高考生物二轮专题复习专题二ATP酶与物质运输考点1ATP与酶讲练新人教版.docx

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高考生物二轮专题复习专题二ATP酶与物质运输考点1ATP与酶讲练新人教版

专题二ATP、酶与物质运输考点1ATP与酶

一、知识要求

1．细胞内的吸能反应和放能反应[必考（a）、加试（a）]。

2．ATP的化学组成和特点[必考（a）、加试（a）]。

3．ATP在能量代谢中的作用[必考（b）、加试（b）]。

4．酶的发现过程[必考（a）、加试（a）]。

5．酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用[必考（b）、加试（b）]。

6．影响酶作用的因素[必考（c）、加试（c）]。

7．扩散和渗透的过程[必考（b）、加试（b）]。

8．动、植物细胞吸水和失水的过程及原因[必考（b）、加试（b）]。

9．被动转运和主动转运[必考（b）、加试（b）]。

10．胞吞和胞吐[必考（a）、加试（a）]。

二、活动要求

1．探究酶的专一性[必考（c）、加试（c）]。

2．探究pH对过氧化氢酶的影响[加试（c）]。

3．观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原[必考（b）、加试（b）]。

考点1　ATP与酶

1．有关ATP的正误判断

（1）活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行（　×　）

提示　活细胞进行细胞呼吸使ADP和Pi合成ATP，消耗能量的生命活动（如主动转运）又将ATP水解成ADP和Pi，ATP和ADP可以双向转化。

（2）反应式ADP＋Pi＋能量ATP中，向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解（　√　）

提示　ADP和Pi合成ATP过程所需的能量包括以下两种：

动物、人、真菌和大多数细菌细胞呼吸释放的能量；绿色植物来源于光能和细胞呼吸释放的能量。

（3）ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应（　√　）

（4）细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体（　×　）

（5）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（　×　）

提示　剧烈运动时，骨骼肌细胞中葡萄糖会发生厌氧呼吸，其与安静时（只进行需氧呼吸）生成ATP的量不相同。

2．有关酶的正误判断

（1）酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸（　×　）

提示　酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸（不是脱氧核苷酸）。

（2）同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中（　√　）

（3）酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物（　√　）

（4）低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构（　×　）

提示　低温影响酶的活性，不破坏酶的空间结构，但高温能使酶失活。

（5）探究温度对酶活性的影响实验时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温（　×　）

提示　酶与底物溶液应分别保温达到相应温度后再混合。

3．综合应用：

ATP与ADP在生物体内的转化如图，请判断下列说法：

（1）如果发生在绿色植物体内，①②③代表光合作用，④⑤⑥代表细胞呼吸（　×　）

（2）如果在一个正常生长的绿色植物体内，①过程总量一定大于⑤过程总量（　√　）

（3）如果发生在一个稳定生态系统中，则⑤贮存的能量就是生物细胞呼吸释放的部分能量（　√　）

一、ATP

1．ATP的结构与常用描述

2．理清“A”的4种含义

（1）ATP：

A表示：

腺苷。

（2）核苷酸：

A表示：

腺嘌呤。

（3）DNA：

A表示：

腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。

（4）RNA：

A表示：

腺嘌呤核糖核苷酸。

3．与ATP产生和消耗有关的细胞结构及生理过程

转化场所

常见的生理过程

质膜

消耗ATP：

主动转运、胞吞、胞吐

细胞溶胶

产生ATP：

细胞呼吸糖酵解阶段

叶绿体

产生ATP：

光反应

消耗ATP：

碳反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等

线粒体

产生ATP：

需氧呼吸的柠檬酸循环、电子传递链阶段

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

二、酶在代谢中的作用

1．剖析酶的本质与特点

化学本质

绝大多数是蛋白质

少数是RNA

基本单位

氨基酸

核糖核苷酸

合成场所

核糖体

主要在细胞核（真核生物）

来源

一般来说，活细胞都能产生酶（哺乳动物的成熟红细胞除外）

作用场所

细胞内外或生物体内外均可

生理功能

催化作用

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.理清酶的特性及影响因素的3类曲线

（1）酶的特性的曲线

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。

（2）各因素对酶促反应速率的影响曲线

①分析图3和图4：

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5：

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。

三、与酶相关的实验探究

1．变量法分析酶的实验设计

（1）变量的种类：

变量是实验设计中可以变化的因素或条件，依据变量间的相互关系，可分为以下两类：

①自变量与因变量：

自变量是实验中由实验者所操纵的因素，该因素的改变将引起实验结果的相应改变，是实验要研究的因素。

因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果。

它们之间是因果关系，自变量是原因，因变量是结果。

②无关变量与额外变量：

无关变量是指实验中除自变量外也能影响实验现象或结果的其他因素。

由无关变量引起的实验结果就是额外变量。

它们之间也是因果关系。

（2）自变量的确定和控制

根据实验目的，确定实验变量，因而确定控制的措施。

例如：

“探究淀粉酶的最适温度”的实验。

①变量的确定：

自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度，即要“探究什么”，则“什么”就是自变量。

②自变量的控制：

在确定了自变量是温度梯度后，应将淀粉酶置于温度梯度下，如：

25℃、26℃、27℃等。

控制变量的方法，常用的有“施加”“改变”“去除”等。

（3）无关变量的确定与控制

例如：

探究pH对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无关变量及其控制措施：

在该实验中，自变量是“pH的大小”。

无关变量有温度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加入碘—碘化钾溶液的量及时间等，在做实验时，对照组和实验组的以上因素都要相同且适宜。

2．辨清与酶相关实验设计的5个易错点

（1）若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂，不能选用碘—碘化钾溶液，因为碘—碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解。

（2）若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测试剂宜选用碘—碘化钾溶液，不应该选用本尼迪特试剂，因本尼迪特试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。

另外在酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。

（3）在探究酶的最适温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H2O2分解，因为底物H2O2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。

（4）在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶和底物分别置于不同pH条件下，然后再将同一pH条件下处理的底物和酶液混合，而不能把酶加入反应物中后，再加入盐酸或氢氧化钠。

（5）探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时，对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不同底物，也可用不同酶作用于同一底物。

题型一　多角度考查酶和ATP

1．（2017·舟山模拟）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，据下图判断，有关叙述错误的是（　　）

A．丙物质含有的元素为C、H、O、N

B．甲→ATP的过程所需的酶与酶1不同

C．酶1、酶2和酶3催化的反应均伴有大量的能量释放

D．细胞的厌氧呼吸只有第一阶段产生了ATP

答案　C

解析　据题意分析，丙为腺苷（核糖＋腺嘌呤），丙含有的元素为C、H、O、N，A正确；由甲→ATP的过程为ADP合成ATP的过程，此过程所需的酶是ATP合成酶，而酶1为ATP水解酶，B正确；酶1、酶2催化的是高能磷酸键断裂，释放大量能量，酶3催化的是普通磷酸键断裂，断裂时不释放大量能量，C错误。

2.（2018·“七彩阳光”联盟）下列有关酶的叙述，正确的是（　　）

A.将各种酶水解得到的有机小分子都是氨基酸

B.酶与底物结合后会发生一定形状变化，且是可逆的

C.温度过高过低、pH不适宜都可能导致酶结构破坏而丧失其催化功能

D.与细胞内RNA聚合酶的合成与加工直接有关的膜结构有内质网、高尔基体、细胞膜

答案　B

与酶有关的审答题的4个提醒

（1）只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为RNA，否则一般认定为蛋白质（如各种消化酶、DNA聚合酶等）。

（2）酶只能由活细胞产生，不能来自食物，且几乎所有活细胞（哺乳动物成熟红细胞除外）均可产生酶（一般场所为核糖体）。

（3）催化作用（降低反应分子活化能）是酶唯一的功能，它不具调节功能，也不作为能源（或组成）物质，切不可额外夸大其功能。

（4）辨析酶、激素、化学递质、抗体

①四者均具特异性（专一性）、高效性等特性。

②激素、化学递质、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活细胞都能产生酶（哺乳动物的成熟红细胞除外），但只有少数特异性细胞能合成并分泌激素、化学递质、抗体。

题型二　借助坐标图考查酶的特性和影响因素

3．如图所示为影响酶促反应的温度、pH值和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述中，错误的是（　　）

A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH值

B．甲曲线中，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同

C．乙曲线中，D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复

D．丙曲线中，G点时对应因素升高，酶的活性不能到达H点

答案　C

解析　低温时酶的活性很低，但是酶并不失活，高温使酶的空间结构发生改变，酶失活，过酸和过碱都会使酶的空间结构发生改变，酶失活，从图中来看，影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH值，A正确；甲曲线表示底物浓度与反应速率的关系，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同，A点的限制因素是底物浓度，B点曲线达到饱和，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度，B正确；根据试题分析，乙曲线是温度对酶活性的影响，D点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构并没有被破坏，温度恢复，酶的活性即可恢复，F点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度降低，酶的空间结构也不能恢复，C错误；根据试题分析，丙曲线是pH值对酶活性的影响，G点对应的因素是pH过低，酶的空间结构被破坏，pH值升高，酶的活性不能到达H点，D正确。

思维延伸

　判断正误：

（1）在A点适当提高温度或在B点适当增加酶的浓度，反应速率都将增大（　×　）

（2）图中E点代表该酶的最适pH，H点代表该酶的最适温度（　×　）

（3）短期保存该酶，适宜条件对应于图中的D、H两点（　√　）

（4）研究淀粉酶或过氧化氢酶参与的酶促反应，均可得到上图曲线（　×　）

（5）如图表示淀粉酶在不同实验条件下催化淀粉水解反应时，淀粉的剩余量和反应时间之间的关系，则：

①若实验条件为不同温度，则b曲线对应的温度和题4中曲线乙中E点所对应的温度相同（　×　）

②若实验条件为不同pH，则c曲线对应的pH条件下，酶已失活，而a曲线对应的pH和题4中曲线丙中H点所对应的pH不一定相同（　×　）

③若实验条件为不同的酶浓度，则a曲线对应的酶浓度最大（　√　）

④若a、b、c分别表示加入K＋、蒸馏水、Mg2＋，则c曲线表明Mg2＋对淀粉酶的活性有抑制作用（　√　）

题型三　与酶相关的实验设计与分析

4．（加试）（2017·绍兴模拟）pH对两种酶作用的影响如图所示。

下列叙述错误的是（　　）

A．酶通常在一定pH范围内起作用，在某一pH值下作用最强

B．不同酶的最适pH范围宽度相同

C．在各自的最适pH下，不同酶的催化效率不同

D．在一种酶的最适pH范围下，另一种酶可能失活

答案　B

解析　由图可知，酶通常在一定pH范围内起作用，在某一pH值（最适pH）下作用最强，A正确；由图可知，不同酶的最适pH范围宽度不相同，B错误；由图可知，在各自的最适pH下，胃蛋白酶和胰蛋白酶的催化效率不同，C正确；由图可知，在一种酶的最适pH范围下，另一种酶可能失活，如在胃蛋白酶的最适pH下胰蛋白酶会变性失活，D正确。

5．（2017·扬州模拟）为了探究某种淀粉酶的最适温度，某同学进行了如下实验操作。

请分析回答：

步骤①：

取10支试管，分为五组，每组两支试管中分别加入1mL某种淀粉酶溶液和2mL5%淀粉溶液。

步骤②：

将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并振荡。

步骤③：

将装有混合溶液的五支试管（编号1、2、3、4、5）分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中，反应过程中，每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘—碘化钾溶液显色。

（1）高温对酶活性的影响是______________________（填“可逆”或“不可逆”）的，本实验中酶的用量会影响实验结果，属于无关变量，在科学实验中，无关变量应________，以确保自变量唯一。

（2）从操作顺序看，实验步骤存在不合理，淀粉酶溶液与淀粉溶液混合与保温的正确顺序应该是__________________________________________________________________。

（3）该实验一般不选择本尼迪特试剂来检验淀粉的水解产物，主要原因是本尼迪特试剂显色需要进行__________________，会影响实验的自变量。

（4）按正确的方法重新进行实验，一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘—碘化钾溶液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如表（“＋”表示蓝色程度）：

组别

处理温度/℃

结果

＋＋

＋

棕黄色

＋

＋＋

①试管中取出的反应物滴加碘—碘化钾溶液后，呈棕黄色，说明______________________。

②35℃______________________（是、不是、不一定是、一定不是）该酶的最适温度。

答案　

（1）不可逆　相同且适宜　

（2）先保温再混合　（3）水浴加热　（4）淀粉被完全水解　不一定是

解析　

（1）高温可破坏酶的空间结构使酶变性失活，此过程对酶活性的影响是不可逆的；本实验是探究某种淀粉酶的最适温度，其自变量是温度，实验中酶的用量属于无关变量，在科学实验中，无关变量应相同且适宜，以确保自变量唯一。

（2）从操作顺序看，实验步骤存在不合理，淀粉酶溶液与淀粉溶液混合与保温的正确顺序应该是先保温再混合，以避免淀粉与淀粉酶混合前先反应。

（3）该实验是探究某种淀粉酶的最适温度，温度是自变量，该实验一般不选择本尼迪特试剂来检验淀粉的水解产物，主要原因是本尼迪特试剂显色需要进行水浴加热，会影响实验的自变量。

（4）由题干中的表格数据可知，分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中的1～5号五支试管中，3号试管（处在35℃水浴中处理的）应呈棕黄色说明淀粉被完全水解了，在15℃、25℃、35℃、45℃、55℃的温度中，35℃最适宜，但35℃不一定是该酶的最适温度。

专题强化练

一、选择题

1．（2017·浙江模拟）下列关于吸能反应和放能反应的叙述，错误的是（　　）

A．所有细胞中最重要的放能反应是细胞呼吸

B．所有植物细胞中最重要的吸能反应是光合作用

C．吸能反应所需要的能量一般来自放能反应

D．ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带

答案　B

解析　植物绿色细胞中最重要的吸能反应是光合作用，所有细胞中最重要的放能反应是细胞呼吸，A正确；光合作用属于吸能反应，是植物绿色细胞内最重要的吸能反应，但根尖细胞不能进行光合作用，B错误；吸能反应所需要的能量一般来自放能反应，C正确；ATP既是贮能物质，又是供能物质，ATP是细胞中放能反应和吸能反应的纽带，D正确。

2．（2017·成都模拟）ATP是生物体内重要的化合物，下列有关说法正确的是（　　）

A．细胞呼吸是所有细胞生物产生ATP的重要途径

B．叶肉细胞吸收Mg2＋时所需的ATP由光反应提供

C．无氧时酵母菌产生ATP的主要场所是线粒体内膜

D．剧烈运动时骨骼肌细胞内ATP的积累量迅速增加

答案　A

解析　绿色植物合成ATP所需要的能量可以来自光合作用和细胞呼吸，动物和微生物合成ATP所需要的能量可以来自呼吸作用，因此呼吸作用是所有细胞生物产生ATP的重要途径，A正确；叶肉细胞以主动转运的形式吸收Mg2＋时所需的ATP，由呼吸作用提供；光反应阶段产生的ATP用于碳反应阶段，B错误；无氧时酵母菌产生ATP的主要场所是细胞溶胶，C错误；剧烈运动时骨骼肌细胞内ATP的含量能保持相对稳定，不会迅速增加，D错误。

3．（2017·浙江模拟）下面是有关某种淀粉酶E的实验，处理方式及结果如下。

根据结果判断下列叙述正确的是（　　）

试管Ⅰ

试管Ⅱ

试管Ⅲ

温度（℃）

淀粉酶

1mL

淀粉

1mL

A.本实验的自变量是温度和pH，因变量为淀粉的相对含量

B．E在作用40min后便会失去活性

C．E较适合在40℃和pH为8的环境下作用

D．三支试管中E的空间结构均发生了改变

答案　A

解析　根据试题分析可知：

试管Ⅱ和试管Ⅲ的pH不同，试管Ⅰ和试管Ⅱ的温度不同，本实验的自变量是温度和pH，因变量是淀粉的相对含量，A正确；Ⅰ、Ⅱ试管对照可说明60℃时淀粉酶已失活，较适温度为40℃，且在Ⅲ曲线中，淀粉酶E在作用40min后，淀粉已完全水解，B错误；Ⅱ、Ⅲ试管对照可说明在pH为7的条件下，酶活性很强，故E较适合在40℃和pH为7的环境下作用，C错误；Ⅰ、Ⅱ试管对照可说明60℃时（试管Ⅰ）淀粉酶已失活，高温、过碱使酶的空间结构破坏，故试管Ⅰ的空间结构发生改变，D错误。

4．对如图曲线模型分析不正确的是（　　）

A．若表示酶促反应产物生成量与反应时间的关系，则AB段限制因素可能是酶浓度

B．若表示根毛细胞从土壤中吸收K＋的速率与细胞呼吸的关系，则AB段限制因素可能是载体数量

C．若表示植物光合作用强度与光强度的关系，则AB段限制因素可能是CO2浓度

D．若表示需氧呼吸产生ATP的速率与氧气浓度的关系，则AB段限制因素可能是温度

答案　A

解析　若表示酶促反应产物生成量与反应时间的关系，则AB段限制因素可能是底物已经被分解完，A错误；根毛细胞从土壤中吸收K＋是主动转运，需要载体蛋白和能量，若表示根毛细胞从土壤中吸收K＋的速率与细胞呼吸的关系，则AB段限制因素不是能量，可能是载体蛋白数量，B正确；限制光合速率的外界因素主要是光强度、CO2浓度和温度，内部因素有叶绿素的量、酶量等，若表示植物光合作用强度与光强度的关系，则AB段限制因素可能是CO2浓度，C正确；曲线图表示需氧呼吸强度与氧气浓度的关系，则AB段限制因素可能是温度等，D正确。

5．（2016·浙江4月选考，21）为研究酶的特性，进行了下列实验，基本过程和结果如表所示。

步骤

基本过程

试管A

试管B

①

加入淀粉溶液

3mL

－

②

加入蔗糖溶液

－

3mL

③

加入新鲜唾液

1mL

④

37℃保温15min，加本尼迪特试剂

2mL

⑤

沸水浴2～3min，观察

红黄色沉淀

无红黄色沉淀

据此分析，下列叙述错误的是（　　）

A．实验的自变量是底物

B．检测指标是颜色的变化

C．酶的作用具有高效性

D．37℃是该酶作用的适宜温度

答案　C

解析　对试管A、B唯一的不同操作是加入的底物不同，故自变量是底物，A项正确；实验根据溶液是否产生红黄色沉淀作为检测指标，来判断唾液是否将底物水解产生还原糖，B项正确；酶的作用具有高效性，但据本实验无法得出这一结论，C项错误；唾液中的酶发挥作用的适宜温度是37℃，实验设置在此温度下进行，有利于发挥酶的活性，使反应更加顺利地进行，D项正确。

6．（2017·浙江模拟）研究人员从木耳菜中提取过氧化物酶（POD），分别与四种不同酚类物质及H2O2进行催化反应，结果如下图所示。