2019高考生物大二轮复习专题三细胞内的酶与ATP学案.doc
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1、1专题三 细胞内的酶与 ATP考点 考情1酶在代谢中的作用()2ATP 在能量代谢中的作用()1考查题型:以选择题为主。2呈现形式:文字或表格形式。3命题特点:(1)极少单独考查。(2)酶:常与细胞呼吸、光合作用结合考查。特种酶:淀粉酶、端粒酶、溶菌酶、逆转录酶、RNA 聚合酶、DNA 聚合酶。(3)ATP:常与 DNA、ADP、物质运输、能量转化等结合考查。H 核 心 判 断 exinpanduan(1)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。()(2)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。()(3)过酸、过碱或温度过高,会使
2、酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。()(4)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。()(5)发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。()(6)1 个 ATP 分子由一个腺嘌呤和 3 个磷酸基团组成。()(7)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。()(8)细胞质中消耗的 ATP 均来源于线粒体和叶绿体。()(9)人在饥饿时,细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡。()(10)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。()2考向一 酶的作用特点及影响酶促反应的曲线分析Z 真 题 回
3、 放 hentihuifang1(2017全国卷)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( C )A在细胞中,核外没有参与 DNA 合成的酶B由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是 37解析 盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化,胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因而可用盐析法进行沉淀,C 项正确。真核细胞中 DNA 主要分布于细胞核中,细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量 DNA 分布,所以参与 DNA 合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中,A 项错误。酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用,也可以在生物体外发挥作用,B 项错
4、误。唾液淀粉酶催化反应的最适温度为 37左右,而该酶通常在低温下保存,D 项错误。2(2016全国卷)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_B_组。(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_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_不变_,原因是_60条件下,t 2时酶已失活,即使增加底物,反应产
5、物总量也不会增加_。(4)生物体内酶的化学本质是_蛋白质或 RNA_,其特性有_高效性和专一性_(答出两点即可)。解析 (1)图中信息表明:40条件下产物浓度达到最大值所需时间比 20条件下短,且 40条件下产物浓度最大值大于 60条件下,故在三个温度条件下,该酶活性最高的是 B 组。(2)由图可知,在 2040范围内的酶活性均大于 20时的酶活性,故在 t1前,如果 A 组温度提高 10,那么 A 组酶催化反应的速度会加快。(3)图中信息表明:在t2时,60条件下的酶已失活,故此时增加底物,反应产物总量不会增加。(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质,少数酶的化学本质是 RNA;酶的特性包括:高
6、效性、专一性、作用条件较温和。3H 核 心 知 识 exinzhishi1酶的活性与酶促反应速率:(1)酶的活性:指酶对化学反应的催化效率。(2)影响酶促反应速率的因素:温度、pH、酶抑制剂、酶浓度和底物浓度等。(3)关系:其他条件相同时,酶的活性越大,酶促反应速率就越快。2解读酶的三类图像(填表)图像 解读酶的作用原理机理_?降低反应的活化能_若将酶变为无机催化剂,则 b 的纵轴上向_?上_移动用加热的方法_?不能_降低活化能,但会提供活化能酶的特性图 2 中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明酶具有_?高效性_图 3 中两曲线比较表明酶具有_?专一性_影响酶促反应速率的因素根据图 4 和
7、图 5 可知温度或 pH 通过影响_?酶的活性_来影响酶促反应速率根据图 6 可知,OP 段的限制因素是_?底物浓度_,P 点以后的限制因素则是_?酶浓度_T 题 型 突 破 ixingtupo题型 1 酶的概念、本质和作用特性1(2018兰州市理科综合)下列有关酶的叙述,正确的是( C )A酶只在细胞内起催化作用B人体内所有酶的最适 PH 都接近中性C酶的数量不会因参加化学反应而减少D酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸解析 A 项,酶在细胞内或细胞外都可以起催化作用,A 错误;B 项,不同的酶其最适 pH 不一样,如胃蛋白酶的最适 pH 为 2,B 错误。C 项,酶的种类和数量在化学反应前
8、后保持不变,C 正确。D 项,酶的化学本质是蛋白质或 RNA,因此其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸,故 D 错误。2(2018江西省赣州市一模)下列关于酶的说法中,正确的是( D )4A酶的合成一定需要核糖体,但不一定需要高尔基体BpH 较低时一定会降低酶的活性,但温度较低时则不一定会降低酶的活性C在任何条件下,酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著D所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶,但不一定都分布在线粒体中解析 A对于化学本质是蛋白质类的酶需要在核糖体上合成,而化学本质为 RNA 的酶则不需要核糖体,有些酶是分泌蛋白,有些酶是胞内蛋白,其中胞内蛋白不需要高尔基体的加工,A 错误;B不同酶
9、的最适 pH 不同,因此 pH 较低时不一定会降低酶的活性,反而可能升高酶的活性,如胃蛋白酶,B 错误;C酶降低化学反应的活化能较无机催化剂显著,体现出酶的高效性,但酶的催化作用需要适宜的条件,因此并不是在任何条件下酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著,C 错误;D呼吸作用是生命的特征之一,所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶,但这些酶不一定都分布在线粒体中,如原核细胞没有线粒体,D 正确。故选:D。技巧方法有关酶的概念、本质特性的分析策略解答酶的本质特性试题时,应关注以下几个方面:(1)绝大多数酶的化学本质是蛋白质,少数是 RNA,可用双缩脲试剂或吡罗红试剂进行鉴定,甚至用蛋白酶处理来确定某
10、种酶的本质。(2)酶既可在细胞内发挥作用,也可在细胞外发挥催化作用。酶的催化作用是指能降低化学反应的活化能,提高反应速率,但不改变化学反应的方向和平衡点。(3)在化学反应前后,酶的性质、数量并不发生改变。题型 2 影响酶促反应速率的因素3(2018安徽安庆期末)乳糖酶可催化乳糖水解。有两项与此相关的实验,实验中无关变量相同且适宜,实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是( C )酶的质量分数/% 0 1 2 3 4实验一(质量分数为 10%的乳糖 ) 相对反应速率 0 25 50 100 200乳糖的质量分数/% 0 5 10 15 20实验二(质量分数为 2%的乳糖酶) 相对反应速率 0 2
11、5 50 65 65A实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率不再加大B实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将降低C实验二若继续增大乳糖浓度,相对反应速率不再加大D实验二若将反应温度提高 5,相对反应速率将增大解析 由表格的数据分析可知,实验一若继续增加酶浓度(质量分数),相对反应速率可能加大,A 项错误。实验一若增加乳糖浓度(质量分数),相对反应速率升高或不变,B项错误。由表格的数据分析可知,实验二乳糖质量分数为 15%和 20%时,相对反应速率相等,所以继续增大乳糖浓度(质量分数),相对反应速率不再加大,C 项正确。实验二中温度为无关变量,且适宜,若将反应温度提高 5,相对反应速率会减小,D 项
12、错误。54(2017天津理综)将 A、B 两种物质混合, T1时加入酶 C。如图为最适温度下 A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是( C )A酶 C 降低了 A 生成 B 这一反应的活化能B该体系中酶促反应速率先快后慢C T2后 B 增加缓慢是酶活性降低导致的D适当降低反应温度, T2值增大解析 加入酶 C 后 A 浓度降低,B 浓度升高,说明在酶 C 的催化下 A 能生成 B,酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能,A 项正确;随着反应的进行,底物 A 浓度由大变小,酶促反应速率先快后慢,B 项正确、C 项错误;图示反应在最适温度下进行,降低反应温度,反应速率将减慢,反应时间将延长,T 2值增
13、大,D 项正确。技巧方法酶促反应曲线的分析技巧解答此类试题应用“四看法”达成。(1)一看两坐标轴的含义:分清自变量与因变量,了解两个变量的关系。(2)二看曲线的变化:利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时,一般情况下,生成物的量未达到饱和时,限制因素是横坐标所表示的因素,达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。(3)三看特殊点:即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点,理解特殊点的意义。(4)四看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系,找出不同曲线的异同及变化的原因。考向二 与酶相关的实验Z 真 题 回 放
14、 hentihuifang(2016全国卷)若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活力的试验中,下列操作顺序合理的是( C )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 根据题意可知,该实验的 pH 为无关变量,为了排除 pH 的干扰,应在酶和底6物混合之前加入缓冲液,为酶促反应提供稳定的 pH 环境,A、B、D 项都错误,C 项正确。H 核 心 知 识 exinzhishi1辨清与酶相关实验设计的五个易错
15、点(填空)(1)若底物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,而不能选用碘液,是因为_碘液无法检测蔗糖是否被水解_。(2)探究酶的适宜温度时:不宜选用过氧化氢酶催化 H2O2分解,因为_H 2O2受热易分解_。若选淀粉和淀粉酶,检测试剂不应选用斐林试剂,因为_斐林试剂需要水浴加热_,而本实验需严格控制温度。(3)在酶的最适 pH 探究实验中,操作时必须先将酶和底物分别置于不同 pH 条件下,然后再将同一 pH 条件下处理的底物和酶混合,而不能把酶加入反应物中后,再加入盐酸或氢氧化钠。(4)探究酶的高效性时,对照组应_加入无机催化剂_;探究酶的催化
16、作用时,对照组应_不加催化剂_。2掌握两类实验设计(1)验证酶的本质、作用特性的实验设计:实验目的 实验组 对照组 实验组衡量标准验证某种酶是蛋白质待测酶液双缩脲试剂已知蛋白液双缩脲试剂 是否出现_紫色_验证酶具有催化作用底物相应酶液底物_等量蒸馏水_ 底物是否被分解验证酶的专一性底物相应酶液另一底物_相同酶液_或同一底物另一酶液底物是否被分解验证酶具有高效性底物相应酶液底物_等量无机催化剂_底物分解速率或产物生成速率(2)探究酶的最适温度或最适 pH 的实验设计程序:T 题 型 突 破 ixingtupo题型 1 与酶相关的实验设计1(2018湖南省岳阳市一模)下列关于酶的叙述,正确的是(
17、D )A探究 pH 对酶活性的影响实验建议用淀粉酶7B探究温度对酶活性的影响实验建议用过氧化氢酶C淀粉酶溶液的活性随淀粉溶液的浓度变化而变化D能合成激素的细胞一定能合成酶解析 A由于酸性条件下淀粉易分解,因此淀粉不能作为探究 pH 对酶活性影响的实验材料,A 错误;B过氧化氢在高温下易分解,因此不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响实验,B 错误;C影响酶活性的因素有温度、pH,淀粉溶液的浓度不会影响酶活性,C 错误;D活细胞都能产生酶,因此能够产生激素的细胞一定能合成酶,D 正确。故选:D。2某实验小组利用过氧化氢做了如下实验,下列相关说法正确的是( D )试管编号及组别步骤a b c d
18、e加入试剂2mL 体积分数为 3%的 H2O22mL 体积分数为 3%的 H2O22mL 体积分数为 3%的 H2O22mL 体积分数为 3%的 H2O22mLH2O处理措施90水浴加热2 滴 FeCl3溶液,常温2 滴肝脏研磨液,常温2 滴煮熟的肝脏研磨液,常温2 滴肝脏研磨液,常温气泡多少多 较多 最多 无 无Aa 组和 c 组对照,说明酶具有催化作用Bb 组和 c 组对照,说明酶具有高效性和专一性Cc 组和 d 组对照,说明高温会破坏酶的空间结构Dc 组和 e 组对照,可排除肝脏研磨液中其他物质的影响解析 要说明酶具有催化作用,对照组应该不做任何处理,A 项错误。b 组和 c 组对比,自
19、变量是催化剂类型,说明酶具有高效性,B 项错误。c 组和 d 组对比,只能说明酶的活性受温度影响,C 项错误。c 组和 e 组对比,唯一不同的是 e 组没有加入 H2O2溶液而是加入等量的水,其目的是排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响,D 项正确。易错警示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
20、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。8题型 2 与酶相关的验证、探究及评价性实验3(2015重庆理综)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。(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:分组步骤红粒管 白粒管 对照管 加样 0.5mL 提取液 0.5mL 提取液 C加缓冲液(mL)1 1 1加淀粉溶液(mL) 1 1 137保温适当时间,终止
21、酶促反应,冷却至常温,加适量碘液显色显色结果 注:“”数目越多表示蓝色越深步骤中加入的 C 是_0.5_mL 蒸馏水_,步骤中加缓冲液的目的是_控制 pH_。显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是_红粒小麦_;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越_低_。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_缩短_。(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_淀粉酶失活_。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_深于_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
22、率差异的主要原因。解析 (1)步骤中加入的 C 是 0.5mL 蒸馏水,以形成对照实验;步骤中加缓冲液的目的是维持培养液中 pH 的相对稳定。显色结果表明,红粒管中蓝色较深,说明此时淀粉酶活性较低。据此推测,淀粉酶活性越低,穗发芽率也越低。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小,为达到相同显色效果的时间应当缩短。(2)要探究 淀粉酶和 淀粉酶活性在穗发芽率差异中的作用,需对比红、白粒小麦中的 淀粉酶和 淀粉酶进行灭活处理,若 淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因,则只有 淀粉酶作用的管表现为红粒管颜色显著深于白粒管。技巧方法酶的验证、探究或评价性实验解题策略9第一步,分析实验目的,确定自变
23、量与因变量,如酶的种类或影响酶的因素(检测指标)。第二步,明确实验原理(新情境题的题干中会有提示,要注意提炼)。第三步,准确书写实验步骤,注意遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。酶相关实验常常是用表格形式呈现实验步骤。第四步,如果是选择题,要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析,然后作出判断;如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析,以确定所填答案。考向三 ATP 的结构、合成与利用Z 真 题 回 放 hentihuifang1(2016北京理综)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由 ADP 转化为 ATP 的过程( D )A在无氧条件下不能进行 B只能在线粒体中进行C不需要
24、能量的输入 D需要酶的催化解析 酵母菌是兼性厌氧微生物,在葡萄酒酿制期间,酵母菌可通过无氧呼吸产生ATP,A 项错误;酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质,葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP 转化成 ATP 的过程发生在细胞质基质中,B 项错误;在有关酶的催化作用下,ADP 需要接受能量同时与一个游离的 Pi 结合形成 ATP,C 项错误、D 项正确。2(2016海南理综)下列有关植物细胞能量代谢的叙述,正确的是( D )A含有两个高能磷酸键的 ATP 是 DNA 的基本组成单位之一B加入呼吸抑制剂可使细胞中 ADP 生成减少,ATP 生成增加C无氧条件下,丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有 ATP
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