统考版2024高考生物二轮专题复习专题二生命系统的代谢第1讲细胞内的酶和ATP教师用书

第1讲细胞内的酶和ATP聚焦新课标：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；说明ATP是驱动细胞生命活动的干脆能源物质。基础自查明晰考位纵引横连————建网络提示：特设长句作答题，训练文字表达实力答案填空：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮边角扫描————全面清提示：推断正误并找到课本原话1．Fe3＋和过氧化氢酶都能促使H2O2分解，它们不但供应H2O2能量，而且降低了H2O2分解反应的活化能。(P80正文上部)()2．酸既能催化蛋白质水解，又能催化脂肪和淀粉水解。(P83右边学科交叉)()3．建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。缘由：温度(高温)本身会影响过氧化氢自然分解的速度；酸本身也可以作为无机催化剂催化淀粉的水解。(P84试验)()4．图5－3，5－4中，只有低温时曲线和横轴不相交，即酶的结构未变更，只是活性降低而已。(P85图)()5．酶为生活添姿彩(1)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁而抗菌消炎，常与抗生素复合运用。()(2)加酶洗衣粉中的酶不是干脆来自生物体，而是经过酶工程改造过的，稳定性更强。(P87科学·技术·社会)()6．细胞中须要能量的生命活动都是由ATP干脆供应能量的。(P88正文)()7．放能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解供应能量。(P89正文下部)()8．1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的94倍。(P90思索与探讨)()考点梳理整合突破整合考点“周而复始”的酶和ATP考点整合固考基1.比较酶与激素的异同(1)相同点：都具有________的特点，也都具有确定的特异性。(2)区分产生化学本质作用机制激素内分泌细胞________等作为________作用于相应的靶细胞，并在发挥作用后________酶全部的活细胞绝大多数为________，少数为______作为催化剂________，在化学反应的前后，其质量与化学性质均不发生变更2.把握与酶有关的三类曲线(1)酶的作用原理曲线：①由图可知，酶的作用原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向____移动。用加热的方法不能降低活化能，但会供应活化能。(2)酶特性的相关曲线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________。②图2中两曲线比较，表明酶具有________。(3)影响酶促反应速率因素的相关曲线①分析图1和图2：温度或pH通过影响________来影响酶促反应速率。②分析图3：OP段的限制因素是________，P点以后的限制因素则是________。1．反应速率≠化学平衡酶只是降低了化学反应的活化能，所能催化的是原来就能发生的反应，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确定。2．酶促反应速率≠酶活性温度和pH通过影响酶的空间结构变更酶的活性，进而影响酶促反应速率；而底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率。3.关注“两类”试验设计(1)验证酶的本质、作用、特性的试验设计试验名称试验组比照组衡量标准验证某种酶的本质是蛋白质待测酶液＋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＋适量的相应酶溶液底物＋等量蒸馏水底物分解速率验证酶具有专一性不同底物＋相同酶液(或同种底物＋不同酶液)底物＋相应酶液底物是否分解验证酶具有高效性底物＋适量的相应酶溶液底物＋等量无机催化剂底物分解速率(2)探究酶的最适温度或最适pH的试验设计程序：酶活性试验探究中的“三宜”“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该试验中需严格限制温度。(3)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(解除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至试验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(4)在探究酶的相宜温度的试验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作试验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响试验结果。4.牢记ATP的结构与能量转换5．记清细胞内产生与消耗ATP的六种结构转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：________、胞吞、________细胞质基质产生ATP：细胞呼吸________阶段叶绿体产生ATP：________消耗ATP：________和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸____________消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：__________细胞核消耗ATP：__________6.辨析“四种”化合物结构中的“A”ATP的结构及与核苷酸的关系(1)ATP：“A”为__________。(2)DNA：“A”为腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)RNA：“A”为__________。(4)核苷酸：“A”为________。(1)ATP≠能量ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储能物质，不能将两者等同起来。(2)生命活动须要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。其供应取决于ATP与ADP之间的快速转化。(3)ATP合成时可产生水，ATP水解时需消耗水。(4)ATP并非“唯一”的干脆能源物质，干脆能源物质除ATP外，还有GTP、CTP、UTP等。(5)光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应，不能用于其他生命活动。(6)切不行认为ATP分解大于合成或合成大于分解，事实上，ATP与ADP转化总处于动态平衡中——耗能较多时ATP水解快速，但其合成也快速。类研真题明考向类型1全国卷真题体验寻趋势1．[2024·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组试验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。试验组①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA组分＋＋－＋－蛋白质组分＋－＋－＋低浓度Mg2＋＋＋＋－－高浓度Mg2＋－－－＋＋产物＋－－＋－依据试验结果可以得出的结论是()A．酶P必需在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度上升而上升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2．[2024·全国卷Ⅲ，37节选]水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题：(1)制作果汁时，可以运用果胶酶、纤维素酶等提高水果的出汁率和澄清度。纤维素酶可以分解植物________(填“细胞膜”或“细胞壁”)中的纤维素。(2)用果胶酶处理果泥时，为了提高出汁率，须要限制反应的温度，缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。类型2地方卷真题体验寻共性3．[2024·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()A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触B．发酵时保持相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4．[2024·浙江6月]为探究酶的催化效率，某同学接受如图所示装置进行试验，试验分组、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()A．H2O2分解生成O2导致压强变更B．从甲中溶液与乙中溶液混合时起先计时C．250s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行D．试验结果说明酶的催化作用具有高效性5．[2024·湖南卷]洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而变更构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是()A．碱性蛋白酶在确定条件下可发生自溶失活B．加热导致碱性蛋白酶构象变更是不行逆的C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂运用量，削减环境污染6．[2024·广东卷]某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步探讨，结果见下表。下列分析错误的是()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．该酶的催化活性依靠于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．尚需补充试验才能确定该酶是否能水解其他反应物长句专练强素养1.事实概述类(1)恒温动物能够维持体温相对恒定是因为它们有神经—体液—免疫网络作用下的体温调整机制和相对完善的身体构造，恒温动物保持体温的相对恒定所需的热能主要来自________。(2)ATP酶复合体存在于生物膜上，其主要功能是将生物膜一侧的H＋搬运到另一侧，并催化ATP的形成。如图表示ATP酶复合体的结构和主要功能，ATP酶复合体具有的功能说明膜蛋白具有的功能是____________。2．缘由分析类(1)探讨发觉，溶酶体内pH为5.0左右，含有多种酸性水解酶，这些酶合成的场所为__________，若这些水解酶少量进入细胞质基质不会引起细胞损伤，其缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如图，接近0℃时，A点却不与横轴相交的缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)科学家发觉，一种化学结构与ATP相像的物质GTP(三磷酸鸟苷)也能为细胞的生命活动供应能量，请从化学结构的角度说明GTP也可以供能的缘由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。题组集训提考能题组预料一酶与ATP的基础学问综合考查1．[2024·湖北襄阳四中模拟]细胞的能量获得和利用要阅历困难的物质变更，这些变更离不开酶和ATP。有关说法错误的是()A．某些酶的组成元素与ATP的相同，ATP可参加某些酶的合成B．酶在细胞内外都能发挥作用，而ATP只能在细胞内发挥作用C．能合成酶的细胞都能合成ATP，能合成ATP的细胞不愿定能合成酶D．细胞内几乎全部化学反应都须要酶，大多数吸能反应须要消耗ATP2．[2024·河北唐山二模]某人利用α淀粉酶与淀粉探究温度对酶活性的影响时，反应完全后运用某种方法检测葡萄糖含量，试验结果(部分数据)如下表所示。下列相关叙述正确的是()组别123456温度/℃102540557085葡萄糖相对含量0.1700.8491.1221.2711.3830.450A.试验组1和6的葡萄糖相对含量较低，缘由是酶的空间结构发生变更B.整个试验有比照，但表中各组均为试验组C.依据表中数据分析，该α淀粉酶的最适温度在55～70℃D.利用麦芽糖、淀粉和α淀粉酶的充分反应验证酶的专一性，可用斐林试剂检测题组预料二基于核心素养的科学探究和科学思维的考查3．[2024·海南中学校考三模]人工合成DNA常用的原料是dNTP，包括dATP、dGTP、dCTP、dTTP四种。科学探讨常用32P标记DNA分子，现用α、β、γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。下列有关叙述正确的是()A.组成DNA、ATP和dATP的化学元素相同，且五碳糖都是核糖B.以dNTP作为人工合成DNA的原料，须要添加确定量的ATP为合成DNA新链供应能量C.将ATP中“γ”位磷酸基团去掉，所得物质是RNA的单体之一D.制备32P标记的DNA片段，所用dATP的α位磷酸基团必需是32P4．[2024·浙江温州二模]酶分子具有相应底物的活性中心，用于结合并催化底物反应。在37℃、相宜pH等条件下，用NaCl和CuSO4，探讨Cu2＋、Cl－对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响，得到试验结果如图所示，已知Na＋和SO42-几乎不影响该反应。下列相关分析，错误的是A.淀粉溶液浓度和无机盐种类是本试验的自变量B.Q点条件下淀粉完全水解所需的时间较P点的长C.甲组反应速率更快，说明Cl－能降低淀粉水解的活化能D.Cu2＋不是通过与淀粉竞争酶分子上的活性中心来降低反应速率5．[2024·海南中学三模]鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解转化成肌苷酸，能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。某爱好小组探究影响鱼类鲜味下降的结果如图所示。下列有关叙述正确的是()A.本试验的自变量为pH和温度，因变量是ACP的相对活性B.不同鱼ACP的最适温度和pH不同，干脆缘由在于不同鱼体内的ACP基因不同C.放置相同时间，草鱼在pH约5.0、温度约60℃条件下ACP相对活性最高D.pH低于4.2，温度超过55℃，对鳝鱼ACP活性影响的机理不同“四看法”破解酶促反应曲线问题6.[2024·河南开封一模]某同学将大小相同的滤纸片放在盛有簇新肝脏研磨液的培育皿中，浸泡1min后夹起滤纸片，贴靠在培育皿壁上，使多余的研磨液流尽。将滤纸片贴在反应小室的一侧内壁上，再加入10mL质量分数为3%的过氧化氢溶液，将小室塞紧(图1)。试验时，将反应小室置于水槽中并旋转180°，使过氧化氢溶液接触滤纸片，同时用量筒收集产生的气体(图2)，图3是试验结果。下列相关叙述正确的是()A．使多余的研磨液流尽，目的是防止过氧化氢酶过多反应，速度过快B．若滤纸片数量由3片增加到6片，则图3中斜率变大，最终高度不变C．若将装置中水温调高至90℃，因为H2O2受热分解，反应速率会加快D．假如图3中a点上移，确定是增加了过氧化氢溶液的体积题组预料三基于学科核心素养的长句应答类专训7．[2024·四川成都模拟]胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调整胰脂肪酶的活性进而影响人体对脂肪的吸取。为探讨板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列试验：在酶量确定且环境相宜的条件下，检测了加入板栗壳黄酮对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图1。请回答下列问题：(1)据图1曲线可知板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有________(填“促进”或“抑制”)作用。(2)图2中A显示脂肪与胰脂肪酶活性部位结构互补时，胰脂肪酶才能发挥作用，因此酶的作用具有________性。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用机理的两种推想的模式图。结合图1曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理应为________(填“B”或“C”)。(3)为探讨不同pH条件下板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关试验，结果如图3所示。①本试验的自变量有__________________________________________(需答出两点)。②由图3可知，加入板栗壳黄酮，胰脂肪酶的最适pH变________。专题二生命系统的代谢第1讲细胞内的酶和ATP纵引横连——建网络①活细胞②蛋白质或RNA③氨基酸或核糖核苷酸④核糖体或细胞核⑤催化作用⑥降低化学反应的活化能⑦专一性⑧验证专一性⑨C、H、O、N、P⑩A—P～P～P⑪发生耗能反应的部位⑫各项生命活动的干脆能源物质⑬细胞呼吸⑭光合作用⑮叶绿体边角扫描——全面清1．×2.√3.√4.√5.（1）√（2）√6.×7.×8.√整合考点考点整合固考基1．（1）微量、高效（2）①蛋白质、多肽、固醇②信号分子③被灭活④蛋白质⑤RNA⑥降低化学反应的活化能2．（1）①降低化学反应的活化能②上（2）①高效性②专一性（3）①酶的活性②底物浓度酶浓度、酶活性等3．（2）①底物与相应温度的酶混合②各自与等量底物混合4．①C、H、O、N、P②A—P～P～P③电能④稳定的化学能⑤化学能5．①主动运输②胞吐③第一④光反应⑤暗反应⑥其次、三阶段⑦蛋白质的合成⑧DNA复制、转录等6．（1）腺苷（3）腺嘌呤核糖核苷酸（4）腺嘌呤类研真题明考向1．解析：第①组中，酶P在低浓度Mg2＋条件下，有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；第③组和第⑤组比照，无关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Mg2＋浓度，无论是高浓度Mg2＋条件下还是低浓度Mg2＋条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，B、D错误；第②组和第④组比照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2＋浓度，第④组在高浓度Mg2＋条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2＋条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性，C正确。答案：C2．解析：（1）植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故可用纤维素酶分解细胞壁。（2）酶发挥催化作用须要相宜的温度和pH条件，在最适温度下，果胶酶的活性最高，出汁率最高。答案：（1）细胞壁（2）温度对果胶酶活性有影响，在最适温度下酶活性最高，出汁率最高3．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，须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；酶的作用条件较和顺，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。答案：C4．解析：H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强变更，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起先计时，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）相对压强变更更快，说明酶的催化作用具有高效性，D正确。答案：C5．解析：由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解（自溶）失活”可知，碱性蛋白酶在确定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由自然状态变为部分解折叠，部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可复原到自然状态，因此加热导致碱性蛋白酶构象变更是可逆的，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而变更构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低加碱性蛋白酶的洗涤剂去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；添加碱性蛋白酶能提高洗涤剂的去污实力，可以削减洗涤剂的用量，从而削减对环境的污染，D正确。答案：B6．解析：分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依靠于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℃，但由于分组较少，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；该试验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充试验，D正确。答案：C长句专练强素养1．答案：（1）有机物氧化分解（2）运输、催化2．答案：（1）核糖体细胞质基质与溶酶体内的pH不同，导致酶活性降低或失活（2）低温下酶的活性很低，但没有失活（低温没有变更酶的空间结构，只是酶活性降低）（3）含有两个高能磷酸键，远离鸟苷的那个高能磷酸键简洁水解断裂，释放能量题组集训提考能1．解析：少数化学本质为RNA的酶的元素组成是C、H、O、N、P，与ATP的元素组成相同；ATP可作为干脆能源物质参加某些酶的合成，A正确；酶和ATP在细胞内和细胞外都可以发挥作用，B错误；能合成酶的细胞确定能合成ATP，但是能合成ATP的细胞不愿定能合成酶，如哺乳动物成熟的红细胞，能合成ATP但不能合成酶，C正确；细胞内几乎全部的化学反应都须要酶的催化，大多数吸能反应须要ATP水解供应能量，D正确。答案：B2．解析：α­淀粉酶的化学本质是蛋白质，试验组1的低温不会使酶的空间结构发生变更，A错误；该试验不同组别之间形成比照，都是试验组，属于相互比照（对比试验），B正确；酶在最适温度时活性最高，低于或高于最适温度其活性都降低。结合表格可知，在试验温度范围内，70℃时葡萄糖的相对含量最高，故该α­淀粉酶的最适温度在55～85℃，C错误；麦芽糖水解后产物是葡萄糖，淀粉水解的产物是麦芽糖和葡萄糖，由于麦芽糖和葡萄糖都是还原糖，因此不能用斐林试剂检测，D错误。答案：B3．解析：组成DNA、ATP和dATP的化学元素相同，都是C、H、O、N、P，且ATP中的五碳糖是核糖，DNA和dATP中的五碳糖是脱氧核糖，A错误；以dNTP作为人工合成DNA的原料，因为dNTP自身含有特别的化学键，水解后产生能量可以供能，故不须要额外添加ATP，B错误；将ATP中的β、γ磷酸基团去掉，所得物质是合成RNA分子的单体：腺嘌呤核糖核苷酸，C错误；制备DNA片段M时，须要dATP脱掉β磷酸基团和γ磷酸基团，故制备DNA片段M时，所用dATP的α位磷酸基团必需是32P，D正确。答案：D4．解析：由图像横坐标和各曲线标注可知，淀粉溶液浓度和无机盐种类是本试验的自变量，A正确；依据图示分析可知，Q点和P点的淀粉水解速率相同，但Q点对应的淀粉溶液浓度更大，所以Q