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1、专题2 细胞的代谢,2018年高考二轮复习,第1讲 酶和ATP,考点透视,考点1能量代谢中的ATP,1理清ATP结构的组成与特点 (1)1分子ATP1分子腺苷3分子磷酸基团。,(2)ATP中含有两个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键容易水解与合成。,2理解ATP与ADP的转化,(1)ATP的产生途径 光合作用：发生在叶绿体的类囊体薄膜上的光反应。 光合色素吸收的光能ADPPiATP 细胞呼吸：发生在细胞质基质和线粒体中。 细胞呼吸释放的化学能ADPPiATP,(2)ATP的消耗途径 ATPADPPi能量 ATP水解释放的能量用于细胞中各种耗能反应，如主动运输、物质合成、肌肉收缩等。 (3)A
2、TP与ADP的相互转化。,3ATP与DNA、RNA的联系 ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，但在不同物质中表示的含义不同，如图所示：,典例解析,例1.,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,C,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
3、耗 B蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自细胞呼吸 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,A,例2.,解析 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；ATP与ADP的相互转化处于动态平衡中。,例3.,在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。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
4、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“”“”或“”)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“”“”或“”)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位和位之间的高能磷酸键，即位磷酸基团转移到DNA末端。要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在ATP的位上。(2)dATP脱去位和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
5、上，则32P应在dATP的位上。,技巧归纳,(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。其供应依赖于ATP与ADP间快速转化。 (3)ATP合成时可产生水，ATP水解时需耗水。 (4)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。,考点透视,考点2酶在代谢中的作用,1理清酶的作用机理、特性及影响因素的3类曲线 (1)酶的作用原理,由图可知，酶的作用原理是降低化学反应的活化能。 若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法
6、不能降低活化能，但会提供活化能。,(2)酶的特性的曲线,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。 图2中两曲线比较表明：酶具有专一性。,(3)各因素对酶促反应速率的影响曲线,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。 分析图5：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素可能是酶浓度。,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 ,例1.,典例解析,C,酶在酶促反应中能催化特定的底物反
7、应，与酶的活性中心有关。酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。下列与图示反应类型相符的生理过程是(),例2.,D,A核糖体上多肽链的合成 B肌细胞中糖原的合成 C线粒体内H的还原 D肝细胞内过氧化氢的分解,解析 图示为酶催化的分解反应。核糖体内将氨基酸脱水缩合形成多肽链，属于合成反应；肌细胞中糖原的合成属于合成反应；线粒体内H的还原，即24H6O212H2O能量，属于合成反应；肝细胞内含有过氧化氢酶，将过氧化氢分解成氧气和水，属于分解反应。,把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中(酶液)，在37 下观察到某些反应现象。在这种情况下，学
8、生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可以观察到该反应现象；学生乙设计的对照实验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解释，其中可能性最大的是() A由于该酶液中混有与反应物相同的物质 B由于该酶液中混有催化同一反应的多种酶 C酶由于被蒸馏水溶解，因而能进行反应 D酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行,例3.,A,技巧归纳,1.(1)反应速率化学平衡 酶只是降低了化学反应的活化能，所能催化的是本来就能发生的反应，提高了反应速率，缩短了到达平衡点的时间，而平衡点的大小只能由底物的量来决定。 (2)酶促反应速率酶活性 温度和pH是通过影响酶
9、的空间结构改变酶的活性，进而影响酶促反应速率；而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反应速率。,2.有关酶的6个误区 (1)误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，进而引申为合成的原料是氨基酸或核糖核苷酸，合成的场所是核糖体或细胞核。 (2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上，凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶。 (3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶是生物催化剂，只起催化作用。 (4)误认为“酶只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用。 (5)误认为“低温引起酶变性失活”，实际上低温
10、影响酶的活性，不破坏酶的结构，且低温处理后再回到最适温度条件下，仍具有高效催化性。 (6)误认为“过氧化氢酶和加热促使过氧化氢分解的机理相同”，实际上过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能，而加热是使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃态。,考点3借助坐标曲线考查对酶的理解能力,考点透视,一看,二看,三看,四看,两坐标轴的含义：分清自变量和因变量，了解两个变量的关系,曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义，如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，纵坐标代表的量未达到饱和时，限制因素是横坐标的因素，当纵坐标达到饱和后，限制因素是除横坐
11、标所表示的因素之外的其他因素。,特殊点：如曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等，理解特殊点的意义。,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。,例1.,典例解析,如图所示，abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线，有关曲线的判断错误的是() A曲线abd，若X为时间，Y可表示某一化学反应产物的产量 B若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点时酶结构中的肽键数与b点时相同 C曲线abd，若X为底物浓度，Y可表示反应速率，bd不再增加可能是酶浓度的限制 D曲线abc，若X轴为pH，则b点时酶的最适温度高于a点时的最适温度,D,解析 曲线abd可表示某一酶促反应
12、中产物的产量随时间而变化的曲线，底物反应完全后产物不再增加，A项正确；若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点的高温条件会破坏酶的空间结构，但不会影晌肽键数目，与b点温度条件下肽键数目相同，B项正确；曲线abd若表示酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，bd不再增加可能是酶浓度的限制，C项正确；曲线abc若表示酶促反应速率随pH变化的曲线，则b点和a点相比酶的最适温度并没有变，D项错误。,例2.,某班研究“温度对酶的活性影响”实验时，两个小组的同学选择了不同的实验材料开展探究，第一组选择淀粉酶水解淀粉进行实验结果如图甲、乙所示，第二组利用肝脏研磨液与Fe3催化过氧化氢开展实验，其结果如图丙所示。
13、下列相关分析不合理的是() A两组同学都采用数学建模表示研究结果 B酶的催化效率不一定比无机催化剂高 C两组实验数据都反映了酶的最适宜温度时产物积累量或生成量最多 D两组实验都反映了温度过高或过低都不利于酶的催化作用,C,解析 两组同学都采用数学建模表示研究结果，A正确；由图丙中实验结果的曲线可知，在50 时酶的催化效率低于无机催化剂的，B正确；最适温度时酶的催化效率最高，但此时产物积累量不是最多的，反应进行仍可产生产物，C错误；温度过高或过低都不利于酶的催化作用，D正确。,例3.,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
14、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)。,B,加快,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,蛋白质或RNA,高效性、专一性,技巧归纳,考点4有关酶特性的实验探究,考点透视,1依据实验目的准确选取实验材料和检测指标,2.掌握探究酶的最适
15、温度或最适pH的实验设计程序,底物,酶,各自在所控制的温度下处理一段时间,底物与相应的温度酶混合,在各自控制的温度下保温一段时间,检测,酶液,酶液,酶液,PH1,PH2,PHn,各自与等量底物混合,检测,适宜条件下反应一段时间,例1.,典例解析,若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，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,C,解析 在测定酶活力的实验中，需要保证p
16、H和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入。,例2.,下列关于“探究温度影响淀粉酶活性”实验的叙述，错误的是() A合理设定实验温度属于控制实验的自变量 B淀粉与淀粉酶应分别达到设定温度后再混合 C可选用碘液或斐林试剂对实验结果进行检测 D淀粉的用量和保温时间均可能影响实验结果,C,解析 斐林试剂使用时需水浴加热，会造成自变量变化，故不能用斐林试剂对实验结果进行检测。,例3.,为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表：,(1)请完成实验设计：应为_。 (2)2、3号试管为一组对照实验，本实验中要探究的自变量是_。请为该组实验拟定一个课题名称_。 (3)本实验的因变量可以通过观察_
