届高考生物二轮复习课后加餐训练专题1细胞系统第3讲第1课时考点2ATP在细胞代谢中的作用.docx
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届高考生物二轮复习课后加餐训练专题1细胞系统第3讲第1课时考点2ATP在细胞代谢中的作用
第3讲
细胞系统的功能——能量的供应和利用
第1课时 酶和ATP（重点保分课）
考点二
ATP在细胞代谢中的作用
8.（2015·海南高考）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：
选D 酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成；ATP可为主动运输提供能量；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；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。
9．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。
阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP含量会下降。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗
B．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用
C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D．蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定
解析：
选A 由题干信息可知，蚜虫合成ATP所需能量还可来自于类胡萝卜素吸收的光能；蚜虫做同一强度的运动消耗ATP的量是一样的。
10．下图1表示细胞中ATP反应链，图中a、b、c代表酶，甲、乙、丙代表化合物；图2表示酶活性与温度的关系。
下列叙述不正确的是（ ）
A．图1中的乙含有1个高能磷酸键，丙为腺嘌呤核糖核苷酸
B．神经细胞吸收K＋时，a催化的反应加速，c催化的反应被抑制
C．研究淀粉酶活性与温度关系时，不可以选择斐林试剂作为检测试剂
D．图2中温度为m时比n时酶活性低，所以m时比n时更有利于酶的保存
解析：
选B 图1中的乙是ADP，含有1个高能磷酸键，丙是AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸；神经细胞吸收K＋是主动运输，消耗能量，能量来自ATP水解，所以a催化的反应加速，但c催化的反应不会被抑制；斐林试剂检测还原糖时需进行水浴加热，而研究淀粉酶活性与温度的关系，温度是自变量，实验过程中需保持不变，所以不能选择斐林试剂作为检测试剂；低温时酶的活性低，温度为m时比n时更有利于酶的保存。
11．研究小组利用下列实验材料、试剂及实验装置进行“验证酶具有专一性”的实验。
（一）材料与试剂：
猪小肠蔗糖酶（最适温度50℃）、唾液淀粉酶（最适温度37℃）、质量分数5%麦芽糖溶液、质量分数5%蔗糖溶液、质量分数5%淀粉溶液等。
（二）实验装置：
（注：
二糖、单糖不能透过所用半透膜，水可以透过）
请回答：
（1）实验步骤：
①U形管A侧加入20mL质量分数5%麦芽糖溶液，B侧加入20mL质量分数5%________溶液，一段时间后观察A、B两侧液面平齐。
②A、B两侧均加入等量适量的________酶，水浴缸温度设为________℃，一段时间后观察A、B两侧液面变化。
（2）预期实验结果：
A侧液面________，B侧液面________。
（3）实验步骤②中，一段时间后若分别取U形管A、B侧溶液，加入斐林试剂水浴加热，则A侧溶液________，B侧溶液________；该结果________（填“能”或“不能”）验证酶具有专一性。
解析：
（1）麦芽糖和蔗糖都是二糖，在实验设计时要遵循单因子变量原则，U形管A侧加入20mL质量分数为5%的麦芽糖溶液，B侧应加入等量的质量分数为5%的蔗糖溶液，才能保证两侧的浓度差相等，一段时间后观察到A、B两侧液面平齐。
根据实验材料与试剂可以推测出，A、B两侧均加入等量适量的猪小肠蔗糖酶，猪小肠蔗糖酶的最适温度为50℃，因此水浴温度设为50℃。
（2）由于酶具有专一性，蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，导致B侧溶液浓度增大，而A侧溶液浓度不变，因此一段时间后B侧液面会升高，A侧液面下降。
（3）由于麦芽糖、果糖和葡萄糖都是还原糖，因此在步骤②中，一段时间后若分别取U形管A、B侧溶液，加入斐林试剂水浴加热，都会出现砖红色沉淀，因此不能验证酶具有专一性。
答案：
（1）①蔗糖 ②（猪小肠）蔗糖 50
（2）下降 上升 （3）出现砖红色沉淀 出现砖红色沉淀 不能
12．某校生物研究性学习小组通过使用三种生物的淀粉酶提取液（提取液中酶浓度相同）进行实验，比较这三种生物所产生的淀粉酶的活性大小。
[实验步骤]
步骤
试管1
试管2
试管3
试管4
加蒸馏水
2mL
2mL
2mL
①
加pH＝8的缓冲液
0.5mL
0.5mL
0.5mL
0.5mL
加淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
2mL
加酶提取液
甲生物淀粉酶提取液
1mL
乙生物淀粉酶提取液
1mL
丙生物淀粉酶提取液
1mL
37℃水浴保温
30min
30min
30min
30min
滴加碘液
5滴
5滴
5滴
5滴
[实验结果]
编号
试管1
试管2
试管3
试管4
颜色深浅程度
＋＋
－
＋
②
（注：
“＋”显色，“＋＋”显深色，“－”不显色）
请根据实验步骤和实验结果回答下列问题：
（1）表中①处应为________；②处颜色深浅程序应表示为________（用“＋”或“－”表示）。
（2）该实验的自变量是________________，无关变量有________________________（至少写出2种）。
（3）除用碘液检验淀粉的剩余量来判断实验结果外，还可以用____________来检验生成物的量。
若用该试剂检验，颜色变化最深的试管是________。
（4）根据上述结果得出的结论是：
不同生物的淀粉酶，虽然酶浓度相同，但活性不同。
造成实验中三种酶活性不同的根本原因是_________________________。
（5）该小组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验。
右图所示的坐标中已根据实验结果画出了试管3中酶活性的曲线，请在坐标中画出试管2中酶活性的曲线。
解析：
（1）根据生物实验的单一变量原则和等量原则，要确保四支试管中溶液的总体积相等，则①处应为3mL。
由于试管4为空白对照组，没有淀粉酶的存在，所以淀粉的剩余量最多，滴加碘液后颜色最深，因此“＋”的个数应等于或大于3个。
（2）对比三个实验组和空白对照组可知，不同生物的淀粉酶提取液为自变量，除自变量外，对实验结果造成影响的其他变量为无关变量，必须保持无关变量相同且适宜。
（3）测定酶反应速率时，既可
以底物的减少量或剩余量为检测指标，也可以产物的生成量为检测指标。
由于试管2中淀粉已全部转化为麦芽糖，所以用斐林试剂检测时，试管2的砖红色最深。
（4）淀粉酶的化学本质是蛋白质，由相应基因指导合成。
根本原因应为决定酶的基因不同。
（5）根据实验可知试管2中的反应速率大于试管3，因此可画出试管2中相应的酶活性曲线。
答案：
（1）3mL ＋＋＋（或多于＋＋＋）
（2）不同生物的淀粉酶提取液 加入提取物的体积、温度、pH、淀粉的体积和浓度、保温时间 （3）斐林试剂 试管2 （4）决定这3种酶的DNA（或基因）不同 （5）如下图
本课时在复习时要注意以下几个方面：
（1）学会通过分析曲线图理解酶的作用原理和特性。
（2）通过设计和分析实验掌握酶的特性及应用。
（3）结合光合作用与细胞呼吸，识记ATP的结构及在能量代谢中的作用。
考点二 ATP在细胞代谢中的作用
一、抓牢主干知识——这是答题的本源
1．归纳识记ATP的结构与能量转换——关系清、思路明（填图）
2．归纳识记细胞内产生与消耗ATP的六个结构——识得清、辨得明（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
二、谨防易误陷阱——这是命题的焦点
判断下列叙述的正误
（1）活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行（×）
（2）ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供（×）
（3）细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体（×）
（4）无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源（×）
（5）主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量（√）
（6）人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡（×）
（7）1个ATP分子中含有一个腺嘌呤和3个磷酸基团（×）
[好题精选·做一当十] 剑指高考短平快，省时省力跳题海
一、历年高考试题集中研究——找规律
1．（2015·全国卷Ⅱ）端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。
下列叙述正确的是（ ）
A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B．端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
解析：
选C 端粒是染色体末端的DNA重复序列，大肠杆菌等原核生物拟核的DNA不能与蛋白质结合形成染色体，因此大肠杆菌拟核的DNA中没有端粒。
端粒酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用的一种酶，RNA聚合酶催化合成的是RNA，所以端粒酶中的蛋白质不是RNA聚合酶。
正常人细胞的每条染色体的两端都含有端粒DNA。
在正常人体细胞中，端粒DNA可随着细胞分裂次数的增加而逐渐缩短。
2．（2014·江苏高考）下列生命活动中不需要ATP提供能量的是（ ）
A．叶肉细胞合成的糖运输到果实
B．吞噬细胞吞噬病原体的过程
C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖
D．细胞中由氨基酸合成新的肽链
解析：
选C 叶肉细胞合成的糖如葡萄糖通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP；吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性，需要消耗ATP；淀粉酶催化淀粉水解的过程不需要消耗能量，如人体肠道中食物的消化；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP。
3．（2013·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
解析：
选B 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；低温只是抑制酶的活性，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，因此低温并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。
4.
（2011·全国卷）甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。
下列分析错误的是（ ）
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析：
选B 酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。
因在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降，故甲酶的本质不是蛋白质，有可能是RNA；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。
5．（2012·全国卷）某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。
③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由（不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数），以便实验能得到正确的预期结果。
（1）________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而70℃恒温水浴的温度过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终不同pH下的实验结果一样。
（2）本题选择的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，斐林试剂鉴定还原糖必须要加热，如果不加热，则任何一组都不会出现砖红色沉淀。
答案：
（1）③中70℃应改为37℃。
因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃
（2）在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。
因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色
二、最新调研试题重点研究——明热点
1．科学研究发现，某些免疫球蛋白具有催化功能，称之为抗体酶。
下图表示某新型抗体酶的结构，据图判断下列叙述不正确的是（ ）
A．抗体酶能与双缩脲试剂发生紫色反应
B．抗体酶能与各种抗原结合
C．抗体酶与底物结合后，能降低反应的活化能
D．利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应，可靶向治疗癌症
解析：
选B 由题干信息可知，抗体酶的化学成分是蛋白质，功能上既具有抗体特异性识别抗原的功能，又具有酶的催化功能。
2．下图是以蔗糖酶催化蔗糖水解为例表示酶促反应的作用过程。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．酶与底物的结合具有专一性
B．酶在催化过程中结构不会发生改变
C．适当增大底物量可加快酶促反应速率
D．上述过程可表示为E＋S→ES→E＋P
解析：
选B 由图可知，酶在与底物结合过程中，结构发生了改变。
3．酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是一切生命活动的直接能源物质。
下面是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法不正确的是（ ）
A．绿色植物叶肉细胞内，叶绿体合成的ATP比线粒体内合成的ATP用途单一
B．酶a～c催化的反应（底物的量相同），产生⑤最少的是Ⅲ过程
C．若要探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性
D．直接控制酶a合成的物质的基本组成单位是脱氧核苷酸
解析：
选D 叶绿体类囊体膜上可通过光反应合成ATP，此ATP只用于暗反应，而线粒体的基质和内膜上合成的ATP可以用于除暗反应以外的各种生命活动；①为ADP、②为AMP、③为腺苷、④为磷酸、⑤为能量，Ⅰ和Ⅱ断裂的都是高能磷酸键，Ⅲ断裂的是普通化学键；由图示可知酶b的适宜pH的变量范围应呈偏酸性；直接控制酶a合成的物质是mRNA，其基本组成单位是核糖核苷酸。
4．为了比较两种不同洗衣粉中添加的蛋白酶（分别含甲、乙）对温度和pH的耐受能力（即保持一定活性的范围）的差异，科研人员进行了相关的研究，实验结果如下图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．甲酶对温度的耐受范围比乙酶的大
B．乙酶对pH的耐受范围比甲酶的大
C．两种酶都耐受碱性条件，在酸性条件下都失活
D．在洗衣粉中同时添加甲、乙两种酶一定比只添加一种酶的洗涤效果好
解析：
选B 从温度对两种酶活性的影响曲线图分析可知，乙酶耐受的温度范围更广。
从pH对两种酶活性的影响曲线图分析可知，乙酶耐受的pH范围更广。
从图中可以看出，在pH大约是6.5～7.0的酸性条件下，两种酶都具有一定的活性。
由于甲、乙两种酶都是蛋白酶，其化学本质都是蛋白质，因此，在洗衣粉中同时添加甲、乙两种酶，可能会因为酶的相互作用，而使洗涤效果不如只添加一种酶的好。
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