新教材适用2024版高考生物二轮总复习第1部分核心考点突破专题2细胞的物质和能量代谢核心考点一酶在细胞代谢中的作用教师用书

专题二细胞的物质和能量代谢2.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域2.2.1说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响2.2.2解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能2.2.4说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量1．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP。(√)2．腺苷三磷酸分子由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。(×)3．ATP与ADP相互转化速率快，且转化过程主要发生在细胞核内。(×)4．吸能反应一般与ATP的合成反应相联系。(×)5．人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”，该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA的参与。(√)6．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。(×)7．探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，应设置0℃、37℃和100℃三个温度梯度进行实验，并记录实验数据。(×)8．制作酸奶的过程中，乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2。(×)9．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可以产生大量ATP。(×)10．探究酵母菌细胞呼吸的方式时，检测指标可以是酵母菌培养液的浑浊程度。(×)11．叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶。(×)12．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。(√)13．测得的某植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率。(√)14．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。(×)15．在光补偿点时，植物的净光合速率等于呼吸速率。(×)16．某植物体CO2释放量大于零，此时该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。(×)17．农作物种子入库储藏时，在无氧和低温条件下，呼吸速率降低，储藏寿命显著延长。(×)18．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(√)19．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度。(√)20．干旱初期，植物缺水主要影响光合作用的光反应。(×)1．ATP在细胞中的含量很少，却能保证生命活动的需要，原因是_ATP与ADP相互转化的速率很快__。2．细胞内的吸能反应和放能反应与ATP合成和水解有怎样的联系？_吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通__。3．酶制剂适于低温(0～4℃)保存的原因是_低温时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，并且在适宜的温度下酶的活性可以升高__。4．溶菌酶具有抗菌消炎的作用，原因是_溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，杀死细菌__。5．细胞呼吸过程产生的NADH不能用于光合作用的暗反应，原因是_细胞呼吸过程产生的NADH又叫还原型辅酶Ⅰ，光合作用暗反应需要的是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，它们是两种不同的物质__。6．将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有O2释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，_有__(填“有”或“没有”)O2释放，原因是_类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能__。7．若将某种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现该植物的有氧呼吸增强，原因是_该种植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生反应生成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增强__。8．一天中Y时蔬菜温室大棚内CO2浓度达到最高，但Y时的光照强度大于蔬菜的光补偿点，原因是大棚内CO2浓度达到最高，说明此时蔬菜光合速率等于大棚内所有生物的呼吸速率，大于蔬菜的呼吸速率。核心考点一酶在细胞代谢中的作用1．酶的来源、作用、本质和特性2．与酶有关的三类曲线(1)酶的作用原理曲线①酶的作用原理是降低反应的活化能。②表示无催化剂催化时反应进行所需要的活化能的是ad段。③表示有无机催化剂催化时反应进行所需要的活化能的是bd段，表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是cd段。④无机催化剂降低的活化能是ab段，酶降低的活化能是ac段，故酶降低活化能的作用更显著。(2)酶的特性曲线①图1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。②图2中两曲线比较，说明酶具有专一性。(3)影响酶促反应速率的因素曲线①温度和pH图甲和图乙显示，温度过高、过酸、过碱都会使酶失活，而低温只是使酶的活性降低，并未破坏酶的空间结构，条件适宜时酶活性可恢复。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)。②反应物浓度和酶浓度图甲中，OP段的限制因素是反应物浓度；图乙中，反应物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。真题感悟常考题型一酶的本质、特性及相关曲线典例1(2023·广东卷)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(C)A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质【解析】红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A正确；发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，才能获得更多的茶黄素，B正确；酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C错误；高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D正确。故选C。典例2(2023·浙江6月卷)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。组别甲中溶液(0.2mL)乙中溶液(2mL)不同时间测定的相对压强(kPa)0s50s100s150s200s250sⅠ肝脏提取液H2O2溶液09.09.69.810.010.0ⅡFeCl3H2O2溶液000.10.30.50.9Ⅲ蒸馏水H2O2溶液00000.10.1下列叙述错误的是(C)A．H2O2分解生成O2导致压强改变B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时C．250s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性【解析】H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正确；据表分析可知，甲中溶液是酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；三组中的H2O2溶液均为2mL，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s之前(200s)Ⅰ组反应已结束，但Ⅱ组和Ⅲ组压强仍未达到Ⅰ组的终止压强10.0，故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比Ⅰ、Ⅱ组可知，在相同时间内Ⅰ组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。故选C。典例3(2023·天津卷)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是(B)A．该酶基因突变B．该酶基因启动子甲基化C．该酶中一个氨基酸发生变化D．该酶在翻译过程中肽链加工方式变化【解析】基因突变后可能导致蛋白质结构发生改变，进而导致酶活性降低，A正确；若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法正常进行，合成的酶的数量会发生变化，但是酶的空间结构和活性均不会发生变化，B错误；若该酶中一个氨基酸发生变化(氨基酸种类变化)或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变，活性降低，C、D正确。故选B。典例4(2022·海南卷)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是(D)A．该酶可耐受一定的高温B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同【解析】据图可知，该酶在70℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，A正确；据图可知，在t1时，反应速率与温度的关系为40℃＜50℃＜60℃＜70℃，即酶促反应速率随温度升高而增大，B正确；由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率(曲线变平缓)时所需时间不同，其中70℃达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率(曲线平缓)之后的反应速率相同，D错误。归纳提升：应用“四看法”分析酶促反应曲线一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量间的关系。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，曲线未达到平衡时，限制因素是横坐标所表示的因素；当曲线达到平衡状态后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。三看特殊点：找出曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等，理解特殊点的意义。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。常考题型二酶促反应的影响因素典例5(2023·浙江1月卷)某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是(B)A．温度 B．底物C．反应时间 D．酶量【解析】由题干分析，己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min，酶活性仅丧失3%。这两组实验的不同条件在于是否加入底物。所以研究的因素是底物，B正确；由题干可知，两组实验的反应时间均为12min温度均为45℃且酶量一致，所以研究的因素不是温度、反应时间和酶量，A、C、D错误。故选B。典例6(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。实验组①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA组分＋＋－＋－蛋白质组分＋－＋－＋低浓度Mg2＋＋＋＋－－高浓度Mg2＋－－－＋＋产物＋－－＋－根据实验结果可以得出的结论是(C)A．酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性【解析】由①组可知，酶在低浓度Mg2＋条件下也有产物生成，说明并非一定要在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性，A错误；由第③组和第⑤组对比可知，只有蛋白质组分的酶，其催化活性在低浓度Mg2＋和高浓度Mg2＋条件下，均无产物生成，说明在两种条件下都没有催化活性，B错误；由第④组和第⑤组对比可知，在高浓度Mg2＋条件下，第④组有产物生成，第⑤组没有产物生成，说明RNA组分具有催化活性，蛋白质组分没有催化活性，C正确，D错误。典例7(2022·广东卷)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(C)组别pHCaCl2温度(℃)降解率(%)①9＋9038②9＋7088③9－700④7＋7058⑤5＋4030注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白A．该酶的催化活性依赖于CaCl2B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物【解析】分析②③组可知，③组没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。典例8(2023·湖南卷)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是(C)A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类【解析】干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确；低温保存可以抑制微生物的生命活动，但