高中生物一轮复习酶和ATP文档格式.docx
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光反应
暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体
有氧呼吸第二、三阶段
自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体
蛋白质的合成
细胞核
DNA复制、转录等
【判断与思考】
1.判断常考语句,澄清易混易错
(1)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)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( )
(3)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化( )
(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( )
(5)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( )
(6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会同时发生ATP的合成与分解( )
2.分析命题热图,明确答题要点
右图为ATP的结构简图,请分析:
(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”?
(2)图示b、c、d所示化学键是否相同?
其中最易断裂和重建的是哪一个?
(3)图示框e的名称是什么?
它与DNA、RNA有何关系?
【命题探究】
命题点一 ATP的结构及相关成分的比较
1.下列关于ATP分子的叙述正确的是( )
A.A表示的是腺嘌呤
B.ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素
C.T表示胸腺嘧啶,因而ATP的结构与核苷酸很相似
D.1molATP水解,能释放出30.54kJ的能量,这些能量储存在两个高能磷酸键中
2.(2016·
泉州五校联考)下面关于ATP的叙述,错误的是( )
A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布B.ATP合成所需的能量由磷酸提供
C.ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D.正常细胞中,ATP与ADP的比值在一定范围内变化
3.如图是人体细胞代谢部分简图。
图中甲表示ATP,下列有关叙述错误的是( )
A.甲→乙→丙→丁过程中,起催化作用的酶空间结构不同
B.丙是RNA的基本组成单位之一
C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成
D.在红细胞吸收葡萄糖时,细胞中乙的含量会显著增加
4.如图是植物细胞中ATP合成与分解示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.能量1可能来自于有机物的氧化分解
B.图中能量2来自于“①”和“②”被水解的过程
C.如果能量1只来自于光能,那么能量2只能用于C3的还原
D.如果“①、②”都被水解,则水解的产物中有合成RNA的原料
5.ATP是细胞内直接的能源物质,可通过多种途径产生,如图所示。
以下说法正确的是( )
A.O2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体,使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降
B.a过程和b过程都在细胞器中进行
C.绿色植物通过b过程形成的ATP不能用于吸收矿质元素
D.①、②在物质和能量上都可成为互逆反应
归纳:
与能源物质ATP相关的易错点提醒
(1)ATP与ADP相互转化不可逆:
ATP与ADP的相互转化,从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。
(2)ATP是与能量有关的一种物质,不可等同于能量:
ATP是一种高能磷酸化合物,高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。
(3)不可误认为细胞中含有大量ATP,事实上,细胞中ATP含量很少,ATP与ADP转化非常迅速及时。
无论是饱食还是饥饿,ATP与ADP含量都保持动态平衡。
(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水:
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”,这一过程需ATP水解酶的催化,同时也需要消耗水。
蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。
考点二 酶的本质、特性及相关实验探究
【重点分析】
1、正确理解有关酶的本质和作用
项目
错误说法
正确理解
产生场所
具有分泌功能的细胞才能产生
活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
化学本质
蛋白质
有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA)
作用场所
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度影响
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活;
高温使酶变性失活
作用
酶具有调节、催化等多种功能
酶只起催化作用
来源
有的可来源于食物等
酶只在生物体内合成
2、辨析酶、激素、神经递质、抗体
①四者均具特异性(专一性)、高效性等特性。
②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。
③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。
④酶的成分主要为蛋白质,抗体全部为球蛋白,激素的成分有的为蛋白质(多肽类),有的为脂质。
3、酶的特性及影响因素曲线的分析
(1)对应连线
(2)曲线辨析
①表示酶高效性的曲线
与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
曲线分析:
酶只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
②表示酶专一性的曲线
加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶具有专一性。
(3)影响酶活性因素的相关曲线
甲曲线分析:
①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子的结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
乙曲线分析:
纵坐标为反应物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;
图示pH=7时,反应物剩余量最少,应为最适pH;
反应溶液pH的变化不影响(填“影响”或“不影响”)酶作用的最适温度。
(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
①甲图:
在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。
②乙图:
在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
特别提醒
(1)酶促反应速率与酶活性不同。
温度和pH通过影响酶活性,进而影响酶促反应速率。
底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率,但并未改变酶活性。
(2)同一个体不同细胞中,酶的种类和数量会不同,对于同一个细胞而言,在不同的时期或生理状态下,细胞中酶的种类和数量也会发生改变。
(1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸( )
(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( )
(3)酶提供了反应过程所必需的活化能( )
(4)随着温度降低,酶促反应的活化能下降( )
(5)酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用( )
(6)酶活性的发挥离不开其特定的结构( )
如图甲表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系;
而图乙所示为不同条件下,某酶促反应生成物随时间的变化曲线,请分析:
(1)图甲中A、B两种酶的化学本质是否相同?
(2)图甲中B酶活性改变的机制是什么?
(3)图乙中造成①②③曲线不同的条件可能是什么?
(4)若图乙中3条曲线是在pH值为右图中的a、b、c点时所测的生成物的量随时间的变化曲线,若改为pH为d、e点所示值的环境中时,请在图乙中绘出生成物的量随时间的变化曲线。
命题点一 酶的本质与作用的分析
1.下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.具有分泌功能的活细胞才能产生酶B.酶可被水解为氨基酸或脱氧核苷酸
C.一种酶只能催化一定的反应物发生反应D.酶通过为化学反应供能来提高反应速率
湖南重点高中三校联考)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+和酶促使过氧化氢分解,是因为它们降低了化学反应的活化能,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
3.(2016·
山东师大附中三模)下列关于酶的叙述中,正确的是( )
A.能产生激素的细胞一定能产生酶B.能产生酶的细胞一定能产生激素
C.人体中酶只在内环境中起作用D.酶都是由内分泌腺细胞合成的
拓展延伸:
具有专一性或特异性的五类物质
(1)酶:
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
如限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。
(2)载体:
某些物质通过细胞膜时需要载体协助,不同物质所需载体不同,载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
(3)激素:
激素特异性地作用于靶细胞、靶器官,其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
(4)tRNA:
tRNA有61种,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
(5)抗体:
一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
命题点二 影响酶因素的曲线分析
4.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示,下列有关说法错误的是( )
A.该酶的最适催化温度不确定B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶
C.由图4实验结果可知酶具有高效性D.由图3实验结果可知Cl-是酶的激活剂
5.研究人员从木耳菜中提取过氧化物酶(POD),分别与四种不同酚类物质及H2O2进行催化反应,结果如图所示。
下列相关说法正确的是( )
A.图1所示的实验目的是探究不同酚类物质的浓度对POD活性的影响
B.当底物浓度为0.08mmol·
L-1时,POD催化酚类2的反应速率一定大于酚类3
C.由图2可知,H2O2浓度过高会抑制POD的活性,降低浓度后POD的活性一定会恢复
D.H2O2对POD活性的影响与温度和pH对POD活性的影响相同
[必背答题语句]
1.酶的催化效率高的原因是:
同无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应的活化能。
2.关于酶全面而准确的表述是:
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
3.温度、pH与酶活性之间关系的表述是:
在最适的温度和pH条件下,酶的活性最高。
温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
4.过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因:
酶的空间结构遭到破坏。
5.ATP的分子结构可以写成简式:
A—P~P~P,其功能是直接给细胞的生命活动提供能量。
【难点突破】酶相关实验突破
一、“试剂检测法”鉴定酶的本质
1.设计思路:
从酶的化学本质上来讲,绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。
在高中教材中常见的一些酶,如淀粉酶、蛋白酶等,其本质都是蛋白质,所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质或RNA的鉴定方法。
因此,利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应而RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案即可。
2.设计方案
典例分析:
1.猪笼草是一种食虫植物,为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶,某学生设计了两组实验,如图所示,在35℃水浴中保温一段时间后,甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂,丙、丁试管中不加任何试剂,下列对实验现象的预测正确的是( )
A.甲和乙中溶液都呈紫色;
丙和丁中蛋白块消失
B.甲中溶液呈紫色,乙中溶液不呈紫色;
丙中蛋白块消失,丁中蛋白块不消失
C.甲和乙中溶液呈紫色;
丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
D.甲和乙中溶液都不呈紫色;
2.已知淀粉酶可以把淀粉水解为麦芽糖等物质,蛋白酶可以把蛋白质水解为多肽。
某同学设计如下实验(实验中所涉及的酶的化学本质都是蛋白质)探究有关性质,下列分析错误的是( )
试管
加入的物质
1
2
3
4
质量分数为1%的淀粉溶液
2mL
淀粉酶溶液
淀粉酶+蛋白酶(等量混合)
4mL
蒸馏水
碘液
2滴
双缩脲试剂
预期颜色变化
不变蓝
紫色
①
②
A.该实验的目的之一是研究酶之间的相互影响
B.该实验有多组对照,如1号和3号试管,2号和4号试管
C.为了遵循等量原则,实验过程中,1号、2号试管加入的蒸馏水的体积相同
D.①处预期的颜色变化为蓝色,②处不会发生颜色变化
二、“对比法”验证酶的高效性和专一性
1.验证酶的高效性
(1)设计思路:
通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较,得出结论。
(2)设计方案
实验组
对照组
材料
等量的同一种底物
试剂
与底物相对应的酶溶液
等量的无机催化剂
现象
反应速度很快,或反应用时短
反应速度缓慢,或反应用时长
结论
酶具有高效性
2.验证酶的专一性
常见的方案有两种,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
方案一
方案二
同种底物(等量)
与酶相对应的底物
另外一种底物
与底物相对应的酶
另外一种酶
同一种酶(等量)
发生反应
不发生反应
酶具有专一性
提醒:
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。
郑州预测)下表是过氧化氢分解实验的过程和结果,下列分析错误的是( )
a
b
c
d
3%过氧化氢溶液
处理措施
不作任何处理
置于90℃水浴杯中
加2滴3.5%的FeCl3
加2滴20%的新鲜肝脏研磨液
实验结果
-
+
++
++++
注:
“-”表示无气泡产生;
“+”的数量表示气泡产生的多少。
A.a和d对照说明酶具有高效性B.c和d是对比实验,自变量是催化剂类型
C.a、c对照说明FeCl3具有催化作用D.a、c、d不能说明酶的催化具有专一性
4.为了证明酶的作用具有专一性,某同学设计了如下5组实验,分别选择一定的试剂进行检测,合理的实验方案是( )
组别
③
④
⑤
酶
蛋白酶
淀粉酶
反应物
淀粉
麦芽糖
A.①和③对比,用双缩脲试剂检测B.②和④对比,用碘液检测
C.④和⑤对比,用斐林试剂检测D.③和④对比,用斐林试剂检测
三、“梯度法”探究酶的最适温度或最适pH
1.设计思路
1.在酶的最适温度探究实验中,应按一定的温度梯度设置多个实验组,通过对比实验结果找出酶的最适温度。
材料不能用H2O2溶液,高温下H2O2分解加快。
若选取淀粉和淀粉酶,则不宜选用斐林试剂,因为斐林试剂需加热,而温度是自变量。
2.在酶的最适pH探究实验中,操作时必须先将酶置于不同pH条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸),然后再加入反应物。
不能把酶加入反应物中后,再加入盐酸或氢氧化钠。
5.下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。
据此回答下列问题:
探究温度对酶活性影响的实验(实验一)
实验步骤
分组
甲组
乙组
丙组
①α淀粉酶溶液
1mL
②可溶性淀粉溶液
5mL
③控制温度
0℃
60℃
90℃
④将新鲜α淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温
⑤测定单位时间内淀粉的____________
探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验(实验二)
A组
B组
C组
D组
E组
pH
5
6
7
8
9
H2O2完全分解所需时间(秒)
300
180
90
192
284
(1)pH在实验一中属于________变量,而在实验二中属于________变量。
(2)实验一中的对照组为________组。
(3)实验一的①②③步骤为错误操作,正确的操作应该是__________________________。
实验一的第⑤步最好选用________(试剂)测定单位时间内________________。
(4)如将实验一的新鲜α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液,你认为是否科学?
________。
为什么?
_____________________________________________。
(5)分析实验二的结果,可得到的结论是:
_________________________________________;
在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH,可在pH为________之间设置梯度。
实验拓展练习:
1、研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质,有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶,有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶。
对此,研究人员设计并做了一些相关实验。
(1)要鉴定此物质化学本质是蛋白质还是RNA,可分别选用________试剂和________染液。
(2)为确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶,研究人员设计了如图所示的实验过程,请分析可能的实验结果。
在水浴加热后,若两支试管均出现砖红色沉淀,说明_______________________
_________________________________________________,
若两支试管均不出现砖红色沉淀,则说明____________________________________。
(3)若以上实验完成后,已经确定其为催化葡萄糖分解的酶,化学本质是蛋白质,需要确定其催化作用的最适温度,设计实验的基本思路是先确定________________,再参照图中甲试管的处理方法进行实验。
实验结束后,再选择其中砖红色沉淀____________的两支试管所对应的温度,设置______________,重复进行实验。
邯郸曲周一中二模)某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型,制作了如图所示的实验装置。
甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液,并加等量的酵母菌,乙内用液状石蜡隔绝空气。
对该实验的分析,错误的是( )
A.该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型
B.将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染,以免影响实验结果
C.乙和甲比较,说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型
D.乙为甲的空白对照实验,以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响
3.植物细胞受损后通常会释放出酚氧化酶,将无色的酚氧化生成褐色的物质。
人们利用酚氧化酶的功能和特性加工制作商品。
请分析回答问题:
(1)植物细胞中的酚类物质与酚氧化酶在细胞质中是分隔开的,是因为细胞内具有________系统。
(2)把含有酚氧化酶的提取液做如下表的处理:
步骤
酚氧化酶提取液的处理
加入缓冲液
加入酚类底物
实验后的颜色
A
不做处理
褐色
B
加入蛋白酶,10min
无色
C
加入三氯乙酸(强酸),10min
?
从催化反应条件看,酚氧化酶的作用条件________。
实验后试管C中的颜色是________。
试管A、B对照,说明酚氧化酶的化学本质是________。
试管A、C对照,能获得的结论是____________________。
(3)茶树叶细胞中存在众多种类的酚类物质与酚氧化酶。
绿茶制取过程中必须先进行热锅高温炒制以防变色,其原理是____________________。
红茶在加工过程中充分发挥了________的作用,使鲜叶中的化学成分变化较大,茶多酚大量________(填“减少”或“增加”),也产生了茶黄素、茶红素等新成分,香气物质明显增加。
重温高考
1.(2017•新课标Ⅱ卷.3)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是
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℃
2.(2017•天津卷.3)将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。
下图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。
叙述错误的是
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
3.(2016·
)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
4.(2016·
)下列与神经细胞有关的叙述,错误的是
A.ATP能在神经元线粒体的内膜上产生B.神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP
C.突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATPD.神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
5.(2015·
福建卷.3)在光合作
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