高考生物二轮复习专题讲解练专题二 细胞的代谢2讲.docx
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高考生物二轮复习专题讲解练专题二细胞的代谢2讲
第1讲 酶和ATP
考纲要求
三年考情
命题趋势
1.酶在代谢中的作用Ⅱ
2013全国Ⅱ、四川、安徽、江苏、海南
2012北京、福建、广东、江苏、全国大纲
2011全国大纲、天津、海南、江苏
1.趋势分析：
（1）酶的特性及影响因素常以曲线、图表形式或实验探究、分析评价形式进行考查。
（2）ATP部分命题频率低，多融合到代谢（或生理）过程中与其他知识点一起考查。
2．备考指南：
（1）复习时通过构建温度、pH和底物浓度对酶促反应速率影响的数学模型加深对酶特性的理解。
（2）联系细胞内稳定的能量供应系统复习ATP知识。
2.ATP在能量代谢中的作用Ⅱ
2013海南
2012北京
1．酶与ATP在细胞代谢中有怎样的联系？
2．ATP与RNA的关系是怎样的？
考点一 影响酶促反应的因素
关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构（2013全国Ⅱ，6B）
B．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率，涉及“降低化学反应活化能”的原理（2013四川，4C）
C．激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢（2013安徽，2A）
D．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸（2011天津，1A）
[自主尝试] ________
[拓展]酶促反应速率不同于酶活性：
①温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。
②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
【链接提升】 与酶有关的图表、曲线解读
1．酶高效性的曲线解读
（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
2．酶专一性的图示解读
（1）图中A表示酶，B表示被催化的反应物。
（2）酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
3．影响酶活性的曲线解读
（1）在一定温度范围内，随着温度的升高，酶的催化作用增强；超过酶的最适温度后，随着温度的升高，酶的催化作用减弱，酶只有在最适pH，催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都减弱。
（2）过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶失去活性；而低温只是使酶的活性降低，酶的分子结构未遭到破坏，温度升高可恢复其活性。
4．反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响解读
（1）在其他条件适宜，酶浓度一定的条件下，酶促反应速率随反应物浓度增加而加快；但当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
（2）在反应物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应的反应速率与酶浓度成正比。
跟踪训练1 图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（ ）
A．图甲中物质a可以是麦芽糖也可以是乳糖
B．图甲中物质b能降低该化学反应的活化能，其化学本质与无机催化剂相同
C．图乙中若曲线①②③表示不同温度下酶促反应速率，则曲线①温度>曲线②>曲线③
D．图乙中若曲线①②③表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线①酶浓度>曲线②>曲线③
跟踪训练2 对化学本质为蛋白质的酶而言，下列符合其催化反应变化规律的曲线应是（ ）
考点二 影响酶催化效率的因素的相关实验
（2012·高考大纲全国卷）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）________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[提醒]
（1）探究pH对酶活性影响的实验设计中的易错点拨：
探究不同pH对酶活性的影响时，①要注意保证酶在最适温度下发挥作用，排除温度对酶活性的影响；②必须将酶溶液的pH调整到实验要求的pH（加清水、加氢氧化钠溶液、加盐酸，或不同pH的缓冲溶液），再让反应物与酶接触，方可证明环境过酸或过碱对酶活性的影响，避免在未达到预设的pH时反应物已与酶接触并发生反应。
（2）当探究酶的最适温度时需要注意：
①在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。
②若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
【链接提升】 酶的本质、作用及特性的实验探究
1．酶是蛋白质的实验探究
2．酶的催化作用实验探究
3．酶的专一性探究
此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。
（1）设计思路一：
换反应物不换酶
（2）设计思路二：
换酶不换反应物
4．酶的高效性实验探究
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物分解速率。
5．酶的适宜条件的探究
实验的自变量（即单一变量）为温度或pH，因变量是反应物分解的速率或存在量。
（1）适宜的温度：
设计思路：
（反应物＋t1）＋（酶溶液＋t1），（反应物＋t2）＋（酶溶液＋t2），（反应物＋t3）＋（酶溶液＋t3）……（反应物＋tn）＋（酶溶液＋tn）→反应物分解的速率或存在的量。
（2）适宜的pH：
设计思路：
（反应物＋pH1）＋（酶溶液＋pH1），（反应物＋pH2）＋（酶溶液＋pH2），（反应物＋pH3）＋（酶溶液＋pH3）……（反应物＋pHn）＋（酶溶液＋pHn）→反应物分解的速率或存在量。
跟踪训练 为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了相关实验，步骤和结果如表所示。
请结合表格内容，分析并回答问题。
方法步骤/试管编号
1
2
3
4
1%NaCl溶液（mL）
1
1%CuSO4溶液（mL）
1
1%Na2SO4溶液（mL）
1
蒸馏水（mL）
1
pH为6.8的缓冲液（mL）
1
1
1
1
1%淀粉溶液（mL）
1
1
1
1
唾液淀粉酶溶液（mL）
1
1
1
1
各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管，加入1%碘溶液0.1mL
观察结果
无颜色变化
深蓝色
浅蓝色
（1）实验中加入缓冲液的作用是
________________________________________________________________________。
（2）实验中设置4号试管的目的是______。
实验中设置3号试管的目的是
________________________________________________________________________。
（3）分析实验结果可知：
对唾液淀粉酶活性有影响的离子是________，其中对酶活性有抑制作用的离子是________，对酶活性有促进作用的离子是________。
考点三 ATP的合成与能量代谢
（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
[自主尝试] ________
[提醒]ATP是“能量货币”，任何耗能的生命活动都需要，因此可以说所有的细胞都可以合成ATP，但是不同细胞中ATP的合成场所是有差异的，特别要注意特殊细胞，如人体成熟红细胞只在细胞质基质中进行无氧呼吸合成ATP。
蓝藻细胞可在细胞质基质和光合片层中进行有氧呼吸和光合作用，合成ATP。
【链接提升】
1．不同结构中“A”的含义归纳
2．ATP在能量代谢中的转化和利用
（1）能量代谢过程和利用
（2）ATP与ADP转化发生的场所及相关生理过程
转化场所
ATP→ADP
ADP→ATP
细胞膜
葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输
否
细胞质
基质
许多生化反应的进行消耗ATP
细胞呼吸产生ATP
叶绿体
暗反应消耗光反应产生的ATP
光反应产生ATP
线粒体
自身DNA复制消耗ATP
有氧呼吸第二、三阶段产生ATP
核糖体
氨基酸合成蛋白质等消耗ATP
否
高尔基体
植物细胞形成细胞壁，动物细胞形成分泌物等消耗ATP
否
内质网
有机物的合成、运输等消耗ATP
否
细胞核
DNA的复制、转录等消耗ATP
否
中心体
形成纺锤体，牵引染色体移动等消耗ATP
否
特别提醒：
光反应产生的ATP只用于暗反应。
病毒的增殖过程消耗的ATP来自宿主细胞。
跟踪训练1 ATP是细胞的能量“通货”，下列说法正确的是（ ）
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．黑暗条件下，植物细胞中只有线粒体可以产生ATP
跟踪训练2 磷酸化是指在某些物质分子上加入一个磷酸基团，如三磷酸腺苷（ATP）就是由二磷酸腺苷（ADP）磷酸化而来。
下列结构中不能发生ADP磷酸化的是（ ）
A．细胞质基质 B．叶绿体基质
C．叶绿体类囊体薄膜D．线粒体内膜
1．对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化（2013安徽，2D）（ ）
2．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物（2013全国Ⅱ，6D）（ ）
3．利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率，不涉及降低化学反应活化能（2013四川，4D）（ ）
4．细胞中的内质网膜不能合成ATP（2012北京，1C）（ ）
5．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率（2011天津，1B）（ ）
6．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸（2011海南，14D）（ ）
7．高温和低温均能破坏酶的结构，使其失去活性（2009重庆，1A）（ ）
8．适宜光照下，叶绿体和线粒体合成的ATP都需要O2（2009上海，24A）（ ）
9．β半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。
这表明β半乳糖苷酶的催化作用具有稳定性（2008上海，13C）（ ）
10．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（2008天津，6－①）（ ）
题型三 实验分析类
实验分析类试题，着重考查学生理解实验的选材原理与方法，经分析综合得出结论，并对相关结论进行解释与评价的能力。
分析实验原理、完善实验步骤、分析实验过程及注意事项，回答实验结论是实验考查的主要形式。
（2013·高考江苏卷）为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是（多选）（ ）
实验编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③
pH对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验① B．实验②
C．实验③D．实验④
[自主尝试] ________
【解题指导】 上述各项实验是从选材及试剂的角度进行评价分析的。
①不妥之处：
过氧化氢受热会分解，因此不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。
③不妥之处：
蔗糖酶不能催化淀粉水解。
④不妥之处：
斐林试剂可与酸反应，影响物质检测。
【方法总结】 实验分析类的一般解题思路方法指导
1．从实验目的和实验材料入手，分析实验假设，并做出预期；
2．总结概括实验原理，研究分清自变量与因变量，联系基本知识，在自变量与因变量之间建立关联。
1．下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”有关分析合理的是（ ）
A．本实验的因变量是不同的催化剂
B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等
C．1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验
D．分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能
2．下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是（ ）
选项
实验目的
主要实验步骤
A
酶催化具有高效性
实验组：
2mL3%H2O2＋1mL过氧化氢酶
保温5min
对照组：
2mL3%H2O2＋1mL蒸馏水
保温5min
B
酶催化具有专一性
实验组：
2mL3%可溶性淀粉＋1mL新鲜唾液
保温5min，斐林试剂检验
对照组：
2mL3%蔗糖溶液＋1mL新鲜唾液
保温5min，斐林试剂检验
C
探究酶作用的适宜温度
5mL3%可溶性淀粉＋2mL新鲜唾液＋碘液→每隔5分钟将溶液温度升高10℃，观察溶液蓝色变化
D
pH影响酶的催化活性
向三支试管中依次各加入2mL3%可溶化淀粉、1mL不同pH缓冲溶液和1mL新鲜唾液，在适宜温度下保温5min，斐林试剂检验
3.（拓展）下列是生物研究中常用的实验方法，不正确的是（ ）
A．研究细胞器结构和种类，采用差速离心法和显微观察法
B．提取和分离叶绿体中的色素，采用研磨过滤法和纸层析法
C．探究酵母菌呼吸方式，采用对比实验法和产物检测法
D．观察植物细胞有丝分裂过程，采用活体染色法和持续的显微观察法
4．（拓展）在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物（mRNA）进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：
实验序号
重复的mRNA序列
生成的多肽中含有的氨基酸种类
实验一
（UUC）n，即UUCUUC……
丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二
（UUAC）n，即UUACUUAC……
亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是（ ）
A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNA
B．实验一和实验二的密码子可能有：
UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUU
C．通过实验二的结果推测：
mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子
5．（2013·高考新课标全国Ⅱ卷）已知大麦在萌芽过程中可以产生α淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α淀粉酶。
为验证这一结论，某同学做了如下实验：
试管号
GA溶液
缓冲液
水
半粒种子10个
实验步骤
实验结果
步骤1
步骤2
1
0
1
1
带胚
25℃保温24h后去除种子，在各试管中分别加入1mL淀粉液
25℃保温
10min后
各试管中
分别加
入1mL
碘液，混
匀后观察
溶液颜色
深浅
＋＋
2
0
1
1
去胚
＋＋＋＋
3
0.2
1
0.8
去胚
＋＋
4
0.4
1
0.6
去胚
＋
5
0.4
1
0.6
不加种子
＋＋＋＋
注：
实验结果中“＋”越多表示颜色越深。
表中液体量的单位均为mL。
回答下列问题：
（1）α淀粉酶催化__________水解可生成二糖，该二糖是________________。
（2）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的________，这两支试管中淀粉量不同的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是
________________________________________________________________________。
（4）综合分析试管2、3和4的实验结果，说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2讲 光合作用和细胞呼吸
考纲要求
三年考情
命题趋势
1.光合作用的基本过程Ⅱ
2013北京、全国大纲、海南
2012山东、广东、福建、天津
2011浙江、福建、广东、江苏
1.趋势分析：
叶绿体色素的提取与分离实验常直接考查，而光合作用与细胞呼吸原理与应用考查常结合过程模型、曲线分析和生产生活应用进行。
2．备考指南：
（1）利用光合作用图解或表解帮助理解光合作用中主要的生理变化以及光反应与暗反应之间的关系。
（2）可通过表解对比法加深对有氧呼吸三个阶段的理解。
（3）结合元素追踪法加深理解细胞呼吸过程中的元素去向。
（4）结合同位素标记法理解光合作用中产物的元素来源问题。
2.影响光合作用速率的环境因素Ⅱ
2013山东、重庆、浙江、四川、江苏
2012北京、江苏、浙江、广东
2011全国课标、海南、广东、江苏、天津、安徽
3.细胞呼吸Ⅱ
2013全国Ⅱ、北京、安徽、福建、四川、海南
2012全国课标、山东、福建、江苏、天津、浙江
2011海南、广东、天津、福建
1．以碳的转移为例，写出光合作用与细胞呼吸的联系。
2．光合作用与细胞呼吸是怎样完成能量转换的？
考点一 透彻分析光合作用与细胞呼吸的过程
下列有关光合作用和细胞呼吸的相关叙述中，不正确的是（ ）
A．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同（2013全国Ⅱ，3D）
B．叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP（2012全国大纲，2B）
C．离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成碳反应（暗反应）（2011浙江，1D）
D．有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水（2010新课标卷改编，2B）
[自主尝试] ________
[提醒]两个生理过程中特别注意的是：
①植物吸收蓝紫光的百分比比红光高，但红光提供的能量多，白光中的绿光光合效率低，所以应是红光光合效率高。
②无光的情况下，CO2固定产生的C3达到饱和，会抑制该过程的进行。
③无氧呼吸第一阶段产生的[H]用作还原剂形成乳酸或酒精，第二阶段不产生ATP。
④水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。
玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。
【链接提升】
1．物质转化关系
（1）从反应式确定元素的来源和去向：
①光合作用总反应式：
O2中氧原子全部来自水；CO2中碳经C3进入（CH2O）。
②有氧呼吸反应式：
产生的H2O中的氧原子全部来自O2，与反应物H2O中氧原子无关。
（2）光合作用与有氧呼吸的物质转化：
C：
CO2―→C3―→C6H12]O6―→C3H4O3―→CO2
H：
H2O―→[H]―→C6H12O6―→[H]―→H2O
O：
H2O―→O2―→H2O
（3）[H]和ATP的来源、去向分析：
光合作用
有氧呼吸
[H]
来源
H2O光解产生
有氧呼吸第一、二阶段
去向
还原C3
用于第三阶段还原O2
ATP
来源
光反应阶段产生
三个阶段都产生
去向
用于C3还原供能
用于各项生命活动
（植物的C3还原除外）
2.能量转化关系
跟踪训练1 下列物质转化过程会发生在人体内的是（ ）
A．H2O中的O转移到O2中
B．CO2中的C转移到C6H12O6中
C．C6H12O6中的H转移到C2H5OH中
D．O2中的O转移到H2O中
跟踪训练2 如图表示某种生理作用的过程。
其中甲、乙、丙代表有关生理过程发生的场所，①、②代表有关物质。
下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．该图表示光合作用的生理过程
B．酵母菌和乳酸菌都可在甲和乙内发生生理过程
C．物质①表示丙酮酸，物质②表示ATP
D．丙表示线粒体内膜，该处能产生大量的ATP
考点二 分析影响光合作用和细胞呼吸的因素
（2013·高考重庆卷）图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。
下列有关叙述，正确的是（ ）
A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多
B．t2→t3，暗反应（碳反应）限制光合作用。
若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高
C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果
D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低
[自主尝试] ________
【链接提升】
1．解读影响光合作用因素的相关曲线
（1）光照强度（如图甲）
①原理：
影响光反应阶段ATP、[H]的产生。
②分析
（2）CO2浓度（如图乙）
①原理：
影响暗反应阶段C3的生成。
②分析
（3）温度（如图丙）
①原理：
通过影响酶的活性而影响光合作用。
②分析：
P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。
2．分析影响细胞呼吸的因素
影响因素
比较内容
温度
氧气浓度
水分
影响原理
影响酶的活性
决定呼吸类型和强度
自由水含量较高时呼吸旺盛
坐标曲线
实践应用
在零上低温下贮存蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中,增加昼夜温差以减少有机物的消耗,提高产量
常利用降低氧的浓度抑制细胞有氧呼吸、降低有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间
贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗
跟踪训练 （2013·江苏省泰州中学高三期中考试）如图1为在光合作用的最适温度和最适光照条件下，测得的CO2浓度与某植物O2释放量的关系示意图，图2是在光合作用的最适温度和最适光照及黑暗条件下，CO2浓度分别为mc和md时测定的该植物体内C3和C5的含量，共获得a、
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