版高考生物一轮复习人教版通用教师讲义和课时作业第三单元 第7讲ATP和酶Word格式文档下载.docx
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反应式
ADP+Pi+能量ATP+H2O
ATP+H2OADP+Pi+能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
3.ATP的功能与动、植物细胞代谢
(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。
(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
(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)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( ×
(3)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化( √ )
(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( √ )
(5)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( ×
(6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会同时发生ATP的合成与水解( ×
(7)“能量”就是指ATP,ATP就是“能量”( ×
据图分析ATP的结构和特点
(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”?
提示 图示a处应为“—OH”,因为该五碳糖为核糖。
(2)图示b、c、d所示化学键是否相同?
其中最易断裂和重建的是哪一个?
提示 图示b为普通磷酸键,c、d则为高能磷酸键,其中d处的化学键最易断裂和重建。
(3)图示框e中结构的名称是什么?
它与DNA、RNA有何关系?
提示 图示框e中结构为腺嘌呤核糖核苷酸,它是构成RNA的基本单位之一,当发生逆转录时,它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。
命题点一 ATP的结构和特点分析
1.(2018·
广西北海高三一模)ATP是细胞直接的能源物质。
dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写,其结构式可简写成dA—P~P~P。
下列有关分析错误的是( )
A.一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成
B.细胞内生成dATP时有能量的储存,常与放能反应相联系
C.在DNA合成过程中,dATP是构成DNA的基本单位之一
D.dATP具有高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量
答案 C
解析 根据题意,dATP与ATP结构类似,从其结构简式可知,一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成,A正确;
细胞内生成dATP时要形成高能磷酸键,有能量的储存,常与放能反应相联系,B正确;
DNA的基本组成单位是四种脱氧核苷酸,而dATP是三磷酸脱氧腺苷,在DNA合成过程中,dATP不是构成DNA的基本单位,C错误;
dATP含有2个高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量,D正确。
2.(2019·
成都七中高三诊断)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物,它们的结构只是碱基的不同,下列叙述错误的是( )
A.ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
B.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
D.UTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料
解析 细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解,放能反应总是与ATP的合成相关联,A正确;
1分子GTP彻底水解可得到磷酸、核糖和碱基3种小分子物质,B正确;
CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的,C错误;
UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,可作为基因转录的原料,D正确。
命题点二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3.科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质,并且发现该物质(简称F)不仅在能量储存过程中起着重要作用,而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。
生化实验还证实,当某些物质存在时,F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。
下列相关叙述错误的是( )
A.物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与
B.物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性
C.线粒体中若缺少物质F,ADP可能无法与磷酸结合形成ATP
D.线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解
答案 D
解析 某些物质存在时,F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸,A正确;
F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体,当某些物质存在时,F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸,故F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性,B正确;
F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体,线粒体中若缺少它,ADP可能无法与磷酸结合形成ATP,C正确;
线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解、[H]和氧气结合,D错误。
4.下列有关ATP的叙述错误的是( )
A.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B.图中两次ATP的水解,后者能量可用于各项生命活动
C.图中两次合成ATP,前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D.ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成
解析 细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,保证了机体对能量的需求,A项正确;
图中两次ATP的水解,前者能量储存在有机物中,后者能量可用于各项生命活动,B项正确;
图中两次合成ATP,前者ATP的合成是通过光合作用,所需能量来源于光能,在人体细胞中不会发生,C项正确;
一分子ATP由3个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成,D项错误。
生命观念 细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
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
光反应
暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体
有氧呼吸第二、三阶段
自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体
蛋白质的合成
细胞核
DNA复制、转录等
考点二 酶的本质、作用及特性
1.酶的本质与作用
(1)酶本质的探索历程(连线)
(2)酶的本质和功能
(3)酶的作用原理
①表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是AC段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是BC段。
③酶降低的活化能是AB段。
④若将酶变为无机催化剂,则B在纵轴上向上移动。
2.酶的特性(连线)
归纳总结 关于酶的8个易错点
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(绝大多数为蛋白质,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
合成原料
氨基酸、核糖核苷酸
只有氨基酸
合成场所
核糖体、细胞核等
只有核糖体
(1)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物( √ )
(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( ×
(3)酶提供了反应过程所必需的活化能( ×
(4)随着温度降低,酶促反应的活化能下降( ×
(5)酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用( ×
(6)酶活性的发挥离不开其特定的结构( √ )
(7)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类( √ )
(8)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁( ×
)
(9)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同( ×
如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系,据图分析:
(1)A、B两种酶的化学本质是否相同?
提示 不相同。
A酶能抵抗该种蛋白酶的降解,化学本质不是蛋白质而是RNA;
B酶能被蛋白酶破坏,活性降低,化学本质为蛋白质。
(2)B酶活性改变的原因是什么?
提示 B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而使其活性丧失。
(3)欲让A、B两种酶的变化趋势换位,应用哪种酶处理?
提示 应选用RNA水解酶处理。
1.与酶有关的曲线分析
(1)酶高效性的曲线
①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
(2)酶专一性的曲线
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
②加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。
(3)影响酶活性因素的相关曲线
甲曲线分析:
①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子的结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
乙曲线分析:
纵坐标为反应物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;
图示pH=7时,反应物剩余量最少,应为最适pH;
反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
①甲图:
在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。
②乙图:
在底物足量、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
2.酶专一性的理论模型
(1)图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。
(2)酶和被催化的反应物分子都有特定的、相契合的结构。
命题点一 酶的本质与特性的综合分析
1.(2017·
全国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 DNA主要在细胞核中合成,此外在线粒体和叶绿体中也能合成,因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶,A项错误;
只要给予适宜的温度、pH等条件,由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性,B项错误;
盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低,但不影响蛋白质的活性,胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法,C项正确;
唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37℃,但是37℃不是保存该酶的最适温度,