧狀態(tài)下谷氨酸棒狀桿菌在線粒體內(nèi)合成ATPC.ATP分子由1個腺苷和3個磷酸基團(tuán)組成D.有氧條件下，植物根毛細(xì)胞的線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能產(chǎn)生ATP2.關(guān)于葉肉細(xì)胞在光照條件下產(chǎn)生ATP的描述，正確的是 ()A.無氧條件下，光合作用是細(xì)胞ATP的唯一來源B.有氧條件下，線粒體、葉綠體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能產(chǎn)生ATPC.線粒體和葉綠體合成ATP都依賴氧D.細(xì)胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體3.在不同的生物體內(nèi)，相同的是 ()A.ATP水解后能量的用途B.ADP轉(zhuǎn)化成ATP所需能量的來源C.ADP轉(zhuǎn)化成ATP的場所D.一分子ATP中高能磷酸鍵的數(shù)目4.如圖所示為生物體的新陳代謝示意圖，下列對圖示描述錯誤的是 ()A.過程為光能轉(zhuǎn)變成電能、電能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能的過程B.過程為活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能的過程C.過程為穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能的過程D.過程為活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能散失的過程5.關(guān)于動物體內(nèi)ATP的敘述，正確的是 ()A.含有三個高能磷酸鍵B.人成熟紅細(xì)胞中的ATP主要來自于線粒體C.細(xì)胞連續(xù)分裂時，伴隨著ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化D.細(xì)胞內(nèi)貯存有大量的ATP，保證生命活動的能量需要答案：C6.下列有關(guān)酶的敘述正確的是 ()是有分泌功能細(xì)胞產(chǎn)生的有的從食物獲得，有的是體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇酶在代謝中有多種功能在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用酶只是起催化作用酶只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用A.B. C. D.7.合成酶的原料是 ()A.脂肪酸 B.氨基酸C.核苷酸 D.氨基酸或核苷酸8.下列關(guān)于“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”實驗原理的敘述，不正確的是 ()A.淀粉和蔗糖都是非還原糖，在加熱條件下與斐林試劑不產(chǎn)生磚紅色沉淀B.淀粉能在淀粉酶的催化下水解成還原糖C.蔗糖能在淀粉酶作用下水解成還原糖D.淀粉酶能否催化淀粉和蔗糖的水解，是通過有無還原糖特定的顏色反應(yīng)而證明的答案：C9.某學(xué)生為了驗證唾液的功能，做了如下一組實驗：取甲、乙兩試管，分別加入等量的淀粉糊(2 mL)，甲試管內(nèi)又加入2 mL唾液，兩試管同時放入37的溫水中10 min后取出，各加入0.5 mL碘液，振蕩，發(fā)現(xiàn)只有乙試管內(nèi)呈藍(lán)色反應(yīng)。此學(xué)生的實驗內(nèi)容上有一個錯誤，請你幫他修正不合適的地方 ()A.乙試管應(yīng)加等量的HCl溶液B.乙試管應(yīng)加胃液C.乙試管應(yīng)加與唾液等量的清水D.應(yīng)再加一個試管，內(nèi)加等量的NaOH溶液解析：為遵循實驗的等量對照原則，乙試管中應(yīng)加入與唾液等量的清水。答案：C10.某些制糖廠用淀粉做原料進(jìn)行工業(yè)制糖。其技術(shù)基本要求是調(diào)節(jié)溫度來影響淀粉酶的活性。下圖中圖甲表示溫度對淀粉酶活性的影響，圖乙表示一定量的淀粉酶在催化足夠量的淀粉水解時溫度對麥芽糖產(chǎn)量的影響，圖中的積累量表示在一段時間內(nèi)生成麥芽糖的總量。下面關(guān)于X、Y、Z三點溫度值的判斷，正確的是 ()A.X點代表Ta、Y點代表TbB.X點代表Ta、Z點代表TcC.Y點代表Tb、Z點代表TcD.X點代表Tb、Y點代表Tc11.要探究pH對酶活性的影響，應(yīng)選擇表中進(jìn)行實驗的一組試管是()試管內(nèi)容物條件11 mL 10%雞蛋清溶液1 mL清水3038水浴，pH521 mL 10% 雞蛋清溶液1 mL胰蛋白酶3038水浴，pH531 mL 10%雞蛋清溶液1 mL胰蛋白酶3038水浴，pH941 mL 10%雞蛋清溶液1 mL胰蛋白酶4水浴，pH9A.1和2 B.2和3 C.3和4 D.2和412.有些酶必須在有激活劑的條件下才具有活性。下列是有關(guān)某種酶的實驗，處理方式及結(jié)果如下表及圖所示。試管編號試管試管試管pH887溫度804040酶1 mL1 mL1 mL底物1 mL1 mL1 mL根據(jù)結(jié)果判斷，下列敘述不正確的是 ()A.甲物質(zhì)是該酶的激活劑B.該酶在80的環(huán)境條件下沒有活性C.試管中酶的活性比試管中的高D.35 min后試管中產(chǎn)物的量不再增加13.下圖是與生命活動有關(guān)的各種能源物質(zhì)之間的關(guān)系圖，依圖回答下列問題：(1)圖中表示作用，其中表示，表示，表示作用。(2)圖中表示在高等動物體內(nèi)，葡萄糖轉(zhuǎn)化為多糖的變化主要在和中進(jìn)行的。(3)從圖中可知生物體形成ATP時，所需要的能量來源于、。(4)圖中的包括 。(5)圖中的包括 。14.目前全球能源危機，各國政府積極開發(fā)新能源。利用植物淀粉解決能源問題的關(guān)鍵是高性能酸性淀粉酶的獲取。請完善實驗方案，并回答相關(guān)問題。實驗?zāi)康谋容^甲、乙、丙三種生物所產(chǎn)生的淀粉酶的活性。實驗原理一、 。二、淀粉遇碘液呈藍(lán)色。實驗材料三種生物的淀粉酶提取液(酶濃度相同)，淀粉溶液等。實驗步驟(1)取4支試管，分別編號。 (2)在下表各列的字母位置，填寫相應(yīng)試劑的體積量，并按表內(nèi)要求完成相關(guān)操作。 管號試劑(mL)1234蒸餾水2222.2pH5.5的緩沖液0.50.50.5A淀粉溶液0.80.80.80.8甲生物提取液0.2乙生物提取液0.2丙生物提取液0.2B總體積3.53.53.5C(3)將上述4支試管放入37的水浴中，保溫1小時。(4)4支試管冷卻后滴入碘液。(5)觀察比較試管內(nèi)的顏色變化。實驗結(jié)果試管1試管2試管3試管4顏色深淺程度D分析討論并回答以下問題：(1)填寫表中的數(shù)值：A、B、C，D的顏色深淺程度為(用“”或“”表示)。(2)該實驗的自變量是 。(3)上述結(jié)果表明：在最適pH和最適溫度條件下，濃度相同的不同來源的淀粉酶，催化效率不同，其根本原因是 。(4)你認(rèn)為甲、乙、丙三種生物中，最具有開發(fā)價值的是。15.下面的3個圖分別為探索溫度、反應(yīng)物濃度、pH對淀粉酶催化作用的實驗結(jié)果圖示。(1)探索溫度對酶活性影響最合理的實驗步驟是 ()取3支試管，編號并分別注入2 mL淀粉溶液向各試管注入1 mL淀粉酶溶液向各試管滴一滴碘液將3支試管分別放在60的熱水、沸水和冰塊中保持5 min觀察實驗現(xiàn)象A. B.C. D.(2)圖乙中，反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時，反應(yīng)速率不再上升，原因是 。若檢驗本實驗的生成物，應(yīng)選用的試劑是。(3)圖丙中曲線的變化表示酶活性與pH的關(guān)系是 。(4)下圖是測量過氧化氫酶與過氧化氫反應(yīng)放出O2的實驗裝置。水槽內(nèi)注有清水，倒置的量筒內(nèi)也充滿了清水。實驗步驟如下：將4片圓形小濾紙片在肝臟研磨液中浸泡后取出，貼在反應(yīng)小室上側(cè)的內(nèi)壁上，并向小室內(nèi)加入10 mL 3%的H2O2溶液(如圖)；將反應(yīng)小室旋轉(zhuǎn)180°，呈圖所示狀態(tài)；每隔30秒讀取并記錄量筒中水面的刻度，共進(jìn)行5分鐘；將圓形小濾紙片的數(shù)量改成2片，重復(fù)前面步驟。請回答：a.該實驗探究的問題是與酶促反應(yīng)速率的關(guān)系。b.實驗材料選擇中應(yīng)注意的是 原因是 。16、將蘿卜磨碎制得提取液，取少量分別加到幾支盛有pH為39的等量過氧化氫溶液的試管中，保持 30溫度。結(jié)果每一個試管都產(chǎn)生氣體。重復(fù)上述實驗只是提取液的添加量減半。兩次實驗過氧化氫含量變化曲線如下圖所示。請問： (1)蘿卜提取液中含有的物質(zhì)是 。(2)為什么曲線A和B中，過氧化氫的含量的最低點位于同一直線上? 。 (3)A是第_ 次實驗結(jié)果。理由是 。 (4)如果把提取液進(jìn)行加熱處理溫度足夠高，處理后進(jìn)行第三次實驗，結(jié)果是 。這說明_。17、豬籠草是一種食蟲植物，它以瓶狀帶蓋的葉捕捉昆蟲，并以其分泌物消化蟲體。為探究此分泌物的性質(zhì)，張偉同學(xué)做了如下實驗：取4支試管，各按下表數(shù)據(jù)加入檢測液、瘦肉塊、馬鈴薯塊，又做了不同的溫度處理，兩個小時后觀察現(xiàn)象，記錄如下表，請據(jù)表回答問題： 試管編號加入物條件現(xiàn)象 1 2mL新鮮分泌物 +1 cm3瘦肉塊 室溫 瘦肉塊明顯變小 2 2 mL新鮮分泌物 +1 cm3瘦肉塊 煮沸后冷 卻到室溫 無明顯 變化 3 2mL新鮮分泌物 +1 cm3馬鈴薯塊 室溫 無明顯 變化 4 2 mL新鮮分泌物 +1 cm3馬鈴薯塊 煮沸后冷 卻到室溫 無明顯 變化(1)此實驗可以說明分泌物中有_酶，沒有_酶。 (2)為了進(jìn)一步證明實驗結(jié)果，張偉同學(xué)進(jìn)行的實驗按照實驗程序設(shè)計應(yīng)遵守的基本原則還應(yīng)安排_，具體的操作是_。 (3)試管2與試管1相比，結(jié)果不同的原因是_。 (4)豬籠草捕捉昆蟲是對土壤溶液中缺少_元素的一種適應(yīng)，這樣有利于體內(nèi)_等的合成。