2011高三生物二轮专题复习课件：2.1 酶与ATP

专题二细胞的代谢第一讲酶与ATP体验高考一、理解能力1．(2010·上海生物，17)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是()A．酶和激素都是蛋白质B．酶和激素都与物质和能量代谢有关C．酶和激素都由内分泌细胞分泌D．酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用解析：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物(多数是蛋白质，少数是RNA)。大部分酶在细胞内发挥催化作用(消化酶需分泌到消化道内)。激素是由内分泌细胞分泌的，产生后释放到血液中，进而运输到靶细胞或靶器官发挥调节作用。激素不全是蛋白质。酶直接催化物质与能量代谢过程，而激素对物质和能量代谢过程有调节作用。答案：B2．(2009·重庆理综，1)下列有关酶的叙述，正确的是()A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶解析：酶是生物体活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多是蛋白质、少数是RNA。高温、pH过高或者过低都可能破坏酶的结构使其失去催化活性，而低温不会破坏酶的结构。葡萄糖分解成丙酮酸的过程在细胞质基质中进行，因此其内具有催化葡萄糖分解的酶。细胞质中的线粒体和叶绿体都具有能自我复制的DNA，因此其内具有DNA解旋酶。答案：C3．(2008·天津卷)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：人在安静时只进行有氧呼吸，在剧烈运动时骨骼肌细胞可进行无氧呼吸来获得部分能量。要维持Na＋浓度的平衡，就得将多余的Na＋运出细胞，而Na＋的运输是耗能的主动运输过程。肾上腺素和甲状腺激素都能促进物质的分解代谢，以释放更多的热量来维持寒冷时体温的相对恒定，同时ATP的产量会增加。不管在什么状态下，人体细胞中的ATP和ADP含量总是处于动态平衡，否则最终会导致能量供应出现问题而影响正常生命活动的进行，在饥饿时可通过分解体内糖类等有机物释放能量维持两者含量相对平衡的状态。答案：B4．(2007·海南生物，7)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解析：ATP是细胞内的直接能源物质，细胞膜、细胞质和细胞核中都有ATP的分布。ATP分子是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个磷酸基团组成的；一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成一个核苷酸，所以ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。正常的细胞中ATP和ADP时刻进行着相互转化，所以ATP与ADP的比值在一定范围内变化。磷酸不含有能量，ATP合成时所需要的能量来自呼吸作用中分解有机物所释放的能量和光合作用中光能转化成的电能。答案：B二、获取信息的能力5．(2010·上海生物，5)下图表示生物体内的某化学反应，下列有关该反应的叙述中错误的是()A．需要解旋酶B．属于水解反应C．会有能量变化D．反应速度与温度有关解析：分析图示可知：该图表示的是生物体内二肽的水解过程；需酶的催化，所以反应速度与温度有关；该过程发生在生物体内，故该蛋白质被水解时需消耗能量。而解旋酶催化的是DNA分子解旋的过程。答案：A6．(2010·上海生物，22)右图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是()A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平C．若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多D．若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多解析：据题干信息，可以看出：若E1催化的反应被抑制，则A转化为B的速度将会减慢，故A选项错误；虽E5催化的反应被抑制，但由于B还能继续转化为C，故B的积累并没有达到较高水平，所以B选项错误；若E3的催化速度比E4快，则C更多地转化为D，D的产量比E多，故C选项正确；若E1催化速度比E5快，则A更多转化为B，但又由于B还会转化成C，故B的产量不一定比A多，所以D选项错误。答案：C7．(2009·宁夏理综，2)右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重解析：由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后，酶活性随温度升高而下降，t2属于此区间。在没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。答案：B三、实验与探究能力8．(2009·江苏卷)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某实验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入6支试管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。试管编号项目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸馏水(mL)201111缓冲液(mL)0210.50.50.5果胶酶液(mL)0000.500蜗牛酶液(mL)00000.50纤维素酶液(mL)000000.5实验结果(绿色深浅程度)－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋(注：“＋”越多表示绿色越深，“－”表示颜色无显著变化)(1)实验过程中，需要轻摇试管，其目的是，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。(2)从实验结果绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有等多种酶。该实验中是空白对照组，其设置意义是。(3)用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用洗涤。(4)原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是。使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果果胶酶和纤维素酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排除无关变量的干扰等渗溶液低渗涨破法解析：本题是考查有关酶催化效率的实验题。(1)实验过程中，需要轻摇试管，这样做可以使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果。(2)蜗牛以植物为食，所以从其消化腺中提取出的蜗牛酶液中含有果胶酶和纤维素酶；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ没有添加酶溶液，为空白对照组，其目的是排除无关变量的干扰。(3)离心后收集沉淀物，并用等渗溶液清洗，目的是保持细胞正常形态。(4)可用低渗涨破法检验原生质体是否符合要求，若没有细胞壁则可以涨破，有则不能涨破。9．(2008·广东生物，37)生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40℃～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。(1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑________、________及等因素。(2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测。两种试剂各与何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？答：pH酶浓度底物浓度碘液与淀粉反应生色，检测的是底物。斐林试剂与还原糖反应生色，检测的是产物。(3)假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。温度℃102030405060708090100普通淀粉酶相对活性/%6254367836522200耐热淀粉酶相对活性/%61525487692100988265答案：解析：(1)在该实验中，温度是自变量，淀粉的分解速度是因变量，在各组实验中，除了自变量“温度”对实验结果有影响外，底物的浓度、pH、添加试剂的量、实验的操作顺序等对实验结果也有影响，为了探究自变量对实验结果的影响，必须保证自变量以外的其他因素完全相同。(2)该实验中因变量(淀粉的水解速度)可以用碘液或斐林试剂检测，碘液可以检测剩余淀粉的含量，斐林试剂可以检测生成物(还原糖)的含量。(3)在绘图过程中，要注意横坐标、纵坐标的数值和单位，然后通过描点连线即可。考点1与酶相关知识的整合1．酶相关知识的理解正确说法错误说法产生场所活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等2.与酶有关的曲线分析内容曲线分析右图是表示酶的高效性的曲线与无机催化剂相比，酶的催化效率更高酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点右图是表示酶专一性(特异性)的曲线在A反应物中加入酶A，反应速度较未加酶时明显加快，说明酶A能够催化该反应。在A反应物中加入酶B，反应速度与未加酶时相同，说明酶B不能催化该反应影响酶促反应速率的因素右图三个曲线是表示影响酶活性的曲线酶的活性一般可用酶促反应的速率表示：在一定的温度(pH)范围内，随着温度(pH)升高，酶的催化作用增强，在最适温度(pH)时，酶的活性最大，超过这一最适温度(pH)，酶的催化作用逐渐减弱过酸、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，酶经低温处理后再升高温度其活性可恢复酶的活性亦可用反应物剩余量来表示。其他条件相同的情况下，酶的活性强，则反应后反应物剩余量少影响酶促反应速率的因素右图曲线表示底物浓度对酶促反应影响的曲线在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，此时限制因素是底物浓度；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率不再增加，此时限制因素是酶浓度右图曲线表示酶浓度对酶促反应影响的曲线在底物充足，而其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。整个过程中限制因素是酶浓度3.与酶相关的实验设计分析实验目的实验组对照组实验组衡量标准自变量因变量无关变量验证某种酶是蛋白质待测酶液＋双缩脲试剂已知蛋白液＋双缩脲试剂是否出现紫色待测酶液和已知蛋白液是否出现紫色验证酶具有催化作用底物＋相应酶液底物＋等量蒸馏水底物是否被分解相应酶液的有无底物是否被分解底物量、温度等验证酶的专一性底物＋相应酶液另一底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液底物是否被分解不同底物或不同酶液底物是否被分解酶的数量、温度等探究酶的适宜温度温度梯度下的同一温度处理后的底物和酶混合底物的分解速率或底物的剩余量温度酶的活性底物和酶的量、溶液温度、反应时间等探究酶的最适pHpH梯度下的同一pH处理后的底物和酶混合pH1．具有专一性的物质或结构①酶②载体③激素④tRNA⑤抗原(抗体)⑥限制性核酸内切酶2．高中阶段学过的酶(1)物质代谢中的酶①淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶。可催化淀粉水解成麦芽糖。②麦芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖。③脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用形成脂肪微粒。废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，需要先把植物油脂分解为甘油和脂肪酸，植物油脂的化学本质为脂肪，所以也需要脂肪酶水解。④蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。可催化蛋白质水解成多肽链。⑤肽酶：由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。⑥转氨酶：催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程。例如人体中的谷丙转氨酶(GPT)，能够把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，从而形成丙氨酸和酮戊二酸。谷丙转氨酶在肝脏中的含量最多，当肝脏发生病变时谷丙转氨酶就大量释放到血液中。因此临床上常把化验人体血液中这种酶的含量作为