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必考點4“周而復始”的酶和ATP,專題二細胞的代謝,,依綱排查,,,1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)(1)酶的化學本質(zhì)、基本組成單位和合成場所分別是什么？(2)酶的特性有哪些？設計實驗驗證的基本思路是什么？(3)影響酶促反應的因素有哪些？是怎樣影響的？2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)(1)ATP的結構及與RNA的關系是怎樣的？(2)ATP的合成場所、過程及利用是怎樣的？,,,核心提煉夯實基礎突破要點,題組突破剖析題型提煉方法,欄目索引,,,1.巧記酶的“二、一、一、一”,核心提煉,催化作用,蛋白質(zhì)或RNA,降低活化能,①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較：酶具有_______。②圖2中兩曲線比較表明酶具有_______。,(1)酶特性的曲線,高效性,專一性,2.把握“二類曲線”,(2)影響酶促反應速率的因素曲線,①分析圖3和圖4：溫度或pH通過影響來影響酶促反應速率。②分析圖5：OP段的限制因素是，P點以后的限制因素則是。,酶的活性,底物濃度,酶濃度,(1)驗證酶的專一性實驗中的注意事項淀粉或蔗糖＋淀粉酶→應用檢測反應物，不能選用碘液，因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解。(2)在探究溫度對酶活性的影響實驗中的注意事項①實驗室使用的α-淀粉酶最適溫度為。②不宜選用斐林試劑鑒定，因為是干擾條件。③實驗步驟不能顛倒，否則會使實驗出現(xiàn)較大誤差。,斐林試劑,60℃,3.關注“兩類”實驗設計,溫度,(1)ATP：“A”為。(2)DNA：“A”為腺嘌呤脫氧核苷酸。(3)RNA：“A”為。(4)核苷酸：“A”為。,4.辨析“四種”化合物結構中的“A”,腺苷,腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤,(1)產(chǎn)生：光合作用的；有氧呼吸、無氧呼吸。(2)場所①真核細胞：葉綠體類囊體薄膜、線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜、細胞質(zhì)基質(zhì)。②原核細胞：細胞膜和細胞質(zhì)。(3)利用：各種耗能反應。光反應產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應中有機物的合成。,5.區(qū)分ATP的產(chǎn)生與利用,光反應,1.酶的本質(zhì)、作用、特性的相關判斷(1)酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸(2011天津，1A)()(2)水稻細胞內(nèi)合成的某物質(zhì)，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(zhì)含有羧基(2009廣東，3D)()(3)酶通過降低化學反應的活化能來提高化學反應速度(2013新課標Ⅱ，6C)(),,題組一理清酶的本質(zhì)、作用與特性,題組突破,,√,√,(4)酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物(2013新課標Ⅱ，6D)()(5)滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率不涉及“降低化學反應活化能”的原理(2013四川，4C改編)()(6)同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中(2013新課標Ⅱ，6A)()(7)低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結構(2013新課標Ⅱ，6B)()(8)探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫(2014山東，4D)(),√,,√,,,2.(2015海南，4)關于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯誤的是()A.酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNAB.脲酶能夠將尿素分解成氨和CO2C.蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類D.纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁,解析酶是由活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)RNA也具有生物催化功能，A正確；脲酶溶于水后能夠催化尿素分解成氨和二氧化碳，B正確；蛋白酶可以催化蛋白質(zhì)水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，它們都屬于水解酶，C正確；植物細胞的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，細菌細胞壁由肽聚糖等物質(zhì)組成，而酶具有專一性，纖維素酶只能催化水解纖維素，所以D錯誤。答案D,3.模型包括物理模型、概念模型、數(shù)學模型等。而物理模型是指以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，如沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結構模型，就是物理模型。下圖為某同學所作的酶催化作用的模型。下列敘述正確的是(),A.該模型是物理模型，能很好地解釋酶的專一性B.圖中的A一定是蛋白質(zhì)，因為A是酶C.若圖中的B表示氨基酸，A表示酶，則該生理過程表示脫水縮合D.人成熟的紅細胞內(nèi)不能合成酶，也無上述模型表示的生理過程,解析該圖中A和B的結構能反映出酶的專一性，故A正確；酶是催化劑，反應前后酶的數(shù)量和性質(zhì)保持不變，故A是酶，其化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，故B錯誤；圖中化學反應屬于物質(zhì)的分解，不可能是脫水縮合，故C錯誤；人成熟的紅細胞不能合成酶，但是含有許多酶，能催化多種化學反應，故D錯誤。答案A,,(1)酶既可在細胞內(nèi)，也可在細胞外發(fā)揮催化作用。(2)酶的催化作用是指能降低化學反應的活化能，提高反應速率，但不改變化學反應的方向和平衡點。(3)在化學反應前后，酶的性質(zhì)、數(shù)量并不發(fā)生改變。,易錯警示,,,關注酶的“3”個失分點,4.用新鮮蘿卜做如下實驗：第一組將蘿卜磨碎，制得提取液后立即冷藏，取幾支試管，分別加入pH為3～9的過氧化氫溶液，30℃保溫，然后在每支試管中加入4滴冷藏的提取液；第二組重復上述實驗，但把提取液的添加量減半；第三組重復第一組實驗，但在滴加提取液之前先對其進行80℃高溫處理。然后將實驗結果繪成下圖的曲線，表示一、二、三組結果的曲線分別是(),,題組二關注酶實驗，玩轉坐標線,A.a、b、cB.a、c、bC.b、a、cD.c、b、a解析第二組比第一組酶量減半，其他相同條件下反應速率比第一組小，所以第一組對應曲線b，第二組對應曲線a。第三組滴加提取液之前先對其進行80℃高溫處理，酶變性失活，過氧化氫不會被催化分解，對應曲線c。答案C,5.如圖表示不同溫度下酵母菌發(fā)酵時氣體產(chǎn)生速率與反應時間的關系。據(jù)圖可知：①有多種酶參與；②最適pH是7；③40℃是酵母菌發(fā)酵的比較適宜的溫度；④50℃時酶逐漸失活；⑤0℃時酶逐漸失活。正確的是()A.①③B.②⑤C.③④D.④⑤,解析溫度通過影響酶的活性而影響氣體產(chǎn)生量。從圖中可以看出，40℃時氣體產(chǎn)生速率最大，是酵母菌發(fā)酵的比較適宜的溫度；高溫會破壞酶的分子結構而使酶失去活性；50℃時氣體產(chǎn)生速率逐漸降低，說明酶逐漸失活；0℃時氣體產(chǎn)生速率低，是由于低溫抑制了酶的活性。答案C,6.下圖中甲曲線表示在最適溫度下，某種酶促反應速率與反應物濃度之間的關系。其余兩條曲線分別表示該酶促反應速率隨pH或溫度的變化趨勢。下列相關分析，正確的是(),A.在A點適當提高溫度或在B點適當增加酶的濃度，反應速率都將增大B.圖中E點代表該酶的最適pH，H點代表該酶的最適溫度C.短期保存該酶，適宜條件對應于圖中的D、H兩點D.研究淀粉酶或過氧化氫酶參與的酶促反應，均可得到上圖曲線,解析首先根據(jù)曲線變化判斷乙曲線代表溫度對酶促反應速率的影響，丙曲線代表pH對酶促反應速率的影響。甲曲線是在最適溫度下測定的，故在A點提高溫度，反應速率將降低，故A錯；圖中E點代表酶的最適溫度，H點代表酶的最適pH，故B錯；酶應該在最適pH、低溫下保存，故C對；過氧化氫受熱易分解，故當用過氧化氫酶研究溫度對酶促反應速率的影響時，高溫時反應速率不會為零，故D錯。答案C,,(1)看兩坐標軸的含義：分清自變量與因變量，了解兩個變量之間的關系。(2)看曲線的變化：利用數(shù)學模型法觀察同一條曲線的升、降或平的變化，掌握變量變化的生物學意義。如在分析影響酶促反應的因素時，一般情況下，生成物的量未達到飽和時，限制因素是橫坐標所表示的因素，當達到飽和后，限制因素是除橫坐標所表示的因素之外的其他因素。,技法提煉,,,“四看法”分析酶促反應曲線,,(3)看特殊點：即曲線的起點、終點、頂點、轉折點、交叉點等五點，理解特殊點的意義。(4)看不同曲線的變化：理解曲線之間的內(nèi)在聯(lián)系，找出不同曲線的異同及變化的原因。,7.(2015浙江，31)現(xiàn)有一種細菌M，能夠合成某種酶，并能分泌到細胞外。為了研究其培養(yǎng)時間與細胞數(shù)、細胞外酶濃度和總酶濃度的變化關系，請根據(jù)以下提供的實驗材料寫出實驗思路，并預測實驗結果。實驗材料：若干個培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)液、細菌M。(要求與說明：實驗僅設一組；實驗儀器、試劑、用具及操作不作具體要求；實驗條件適宜。),題組三要想考得好，實驗要抓牢,,請回答：(1)實驗思路：(2)預測實驗結果(設計一個坐標系，并繪制預測的細胞數(shù)、細胞外酶濃度和總酶濃度的變化曲線)。(3)測定總酶濃度時，應對細胞做處理。,解析本題是實驗設計題，從題目敘述可知，細菌M可以合成某種酶并分泌到細胞外，研究培養(yǎng)時間與細胞數(shù)、細胞外酶濃度和總酶濃度的變化關系時，要求只設計一組實驗。實驗思路：要測得細菌M在不同培養(yǎng)時間的細胞數(shù)、細胞外酶濃度和總酶濃度，需要培養(yǎng)細菌M，在不同培養(yǎng)時間測定細胞數(shù)、細胞外酶濃度、總酶濃度。由于測定總酶濃度時要破碎細菌細胞，所以開始要設計多組相同的培養(yǎng)瓶培養(yǎng)相同數(shù)量的細菌M，在不同的培養(yǎng)時間測定一個培養(yǎng),瓶中的細胞數(shù)、細胞外酶濃度和總酶濃度，做好記錄，并對實驗結果進行分析。以時間為橫坐標，細胞數(shù)和酶濃度為縱坐標設計一個坐標系，繪出細胞數(shù)、細胞外酶濃度和總酶濃度的變化曲線。在培養(yǎng)過程中，細胞數(shù)量的變化曲線類似于“S”型增長曲線，細胞外酶濃度應小于總酶濃度。,答案(1)①取細菌M，稀釋后，分別等量接種于若干個含等量培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中。②取其中的培養(yǎng)瓶，分別測定細胞數(shù)、細胞外酶濃度和總酶濃度，并記錄。③在培養(yǎng)過程中，每隔一段時間，重復②。④對所得實驗數(shù)據(jù)進行分析和處理。,(2)如圖所示,(3)破碎,8.研究人員從一種野生植物的貯藏根中提取出一種化學物質(zhì)，有人認為這是一種能催化葡萄糖分解的酶，有人認為是一種能催化蔗糖分解的酶。請回答以下問題：(1)寫出鑒定此物質(zhì)的化學本質(zhì)是否是蛋白質(zhì)的兩種方法：第一種鑒定方法：_____________。第二種鑒定方法：。解析蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，會產(chǎn)生紫色反應；不溶于水的蛋白質(zhì)在蛋白酶的催化下可以水解為溶于水的多肽、氨基酸。,用雙縮脲試劑,用蛋白酶處理,(2)為了探究此物質(zhì)是催化葡萄糖分解的酶還是催化蔗糖分解的酶，研究人員設計了如圖所示的實驗過程，請預測可能的實驗結果。,水浴加熱后，如果，說明該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶；如果___________________________，則說明該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶。解析葡萄糖是還原糖而蔗糖是非還原糖，但蔗糖分解的產(chǎn)物為還原糖，若兩支試管都出現(xiàn)磚紅色沉淀，則該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶；若兩支試管都不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明蔗糖沒有分解而葡萄糖被分解，故該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶。,兩支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀,兩支試管均不出現(xiàn)磚紅色,沉淀,(3)若以上實驗完成后，已經(jīng)確定其為催化葡萄糖分解的酶，且化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，現(xiàn)需要確定其催化作用的最適溫度，設計實驗的基本思路是先確定，再參照上圖中甲試管的處理方法進行預實驗。實驗結束后，再在其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對應的溫度區(qū)間內(nèi)，設置，重復進行實驗。解析設計實驗的基本思路：先確定系列溫度梯度，再找出其中磚紅色沉淀最少的兩支試管，根據(jù)它們所對應的溫度，在這兩個溫度值之間設置差值更小的系列溫度梯度。,系列溫度梯度,差值較小的系列溫度梯度,,在科學研究中，需要探究最適值的實驗很多，如探究某種酶的最適溫度、最適pH，探究某植物生長調(diào)節(jié)劑促進植物生長的最適濃度等，這類實驗都需要先在較大范圍內(nèi)設置梯度較大的系列溫度(或pH、濃度等)梯度值，然后在作用效果較好且相近的兩個溫度(或pH、濃度等)值之間，再設置梯度較小的系列溫度(或pH、濃度等)梯度值。,思維拓展,,,9.ATP的相關判斷(1)DNA與ATP中所含元素的種類相同(2015新課標Ⅰ，1A)()(2)ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應(2014新課標Ⅱ，1C)()(3)在生物體的活細胞內(nèi)ATP與ADP的轉化只能單向進行(2014四川，1D)(),,題組四ATP結構與功能的理解,√,√,,(4)ATP可以水解為一個核苷酸和兩個磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供(2007海南，7BC改編)()(5)細胞質(zhì)中消耗的ATP均來源于線粒體和葉綠體(2008廣東，4D)()(6)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡(2008天津，6④)(),,,,(7)人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等(2008天津，6①)()(8)線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜和葉綠體中進行光反應的膜結構中都能合成ATP(2012北京，1改編)()(9)人在寒冷時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細胞產(chǎn)生ATP的量增加(2008天津，6③)(),,,√,10.(2015海南，3)ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關于ATP的敘述，錯誤的是()A.酒精發(fā)酵過程中有ATP生成B.ATP可為物質(zhì)跨膜運輸提供能量C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成,解析酒精發(fā)酵是微生物的無氧呼吸，無氧呼吸在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP，A正確；ATP可以用于細胞的主動運輸，如：Ca2＋、Mg2＋通過主動運輸進入番茄細胞時要消耗能量，直接由ATP提供，B正確；A—P～P～P中的“～”高能磷酸鍵中儲存著大量能量，ATP水解時，高能磷酸鍵斷裂，大量的能量會釋放出來，C正確；ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸組成，所以D錯誤。答案D,11.(2014江蘇，14)下列生命活動中不需要ATP提供能量的是()A.葉肉細胞合成的糖運輸?shù)焦麑岯.吞噬細胞吞噬病原體的過程C.淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖D.細胞中由氨基酸合成新的肽鏈,解析A項，葉肉細胞合成的糖(如葡萄糖)通過主動運輸進入果實細胞需要消耗ATP；B項，吞噬細胞吞噬病原體依賴膜的流動性，需要消耗ATP提供的能量；C項，在適宜的溫度、pH條件下，淀粉酶催化淀粉水解，此過程不需要消耗ATP提供的能量；D項，氨基酸在核糖體上脫水縮合形成肽鏈需要消耗ATP提供的能量。答案C,12.在下列四種化合物的化學組成中，“○”中所對應的含義最接近的是(),A.①②B.①③C.③④D.⑤⑥,解析根據(jù)題意，“○”中所對應的含義分別為：①一磷酸腺苷AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，②腺嘌呤，③DNA分子上的腺嘌呤脫氧核苷酸，④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤腺苷，⑥腺苷。答案D,13.下圖1表示三磷酸核苷的結構，圖2表示ATP在能量代謝中的作用。據(jù)圖判斷下列有關敘述錯誤的是(),A.圖1中N表示含氮堿基，若N為鳥嘌呤，則可表示GTPB.ATP中的能量可以來源于光能和化學能，也可以轉化為光能和化學能C.UTP、GTP分子中的高能磷酸鍵是直接由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的D.人體成熟紅細胞沒有線粒體，但能產(chǎn)生ATP,解析圖1中N表示含氮堿基，若N為A，則表示ATP，若N為G，則表示GTP，若N為U，則表示UTP。由圖2可知，UTP和GTP分子中的高能磷酸鍵不是由物質(zhì)氧化獲能產(chǎn)生的，而是由ATP將高能磷酸基轉移給UDP或GDP，進而生成UTP或GTP的。答案C,