高考生物二轮复习专题二细胞的代谢第一讲代谢中的酶和ATP学案Word格式文档下载.docx
《高考生物二轮复习专题二细胞的代谢第一讲代谢中的酶和ATP学案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物二轮复习专题二细胞的代谢第一讲代谢中的酶和ATP学案Word格式文档下载.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（2）在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶。
（3）叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。
（2018·
全国卷Ⅰ）（√）
（4）细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与。
（2016·
江苏卷）（√）
（5）发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。
（×
（6）口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用。
（√）
2．判断下列有关ATP叙述的正误
（1）ATP能在神经元线粒体的内膜上产生。
（2）DNA与ATP中所含元素的种类相同。
（2015·
（3）ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。
（4）在生物体的活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。
[高频考点·
融会贯通] 析考点 做题组 攻破热点难点
对应学生用书第23页
考点一 ATP在能量代谢中的作用
[真题试做·
明考向]
1．（2014·
高考新课标全国卷Ⅱ）关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是（ ）
A．磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物
B．光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与
C．人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供
D．病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量
解析：
光反应中合成ATP的原料是ADP和磷酸，A正确；
叶绿素吸收光能的过程不需要酶的参与，B正确；
人体在剧烈运动时所需要的能量是由葡萄糖通过呼吸作用产生的，人体细胞无氧呼吸的过程中产生了乳酸，乳酸不能直接分解供能，C错误；
病毒核酸的复制是在宿主细胞中完成的，该过程所需的能量、原料均来自于宿主细胞，D正确。
答案：
C
2．（2016·
高考北京卷）葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程（ ）
A．在无氧条件下不能进行B．只能在线粒体中进行
C．不需要能量的输入D．需要酶的催化
酵母菌是兼性厌氧型真菌，既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，无论是哪种呼吸方式都存在着由ADP转化为ATP的过程（即ADP＋Pi＋能量ATP），需要ATP合成酶的催化，A、C错误，D正确；
酵母细胞的无氧呼吸发生在细胞质基质中，B错误。
D
3．（2015·
高考海南卷）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
本题主要考查ATP的相关知识。
酒精发酵即无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，同时释放少量能量，该过程中有ATP生成，A项正确；
物质跨膜运输的方式如果是主动运输，需要消耗能量，这部分能量可由ATP提供，B项正确；
ATP中高能磷酸键水解可释放能量，C项正确；
ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D项错误。
4．（2013·
高考海南卷）关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是（ ）
A．DNA复制需要消耗能量
B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量
C．物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATP
D．细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生
物质通过协助扩散进出细胞需要载体，但不消耗能量，C错误。
[融会贯通·
析考点]
1．ATP的结构与能量转换
2．细胞内产生与消耗ATP的结构
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，蛋白质合成等
线粒体
有氧呼吸第二、三阶段
自身DNA复制、转录，蛋白质合成等
核糖体
蛋白质的合成
细胞核
DNA复制、转录等
[易错警示·
防易误]
（1）ATP与ADP、RNA的关系：
ATP脱去一个磷酸基团成为ADP，再脱去一个磷酸基团就成为RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。
因此，ATP与RNA的组成元素相同（都是C、H、O、N、P），且ATP中含有核糖和碱基成分。
（2）相关化合物中“A”的辨析
[方法技巧·
会应用]
ATP的结构与功能解题方法技巧
解答ATP的结构与功能试题要注意两点：
一是应注意其结构特点，即含有两个高能磷酸键，且远离腺苷的那个容易断开。
二是应注意动物和植物体内ATP的来源不同，前者主要通过细胞呼吸产生，场所是细胞质基质和线粒体；
后者的形成途径包括细胞呼吸和光合作用的光反应阶段，场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体，光反应阶段产生的ATP仅用于光合作用的暗反应，其他生命活动所需能量由细胞呼吸来提供。
[巩固提升·
练题组]
►题组一 ATP在能量代谢中作用的考查
5．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．②③
C．③④D．①④
本题考查ATP在各种条件下含量的变化。
安静状态时，骨骼肌细胞进行有氧呼吸；
长时间剧烈运动时，既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸；
有氧呼吸和无氧呼吸分解1mol葡萄糖所形成的ATP分别为38mol、2mol，生成ATP的量不相等。
Na＋外流是以主动运输的方式进行的，需要消耗ATP。
人在寒冷时，甲状腺激素与肾上腺素的分泌增加，代谢增强，有机物分解加快，ATP产生量增加。
ATP与ADP总是处于动态平衡之中，当ATP消耗量增加时，机体通过无氧呼吸和分解糖原等方式产生更多ATP。
B
6．酶和ATP是细胞代谢过程中所需的两种重要的化合物，而细胞内还有与ATP结构类似的GTP、CTP和UTP等高能磷酸化合物，但ATP用途较为广泛。
下列有关叙述中错误的是（ ）
A．UTP分子中含有2个高能磷酸键，彻底水解可得到3种有机物
B．ATP分子中高能磷酸键全部断裂后的产物中有某些酶的基本组成单位
C．ATP的合成常伴随放能反应，而吸能反应不一定伴随ATP的水解
D．唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的过程是一个需要消耗ATP的胞吐过程
UTP（三磷酸尿苷）彻底水解的产物为尿嘧啶、核糖和磷酸，其中磷酸属于无机物，A错误；
ATP分子中高能磷酸键全部断裂后的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，其中腺嘌呤核糖核苷酸是RNA类酶的基本组成单位之一，B正确；
某些吸能反应可能伴随GTP、CTP或UTP的水解，C正确；
唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的过程是一个需要消耗ATP的胞吐过程，D正确。
A
►题组二 ATP与ADP相互转化过程的考查
7．如图中甲代表ATP，下列有关叙述正确的是（ ）
A．在合成蔗糖的反应中，乙的含量会增多
B．丙中含有腺嘌呤，是DNA的基本组成单位
C．丙含有高能磷酸键，但一般不供能
D．丁是腺苷，而戊不可用于甲的合成
在合成蔗糖的反应中，需要消耗ATP，ADP的含量会增多，A正确；
丙是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，B错误；
丙中不含有高能磷酸键，C错误；
丁就是ATP脱去三个磷酸基团（戊），即为腺苷，腺苷是由腺嘌呤和核糖组成的，而磷酸基团是ATP合成的原料，D错误。
8．酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是生命活动的直接能源物质。
如图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法正确的是（ ）
A．①代表的物质是ADP，③是腺嘌呤核糖核苷酸
B．若要探究酶b的最适pH，应在中性左右设置实验自变量
C．释放能量最少的过程是Ⅲ
D．大肠杆菌细胞产生ATP的主要场所是线粒体
分析图示可知：
①为ADP、②为腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）、③是腺苷、④是磷酸、⑤是能量，A项错误；
酶b的适宜pH的变量范围应偏酸性，B项错误；
Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键，Ⅲ过程断裂的是普通化学键，所以释放能量最少的过程是Ⅲ，C项正确；
大肠杆菌细胞属于原核细胞，原核细胞中没有线粒体，D项错误。
考点二 酶在细胞代谢中的作用
1．（2017·
高考全国卷Ⅱ）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℃
盐析法主要用于蛋白质的分离、纯化，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因而可用盐析法进行沉淀，C项正确。
真核细胞中DNA主要分布于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量DNA分布，所以参与DNA合成的酶也可分布于线粒体和叶绿体中，A项错误。
酶作为生物催化剂可以在生物体内发挥作用，也可以在生物体外发挥作用，B项错误。
唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37℃左右，而该酶通常在低温下保存，D项错误。
2．（2017·
高考天津卷）将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。
如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。
叙述错误的是（ ）
A．酶C降低了A生成B这一反应的活化能
B．该体系中酶促反应速率先快后慢
C．T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的
D．适当降低反应温度，T2值增大
本题考查酶促反应过程中酶的作用。
由图示中A、B物质变化曲线知，A、B分别为反应物和生成物，酶C的作用是降低A生成B这一反应的活化能，A正确；
随反应物浓度降低，该体系中酶促反应速率先快后慢，B正确；
T2后因A浓度降低导致了反应速率下降，从而导致B浓度增加缓慢，C错误；
该图为最适温度下的酶促反应曲线，若适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长，T2值会增大，D正确。
高考海南卷）关于人体内激素和酶的叙述，错误的是（ ）
A．激素的化学本质都是蛋白质
B．酶可以降低化学反应的活化能
C．高效性是酶的重要特性之一
D．激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢
人体内激素的化学本质并非都是蛋白质，如性激素为固醇，A项错误。
酶的作用原理是降低反应需要的活化能，进而加快反应的速度，B项正确。
酶具有专一性、高效性和作用条件较温和等特点，C项正确。
激素与靶细胞结合可调节细胞代谢，D项正确。
高考新课标全国卷Ⅱ）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度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
细胞生命活动所必需的酶，如呼吸氧化酶，会存在于分化程度不同的各类细胞中；
低温抑制酶的活性，在一定范围内，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间结构一旦被破坏，其活性将无法恢复，低温没有破坏酶的空间结构；
酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的；
酶在化学反应中充当催化剂，也可以作为另一个反应的底物。
1．酶的作用原理曲线分析
（1）由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能。
（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．酶的特性曲线分析
（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．影响酶促反应速率的因素的曲线分析
温度
pH
底物浓度
酶浓度
温度偏高或偏低，都会使酶的活性降低。
温度过高会使酶因空间结构遭到破坏而失去活性
每种酶只能在一定的pH范围内表现出活性，过酸过碱都会使酶因空间结构遭到破坏而失活
当底物达到一定浓度后，受酶量的限制，酶促反应速率不再增加
底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比
酶的作用和特性相关试题的解题方法技巧
（1）对酶的概念、本质和特性的分析
解答酶的本质、特性试题时，应关注以下几个方面：
①绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，可用双缩脲试剂鉴定，甚至用蛋白酶处理来确定某种酶的本质。
②酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用。
酶的催化作用是指能降低化学反应的活化能，提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点。
③在化学反应前后，酶的性质、数量并不发生改变。
（2）酶促反应曲线类试题解题思路
解答此类试题应用“四看法”：
①一看两坐标轴的含义：
分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。
②二看曲线的变化：
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，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当生成物的量达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。
③三看特殊点：
即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。
④四看不同曲线的变化：
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。
►题组一 酶本质及作用特性的考查
5．下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．在酶促反应中，酶对化学反应的催化效率称为酶活性
B．与无机催化剂相比，酶为化学反应提供的活化能更多使之具有高效性
C．高温、低温、过酸和过碱都会使酶的空间结构受到破坏而永久失活
D．DNA能控制蛋白质类酶的合成，但不能控制RNA类酶的合成
在酶促反应中酶对化学反应的催化效率称为酶活性，A正确；
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，酶不提供能量，B错误；
低温不会破坏酶的空间结构，只是抑制酶活性，C错误；
DNA既能控制蛋白质类酶的合成，也能控制RNA类酶的合成，D错误。
6．（2018·
浙江新高考研究联盟联考）二氧化锰和过氧化氢酶都能催化过氧化氢分解成水和氧气。
下表为某兴趣小组进行的实验及相应结果。
下列叙述错误的是（ ）
试管
反应物
加入物质
反应条件
实验现象
1
2%过氧化氢溶液
二氧化锰
室温
少量气泡
2
土豆浸出液
大量气泡
3
人新鲜唾液
没有气泡
A.本实验说明酶的催化作用具有高效性和专一性
B．本实验还能证明酶在细胞外也具有催化作用
C．若将产生的气体全部收集起来，则从1号和2号试管收集到的气体体积基本相同
D．若将反应条件改为沸水浴，则2号试管也不会产生气泡
本实验的自变量是无机催化剂和生物催化剂酶，说明酶具有高效性，自变量还有酶的种类，说明酶具有专一性，A正确；
本实验是在细胞外的试管中进行的，说明酶在细胞外也具有催化作用，B正确；
由于反应物的量是相等的，在无机催化剂和生物催化剂作用下的反应只是速度不同，所以不同的试管中最终收集到的气体体积基本相同，C正确；
过氧化氢在高温下分解速度也会加快，所以若将反应条件改为沸水浴，则2号试管也会产生气泡，D错误。
►题组二 影响酶活性因素的考查
7．某课外小组在25℃、不同pH条件下，用人体的胃蛋白酶和胰蛋白酶分别催化蛋白质水解，实验结果如下，相关叙述正确的是（ ）
A．向pH为6的反应容器中滴加盐酸后，胃蛋白酶的活性会升高
B．两种酶混合使用的催化效率大于两种酶单独作用的效果
C．本实验中pH和酶的种类是自变量，温度是无关变量
D．升高温度两种酶的最适pH都会增大
当pH＝6时，胃蛋白酶已失活，降低pH酶的活性也不能恢复，A错误；
两种酶作用的pH范围不同，所以同时使用时，催化效率变化要看pH范围，且本实验未探究两种酶混合使用时的催化效率，B错误；
本实验是在不同pH条件下，探究不同种类的酶的催化效率，所以自变量是pH和酶的种类，温度则是无关变量，C正确；
升高温度，最适pH不变，D错误。
8．某科研小组进行了温度对蔗糖酶活性影响的实验，实验结果如图1所示（t2为最适温度），图2表示t1温度下蔗糖酶对蔗糖的催化过程，下列叙述正确的是（ ）
A．由图1可判断，在反应温度由t3下降到t2的过程中，酶活性将上升
B．由图2可判断，蔗糖酶催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖的效率较高
C．图1中，若环境温度由t1变为t3，人体内蔗糖酶的活性基本不变
D．图2中，适当提高温度不影响单位时间内葡萄糖和果糖的产量
由图1分析可知，在反应温度为t3时，大部分酶不可逆地变性失活，故在反应温度由t3下降到t2的过程中，酶活性不会上升，A错误；
图2只能说明蔗糖酶可以催化蔗糖水解，但是没有设置对照实验，不能证明蔗糖酶的高效性，B错误；
人是恒温动物，若环境温度由t1到t3，人的体温几乎不变，所以人体内蔗糖酶的活性基本不变，C正确；
蔗糖酶的活性受温度影响，所以适当提高温度可以提高酶的活性，促进蔗糖的水解，D错误。
考点三 有关酶实验设计与分析的考查
1．（2016·
高考全国卷Ⅰ）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
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，只有C项符合要求。
高考江苏卷）过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。
为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。
下列相关叙述正确的是（ ）
管号
1%焦性没食子酸/mL
2%H2O2/mL
缓冲液/mL
过氧化物酶溶液/mL
白菜梗提取液/mL
煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL
－
4
A.1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2号管为对照组，其余都为实验组
C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶
该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，实验原理是过氧化物酶能分解H2O2，使氧化焦性没食子酸呈橙红色；
实验的自变量是是否加入白菜梗提取液，其中1号管和2号管是对照组，3号管和4号管是实验组，A正确、B错误；
实验设计必须遵循对照原则，3号与1、2号对照，3号管、2号管呈橙红色，1号管不变色，可以证明白菜梗中存在过氧化物酶，C错误；
3号管和4号管的自变量是是否经过煮沸处理，若4号管不呈橙红色，与3号管对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D错误。
3．（2016·
高考全国卷Ⅱ）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t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是________________________________________________。
（4）生物体内酶的化学本质是________，其特性有________________（答出两点即可）。
（1）如图，40℃（B组）所对应曲线的产物浓度先到达饱和点，即B组反应最快，酶活性最高。
（2）根据图像可知，A组反应温度比最适温度低，那么在时间t1前将温度提高10℃，A组的反应速度会加快。
（3）C组在时间t2之前已经结束化学反应，且产物浓度远远低于其他组，说明酶在该温度下已经失活，那么即使在时间t2时向体系中增加底物，C组产物总量也不会增加。
（4）生物体内大多数酶是蛋白质，少数是RNA，酶具有高效性、专一性等特性。
（1）B
（2）加快
（3）不变 60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
（4）蛋白质或RNA 高效性和专一性
4．（2015·
高考重庆卷）小麦的穗发芽影响其产量和品质。
某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。
为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。
（1）取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。
实验分组、步骤及结果如下：
分组
步骤
红粒管
白粒管
对照管
①
加样
0.5mL提取液
②
加缓冲液（mL）
③
加淀粉溶液（mL）
④
37℃保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色
显色结果
＋＋＋
＋
＋＋＋＋＋
注：
“＋”数目越多表示蓝色越深。
步骤①中加入的C是________，步骤②中加缓冲液的目的是________。
显色结果表明：
淀粉酶活性较低的品种是________；
据此推测：
淀粉酶活性越低，穗发芽率越________。
若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应________。
（2）小麦淀粉酶包括α淀粉酶和β淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的
升级会员 