浙江选考版高考生物一轮复习第4讲ATP与酶学案.docx
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浙江选考版高考生物一轮复习第4讲ATP与酶学案
第4讲 ATP与酶
知识内容展示
核心素养对接
（1）细胞内的吸能反应和放能反应
（2）ATP的化学组成和特点
（3）ATP在能量代谢中的作用
（4）酶的发现过程
（5）酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用
（6）影响酶作用的因素
（7）活动：
探究酶的专一性
（8）活动：
探究pH对过氧化氢酶的影响
生命观念
通过酶和ATP的学习，建立起结构与功能的观念
理性思维
通过分析与酶有关的曲线，ATP的生理作用，培养分析与综合、归纳与总结的能力
科学探究
通过与酶有关的实验设计与分析，培养处理实验变量的能力，分析和解释实验现象和结果、及对实验方案的评价能力
社会责任
通过分析酶在生产、生活中的应用实例，让学生关注科学、技术和社会发展
考点一 细胞与能量
1.（2018·浙江4月选考）ATP是细胞中的能量通货。
下列叙述正确的是（ ）
A.ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B.ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C.ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D.ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
解析 光合作用的光反应阶段和细胞呼吸均可以产生ATP，A错误；ATP在细胞中易于再生，ATP—ADP循环不会使得细胞储存大量的ATP，B错误；ATP水解形成ADP和磷酸基团，同时释放能量，C正确；ATP中的2个高能磷酸键比较不稳定，易断裂水解，D错误。
答案 C
2.（2017·浙江4月选考）下列关于细胞中吸能反应和放能反应的叙述，错误的是（ ）
A.糖的氧化反应是放能反应
B.光合作用的碳反应是吸能反应
C.ATP是吸能反应和放能反应的纽带
D.氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应
解析 氨基酸合成蛋白质的过程是小分子变为大分子，所以是吸能反应，故选D。
答案 D
本题组对应必修一P48～51细胞和能量，主要考查吸能反应和放能反应的实例、ATP的结构和功能。
1.吸能反应和放能反应
（3）吸能反应和放能反应的纽带是ATP。
2.ATP的结构与水解
3.ATP是能量通货
ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都含有“A”，在不同物质中表示的含义差别较大，结合下图作简要分析：
（1）ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。
（2）DNA中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。
（3）RNA中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。
（4）核苷酸中的A为腺嘌呤。
角度1 结合吸能反应与放能反应考查物质和能量观
1.（2018·温州市六校协作体联考）下列关于吸能反应和放能反应的叙述，正确的是（ ）
A.吸能反应所需的能量都来自放能反应
B.细胞内的吸能反应一般和ATP的合成有关
C.放能反应释放的能量少部分转移到储能物质ATP中
D.在肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改变形状，这是吸能反应
解析 光合作用过程吸收光能，属于吸能反应，该反应需要的能量不是来自放能反应，而是来自光能，A错误；吸能反应一般与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量，B错误；放能反应不一定合成ATP，如肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改变形状，这是吸能反应.然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这是放能反应，这个放能反应中没有ATP的产生，C错误。
答案 D
2.（2018·名校高考联盟联考）下列关于吸能反应和放能反应的叙述，正确的是（ ）
A.所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化
B.吸能反应所需要的能量全部来自于放能反应
C.在肌肉收缩过程中，肌肉做功，失去能量，恢复原状，是吸能反应
D.因为ATP所含能量较多，所以能作为细胞中普遍使用的能量载体
解析 最重要的放能反应是细胞呼吸，糖的氧化分解，A正确；吸能反应所需要的能量一般来自放能反应，B错误；肌肉收缩过程中需消耗能量，属于吸能反应，肌肉做功，失去能量，恢复原状，属于放能反应，C错误；ATP在细胞中易于再生，ATP所含能量较少，D错误。
答案 A
角度2 ATP的结构、功能及与ADP的相互转化
3.（2016·全国卷Ⅰ，29）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。
用α、β和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）。
回答下列问题：
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 （填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的 （填“α”、“β”或“γ”）位上。
解析
（1）ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即β位和γ位之间的高能磷酸键，即γ位磷酸基团转移到DNA末端。
要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在γ位上。
（2）dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在α位。
答案
（1）γ
（2）α
4.（2018·浙江杭州质量检测）ATP的结构示意图如下，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。
下列有关叙述正确的是（ ）
A.物质①表示鸟嘌呤
B.化学键②断裂的化学反应属于吸能反应
C.在ATP—ADP循环中③可重复利用
D.若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP
解析 分析ATP的结构示意图，其中①为腺嘌呤，②为远离腺苷的高能磷酸键，③为磷酸基团，④也为高能磷酸键。
根据前面的分析可知，①为腺嘌呤，A错误；②为高能磷酸键，其水解断裂会释放能量，属于放能反应，B错误；在ATP与ADP的循环中，物质都是可逆的，只是能量不可逆且酶不同，所以③是可以重复利用的，C正确；若④高能磷酸键断裂，ATP水解后只剩下腺嘌呤、核糖和1分子磷酸基团组成，该化合物称为腺嘌呤核糖核苷酸（AMP），D错误。
答案 C
5.如图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。
有关说法错误的是（ ）
A.图甲中的A代表腺苷，c为高能磷酸键
B.图乙中进行①过程时，图甲中的c键断裂
C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性
D.绿色植物夜间有O2存在时，图乙中过程②主要发生在线粒体
解析 图甲为ATP的结构简式，其中A代表腺嘌呤，A与核糖组成腺苷，A错误；图乙中反应向右进行时为ATP的水解，远离腺苷的高能磷酸键断裂并释放能量，B正确；ATP与ADP的快速转化依赖于酶催化作用的高效性，C正确；绿色植物夜间有O2存在时，进行需氧呼吸，故在有氧的条件下，形成ATP主要发生在线粒体中，D正确。
答案 A
规避ATP认识的4个误区
（1）ATP与ADP相互转化不可逆：
ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。
（2）ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：
ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。
（3）不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。
无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
（4）误认为ATP转化为ADP不消耗水：
ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。
蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。
考点二 酶的本质、作用和特性
1.（2017·浙江11月选考）为验证酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示。
单位：
mL
试管号
1
2
3
4
5
6
本尼迪特试剂
2
2
2
2
2
2
1%淀粉溶液
3
3
3
2%蔗糖溶液
3
3
3
稀释的人新鲜唾液
1
1
蔗糖酶溶液
1
1
据此分析，下列叙述正确的是（ ）
A.试管1和试管2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖
B.试管3～6需在沸水浴中保温2～3min以利于酶的催化作用
C.试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性
D.若试管5中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉
解析 试管1和2作为对照组，其作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有能与本尼迪特试剂反应的还原糖，A正确；沸水浴时酶已失活不利于酶的催化作用，B错误；试管3和4对比或试管5和6对比说明酶具有专一性，C错误；试管5中出现阳性反应还需与对照组1进行对照，若1也出现阳性反应，可能是实验误差导致，D错误。
答案 A
2.（2016·浙江10月选考）某同学进行有关酶的实验：
组1：
1%淀粉溶液＋新鲜唾液＋本尼迪特试剂→红黄色沉淀
组2：
2%蔗糖溶液＋新鲜唾液＋本尼迪特试剂→无红黄色沉淀
组3：
2%蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液＋本尼迪特试剂→
下列叙述错误的是（ ）
A.自变量是底物和酶
B.组3的结果是红黄色沉淀
C.指示剂可用碘—碘化钾溶液替代
D.实验结果证明酶有专一性
解析 三组实验中，不同之处是酶的底物或酶的种类，所以该实验的自变量是底物种类和酶种类，A正确；由于蔗糖酶可以将蔗糖水解成还原糖，所以第三组的结果是产生红黄色沉淀，B正确；碘—碘化钾溶液无法检测蔗糖是否分解，所以本实验不能用碘—碘化钾溶液替代本尼迪特试剂，C错误；本实验组1、组2和组2、组3对照可以说明酶具有专一性，D正确。
答案 C
本题组对应必修一P60－65酶的本质，以及酶的特性，主要考查“探究酶的专一性”实验。
1.活动：
探究酶的专一性实验
（1）实验原理
（2）实验成功关键点：
若选择淀粉、蔗糖、淀粉酶做酶的专一性实验，最好选用本尼迪特试剂检测底物是否被分解，一般不选用碘—碘化钾溶液，因为碘—碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被分解。
（3）“变量分析”
①自变量：
不同底物；
②因变量：
底物是否被分解或有无产物生成；
③无关变量：
试剂量、反应温度、pH等。
（4）酶的专一性的实验设计思路
①设计思路：
方案一
方案二
②结果分析：
根据底物性质选用相应试剂检测，若实验组底物被分解，对照组底物不被分解，则证明酶具专一性。
2.活动：
酶的高效性实验
（1）酶与无机催化剂相比，说明酶具有高效性。
（2）本实验用新鲜的肝脏或生马铃薯块匀浆，因为所含的酶活性高。
（3）实验材料制成匀浆的目的是增加酶与底物的接触面积。
1.酶的作用与本质
2.酶是生物催化剂
（1）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
（2）酶的催化机理
①酶之所以能在常温下催化底物分子发生反应，是因为酶分子有一定的形状，恰好能和底物分子结合。
②酶与底物结合，形成酶—底物复合物，然后这个复合物发生一定的形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落，同时酶又恢复原状。
角度1 结合酶的本质考查科学思维的能力
1.（2018·浙江11月选考）酶是生物催化剂，其作用受pH等因素的影响。
下列叙述错误的是（ ）
A.酶分子有一定的形状，其形状与底物的结合无关
B.绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示
C.麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解
D.将胃蛋白酶加入到pH10的溶液中，其空间结构会改变
解析 酶之所以能在室温下催化底物分子发生反应，是因为酶分子具有一定的形状，恰好能和底物分子结合，A错误；绝大多数酶是蛋白质，少数是RN
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