高中生物 二轮复习 专题二 细胞的代谢

(5)误认为“酶作为催化剂时参加了化学反应”,实际上酶作为催化剂时只是降
低
化学反应的活化能
,不参加化学反应。
(6)误认为“酶为化学反应提供了活化能”,实际上,酶并未给化学反应提供能
量,只是降低了参加反应的物质从常态转变为活跃状态所需的能量。
(7)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
考向二 考查酶的本质、作用、特性 3.(2019·云南昆明一模)下列有关酶的叙述,错误的是( A.酶的合成均需经过转录和翻译 B.酶都是多聚体,合成过程都有水生成 C.低温下酶的活性较低,但酶的空间结构稳定 D.酶在细胞内外均能发挥作用
A)
解析:酶是蛋白质或RNA,其中蛋白质的合成需经过转录和翻译,而RNA的合成 只需经过转录过程;酶是蛋白质或RNA,都是多聚体,合成过程都有水生成。
[易错提醒] ATP的4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水解时需消耗水。 (4)除光能、有机物中化学能之外,硝化细菌等进行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。
(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是
组。
解析:(1)在60 ℃条件下,反应的最终产物浓度比20 ℃和40 ℃条件下小很多,说 明酶在60 ℃条件下最终失活。20 ℃与40 ℃条件下相比,40 ℃时酶促反应达 到反应平衡的时间短,说明40 ℃条件下酶活性较高。
答案:(1)B
(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
发挥作用。
(8)误认为“低温引起酶的变性失活”,实际上低温只是 抑制 酶的活性,不
破坏酶的 结构 ,但高温能使酶失活。
3.与ATP产生和消耗有关的细胞结构及常见生理过程
细胞结构 细胞膜
细胞质基质 叶绿体
线粒体 核糖体 细胞核
常见的生理过程 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐 产生ATP:细胞呼吸第一阶段
2.(2016·全国Ⅰ卷)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( C ) 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:线粒体是有氧呼吸的主要场所,无氧条件下,线粒体不能产生ATP;ATP 丢失两个磷酸基团后,剩下的是AMP,也叫腺嘌呤核糖核苷酸,可作为RNA合 成的原料;在黑暗中,植物叶肉细胞的叶绿体不能进行光反应,不能产生ATP; 葡萄糖进入红细胞是协助扩散,不消耗ATP。
2.(2018·四川眉山模拟)下列有关细胞的能量“通货”——ATP的叙述错误的 是( D ) A.ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性 B.细胞内放能反应一般与ATP的合成相联系 C.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.人体在剧烈运动中,细胞ATP的合成速率大于其分解速率
解析:组成DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸;由ADP生成ATP,需要细胞呼吸 释放的能量,因此,加入细胞呼吸抑制剂,细胞呼吸释放的能量减少,ATP生成会减 少;无氧条件下,植物细胞会通过无氧呼吸供能,无氧呼吸过程中,只有葡萄糖分 解成丙酮酸过程中释放能量。
4.(2016·全国Ⅱ卷)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:
考向设计·抓迁移
考向一 围绕ATP的结构与功能考查理解能力 1.(2019·四川宜宾二模)下列有关ATP的叙述,正确的是( B ) A.无氧条件下,线粒体也能产生ATP B.ATP丢失两个磷酸基团后,可作为RNA合成的原料 C.在黑暗中,植物叶肉细胞的叶绿体也能产生ATP D.葡萄糖和氨基酸进出人体的各种细胞均需消耗ATP
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
产生ATP:有氧呼吸的第二、三阶段 消耗ATP:自身DNA复制、转录,蛋白质合成等 消耗ATP:蛋白质的合成 消耗ATP:DNA复制、转录等
4.生物体内的能源物质的相互关系(如下图)
能源物质是光合作用的直接或间接产物。能源物质中储存的化学能 通过细胞呼吸释放出来,一部分用来合成ATP,一部分以热能的形式 散失。ATP水解释放的能量用于肌肉收缩、大分子物质的合成、兴 奋传导、营养物质的吸收等生命活动。ATP并非唯一的直接能源物 质,GTP、CTP、UTP等也可直接提供能量。
考向三 围绕影响酶活性的因素考查综合分析及应用能力 5.(2019·山东青岛一模)已知施加药物A能使蔗糖酶的活性丧失;施加药物B后 蔗糖酶活性不变,但蔗糖和蔗糖酶结合的机会减少。如图为蔗糖酶在不同处理
条件下(温度、pH均适宜)产物浓度与时间的关系,其中乙组使用少量药物B处理。
据图分析,下列叙述合理的是( B ) A.甲组先使用药物B处理,在t1时可能适当提高了温度 B.丙组先使用药物B处理,在t1时可能使用药物A处理 C.在t1时间之后甲组蔗糖酶的活性高于乙组和丙组 D.在t1时间之后丙组中蔗糖酶和蔗糖作用机会不变
(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)。
2.明辨酶的“八大误区” (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,由此可联想酶合成的原料有 氨基酸 和 核糖核苷酸,酶合成的场所
解析:测定酶活力时,在除酶外所有试剂均已预保温的情况下,应先加入缓冲 液,其可以为酶提供一个相对稳定的环境,再依次加入底物和酶,保温并计时, 一段时间后检测产物的量。相同时间内产物的量越多,酶活力越强。
3.(2016·海南卷)下列有关植物细胞能量代谢的叙述,正确的是( D ) A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一 B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少,ATP生成增加 C.无氧条件下,丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成 D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
解析:生物的生命活动离不开ATP,生物体中ATP含量少,但转化速度快,不停地 进行着ATP与ADP相互转化,ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的 共性;ATP的合成需要能量,细胞内放能反应一般与ATP的合成相联系;ATP中的 能量可以来源于光能(如光合作用的光反应)或化学能(如有机物氧化分解释放), 也可以转化为光能和化学能,如萤火虫发光等;人体在剧烈运动中,细胞内产生 ATP的速率和产生ADP的速率相当,但速率都加快。
有 核糖体 和 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 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“酶和激素一样,酶促反应完成后酶随即解体”,作为催化剂的酶
分子在催化反应前后分子结构不发生改变,仍具有催化作用。
专题二 细胞的代谢
知识盘点回顾
循图忆知 排查知识缺漏
教材细节关注
1.(必修1 P85文字叙述)过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失 活。酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保存。 2.(必修1 P89文字叙述)吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能 反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。 3.(必修1 P94文字叙述)无氧呼吸都只在第一阶段释放少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖 分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。 4.(必修1 P99学科交叉)可见光的波长范围大约是390～760 nm。不同波长的光,颜色不同。 波长小于390 nm的光为紫外光;波长大于760 nm的光为红外光。一般情况下,光合作用所 利用的光都是可见光。 5.(必修1 P94、P103相关信息)细胞呼吸过程中的[H]实际上是还原型辅酶Ⅰ(NADH),其由 氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)转化而来。光合作用过程中的[H]实际上是辅酶Ⅱ(NADP+)与电子和 质子(H+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。
答案:(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)生物体内酶的化学本质是
,
其特性有
(答出两点即可)。
解析:(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质,极少数是RNA。酶具有 高效性,专一性等特性,并且需要适宜的温度和pH等。
答案:(4)蛋白质或RNA 高效性和专一性
核心考点突破
知识纵横 凝练核心素养
核心考点一 酶与ATP
要点整合·提素养
1.牢记常见的“7种酶” (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。
(3)
限制酶
DNA连接酶
(4)DNA解旋酶——用于DNA复制时双链间 氢键 打开。
解析:根据题意可知,物质甲属于抑制剂,即物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活 化能的能力降低,导致酶活性降低;物质甲与蔗糖酶的结合能降低酶活性,从而 改变酶的高效性,但不改变专一性;蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶 的分离,从而使酶活性升高,蔗糖的水解速率增大;反应体系中没有甲时,蔗糖溶 液的浓度不会改变酶活性,只是改变酶促反应速率。
素养培优
科学思维:酶相关曲线的模型与构建
解读: (1)图1中不同曲线比较说明: ①加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较:酶具有高效 性。 ②加酶的曲线和不加酶的曲线比较:酶具有催化作用。 (2)图2中两曲线比较:酶具有专一性。 (3)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。 (4)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。
真题探究·明考向
1.(2017·全国Ⅱ卷)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( C ) 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:线粒体和叶绿体含有少量DNA,也能进行复制,因此细胞质中含有参与 DNA合成的酶;酶可在细胞内、细胞外和生物体外发挥作用,因此酶在生物 体外可以有催化活性;盐析的方法会让胃蛋白酶析出,且不会破坏该酶的结 构;唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37 ℃,但保存酶一般在0～4 ℃的低温 条件。
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(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
。
解析:(2)在时间t1前,如果A组温度提高10 ℃变成30 ℃,由该酶活性随温度的变化规 律可知,30 ℃条件下的该酶活性大于20 ℃条件下的,那么A组酶催化反应的速度会加 快。 (3)t2时C组的产物浓度已不再增加,但由A和B组t2时的产物浓度可知,t2时C组底物并 未全部被分解,C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下t2时酶已经变性失活。 因此如果在时间t2时,向C组增加2倍量的底物,在其他条件不变的情况下,t3时产物的 总量也不会再增加。
4.(2019·四川成都二模)物质甲作为抑制剂能与蔗糖酶结合或分离,从而改变 蔗糖酶的活性。在适宜温度、pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液 均分为若干份,分别加入到不同浓度的等量蔗糖溶液中,检测发现,蔗糖的水解 速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是( C ) A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强 B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性 C.蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离 D.反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性