2020版高考生物二轮复习21细胞内的酶和ATP讲义

第1讲细胞内的酶和ATP基础自查明晰考位[纵引横连建网络]提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力[边角扫描全面清]提醒：判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，它们不但供给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。原因：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实验)(√)4．图5－3,5－4中，只有低温时曲线和横轴不相交，即酶的结构未改变，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，常与抗生素复合使用。(√)(2)加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体，而是经过酶工程改造过的，稳定性更强。(P87科学·技术·社会)(√)6．(1)ATP的组成元素有C、H、O、N、P。(P88相关信息)(√)(2)细胞中需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。(P88正文)(×)7．放能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。(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思考与讨论)(√)考点梳理整合突破整合考点4“周而复始”的酶和ATP[考点突破固考基]1．区分酶的3个不同点、5个相同点化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内外或生物体内外均可生理功能催化作用作用原理降低化学反应的活化能与无机催化剂相同的性质①提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点；②反应前后，酶的性质和数量不变2.把握与酶有关的三类曲线(据图填空)(1)酶的作用原理曲线①由图可知，酶的作用原理是降低化学反应的活化能。②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。(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，表明酶具有高效性。②图2中两曲线比较，表明酶具有专一性。(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通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。②分析图3：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度。3．关注“两类”实验设计(1)验证酶的专一性实验中的注意事项淀粉或蔗糖＋淀粉酶→应用斐林试剂检测反应物，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项①实验室使用的α­淀粉酶最适温度为60_℃。②不宜选用斐林试剂鉴定，因为温度是干扰条件。③实验步骤不能颠倒，否则会使实验出现较大误差。4．记牢ATP的结构与能量转换(填图)5．记清细胞内产生与消耗ATP的六种结构(填表)转化场所常见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、转录，蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等6.辨析“四种”化合物结构中的“A”(1)ATP：“A”为腺苷。(2)DNA：“A”为腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)RNA：“A”为腺嘌呤核糖核苷酸。(4)核苷酸：“A”为腺嘌呤。[题组集训提考能]题组一高考对点练明考向类型1翻阅教材，原味品高考1．[2017·全国卷Ⅱ，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℃解析：线粒体和叶绿体中也能进行DNA分子的复制，所以也有参与DNA合成的酶，A错误；酶是活细胞产生的有机物，既能在生物体内发挥作用，也能在细胞外发挥作用，只要给予适宜的温度和pH，活细胞产生的酶在生物体外仍然有催化活性，B错误；向蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，这种作用叫作盐析，可在胃蛋白酶的提取液中加浓(NH4)2SO4使蛋白质凝聚沉淀，C正确；酶应在低温环境中保存，D错误。答案：C[高考VS,教材][人教必修1]P23[人教必修1]P852．[全国卷Ⅰ，1]下列叙述错误的是()A．DNA与ATP中所含元素的种类相同B．一个tRNA分子中只有一个反密码子C．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D．控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上解析：DNA和ATP的元素组成均为：C、H、O、N、P，A正确；反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合的三个相邻的碱基，一个密码子(除终止密码子)编码一个氨基酸，而一个tRNA一次只能转运一个氨基酸，由此可推知一个tRNA上只有一个反密码子，B正确；T2噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的单位是脱氧核糖核苷酸，C正确；细菌是原核生物，原核细胞中无线粒体，D错误。答案：D[高考VS,教材][人教必修1]P883．[海南卷]ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是()A．酒精发酵过程中有ATP生成B．ATP可为物质跨膜运输提供能量C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成解析：酵母菌进行酒精发酵的过程中有ATP生成，A正确；ATP可为主动运输提供能量，B正确；ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，为生命活动供能，C正确；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。答案：D[高考VS,教材][人教必修1]P88见上图4．[全国卷Ⅱ，6]关于酶的叙述，错误的是()A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析：有些酶是细胞生活所必须的，如分化程度不同的活细胞中均存在细胞呼吸酶；低温抑制酶的活性，但没有破坏酶的结构；酶能显著降低化学反应的活化能，使反应速率加快；酶是生物催化剂，但也能作为反应的底物被相应的酶分解。答案：B[高考VS,教材][人教必修1]P85[人教必修1]P805．[江苏卷]下列关于酶的叙述，正确的是()A．发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性B．口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用C．用果胶酶澄清果汁时，温度越低澄清速度越快D．洗衣时，加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性解析：发烧时，体温升高的幅度并不会导致唾液淀粉酶变性失活，而会导致消化酶活性降低，使人食欲减退，A错误；胰蛋白酶在小肠中发挥催化作用，多酶片外部包裹的物质可以避免胰蛋白酶因胃部的消化而遭到破坏，B正确；一定范围内，温度越低，果胶酶活性降低，细胞壁分解速度减慢，果汁澄清速度越慢，C错误；白醋呈酸性，会使pH降低，导致加酶洗衣粉中酶活性降低甚至变性失活，D错误。答案：B[高考VS,教材][人教必修1]P876．下列关于细胞的叙述，错误的是()A．植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用B．动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关C．ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应D．哺乳动物的细胞可以合成蔗糖，也可以合成乳糖解析：蔗糖是植物细胞合成的，动物细胞不能合成。答案：D[高考VS,教材][人教必修1]P90【借题发挥】理清教材，突破高考的瓶颈——长句描述类题型问题1：用淀粉、蔗糖和淀粉酶来验证酶专一性实验的检测试剂有何要求？答案：底物为淀粉和蔗糖时，检测试剂应为斐林试剂，不能用碘液。因为碘液不能检测蔗糖是否水解。问题2：探究酶活性最适温度实验的底物为什么不用过氧化氢？检测试剂为何不用斐林试剂？答案：①因为过氧化氢在高温条件下易分解，使实验结果受到干扰。②底物为淀粉时，检测试剂应为碘液，不能用斐林试剂。因为斐林试剂需要加热，会影响自变量。问题3：在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，控制条件的步骤和控制酶量的步骤为什么一定不能颠倒顺序？答案：若控制条件的步骤和控制酶量的步骤颠倒顺序，会在调节温度或pH的过程中，酶先将底物分解，导致实验失败。问题4：就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例，并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系？(人教必修1P90)答案：①细胞中的蔗糖的合成为吸能反应，伴随着ATP的水解，反应式为：。②细胞中的有机物氧化分解为放能反应，伴随着ATP的生成，如葡萄糖的氧化分解反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O。问题5：同样是储存能量的分子，ATP与葡萄糖具有不同的特点。请你概括出两者的不同特点有哪些？答案：①ATP中含有的化学能较少，而葡萄糖中相对较多。②ATP中含有的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中含有的是稳定的化学能。③葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能才能用于各项生命活动。类型2整体对比历年同类题，找共性和趋势6．[2016·全国卷Ⅰ，3]若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是()A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量解析：在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入。答案：C7．[全国卷Ⅲ]ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATPD．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用解析：A项正确，细胞核中无法进行呼吸作用产生能量，它所需要的ATP主要由细胞质中的线粒体提供；B项错误，ATP是生命活动的直接能源物质，机体时刻都在消耗ATP；C项正确，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行，均有ATP形成；D项正确，根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的，其消耗的能量来源于呼吸作用产生的ATP。答案：B[思维拓展]与酶相关的交汇热点(1)酶与激素、神经递质、抗体的比较①四者均具特异性(专一性)、高效性等特性。②激素、神经递质、抗体都是由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作用后即被灭活，而酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用，且可以多次发挥作用。③活细胞(哺乳动物的成熟红细胞除外)都能产生酶，但只有少数特异性细胞能合成并分泌激素、神经递质、抗体。(2)几种重要酶的作用①DNA聚合酶：催化脱氧核苷酸间脱水缩合形成磷酸二酯键，用于DNA复制及逆转录。②RNA聚合酶：催化核糖核苷酸间脱水缩合形成磷酸二酯键，用于RNA合成(转录)及RNA复制。④DNA解旋酶：用于DNA复制时双链间氢键的打开。⑥各种消化酶：可催化相应大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。⑦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)。8．[2016·全国卷Ⅱ，29]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