《考案》2015届高考生物第一轮复习课件(知识淘宝+高考探究+重点探究)：第3单元 细胞的能量供应及利用

 

第一课时降低化学反应活化能的酶

一、酶的作用与本质1.细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为①细

胞代谢,是细胞生命活动的基础。2.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”(1)实验原理:新鲜的肝脏中有较多的②过氧化氢酶,能

将过氧化氢及时分解,变成③氧和水。(2)实验过程及现象(3)实验结论:酶在细胞代谢中具有⑧催化作用,同时证

明,与无机催化剂相比,酶具有⑨高效性的特性。3.⑩活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的

活跃状态所需要的能量。与无机催化剂相比,酶

降低活化能的作用更显著。二、酶的特性

需特别关注的1●个易失分点〚认知纠偏〛1.在验证酶的高效性实验中应注意的事项①实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝

脏作实验材料。如果肝脏不新鲜,肝细胞内的过氧化氢

酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解,使组织中酶

分子的数量减少且活性降低。②实验中使用肝脏的研磨液,可以加大肝细胞内过氧化

氢酶与试管中过氧化氢的接触面积,从而加速过氧化氢

的分解。③滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管,

因为酶的催化效率具有高效性,少量酶带入FeCl3溶液

中就会影响实验结果的准确性,甚至使人产生错觉,作

出错误的判断。④H2O2分解过程有气泡冒出,若反应一段时间后,不再

有气泡冒出,说明反应结束;若在不增加H2O2量的前提下,使气泡(O2)的生成量增加,可采取的措施是提高H2O2

浓度。2.在探究温度对酶活性的影响实验中应注意的事项①实验室使用的α-淀粉酶最适温度为60℃。②由于H2O2不稳定,因此探究温度对酶活性影响时,不

选择H2O2作反应物。③本实验不宜选用斐林试剂鉴定,温度是干扰条件。④本实验应先控制条件再将酶和底物混合。3.在探究pH对酶活性的影响实验中应注意的事项①本实验中可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH,

再混合,以保证反应一开始便达到预设pH。②本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解,因为淀粉酶催

化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。〚设误角度〛高考命题常从以下角度设置陷阱(1)考查实验设计(步骤)。(2)考查产物的检测方法。1.为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响,

研究者设计并进行了相关实验,实验步骤及结果如下:①鲈鱼的驯养:将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水

网箱中饲养14d,用普通饲料投喂,备用。②饲料的配制:在每千克普通饲料中添加200mg植酸

酶,配制成加酶饲料;并将普通饲料和加酶饲料分别制

成大小相同的颗粒,烘干后储存。③鲈鱼的饲养:挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组,放养于规格相同的浮式海水网箱中,放养密度为60

尾/箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料,给

实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。④称重并记录:投喂8周后,从每个网箱中随机取20尾鲈

鱼称重。结果显示,对照组、实验组鱼体平均增重率分

别为859.3%、947.2%。⑤制备鲈鱼肠道中消化酶样品,并分别测定消化酶的活

性,结果如下表:根据上述实验,回答下列问题:(1)步骤①中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是

;实验前的驯养是为了

。(2)步骤②中将配制好的饲料进行烘干要特别注意

,其原因是

。(3)步骤③中还应控制好的无关变量主要有

。(4)本实验得出的初步结论是

。(5)推测鲈鱼的食性并说明理由:

。解析(1)探究植酸酶对鲈鱼生长的影响,实验中应选择

生长发育明显的个体进行实验,故不能选择成体而是选

择鱼苗。实验中要在浮式海水网箱养殖,同时要用普通

饲料喂养,实验前提前驯养是为了使鲈鱼逐渐适应该养

殖环境。(2)烘干时温度升高,要防止烘干时的高温破

坏酶的结构导致酶失活,影响实验结果。(3)实验中无

关变量为水温、饲料的种类及含量、盐度、溶解氧、鲈鱼鱼苗的大小等,这些变量也会影响实验结果。(4)

根据表格信息判断,植酸酶能提高蛋白酶、脂肪酶、淀

粉酶的活性。(5)鲈鱼为肉食性鱼类,因为鲈鱼消化酶

中蛋白酶活性高于脂肪酶、淀粉酶,而不是淀粉酶活性

高,说明鲈鱼主要摄食含蛋白质较多的动物。答案(1)成体生长缓慢,实验效果不明显让鲈鱼适应

实验养殖环境

(2)温度不能过高高温会使植酸酶变

性而失去活性

(3)水温、盐度和溶解氧等

(4)添加

植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长;植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性,而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影

响较小

(5)肉食性,其肠道中蛋白酶活性显著高于脂

肪酶和淀粉酶

1.嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂,就酶的

作用特点而言,下列使用方法中最佳的是(

)。A.炒肉的过程中加入

B.肉炒熟后起锅前加入C.用沸水溶解后与肉片混匀,炒熟D.室温下与肉片混匀,放置一段时间,炒熟解析高温会导致酶失去活性。答案D2.下图表示一种酶在某种不同处理条件下催化某反应

时反应物的剩余量和反应时间的关系,造成a、b、c曲

线不同的原因不可能是(

)。A.温度不同B.pH不同C.酶浓度不同D.反应物浓度不同解析反应物浓度不同会影响平衡点。答案D3.下列关于酶的叙述中,正确的是(

)。A.人体中的酶均在人体的内环境中或细胞内起作用B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基

体的加工等几个阶段C.与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体

基质中D.人体内的活细胞都能产生酶解析消化酶在消化道内起催化作用;有的酶是RNA,不

在核糖体上合成;哺乳动物成熟的红细胞不能合成酶。

光合作用光反应的酶分布在类囊体薄膜上,暗反应的酶

分布在叶绿体基质中,C正确。答案C4.为了验证酶的专一性,某同学设计了如下的实验流程

。回答以下相关问题。(1)实验原理①

还原糖+斐林试剂

②用

分别催化淀粉和蔗糖后,再用斐林试剂鉴

定,根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都

有催化作用,从而验证酶的

。(2)补充实验流程中所缺内容。解析(1)选择好检测反应物的试剂。如验证酶的专一

性,反应物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶溶液,检测反应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)保证蔗糖

的纯度和新鲜程度是做好本实验的关键。答案(1)①砖红色沉淀②淀粉酶专一性

(2)①无

②无③2mL④淀粉酶⑤60℃⑥有砖红色

沉淀⑦无砖红色沉淀⑧淀粉酶

〚考查频率〛5年10考〚考向透析〛本考点高考命题多以选择题形式考查酶的本质及特性

等。命题时往往联系不同章节涉及的具体酶促反应,或

者给以文字、图表信息考查学生分析问题和解决问题的能力。通过与无机催化剂相比,理解酶的特性及实验

设计,题型主要为非选择题。〚考查角度〛酶的本质及在代谢中的作用真题1(2013年安徽高考)细胞代谢受酶的调节和控制。

下列叙述正确的是(

)。A.激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢B.代谢的终产物可反馈调节相关酶活性,进而调节代谢

速率C.同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢

不同D.对于一个细胞来说,酶的种类和数量不会发生变化解析激素能通过影响靶细胞内酶的活性调节细胞代谢,

还可以通过影响靶细胞内酶的合成来调节细胞代谢,A

错误;由于基因的选择性表达,同一个体不同体细胞内

酶的种类不同,同一细胞在生命历程的不同阶段酶的种

类和数量不同,C、D错误。答案B〚考查频率〛5年13考〚考向透析〛近几年高考对与酶相关实验的考查力度有加大的趋势,

尤其是全国卷。命题多通过实验描述及给出的图表信

息考查学生对实验的分析评价能力或探究能力,综合性强,考生易丢分,应高度重视!试题的呈现形式一般为非

选择题。以图形、图表形式综合考查学生对酶的特性

的理解能力及探究影响酶活性的因素(温度、pH等),结

合图文转换,分析影响酶活性的曲线、图表或完成实验

设计。〚考查角度1〛探究酶的最适温度的实验设计真题2(2012年福建高考)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15~18℃之间

。学习小组假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在15~18℃

间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度,

探究三种酶的最适温度。①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。②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

。③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。④实验结果如图2,据此能否确认该假设成立?

。

理由是:

。解析(1)由图1可知,在各自最适pH下,三种酶中催化效

率最高的是幽门盲囊蛋白酶。(2)探究蛋白酶的最适温

度时,催化底物应该是蛋白质,因此,说明干酪素的本质

是蛋白质,可以用双缩脲试剂进行检测。本实验中除自

变量温度外,其他的应该相同且适宜,所以胃蛋白酶组

和幽门盲囊蛋白酶的最适pH应分别控制在2和8。在自

变量的控制过程中,酶和底物的试管应置于相同的水浴

中保温。因变量是酶的活性,可以用底物的消耗量或产物的生成量来表示。根据实验结果不能确认最适温度,

因为酶活性的峰值未出现。答案(1)幽门盲囊蛋白酶

(2)①蛋白质双缩脲②2

和8③水浴底物消耗量(或产物生成量)④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〚考查角度2〛环境条件对酶活性的影响的实验设计真题3(2012年广东高考)食品种类多,酸碱度范围广。

生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶,查阅相关文献,得知:(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据右图可知,

更适宜作为食品添加剂,理由是

。蛋

白酶的活力可用

的量来表示。(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下:兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究

实验。结果显示,酶保护剂浓度在0.02~0.06mol/L范围

内,酶活力较高;提取液pH在6.0~8.0范围内,酶活力较高

。他们认为,要进一步提高粗酶制剂的酶活力,以达到

最佳提取效果,还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化,并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称,设

计实验结果记录表。解析(1)审题结合图形和文字,题目已经提供了信息

“食品种类多,酸碱度范围广”,所以选择的食品添加

剂应该有广的酸碱适应范围。从图形中,我们可以看出

木瓜蛋白酶的适应范围最广,所以可以选作食品添加剂

。酶的活力,我们一般用酶催化的底物消耗量或者底物

生成量来表示。(2)实验设计,我们应该明确实验目的,

这里的实验目的是为了探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH,所以我们可以将酶保护剂的浓度和提

取液的pH作为自变量,因变量为单位时间内底物的消

耗量。答案(1)木瓜蛋白酶由图可以看出,木瓜蛋白酶的活

性不随pH的变化而变化单位时间内底物消耗(产物

产生)

(2)课题:探究酶保护剂的最适浓度和提取液的

最适pH

一、酶的本质和作用1.对酶的理解典例1以下有关酶的叙述,正确的是(

)。A.酶的合成场所为核糖体B.某酶含有119个肽键,用含该酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加酶洗衣粉好C.将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻,可保持其甜

味,这是因为加热会破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶D.水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀

粉,该物质在4℃条件下易变性解析有的RNA具有催化功能,合成场所不是核糖体;因

酶具有专一性,油渍为脂肪,故利用含蛋白酶的洗衣粉

去污比用含脂肪酶的效果差;甜玉米有“甜味”是因为

可溶性糖的大量存在,在常温和酶的催化作用下,随着所采摘甜玉米的存放,其中的可溶性糖转化为淀粉(不

甜);沸水(高温)能够使酶失去活性;水稻细胞内合成的

某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质在4℃条件

下的活性受到抑制。答案C二、影响酶的特性实验设计与探究1.实验设计(1)验证酶是蛋白质(或RNA)(2)验证酶的专一性(3)验证酶的高效性(案例——比较过氧化氢在不同条

件下的分解)①实验设计:②变量分析:(4)探究温度对酶活性的影响①鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,

滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的

活性。②实验设计:③变量分析:(5)探究某种酶的最适温度实验设计:

→检测反应物的分解速率或反应物的剩余量(或生成物的生成速率或生成量)(6)pH对酶活性的影响①原理解读:H2O2 H2O+O2

②pH影响酶的活性,从而影响O2的生成量,可用点燃但

无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。③实验设计:

O2的产生速率典例2氯化铁中的铁离子和土豆浸出液都能催化过氧

化氢分解成水和氧,现有氯化铁、土豆浸出液和人的新

鲜唾液等材料,依下表进行实验,得到实验结果。请回

答:(1)实验1和2、2和3分别可以证明

和

。(2)能证明酶在细胞外也具有催化作用的实验是

。(3)某同学发现实验2持续一段时间后,就不再产生气泡了。他认为出现这种现象的原因有两点,请你分析这两

点原因是什么。

。(4)请你设计一个简单的实验来证明该现象是上述哪种

原因造成的。(简要描述基本方法)

。解析生物组织细胞如动物肝脏细胞、土豆细胞等细胞

中含有过氧化氢酶。答案(1)酶的高效性酶的专一性

(2)2

(3)①实验2

过氧化氢已经被完全分解②土豆浸出液中过氧化氢

酶失效

(4)将实验2中的不再产生气泡的液体分成两

等份,分别加入1、2两支试管中,再分别向1号试管加入

一定量的过氧化氢,向2号试管加入等量的土豆浸出液,

如果1试管有气泡产生,2试管没有,则说明该现象是由原因①造成的,相反,则是原因②造成的2.与酶相关的曲线解读(1)酶高效性的曲线解读:由曲线可知,酶比无机催化剂的催化效率更高;酶

只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。因此,酶不能改变最终生成物的量。(2)酶专一性的曲线解读:在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时的变

化是反应速率明显加快,说明酶A能催化该反应。在A

反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化该反应。(3)影响酶活性的曲线解读:①分析图A、B可知,在最适宜的温度和pH条件

下,酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低,酶活性都会

明显降低。②过酸、过碱、高温都会使酶失去活性,而低温只是使

酶的活性降低。前者都会使酶的空间结构遭到破坏,而

后者并未破坏酶的分子结构。③分析图C中的曲线,反应溶液中pH的变化不会影响酶

作用的最适温度。(4)底物浓度或酶浓度与反应速率的关系解读:酶量一定的条件下,在一定范围内随着底物浓度

的增加,反应速率也增加,但达到一定浓度后不再增加,

原因是受到酶数量和酶活性的限制;在底物量充足、其

他条件适宜且固定的条件下,酶促反应速率与酶浓度成

正比。(5)底物浓度与酶活性的关系解读:温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速

率的,而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触

来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。典例3用某种酶进行有关实验的结果如图所示,下列有

关说法错误的是(

)。A.该酶的最适催化温度为30℃左右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4实验结果可知酶具有专一性解析图1显示温度对酶活性的影响,从图中能得到的结

论是该酶的最适催化温度为30℃左右。图2显示该酶

的最适pH为7,而胃蛋白酶的最适pH为1.5,由图4可见该

酶为麦芽糖酶。图3能说明Cl-是酶的激活剂、Cu2+是酶

的抑制剂。图4说明酶具有专一性。答案C

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)1.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量

水混合装入容器内,调整pH至2.0,保存于37℃的水浴

锅内。过一段时间后,容器内剩余的物质主要是(

)

。A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水解析容器内pH为2.0,适于胃蛋白酶,不适于唾液淀粉酶,

乳清蛋白和唾液淀粉酶被分解,导致容器内剩余的物质

是淀粉、胃蛋白酶、多肽、水。答案A2.有人进行实验以研究化合物P对淀粉酶活性的影响,

结果如图所示。下列分析不正确的是(

)。A.反应温度升高A点上移B.实验中应保持pH不变C.曲线1代表对照组的实验结果D.化合物P对淀粉酶有抑制作用解析研究化合物P对淀粉酶活性影响的实验,应设置加

入化合物P的实验组和不加入化合物P的对照组,通过

实验结果的对照看出化合物P对淀粉酶有抑制作用。

本实验中pH是无关变量,应保持不变。实验条件下的

温度不一定是最适宜的温度,因此反应温度升高,A点可

能上移,也可能下移。答案A3.人体胰腺中的胰蛋白酶以酶原形式分泌到小肠中,在

肠激活酶的作用下,胰蛋白酶原被激活为胰蛋白酶,同

时胰蛋白酶本身又能激活胰蛋白酶原。下列说法不正

确的是(

)。A.组成胰蛋白酶的基本单位是氨基酸B.胰蛋白酶能破坏蛋白质分子中的肽键C.胰蛋白酶原的激活过程属于体液调节D.胰蛋白酶原合成所需能量主要由线粒体提供解析胰蛋白酶(一种消化酶)的化学本质是蛋白质,蛋白

质的基本单位是氨基酸;蛋白酶催化蛋白质水解为多肽

和氨基酸,故可破坏的化学键是肽键;体液调节是化学

物质通过体液的传送对人体的生理活动进行调节的过

程,胰蛋白酶原的激活场所是小肠,不符合体液调节的

概念。答案C4.下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果,

其中叙述正确的是(

)。A.甲物质可能抑制该酶的活性B.该酶比较适合在40℃的环境下起作用C.该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境高D.该酶在作用35min后便失去活性解析试管Ⅱ中的环境条件是pH为8,温度为40℃,完成

反应所需的时间最短,故该酶比较适合在40℃的环境

下起作用。答案B5.几位同学在探索pH对α-淀粉酶活性的影响时,设计的

实验方案如下。其中操作及顺序最合理的是(

)。①在三支试管中各加入可溶性淀粉溶液2mL②在三

支试管中各加入新鲜的α-淀粉酶溶液1mL③置于适

宜温度下保温5min④分别置于100℃、60℃、0℃

环境中保温5min⑤加入斐林试剂后,水浴加热,观察

现象⑥将试管中溶液的pH分别调到3、7、11,保持5

minA.①④②③⑤B.①⑥④②⑤C.①②⑥③⑤D.②⑥①③⑤解析在探究pH对酶活性的影响时,温度是无关变量,应

保持适宜且相同,变量是pH,因此应先将酶液进行处理,

使它们分别处于不同pH条件下,然后再进行酶促反应,

最后进行实验结果的鉴定,从而得出结论。答案D6.科学家从热泉中筛选了产生高温淀粉酶的嗜热菌,并

提取了高温淀粉酶。图中的曲线①表示酶在各种温度

下酶活性相对最高酶活性的百分比。曲线②表示将酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温

度下测其残余酶活性,即酶的热稳定性。据图判断下列

叙述错误的是(

)。A.80℃是该酶活性最高的温度,但该酶使用的最佳温

度范围是60~70℃B.该酶只能在最佳温度范围内测出活性C.该酶的热稳定性在70℃之后急剧下降D.该酶在高温变性后仍可与双缩脲试剂发生紫色反应解析80℃是该酶活性最高的温度,但该酶使用的最佳

温度范围是60~70℃,因为70℃以上,酶的热稳定性急

剧下降,酶的“寿命”会变短;该酶在高温变性后仍可

与双缩脲试剂发生紫色反应。答案B7.乳糖酶催化乳糖水解。有两项与此相关的实验,其实

验条件均设置为最适条件,实验结果如下表,以下分析

正确的是(

)。A.实验一如果继续增加酶浓度,相对反应速率不再

加大B.实验一增加乳糖浓度,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.实验二反应温度若提高5℃,相对反应速率将增大解析从表中看出,实验一如果继续增加酶浓度,相对反

应速率可能还要加大;实验一增加乳糖浓度,相对反应

速率不会降低;从表中看出,实验二中,乳糖浓度达到20

%后,相对反应速率为65即不再加大;实验二反应温度

若提高5℃,不再是最适温度,相对反应速率将下降。答案C8.表1为探究酶的活性受温度影响的实验,表2为探究酶的专一性的实验,利用相关试剂检测反应是否发生。据

表判断下列叙述错误的是(

)。表1表2A.表1所示实验的自变量是不同温度B.表1所示实验的观察指标用碘液检测比用斐林试剂

检测可靠C.表2所示实验操作步骤有误D.表2所示实验不能用碘液检测,加入斐林试剂后要水

浴加热解析表1为探究酶的活性受温度影响的实验,自变量是

不同温度,因变量可以是淀粉的量也可以是产物麦芽糖

的量,可用碘液检测淀粉的量,但是检测反应是否发生,用斐林试剂更可靠;表2为探究酶的专一性的实验,加入

斐林试剂后要水浴加热,且应该先加酶溶液后加斐林试

剂。答案B二、非选择题(本题共4小题,共52分)9.(14分)鱼被宰杀后,鱼肉中的三磷酸腺苷(ATP)经过降

解生成对鱼肉鲜味贡献最大的物质——肌苷酸(IMP),

但是在酸性磷酸酶(ACP)作用下,该物质会被进一步降

解,导致鱼肉鲜味下降,风味变差。为了研究鱼类的保鲜方法,研究者从常见淡水鱼(草鱼、

鱼和鳝鱼)的肌肉中分离纯化得到ACP,并对该酶活性进行了一系列研

究。相关实验结果如下表,分析回答下列问题。表ACP在不同浓度金属离子中的相对活性(1)鱼肉保鲜的思路为在IMP被降解前采取一定措施有

效

ACP的活性。据图1可知,草鱼ACP活性的

最适pH为

左右。(2)据图2可知,3种鱼的ACP的最适反应温度最低的是

;反应温度超过60℃与pH低于3.8,对鳝鱼肌肉

ACP活性影响的机理

(填“相同”或“不同

”),其中pH低于3.8会破坏ACP的

。(3)由表可知,对ACP活性有激活作用的金属离子是

,可以通过在鱼肉中添加微量的

来抑制鱼肉

鲜味的下降。解析由题目所给信息“酸性磷酸酶能导致鱼肉鲜味下

降、风味变差”可推知,鱼肉保鲜的思路为在IMP被降解前采取有效措施抑制ACP的活性。由图1可以直接

看出草鱼ACP活性的最适pH为5.0左右。由表可知,Na+

对ACP的活性基本不产生影响,Zn2+可以使ACP活性增

强,Ca2+可以使ACP活性降低。答案（1）抑制5.0（2）鱼相同分子结构（3）Zn2+

Ca2+10.(12分)某小组在探究“影响酶活性的条件”的实验

时,提出“过氧化氢酶的活性是否受pH影响”的问题,

并设计实验,操作步骤如下:①向甲、乙试管内各加入2mL新配制的体积分数为3

%的过氧化氢溶液。②向甲试管内加入1mL质量分数为5%的盐酸,向乙试

管内加入1mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液。③向甲、乙试管内加入2滴新鲜的质量分数为20%的

猪肝研磨液。④观察试管中发生的变化。请依据该小组设计的实验操作步骤,回答下列问题:(1)该实验的自变量是

,过氧化氢分

解速率是本实验的

,可观测的指标是

。(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷,请指出:

。(3)将制备好的猪肝研磨液分别进行高温和冷藏处理,

经高温处理后,实验效果不明显,冷藏处理不影响实验

效果,原因是

。(4)在与其他小组进行交流时,有同学建议进行定量实

验,以不同pH下出现同一结果所需要的时间来表示酶

的活性,并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。该建议中,所需的时间越长,酶的活性越

。解析(1)本课题的目的是探究pH对过氧化氢酶活性的

影响,自变量为pH,因变量为过氧化氢分解速率即过氧

化氢酶的活性,由操作步骤分析可知,可通过观察试管

中产生的气泡数量(或速率)来作为观测的指标。(2)该

探究实验至少需要三个实验组,操作中缺少蒸馏水作为

空白对照的一组实验。(3)高温和低温对过氧化氢酶处

理后的结果不同,高温下过氧化氢酶变性失活不能恢复,而低温下过氧化氢酶活性受到抑制,适宜温度下可

以恢复。(4)出现同一结果所需的时间越长,则说明酶

的活性越低。答案(1)pH

因变量试管中产生的气泡数量(或速率)

(2)缺少加蒸馏水的对照

(3)过氧化氢酶是蛋白质,

在高温处理时蛋白质变性,而冷藏时蛋白质没有变性

(4)低(或弱)11.(12分)请用所给的实验材料和用具,设计实验来验证

哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、

得出结论,并回答问题。实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗

糖、淀粉4种溶液,斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅

、沸水浴锅。(1)若“+”代表加入适量的溶液,“-”代表不加溶液,

甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设

计。(2)实验步骤:①按照上表中的设计,取试管、加溶液。②

。③

。④

。(3)结果预测:

。(4)结论:

。(5)在上述实验中,如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调

到20℃,而在其他条件不变的情况下重做上述实验,出

现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅,其原因是

。解析酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反

应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖,但

不能分解蔗糖;蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖,但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在50~65

℃水浴条件下出现砖红色沉淀。要通过实验验证蔗糖

酶和唾液淀粉酶的专一性,在实验中要体现等量原则和

对照原则。实验时可设置四支试管,甲和丙试管中添加

等量的蔗糖溶液,乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液,

然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液,向乙和丙中

加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后37℃恒温水

浴一段时间,然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还

原糖。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为

37℃,当将水浴锅的温度由37℃降至20℃时,酶的活性会降低,分解速率减慢,产生的还原糖少,从而使出现砖

红色试管中的颜色浅。答案(1)(2)②混匀,37℃恒温水浴一段时间③取出试管,分别

加入适量的斐林试剂,混匀,50~65℃水浴一段时间④

观察实验现象并记录实验结果

(3)含有蔗糖和蔗糖酶

溶液的试管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀,其他试管中不出现砖红色沉淀

(4)酶的催

化作用具有专一性

(5)20℃低于酶的最适温度,酶活

性低,水解产生的还原糖少12.(14分)大多数酶都能被某些化学试剂所抑制。酶活

性的抑制分为可逆的和不可逆的。不可逆抑制剂通常

使酶失去活性。可逆性的酶抑制中分为竞争性抑制和

非竞争性抑制。有些调节物分子在外形上与作用底物

相似,因能与底物竞争结合酶的活性位点,这种调节物

称为酶的竞争性抑制剂。若调节物不是与活性位点结合,而是与活性位点以外的位点结合,则属非竞争性抑

制(见下图甲)。图乙是发生竞争性抑制和非竞争性抑

制时,底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图

回答下列问题:(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时,酶才能与

底物结合,这说明酶的催化作用具有

。(2)二异丙基氟磷酸(DIFP)能抑制以丝氨酸为必需基团

的酶的活性,则二异丙基氟磷酸是此酶的一种

抑制剂。(3)磺胺类药物能和二氢叶酸合成酶结合,阻止对氨基

苯甲酸与该酶结合,从而抑制细菌生长繁殖。则磺胺类

药物是此酶的一种

抑制剂。(4)测定脂肪酶活性时,应选择

作为该

酶作用的物质,反应液中应加入

溶液以

维持其酸碱度稳定。(5)据图乙分析,随着底物浓度升高,抑制的效果变得越

来越小的是

抑制剂,原因是

。唾液淀粉酶在最适温度条件下的底

物浓度与反应速率的变化如图丙所示。若将温度提高

5℃,请绘出相应变化曲线。

一、细胞的能量“通货”——ATP1.ATP分子的结构2.ATP的合成、转化及作用二、细胞呼吸的方式1.有氧呼吸(1)过程(2)反应式:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量。2.无氧呼吸(1)过程第一阶段:在

细胞质基质中1分子葡萄糖形成2分子丙酮酸,产生

少量能量。第二阶段:在

细胞质基质中丙酮酸在不同酶的催化作用下,形成

酒精和二氧化碳或形成

乳酸。注意:第二阶段是不产生能量的。(2)反应式:酒精发酵的反应式:

C6H12O6

2C2H5OH+2CO2+少量能量。乳酸发酵的反应式:

C6H12O6

2C3H6O3+少量能量。

需特别关注的1●个易失分点〚认知纠偏〛1.细胞呼吸过程图解2.呼吸作用类型的判断技巧(以葡萄糖为底物的细胞呼

吸)(1)若某生物产生的CO2量和消耗的O2量相等,则该生物

只进行有氧呼吸(或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的

无氧呼吸)。(2)若某生物不消耗O2,只产生CO2,则只进行无氧呼吸

(酒精发酵)。(3)若某生物产生的CO2量比消耗的O2量多,则同时进行

有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。(4)若某生物没有O2的消耗和CO2的产生,则该生物只进

行乳酸发酵或者已死亡。(5)无氧呼吸无水生成,若呼吸作用的产物中有水,则一

定进行了有氧呼吸。(6)有氧呼吸不一定要线粒体参与,原核生物中有需氧

生物。〚设误角度〛高考命题常从以下角度设置陷阱(1)细胞呼吸的过程。(2)细胞呼吸的产物。研究表明,癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产

生的ATP总量没有明显差异,但癌细胞从内环境中摄取

并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。下图

是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程,据图分

析回答问题:(1)图中A代表细胞膜上的

。葡萄糖进入癌细胞后,在代谢过程中可通过

作用形成非必需氨基酸,也可通过形成五碳糖进

而合成

作为DNA复制的原料。(2)在有氧条件下,癌细胞呼吸作用的方式为

。与正常细胞相比,①~④过

程在癌细胞中明显增强的有

(填编号),代谢途

径发生这种变化的意义在于能够

,从而有利于癌

细胞的增殖。(3)细胞在致癌因子的影响下,

基因的结构发

生改变而被激活,进而调控

的合成来改变代谢

途径。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代

谢途径,图中的过程

(填编号)不宜选为作用

位点。解析(1)葡萄糖进入细胞的运输方式是主动运输,主动

运输需要载体蛋白和能量,位于细胞膜上的A就只能是

载体蛋白。人体内可以合成一些非必需氨基酸,这些氨

基酸由碳水化合物的代谢物或由非氨基酸物质进一步由氨基转换作用引入氨基生成。合成DNA的原料是4

种脱氧核苷酸。(2)题目中的癌细胞的代谢过程是在有

氧条件下,从图中可以看出有乳酸的形成,说明癌细胞

可以进行无氧呼吸;丙酮酸经有氧呼吸转化成CO2和H2

O,说明癌细胞又可以进行有氧呼吸。癌细胞从内环境

中摄取葡萄糖是正常细胞的若干倍,葡萄糖进入细胞是

①过程,所以①明显加强;②过程表示葡萄糖形成五碳

糖,癌细胞进行增殖,那么DNA进行复制,复制的原料需

要五碳糖,所以②过程也明显加强;③过程表示无氧呼

吸的过程,正常的细胞一般不会进行无氧呼吸,而癌细胞进行无氧呼吸,所以③过程也要比正常细胞明显加

强;④过程表示有氧呼吸,正常细胞进行生命活动也需

要大量的能量,癌细胞与正常细胞相比较,两者都需要

通过进行有氧呼吸获得大量的能量。(3)控制正常细胞

增殖与否的基因是原癌基因和抑癌基因,细胞在致癌因

子的影响下,如果原癌基因发生突变,导致细胞继续增

殖,则正常细胞发生癌变,癌变以后原癌基因可以通过

基因的表达来改变代谢途径。①~④过程中,①是葡萄

糖进入细胞的过程,正常细胞也需要大量的葡萄糖,所

以这个过程不能被阻断;④过程表示有氧呼吸,正常细胞需要大量的能量,一般通过有氧呼吸获得能量,所以

这个过程也不能被阻断;癌细胞的②③比正常的细胞明

显增强,可以选择阻断②③的过程进行研制药物。答案(1)载体蛋白氨基转换脱氧核苷酸

(2)有氧

呼吸和无氧呼吸①②③产生大量的中间产物,为合

成DNA和蛋白质等重要物质提供原料

(3)原癌酶

①④

1.回答以下相关问题。(1)ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写,其结构简式是A-P~P~P,一个ATP分子中含有一个腺苷,三个磷酸基团,

两个高能磷酸键,ATP分子中大量的化学能储存在高能

磷酸键中,是细胞内的一种高能磷酸化合物,直接给细

胞生命活动提供能量。(2)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直

接提供能量的。细胞的吸能反应一般与ATP水解的反

应相联系,放能反应一般与ATP合成的反应相联系,即

能量通过ATP而转化。(3)酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。检测CO2的产生:可使用澄清

石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,CO2可使后者发生的颜

色变化是由蓝变绿再变黄。检测酒精的产生,可使用橙

色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下其与酒精发生化学反

应,变成灰绿色。2.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子,短时间

内分离出细胞中的ATP,发现其含量变化不大,但部分

ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记,该现象不能说

明的是(

)。A.ATP中远离腺苷的磷酸基团容易通过水解释放出来B.32P标记的ATP是新合成的C.ATP是细胞内的直接能源物质D.该过程中ATP既有合成又有分解解析用32P标记磷酸分子,证明ATP中远离腺苷的高能磷

酸键易分解又易合成,进而证明ATP既有合成又有分解

。答案C3.下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中,正确的是(

)。A.适宜光照下,叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2

B.只要提供O2,线粒体就能为叶绿体提供ATPC.无光条件下,线粒体和叶绿体都能产生ATPD.叶绿体和线粒体都有ATP合成酶,都能发生氧化还原

反应解析光照下叶绿体是通过光反应产生ATP,不需要O2,线粒体进行有氧呼吸需要丙酮酸和O2。答案D4.下图表示有氧呼吸过程,有关说法正确的是(

)。A.①②④中能量数值最大的是②B.③代表的物质是氧气C.产生①②的场所是线粒体D.部分原核生物能完成图示全过程解析题干以图解方式呈现有氧呼吸的三个阶段,据图解

可推知①②④分别是三个阶段中的能量值,③代表H2O,

⑤代表O2,故B不正确。A不正确,因为有氧呼吸的第三

阶段产生的能量最多。C不正确,因为第一阶段是在细

胞质基质中完成的。原核生物有的利用细胞膜内侧附

着的酶结构完成有氧呼吸全过程。答案D5.一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液,当通入不同浓度的氧

气时,其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列叙

述错误的是(

)。A.氧浓度为a时,只进行无氧呼吸B.氧浓度为b时,经有氧呼吸产生的CO2为0.6molC.氧浓度为c时,消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵D.氧浓度为d时,只进行有氧呼吸解析无氧呼吸时,酵母菌产生的酒精与CO2的摩尔数相

等。a浓度时,所有CO2都是无氧呼吸产生的,没有进行

有氧呼吸;氧浓度为b时,共产生CO21.3mol,其中无氧呼

吸产生0.7mol,则有氧呼吸产生0.6mol;氧浓度为c时,

产生酒精0.6mol,则无氧呼吸放出的CO2为0.6mol,而

CO2释放总量为1.5mol,因此有氧呼吸放出的CO2为0.9

mol,根据无氧呼吸反应式可知,0.3mol葡萄糖用于无氧

呼吸,根据有氧呼吸反应式可知,有氧呼吸消耗葡萄糖量为0.15mol,则酒精发酵所占比例为

×100%=67%;d浓度时,不产生酒精,说明不进行无氧呼吸。答案C

〚考查频率〛5年6考〚考向透析〛有关ATP的知识近年来出现的频率较低,并且多数都是

融合到其他相关知识点考查。命题时以ATP的结构及

不同生物中ATP合成途径为切入点。考查题型常以选择题考查某些小的考点,如ATP的分子结构、合成及作

用。〚考查角度1〛ATP的合成真题1(2012年北京高考)细胞中不能合成ATP的部位是

(

)。A.线粒体的内膜B.叶绿体中进行光反应的膜结构C.内质网的膜D.蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构解析本题以ATP为核心命题,考查呼吸作用和光合作用

中产生ATP的场所。有氧呼吸三个阶段的化学反应都

能产生ATP,因此细胞质基质、线粒体基质和线粒体内

膜都能合成ATP,故A项正确;光合作用中光反应合成

ATP,故B项正确;内质网不能合成ATP,它与蛋白质的合

成和加工以及脂质合成有关,故C项错误;蓝藻也能进行

光合作用,因此发生光反应的膜结构能合成ATP,故D项

正确。答案C〚考查角度2〛ATP的合成、转化及作用综合考查真题2(2008年天津高考)下列有关ATP的叙述,正确的

是(

)。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若细胞内Na+浓度偏高,

为维持Na+浓度的稳定,细胞消耗ATP的量增加③人

在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,细胞产生

ATP的量增加

④人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A.①②B.②③C.③④D.①④解析Na+进出细胞一般为主动运输,消耗能量;在体温调

节中,肾上腺素和甲状腺激素是协同作用,都可以通过

促进新陈代谢而达到增加产热的作用。答案B〚考查频率〛5年16考〚考向透析〛本考点一直是高考命题的重点,试题多以选择题的形式

比较考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程、场所、反应物

、生成物、所需的酶、产生能量的多少等;以植物种子

、酵母菌或其他生物的细胞呼吸为背景,以非选择题的

形式考查细胞呼吸的类型。〚考查角度1〛呼吸作用的场所及过程真题3(2012年江苏高考)下图表示细胞呼吸作用的过

程,其中1~3代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(

)。(多选)A.1和3都具有双层生物膜B.1和2所含酶的种类不同C.2和3都能产生大量ATPD.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]解析本题考查细胞呼吸作用。分析图示知:①为有氧呼

吸第一阶段,在细胞质基质中完成,将葡萄糖分解为丙

酮酸、[H],并产生少量ATP,所以甲为丙酮酸;②为有氧

呼吸第二阶段,在线粒体基质中完成,将丙酮酸分解为

CO2、[H],并产生少量ATP,所以乙为[H];③为有氧呼

吸第三阶段,在线粒体内膜上完成,[H]与O2反应产生H2

O,同时产生大量ATP。所以B、D项正确。答案BD〚考查角度2〛有氧呼吸和无氧呼吸的比较真题4(2013年新课标Ⅱ卷高考)下列与微生物呼吸有关

的叙述,错误的是(

)。A.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同解析肺炎双球菌是好氧型细菌,含有与有氧呼吸有关的酶,虽无线粒体,仍能进行有氧呼吸,A对;与细菌呼吸有

关的酶基因位于拟核中,B对;破伤风芽孢杆菌是厌氧

菌,适宜生活在无氧环境中,C错;酵母菌是兼性厌氧菌,

有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,释放大量能量,无氧

呼吸的产物是酒精和二氧化碳,释放少量能量。答案C〚考查频率〛5年14考〚考向透析〛试题多以选择题的形式出现,考查内部因素和外部因素

对细胞呼吸的影响,有时也以图表、曲线的形式出现,

考题常结合植物的光合作用,联系农作物增产的措施,

水果、蔬菜、粮食的储存条件来命题,考查考生处理实

际问题的能力。如粮食的贮藏条件为低温、低氧、干

燥,以降低细胞呼吸对有机物的消耗,还要定期通风,排

热排湿;水果蔬菜的储存要考虑保鲜,其储存条件为低

温、低氧,适宜的湿度。〚考查角度1〛呼吸作用的影响因素真题5(2013年福建高考)为研究淹水时KNO3对甜樱桃

根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中一组淹入清水,

其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液,保持液面高

出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率,结

果如图。请回答:(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是

,分

析图中A、B、C三点,可知

点在单位时间内与

氧结合的[H]最多。(2)图中结果显示,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速

率降低有

作用,其中

mmol·

L-1的KNO3溶液作用效果最好。(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍,地

上部分叶色变黄,叶绿素含量减少,使光反应为暗反应提供的[H]和

减少;根系缺氧会导致根细

胞无氧呼吸增强,实验过程中能否改用CO2作为检测有

氧呼吸速率的指标?请分析说明

。解析(1)细胞有氧呼吸产生CO2是第二阶段在线粒体基

质中发生的。在A点时,细胞消耗氧气的速率最大,需要

最多的[H]与之结合。(2)清水组说明水淹对樱桃的细

胞呼吸抑制较为明显,在KNO3溶液中则会缓解。(3)植

物根细胞有氧呼吸会产生CO2和水,无氧呼吸会产生CO2和酒精,因此不能用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标

。答案(1)线粒体基质A

(2)减缓30

(3)ATP不

能,因为无氧呼吸可能会产生CO2

〚考查角度2〛呼吸作用在生产实践中的应用真题6(2013年安徽高考)下图为每10粒水稻种子在成熟

过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不

正确的是(

)。A.种子干物质快速积累时期,呼吸作用旺盛B.种子成熟后期自由水减少,呼吸速率下降C.种子成熟后期脱落酸含量较高,呼吸速率下降D.种子呼吸速率下降有利于干物质合成解析由图可知,开花后10~35天为种子干物质快速积累

时期,此时期呼吸作用旺盛;自由水/结合水的比值越小,

细胞代谢越弱,因此,种子成熟后期自由水减少,呼吸速

率下降,物质的合成速率变慢;成熟后期将要脱落的种

子脱落酸含量多;种子成熟过程中,积累的干物质主要

来自于叶片。答案D〚考查频率〛5年6考〚考向透析〛高考大多以装置图的形式出现,考查酵母菌呼吸作用类

型,同时考查考生分析图形、图表的能力及综合运用知

识的能力。〚考查角度〛酵母菌细胞呼吸的过程及产物真题7(2012年安徽高考)为探究酵母菌的细胞呼吸,将

酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞质基质和线

粒体,与酵母菌分别装入A~F试管中,加入不同的物质,

进行了如下实验(见下表)。注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加

入相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有

,会产生酒精的试管有

,根据试管

的实验结果

可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编

号)(2)有氧呼吸产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结

合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影

响,但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散,表明

DNP使分布在

的酶无法合成ATP。若将

DNP加入试管E中,葡萄糖的氧化分解

(填“能

”或“不能”)继续进行。解析(1)本题考查呼吸作用的相关实验。由题可知,A试

管中仅有细胞质基质不能进行完整的有氧呼吸,加入丙

酮酸,如果没有氧气可以进行无氧呼吸,B试管中进行了

无氧呼吸,能够产生酒精和CO2,C试管中能够进行呼吸

作用的第二、三阶段,能产生水和CO2,D试管中不能进

行呼吸作用,E试管中能进行有氧呼吸,F试管中能进行

无氧呼吸。(2)有氧呼吸产生的[H],经过一系列的化学

反应,与氧结合形成水,该过程是在线粒体内膜进行的,

2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,该过程

所释放的能量都以热的形式耗散,表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中,

葡萄糖的氧化分解能继续进行,但是产生的ATP减少。答案(1)C、EB、FB、D、F

(2)线粒体内膜能

一、生命活动能量直接来源——ATP及其作用1.有关生物体内的能源物质(1)能源物质——糖类、脂肪、蛋白质。(2)主要能源物质——糖类。(3)主要储能物质——脂肪。(4)直接能源物质——ATP(不是唯一)。(5)根本能源或最终能源——光能。(6)植物细胞内的储能物质——淀粉、脂肪。(7)动物细胞内的储能物质——糖原、脂肪。2.如何理解ATP、DNA、RNA、核苷酸中的“A”3.ATP的形成途径4.ATP与ADP之间的相互转化(1)细胞中ATP的含量很少,但ATP与ADP相互转化的速

度很快。细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。(2)ATP与ADP之间的相互转化不是可逆反应(续表)①从条件上看:ATP分解是一种水解反应,所需的

酶是水解酶;ATP合成是一种合成反应,所需的酶为合

成酶,酶具有专一性,故反应条件不同,不能说该反应可

逆。②从能量上看:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸

键中的化学能,而合成ATP的能量主要有化学能和太阳

能,故能量来源不同。③从场所上看:ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体

、叶绿体,ATP分解在细胞的各个部位,故场所不同。综上所述,上述反应从物质方面看可逆,从酶、场所、

能量上看不可逆。故ATP与ADP之间的相互转化不是

可逆反应。5.ATP中的能量问题ATP是生物体内直接能源物质,是细胞内能量转换的

“中转站”,各种形式的能量转换都是以ATP为中心环

节的。ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的

能量,用于各项生命活动。这些能量形式主要有以下几

种:(1)机械能:生物体内的细胞以及细胞内各种结构的运

动都在做功,所消耗的就是ATP水解释放出的能。如纤

毛和鞭毛的摆动、肌细胞的收缩、细胞分裂期间染色

体的运动等。(2)电能:生物体内神经冲动的传导和某些生物能够产

生电流,所消耗的电能由ATP所提供的能量转换而来。(3)渗透能:如细胞的主动运输逆浓度梯度做功消耗的

渗透能来自ATP。(4)化学能:生物体内物质的合成需要化学能。小分子物质合成大分子物质时,必须有直接或间接的能量供应

。另外,物质在分解的开始阶段也需要化学能来活化能

量较高的物质。在生物体的物质代谢中,可以说到处都

需要由ATP转换的化学能来做功。(5)光能:如萤火虫用于发光的能量仍然直接来源于

ATP。(6)热能:生物体内的热能来源于有机物的氧化分解。

大部分的热能通过各种途径向外界环境散发,只有小部

分热能用于维持细胞或恒温动物的体温。通常情况下,热能的形式往往是细胞能量转换和传递过程中的副产

品。典例1下图为生物体的新陈代谢与ATP关系的示意图,

请回答:(1)海洋中的电鳗有放电现象,其电能是由图中的

过程释放的能量转变而来的;某人感冒发烧,其体温

上升所需要的能量是由图中

过程释放出来的

。(2)用图中的数字依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需

能量的过程:

。(3)医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静

脉滴注这种药物,ATP到达心肌细胞内最少要通过几层细胞膜?

。A.1层B.2层C.3层D.4层(4)如果人体在一段时间内不进行体力和脑力劳动,并

且体重不变,呼吸作用释放的能量主要

。A.储存在ATP中B.转变成热能C.转变成机械能D.转变成渗透能(5)经测定,正常成年人静止状态下24h将有40kgATP

发生转化,而细胞内ADP、ATP的总量仅为2~10mmol/L,为满足能量需要,生物体内解决这一矛盾的合理途径

是

。解析ATP注射液被注射进入人体血液中,随血液循环到

达心脏内毛细血管,通过毛细血管壁(由一层上皮细胞

构成,通过2次细胞膜)进入到组织液,再通过心肌细胞

膜进入心肌细胞内。答案(1)④③

(2)①②③④

(3)C

(4)B

(5)ATP与

ADP之间进行相互转化二、有氧呼吸与无氧呼吸过程的透析与解读(以葡萄糖为例)1.有氧呼吸三个阶段的比较2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较3.根据装置图中红色液滴移动方向来探究细胞的

呼吸类型。解读:(1)装置一、二中试剂的作用:NaOH溶液吸收CO2,

清水作为对照。(2)在利用葡萄糖作为能源物质的条件下,有氧呼吸气

体体积不变,无氧呼吸气体体积增加。(3)实验结果分析4.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解图解解读:(1)不同的生物无氧呼吸产生不同的产物(如C2H5OH和CO2或C3H6O3),原因是不同生物所含酶的种类不同,根

本原因是基因不同。动物及乳酸菌的无氧呼吸生成物

是C3H6O3;一般植物组织无氧呼吸生成物是C2H5OH和

CO2,但马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根无氧呼吸生成

物是C3H6O3;酵母菌无氧呼吸生成物是C2H5OH和CO2

。(2)氧元素在有氧呼吸总反应式中的来源和去路可以用

如下图解表示:

典例2下图是[H]随化合物在生物体内转移的过程,下面

对其分析正确的是(

)。A.①产生的[H]可在②过程中将五碳化合物还原B.[H]经⑤转移到水中,其过程可能不需氧气参与C.能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦D.长在向阳坡上的小麦比背阳坡上的小麦①过程旺盛解析A项错误,①产生的[H]可在②过程中将三碳化合

物还原;B项错误,[H]经⑤转移到水中,其过程需氧气参

与;C错误,能形成ATP的过程有①光反应、⑥⑤呼吸的

第二和第三阶段,②④⑦不产生能量;D项正确,长在向

阳坡上的小麦由于阳光充足,比背阳坡上的小麦①过程

旺盛。答案D三、影响细胞呼吸的环境因素及应用1.影响细胞呼吸的因素分析及应用2.蔬菜、水果在储藏时应选择零上低温、低氧和

中等湿度的环境,粮食储藏应选择零上低温、低氧和干

燥的环境。3.细胞呼吸类型的判断在以C6H12O6为呼吸底物的情况下,CO2的释放量和O2消

耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据,方法如下:

典例3在a、b、c、d四种不同条件下,测得某植物

种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下图。若底(续表)物是葡萄糖,则下列叙述中错误的是(

)。A.a条件下,呼吸产物除CO2外还有酒精B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少C.c条件下,无氧呼吸强度最弱D.d条件下,产生的CO2全部来自线粒体解析a条件下只进行无氧呼吸,植物细胞无氧呼吸产生

CO2的同时还产生酒精;b条件下有氧呼吸消耗葡萄糖

的相对值为4/6,而无氧呼吸消耗的葡萄糖量为4/2,有氧

呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少;四种不同条件下相

比,应是d条件下无氧呼吸最弱,只进行有氧呼吸。答案C四、探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理(1)酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,总反应式为:C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量。(2)酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,总反应式为:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量。(3)CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水

溶液由蓝变绿再变黄。根据浑浊程度或变成黄色的时

间长短,可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(4)橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,变成灰绿色。2.实验流程提出问题:酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精的条件是有氧

还是无氧;酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物

是什么

作出假设:针对上述问题,根据已有的知识和生活经验

(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设

设计并进行实验

实验现象

实验结论:葡萄糖

3.注意事项(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2,以保证使第三个锥

形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生

的CO2所致。(2)B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气

消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄

清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。

典例4下图是关于探究酵母菌细胞呼吸方式的两

组实验装置,请据图回答问题:(1)酵母菌应加到

瓶中;澄清的石灰水应加到

瓶中;A瓶中所加液体的作用是

。(2)一段时间后在

中取少量培养液,滴加

溶液检测酒精的存在,颜色变化为

。(3)图丙表示大气中氧气的浓度对酵母菌产生CO2的影响:①从A到B,产生的CO2越来越少是因为

。②由B到C,酵母菌释放的CO2又逐渐增加出现高峰,其

原因是

。(4)酿酒就是采用一种酿酒酵母对大米或其他谷类作物

进行酒精发酵,一般采用的方法是开始几天在酒缸中装

入大米、水和酒曲(含酵母菌),敞开容器盖,目的是使酵母菌进行

呼吸,获得足够的能量进行大量

,从而获得足够数量的酵母菌。几天后,将容器盖

密封起来,此时在容器中发生的生理作用的反应式是

。解析甲、乙图中ABCDE加入的物质分别为NaOH溶液

、酵母菌培养液、石灰水、酵母菌培养液、石灰水;A

瓶中NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳。答案(1)B、DC、E吸收空气中的二氧化碳(2)B、D酸性重铬酸钾橙色变为灰绿色

(3)①氧

气抑制了无氧呼吸的进行,而有氧呼吸又很弱②随氧

气的增加,有氧呼吸增强

(4)有氧繁殖C6H12O6

 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)1.某同学对细胞内的葡萄糖、脂肪、ATP进行了如下

总结,你认为合理的是(

)。A.人体进行生命活动的能量的主要来源是太阳能B.ATP为高能化合物,其分子中含有的化学能比葡萄糖

分子多C.脂肪的氧化分解能生成ATP,脂肪的合成需消耗ATPD.ATP在细胞内含量很多,在细胞内ATP和ADP之间的

转化很迅速解析人体进行生命活动能量的主要来源是糖类物质,葡

萄糖是细胞呼吸最常利用的物质,有生命的燃料之称。

1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量为2870kJ。

ATP中高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/

mol,故1molATP分子含有的化学能小于30.54×3=91.6

2kJ,远小于2870kJ。脂肪作为主要储能物质,氧化分解

释放的能量,部分用于合成ATP,部分以热能的形式散

失掉;脂肪属于生物大分子,在合成时需消耗ATP。

ATP在细胞内含量少。答案C2.关于细胞呼吸的叙述,正确的是(

)。A.水稻根部主要进行无氧呼吸,所以能长期适应缺氧环

境B.荔枝在无O2、干燥、零下低温的环境中,可延长保鲜

时间C.马拉松运动时,运动员主要是从无氧呼吸中获得能量D.高等生物保留无氧呼吸的能力,有利于对不良环境的适应解析水稻根部进行无氧呼吸产生的酒精对其有毒害作

用,因此不能长期忍受缺氧环境;荔枝在低O2、干燥、

零上低温的环境中,可延长保鲜时间;马拉松运动时,运

动员获得能量的主要途径是有氧呼吸;高等生物保留无

氧呼吸的能力,有利于对不良环境的适应。答案D3.下图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化

的影响。下列有关叙述中,正确的是(

)。A.番茄果实细胞产生CO2的场所为线粒体B.光照对番茄果实呼吸的抑制效率8℃时比15℃时更强C.低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实D.温度越低,对番茄的贮藏越有利解析番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生二氧

化碳,有氧呼吸第二阶段在线粒体中产生二氧化碳,无

氧呼吸在细胞质基质中产生二氧化碳,A项错误。计算

“8℃时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度

的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分