高考生物全国版二轮专题复习配套第二单元 生命系统的新陈代谢 专题一 Word版含答案.docx

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高考生物全国版二轮专题复习配套第二单元生命系统的新陈代谢专题一Word版含答案

专题一　酶与ATP

[考纲要求]　1.酶在代谢中的作用（Ⅱ）。

2.ATP在能量代谢中的作用（Ⅱ）。

状元笔记

1．ATP中相关的2个注意点

（1）ATP中的“A”表示腺苷，并非“腺嘌呤”。

ATP水解掉两个高能磷酸键后，就成为“腺嘌呤核糖核苷酸”，是RNA的组成单位之一。

（2）ATP≠能量。

ATP是一种含有能量的物质，并不是能量。

2．与酶有关审答题的4点提醒

（1）只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为RNA，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（一般产生场所为核糖体）。

（3）催化作用（降低化学反应活化能）是酶唯一的功能，它不具有调节功能，也不作为能源（或组成）物质，切不可额外夸大其功能。

（4）酶促反应前后量不变；只改变反应速率，不改变反应平衡点。

3．低温、高温、强酸和强碱对酶活性的影响

（1）低温：

降低酶活性，不会使酶失活，条件适宜时酶活性恢复。

（2）高温、强酸和强碱：

破坏酶的空间结构，使酶失活，不能恢复。

状元反思

1．对验证酶专一性实验的检测试剂有何要求？

提示：

底物为淀粉和蔗糖时，检测试剂应为斐林试剂，不能用碘液。

因为碘液不能检测蔗糖是否水解。

2．探究酶活性最适温度实验的底物为什么不用过氧化氢？

检测试剂为何不用斐林试剂？

提示：

（1）因为过氧化氢高温时易分解，使实验结果受到干扰。

（2）底物为淀粉时，检测试剂应为碘液，不能用斐林试剂。

因为斐林试剂需要加热，会影响自变量。

3．在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不能颠倒顺序？

提示：

若控制条件的步骤和酶量控制的步骤颠倒顺序，会在调节温度或pH的过程中，酶先将底物分解，导致实验失败。

考点一　ATP的合成、利用与能量代谢

1．（2014·全国卷，2）ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。

下列有关ATP的叙述，错误的是（　　）

A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用

B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP

C．在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP

D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用

解析　细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的ATP主要由线粒体提供，A正确；ATP是生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，故B错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中进行，有ATP形成，C正确；根细胞主要通过主动运输的形式吸收矿质离子，其消耗的能量来源于细胞呼吸，故D正确。

答案　B

2．[2016·全国课标卷Ⅰ，29

（1）

（2）]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

本考点多结合代谢过程、耗能的具体生理过程考查ATP的来源、功能及ATP与ADP之间的转化过程，也可从ATP的组成成分与其它有机分子的关系进行命题。

2016年课标卷Ⅰ，29就考查了ATP中三个磷酸基团位置及相关化学键断裂后结果分析。

与ATP相关的6个易错点

（1）ATP≠能量

ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储能物质，不能将两者等同起来。

（2）生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。

其供应取决于ATP与ADP间快速转化。

（3）ATP合成时可产生水、ATP水解时需消耗水。

（4）ATP并非“唯一”的直接能源物质，直接能源物质除ATP外，还有GTP、CTP、UTP等。

（5）除光能、有机物中化学能之外，硝化细菌等化能合成作用的细菌可利用体外无机物（如NH3）氧化时所释放能量来合成ATP。

（6）ATP产生与O2间的关系

命题点1　ATP的化学组成及功能

1．（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　ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，所以D错误。

答案　D

2．（原创）下列有关ATP的叙述，错误的是（　　）

A．ATP中的三个磷酸基团通过高能磷酸键相连

B．人在饥饿状态时，体内ATP的含量大于ADP的含量

C．细胞进行生理活动时几乎都需要ATP供能

D．光照下叶肉细胞产生ATP的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体

解析　ATP中含有的3个磷酸基团通过2个高能磷酸键相连，核糖与磷酸基团之间通过普通磷酸键连接，A正确；一般情况下，细胞中的ATP与ADP的含量处于动态平衡，饥饿状态也是如此，B错误；细胞进行生理活动绝大多数需要ATP供能，C正确；光照下叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸，产生ATP的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体，D正确。

答案　B

1．ATP的组成

2．生物“能源物质”汇总

注：

生态系统总能量来自于生产者固定的太阳能总量，故太阳能为“能量源头”。

命题点2　ATP与ADP间的相互转化与动态平衡

1．（新题快递）ATP是细胞内吸能反应与放能反应的“纽带”，下列有关此“纽带”的说法正确的是（　　）

A．ATP脱去2个磷酸基团后是DNA的基本组成单位之一

B．ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性

C．ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解

D．人体剧烈运动时ATP水解大于ATP合成，平静状态时则相反

解析　ATP脱去2个磷酸基团后应为RNA的基本组成单位之一；植物细胞叶绿体类囊体薄膜上ATP合成时不伴随有机物的氧化分解；无论剧烈运动状态还是平静状态，ATP合成与ATP水解总处于动态平衡中。

答案　B

2．（2017·江西红色七校二次联考）细胞所处的能量状态用ATP、ADP和AMP之间的关系式来表示，称为能荷，公式如下：

能荷＝

，其中AMP为一磷酸腺苷。

能荷对代谢起着重要的调节作用，高能荷时，ATP生成过程被抑制，而ATP的利用过程被激发；低能荷时，其效应相反。

下列说法错误的是（　　）

A．根据能荷的公式组成，推测一般情况下细胞能荷数值小于1

B．细胞中ATP、ADP和AMP之间可以相互转化

C．细胞在吸收Mg2＋时，能荷较低

D．能荷及其调节是生物界的共性

解析　细胞吸收Mg2＋依靠“主动运输”，需消耗ATP，故ATP的利用过程被激发，此时应处于高能荷状态。

答案　C

（1）ATP合成往往与放能反应（如细胞呼吸）相联系（合成ATP相当于合成了一种高能化合物），ATP水解往往与吸能反应（如主动运输、物质合成、神经传导等）相联系。

（2）切不可认为ATP分解大于合成或合成大于分解，事实上，ATP与ADP转化总是处于动态平衡中——耗能较多时ATP水解迅速，但其合成也迅速。

考点二　酶及其相关曲线分析与实验探究

1．（2017·全国课标卷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的合成主要发生在细胞核中，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催化活性，B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。

而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正确；唾液淀粉酶催化反应最适温度是37℃，但是37℃不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D错误。

答案　C

2．（2013·全国新课标Ⅱ，6）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率

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　低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大，而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，所以B错误。

答案　B

3．（2016·全国课标卷Ⅰ，3）若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的试验中，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

解析　在测定酶活力的实验中，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，故只有C项所述操作顺序正确。

答案　C

4．（2016·全国课标卷Ⅱ，29）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）。

答案　

（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、专一性

5．（2012·全国大纲卷，33）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）唾液淀粉酶的最适温度为37℃，70℃环境中该酶将失活。

（2）斐林试剂与还原糖在50～65℃水浴加热条件下，才产生砖红色沉淀。

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50～65℃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

分析全国课标卷高考题不难发现，对酶的考查侧重于酶的本质特性、影响酶活性的因素及相关曲线模型分析，尤其注重相关实验探究，备考时应特别关注规范实验操作步骤、单一变量设置与自变量、因变量分析。

1．巧记酶的“二、一、一、一”

2．酶的特性

3．常考必记的7类酶

（1）DNA聚合酶——催化脱氧核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键，用于DNA复制

（2）RNA聚合酶——用于转录时DNA解旋及核糖核苷酸间的连接

（4）DNA解旋酶——用于DNA复制时双链间氢键打开

（5）

（6）各种消化酶——可对应催化相关大分子的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等

（7）细胞工程工具酶：

纤维素酶和果胶酶（除去细胞壁）、胰蛋白酶（动物细胞培养）

命题点1　考查酶的概念及作用特性

1．（2017·河北石家庄检测）细胞代谢能在常温常压下迅速有序地进行，其中酶起着重要作用。

下列叙述错误的是（　　）

A．酶是所有活细胞都含有的具有催化作用的有机物

B．H2O2分解实验中，加热、Fe3＋、酶降低活化能的效果依次增强

C．有些酶需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输

D．人体的各种酶发挥作用所需的最适条件是不完全相同的

解析　H2O2分解实验中，催化剂的作用是降低反应分子的活化能，而加热却是向反应分子辅助提供了能量并非降低反应分子的活化能。

答案B

2．（2017·湖北黄冈三次联考）为使反应物A→产物P，采取了有酶催化（最适温度和pH）和有无机催化剂催化两种催化方法，其能量变化过程用图甲中两条曲线表示；图乙表示某酶促反应过程的示意图。

下列有关分析中不合理的是（　　）

A．距离b可反映无机催化剂催化效率比有酶催化时效率低的原因

B．适当升高温度，有酶催化时的曲线Ⅱ对应的距离a将下降

C．图乙中②可代表蔗糖，那么③④可代表果糖和葡萄糖

D．图乙所示过程可以说明酶具有专一性

解析　该图所示为“最适”温度和pH下的酶促反应，则适当“升高”温度时，酶降低活化能的程度应减弱，即a将上升。

答案　B

命题点2　酶活性的影响因素及模型分析

典例

　用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是（　　）

A．该酶的最适催化温度不确定

B．图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶

C．由图4实验结果可知酶具有高效性

D．由图3实验结果可知Cl－是酶的激活剂

[慧眼识图·获取信息]

答案　C

对点小练

1．（2017·天津卷，3）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。

下列叙述错误的是（　　）

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

解析　T1时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。

由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A正确；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢（减慢的原因是底物减少），B正确；T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C错误；图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T2值增大，D正确。

答案　C

2．如图是某课外活动小组在探究酶活性的影响因素时绘制的实验结果。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．实验的自变量是H2O2的分解速率，因变量是温度

B．100℃时H2O2剩余量最少，说明高温条件下酶没有失活

C．0℃时H2O2几乎没有分解，说明此温度下酶的活性受到抑制

D．75℃时H2O2酶的活性高于50℃时H2O2酶的活性

解析　本实验的自变量是温度，因变量是H2O2的分解速率，选项A错误；过氧化氢在受热条件下，分解速率加快，100℃时H2O2剩余量最少，是因为高温促使H2O2分解速率加快，不能说明高温条件下酶没有失活，选项B错误；0℃时H2O2几乎没有分解，说明此温度下酶的活性受到抑制，选项C正确；75℃时H2O2的剩余量低于50℃时H2O2的剩余量，是因为温度较高时，过氧化氢自身分解速率较快，而不是酶活性较强，选项D错误。

答案　C

“四看法”分析酶促反应曲线

（1）看纵横坐标轴的含义：

分清自变量与因变量，了解两个变量之间的关系（一般横轴为自变量，纵轴为因变量）

（2）看曲线的变化：

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，当达到饱和后，限制因素是横坐标所表示的因素之外的其他因素。

（3）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）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。

注：

（1）反应溶液pH（或温度）的变化不影响酶作用的最适温度（或pH），如下图所示：

（2）若为曲线图，则对应曲线至高点（或反应物剩余量低谷点）时酶活性最高。

若为“柱形图”，则酶活性最高点介于与最高柱相邻两侧柱所示范围内。

命题点3　与酶相关的实验设计与探究

1．如表所示为酶相关实验探究流程（每组所用的可溶性淀粉溶液和酶溶液均在对应温度下保温一段时间再混合），下列叙述中错误的是（　　）

项目

A组

B组

C组

步骤一

向各组试管内加入2mL可溶性淀粉溶液

步骤二

步骤三

分别用斐林试剂检验，观察并记录实验结果

A.A组和B组对照，说明酶具有专一性

B．A组和C组对照，说明酶的活性受温度的影响

C．实验结果是B、C组试管内均出现砖红色沉淀

D．A、B组实验中，酶的种类为自变量

解析　A组和B组对照，自变量是酶的种类，说明酶具有专一性；A组和C组对照，自变量是温度，说明酶的活性受温度的影响；实验结果是A组试管内出现砖红色沉淀。

答案　C

2．（2017·《试题调研》）请回答下列有关酶的实验探究问题：

（1）为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验：

试管

编号

A

B

实验步骤

1

加入2mL5%H2O2溶液

加入2mL5%H2O2溶液

2

5滴2%过氧化氢酶溶液

5滴2%过氧化氢酶溶液

3

0.5mL5%NaOH溶液

0.5mL5%HCl溶液

4

观察气泡的产生速率

观察气泡的产生速率

上述实验设计中有两处不妥，请指出：

①__________________________________________________________________；

②__________________________________________________________________。

（2）一般情况下，不能用过氧化氢酶为材料探究温度对酶活性的影响，若要设置实验来证明温度能影响过氧化氢酶的活性，你认为应该怎样设置？

___________________________________________________________________

__________________________________________________________（写出设计思路即可）。

查阅资料发现：

H2O2在受热和日光照射时分解速率加快，在温度为30℃以下时比较稳定，在70℃以上时，分解速率加快。

你认为设计上述实验时，应特别注意的事项是___________________________________________________________

___________________________________________________________________。

解析　

（1）①验证酶的活性受pH影响时，除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外，还需要设置pH＝7的对照组。

②探究pH、温度对酶活性的影响时，应先将酶和底物置于相应的条件（pH、温度）下处理一段时间，然后再将酶与底物混合。

（2）若要设置实验来证明温度能影响过氧化氢酶的活性，可采取每一温度下设置两支试管，一支试管中加入过氧化氢酶，另一支不加，比较同一温度下这两支试管中气泡的产生速率。

但是要注意温度不宜太高，因为在较高温度下保温时，H2O2分解速率较快，可能会出现未加酶而H2O2已全部分解的情况。

答案　

（1）①缺少pH＝7的对照组　②加入NaOH溶液和HCl溶液的时间顺序不合理，应在加入过氧化氢酶前将其加入，用于改变溶液的pH　

（2）将盛有过氧化氢酶的试管保温于一系列不同温度下一段时间，然后与同温度的H2O2溶液混合，观察同温度下加过氧化氢酶和不加过氧化氢酶的两组试管中气泡的产生速率　将温度控制在70℃以下

酶相关实验设计必记4个关键点

（1）探究酶的高效性时，应设置“无机催化剂”作对照组。

（2）验证酶的专一性，既可用同一种酶（如淀粉酶）作用于不同的底物（如淀粉和蔗糖），也可以用不同的酶（如淀粉酶和蛋白酶）作用于同一底物（如淀粉）。

（3）验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先让酶和底物均达到相应的条件后再让二者相遇，且不宜用H2O2探究酶活性受温度影响。

（4）用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀粉酶，底物为淀粉、蔗糖两种，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂。

2018·高考仿真练

（时间：

40分钟　满分：

75分）

一、选择题（每小题6分，共6小题，共36分）

1．（2017·福建漳州八校联考）科学家在四膜虫体内发现一种基本组成单位为核苷酸的核酶。

下列有关核酶的说法错误的是（　　）

A．彻底水解可产生CO2和H2O

B．作用条件比较温和

C．能降低相关化学反应的活化能

D．不在细胞质的核糖体中合成

解析　核酶的化学本质为RNA，其彻底水解产物为核糖、磷酸及A、U、C、G四种含N碱基。

答案　A

2．（2017·甘肃二诊）下列有关ATP的叙述，错误的是（　　）

A．一分子的ATP中含有两个高能磷酸键和三个磷酸基团

B．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质

C．酵母菌在线粒体内合成ATP，在细胞质基质中消耗ATP

D．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能

解析　根据ATP的分子结构简式：

A—P～P～P，一分子的ATP中含有两个高能磷酸键和三个磷酸基团，A正确；ATP中的“A”表示腺苷，构成DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤，二者不是同一物质，B正确；酵母菌在线粒体内和细胞质基质中都能合成ATP，C错误；ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能，D正确。

答案　C

3．如图表示某种酶在不同处理条件下催化某反应后，生成物的量与反应时间的关系。

据图分析正确的是（　　）

A．若①②③表示温度