高考生物专题2细胞的代谢专点3聚焦细胞代谢的基础条件__酶和ATP复习题.docx

专题2 细胞的代谢 专点3 聚焦细胞代谢的基础条件酶和ATP复习题直击考纲1.酶在代谢中的作用()。2.ATP在能量代谢中的作用()。3.光合作用的基本过程()。4.影响光合作用速率的环境因素()。5.细胞呼吸()。考点3聚焦细胞代谢的基础条件酶和ATP1辨析酶的概念关系图及其易错易混点(1)本质绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，合成的原料有氨基酸或核糖核苷酸，合成的场所主要是核糖体或细胞核。(2)来源凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶，不能来自食物。(3)作用催化是其唯一功能，不具有调节，也不作为能源和组成物质。(4)场所酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用。(5)活性低温只抑制酶的活性，不破坏酶的结构，但高温、强酸和强碱都能使酶变性失活。(6)过氧化氢分解机理的区别过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能，而加热是使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃态。(7)化学反应的平衡点实际上酶只是降低了化学反应的活化能，所能催化的是本来就能发生的反应，提高了反应速率，缩短了到达平衡点的时间，而平衡点的大小只能由底物的量来决定。(8)化学反应前后的性质和数量实际上反应前后酶的性质、数量都没有发生改变。(9)酶促反应速率和酶活性实际上二者不完全等同，因为温度和pH是通过影响酶的空间结构改变酶的活性，进而影响酶促反应速率；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率。(10)催化作用和高效性的机理实际上前者是与没有催化剂对照，酶能够降低活化能；而后者是与无机催化剂对照，能够显著降低活化能。2读懂关于酶的3类曲线(1)酶的作用原理：酶能降低化学反应的活化能，酶相对于无机催化剂，降低化学反应的活化能更显著(如下图所示)。(2)酶的作用特性图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加无机催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用。图2中两曲线比较表明酶具有专一性。(3)酶的影响因素温度和pH图甲和图乙显示：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。从图丙和图丁可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。底物浓度和酶浓度图甲中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图乙对反应底物的要求是底物足量。3辨清与酶相关实验设计的5个易错点(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，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。另外在酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。(3)探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H2O2分解，因为底物H2O2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。(4)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液混合，而不能把酶加入反应物中后，再加入盐酸或氢氧化钠。(5)探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时，对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不同底物，也可用不同酶作用于同一底物。4明辨ATP的结构及易混易错点(1)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。从整体上来看，二者的转化并不可逆。(2)ATP不等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为APPP，高能磷酸键水解时能够释放出多达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。(3)细胞内ATP含量很少，只是转化非常迅速及时，ATP与ADP的转化总处于动态平衡中。5能量转换过程和ATP的产生与消耗转化场所产生或消耗ATP的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等题组一酶的概念、作用1(2017全国，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 答案C解析DNA的合成主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能合成，因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶，A错误；只要给予适宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性，B错误；盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性，而胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C正确；唾液淀粉酶催化反应最适温度是37 ，但是37 不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D错误。真题重组判断下列有关酶的叙述： (1)如图在t时加酶后反应的曲线由变为(2015广东，6A)()(2)对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化(2013安徽，2D)()(3)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率；滴加肝脏研磨液可降低过氧化氢的分解反应的活化能而滴加FeCl3溶液则不能(2011天津，1B和2013四川，4BC改编)()(4)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(2011海南，14D)()2细胞代谢能在常温常压下迅速有序地进行，其中酶起着重要作用。下列叙述错误的是()A生物的细胞壁并非都可以被纤维素酶降解BH2O2分解实验中，加热、Fe3、酶降低活化能的效果依次增强C有些酶需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输D酶能直接参与代谢反应，而激素不能答案B解析原核细胞细胞壁的成分是肽聚糖，不可以被纤维素酶降解，A正确；H2O2分解实验中，加热可增加H2O2分子的能量、不能降低H2O2分解的活化能，B错误；唾液淀粉酶属于分泌蛋白，其合成过程中需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输，C正确； 酶要与相应的底物结合直接参与代谢反应，激素对细胞内的代谢反应具有调节作用，但不直接参与细胞内的代谢反应，D正确。思维延伸强记与判断：(1)强记7类常见酶DNA聚合酶催化脱氧核苷酸之间缩聚形成磷酸二酯键，用于DNA复制。RNA聚合酶用于转录时解旋及核糖核苷酸之间的连接。DNA解旋酶用于DNA复制时双链间氢键的打开。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。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)。(2)判断下列有关酶的叙述：分化程度不同的活细胞中不存在同一种酶()酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物()每一种酶只能催化一种化学反应()酶在催化过程中逐渐消耗、减少()酶的合成都要经过转录和翻译两个过程()题组二与酶的影响因素相关的曲线辨析3(2016全国甲，29节选)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_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_。(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_，原因是_。答案(1)B(2)加快(3)不变60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加解析(1)曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40 时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 。(2)A组控制的温度是20 。在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。(3)对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60 条件下已经失活，所以如果在时间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，在t3时，C组产物的总量不变。真题重组判断与填充：(1)(2017天津，3)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。则：酶C降低了A生成B这一反应的活化能()该体系中酶促反应速率先快后慢()T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的()适当降低反应温度，T2值增大()(2)(2016海南，30节选)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时不应该使用开水，原因是_。若要去除衣服上的血渍，应选择含有_(填“蛋白酶甲”、“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是_。答案开水使血中的蛋白质变性而沉淀,难以清洗蛋白酶丙碱性条件下只有蛋白酶丙有活性4如图所示，abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线，有关曲线的判断错误的是()A曲线abd，若X为时间，Y可表示某一化学反应产物的产量B若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点时酶结构中的肽键数与b点时相同C曲线abd，若X为底物浓度，Y可表示反应速率，bd不再增加可能是酶浓度的限制D曲线abc，若X轴为pH，则b点时酶的最适温度高于a点时的最适温度答案D解析曲线 abd 可表示某一酶促反应中产物的产量随时间而变化的曲线，底物完全反应后产物不再增加,A 正确；若曲线 abc 为温度影响酶活性的曲线,则 c 点的高温条件会破坏酶的空间结构,但不会影响肽键数目,与 b 点温度条件下肽键数目相同,B 正确；曲线 abd 若表示酶促反应速率随底物浓度变化的曲线,bd 不再增加可能是酶浓度的限制,C 正确：曲线 abc 若表示酶促反应速率随 pH 变化的曲线,则 b 点和 a 点相比酶的最适温度并没有变，D 错误。思维延伸下图1中甲曲线表示在最适温度下，某种淀粉酶酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率随pH或温度的变化趋势。图2表示该淀粉酶在不同实验条件下催化淀粉水解时，淀粉的剩余量和反应时间之间的关系，判断下列相关叙述：图1图2(1)若是研究过氧化氢酶参与的酶促反应，也可得到上述图1所示曲线()(2)图1中E点代表该酶的最适pH，H点代表该酶的最适温度()(3)图1中丙曲线中，G点时对应因素升高，酶的活性不能到达H点()(4)图1中甲曲线中在A点适当提高温度或在B点适当增加酶的浓度，反应速率都将增大()(5)若图2所示实验条件为不同温度，则b曲线对应的温度和图1曲线乙中E点所对应的温度相同()(6)若图2所示实验条件为不同pH，则a曲线对应的pH和图1中曲线丙中H点所对应的pH不一定相同()(7)图2所示实验条件可能是不同的底物浓度，并且浓度大小关系为abc()(8)若图2中a、b、c分别表示加入K、蒸馏水、Mg2，则c曲线表明Mg2对淀粉酶的活性可能有抑制作用()题组三与酶影响因素相关的实验设计与探究5(2012福建，26节选)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，18 时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在1518 之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518 之间。他们设置15 、16 、17 、18 的实验温度，探究三种酶的最适温度。探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是_，可用_试剂鉴定。胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在_。为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于_中以保持恒温。单位时间内_可以表示蛋白酶催化效率的高低。实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？_。理由是_。答案(1)幽门盲囊蛋白酶(2)蛋白质双缩脲2和8恒温箱底物消耗量(或产物生成量)不能据图可知随着温度提高，酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现解析(1)从图1可知，三种蛋白酶在各自最适pH下，幽门盲囊蛋白酶对应的酶活性最大，所以其催化效率最高。(2)酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，干酪素的化学本质为蛋白质，可用双缩脲试剂鉴定。要验证大菱鲆蛋白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照等原则，并控制其他无关变量相同且适宜。由题意可知，此实验温度为自变量，pH等为无关变量，为了得到准确的结果，pH应为相对应蛋白酶的最适值，由图1可知，胃蛋白酶最适pH为2，幽门盲囊蛋白酶最适pH为8。为了控制实验温度，底物和酶都应放在恒温箱中保温一段时间。酶的催化效率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。由图2可以看出，当温度在1518 范围内时，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，但没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518 之间这一结论。6将牛奶和姜汁混合，待牛奶凝固便成为一种富有广东特色的甜品姜撞奶。为了掌握牛奶凝固所需的条件，某同学在不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，观察混合物15 min，看其是否会凝固，结果如下表。请回答下列问题：温度()20406080100结果15 min后仍未有凝固迹象14 min内完全凝固1 min内完全凝固1 min内完全凝固15 min后仍未有凝固迹象(注：用曾煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固)(1)实验证明新鲜姜汁中含有一种酶，其作用是_。(2)20 和100 时，15 min后仍未有凝固迹象，说明酶的活性较低，其原因分别是_和_。(3)若60 时牛奶在有姜汁和没有姜汁的情况下都可以凝固，当反应进行到t时，向其中加入姜汁。如图，图中能正确表示加姜汁后牛奶凝固随时间变化趋势的曲线是_。(4)为提高实验的准确性，实验中“不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁”操作中应注意的是_。(5)有同学说，该实验不能得出姜汁使牛奶凝固的最适温度，请提出解决方案：_。答案(1)将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态(2)20 时温度较低，酶的活性减弱100 时高温使酶结构遭到破坏而变性失活(3)丁(4)将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合(5)缩小温度范围，降低温度梯度解析(1)分析题图信息可知，不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，随温度不同凝固时间不同，又由注解可知用曾煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固，这说明新鲜姜汁含有一种酶，该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态。(2)20 时酶的活性低，酶的分子结构没有遭到破坏而失去活性，当温度升高后酶的活性会恢复；而100 时，高温使酶的结构遭到破坏而变性失活，不可以恢复。(3)牛奶中加入姜汁后凝固速度大大提高，迅速凝固，如图中的丁。(4)如果不保温就将姜汁与牛奶混合，往往会使温度发生一定的变化，因此将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验的准确性。(5)60 和80 不一定是酶的最适温度，有可能在70 时，半分钟就能完全凝固，因此要缩小温度范围，增加温度梯度才可得到最适温度。思维延伸下图表示某实验员探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果，判断下列相关叙述：(1)应先将各组试管淀粉酶溶液pH分别调到设定数值，再与淀粉混合()(2)pH为3和9的两只试管中的淀粉酶的活性相同()(3)pH为13的试管调到pH为7后，淀粉含量基本不变()(4)该实验可用碘液来准确测定淀粉分解的量()(5)若该研究员改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果如下图，则据图可知该研究员所改变的因素为淀粉溶液量()题组四酶的特性相关实验辨析7(2016江苏，8)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是()管号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222222232224222A.1号管为对照组，其余不都是实验组B2号管为对照组，其余都为实验组C若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无氧化物酶答案A解析由题可知，1号试管、2号试管是对照组，3号试管、4号试管是实验组，A正确、B错误；实验设置必须遵循对照原则，3号与1、2号对照，3号管、2号管显橙红色，1号不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C错误；3号试管和4号试管的自变量是温度，若4号管不显橙红色，与3号对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D错误。8(经典高考题)已知2H2O22H2OO2，可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%的过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。(1)实验步骤：_。(2)实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是_。由此可得出的结论是_。(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80 ，重做上述实验，O2释放的速度最快的是_，原因是_。答案(1)取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 恒温水浴锅中保温适当时间；分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液；观察各管中释放气泡的快慢(2)加入过氧化氢酶的试管加入3.5%FeCl3溶液的试管加入蒸馏水的试管过氧化氢酶具有催化作用和高效性(3)加入3.5%FeCl3溶液的试管酶的活性受温度的影响，高温使过氧化氢酶失去活性，而无机催化剂对温度不敏感，对其催化作用的影响小解析(1)由题意可知，实验分三组，空白对照组、无机催化剂对照组、有机催化剂的实验组，实验设计中应遵循对照原则和单一变量原则，注意无关变量应保持一致且适宜，利用题干中的实验材料与试剂设计实验步骤如下：取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 恒温水浴锅中保温适当时间；分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液；观察各管中释放气泡的快慢。(2)实验结果预测及结论：由于过氧化氢酶具有高效性，因此加入过氧化氢酶的反应速率最快，3.5%FeCl3溶液能催化过氧化氢分解，但不具有高效性，反应速率比加入过氧化氢酶的反应速率慢，比不加任何催化剂的反应速率快，因此整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是加入过氧化氢酶的试管加入3.5%FeCl3溶液的试管加入蒸馏水的试管。结论是：过氧化氢酶具有催化作用和高效性。(3)酶的活性受温度的影响，高温使过氧化氢酶失去活性，而无机催化剂对温度不敏感，因此将实验中的恒温水浴改为80 ，重做上述实验，O2释放的速度最快的是加入3.5%FeCl3溶液的反应。题组五ATP的结构与功能辨析9(2016全国乙，29节选)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。回答下列问题：(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_(填“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“”“”或“”)位上。答案(1)(2)解析(1)ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即位和位之间的高能磷酸键，即位磷酸基团转移到DNA末端。要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在ATP的位上。(2)dATP脱去位和位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则带有32P的磷酸基团应在dAT