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專題3細胞內(nèi)的酶與ATP,【高考這樣考】 1.(2015海南高考T42分)關于生物體產(chǎn)生的酶的敘述，錯誤 的是 ( ) A.酶的化學本質是蛋白質或RNA B.脲酶能夠將尿素分解成氨和CO2 C.蛋白酶和淀粉酶都屬于水解酶類 D.纖維素酶能夠降解植物細胞壁和細菌細胞壁,D,2.(2014全國卷T26分)ATP是細胞中重要的高能磷酸化合物。 下列有關ATP的敘述，錯誤的是 ( ) A.線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用 B.機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP C.在有氧與缺氧的條件下，細胞質基質中都能形成ATP D.植物根細胞吸收礦質元素離子所需的ATP來源于呼吸作用,B,【考綱考頻】 1.酶在代謝中的作用 Ⅱ(5年21考) 2.ATP在能量代謝中的作用 Ⅱ(5年19考),【考查特點】 1.酶：主要考查酶的來源、本質、特性、基本單位、合成部位、作用原理、可發(fā)揮作用的部位、檢測試劑、影響酶活性的因素、酶在生產(chǎn)、生活中的應用以及與酶促反應速率有關的實驗設計。試題以選擇題為主。 2.ATP：主要考查ATP的元素組成、結構、功能、產(chǎn)生的生理過程、產(chǎn)生部位、作用部位、ATP與ADP的相互轉化等，常聯(lián)系與能量變化有關的代謝綜合考查。試題以選擇題為主。,一、酶在代謝中的作用 1.酶的來源：活細胞。 2.化學本質：________________。 3.基本單位：_______________________。 4.合成部位：___________________。 5.作用原理：_________________________。 6.酶的特性：(1)高效性；(2)專一性；(3)作用條件溫和。 7.影響酶促反應速率的因素：溫度、pH、酶濃度、底物濃度等。,蛋白質或RNA,氨基酸或核糖核苷酸,核糖體或細胞核,降低化學反應的活化能,8.與酶有關的實驗設計： (1)驗證高效性。 底物+酶溶液(或無機催化劑)→檢測單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量。 (2)驗證專一性。 ①相同底物+不同酶溶液→檢測底物是否被分解。 ②不同底物+相同酶溶液→檢測底物是否被分解。,(3)探究酶活性的最適溫度或最適pH。 ①自變量：_____________。 ②因變量：酶活性或酶促反應速率。 ③無關變量：底物濃度、酶濃度、反應時間等。 ④實驗方法：設置一系列梯度的溫度或pH分別進行實驗，無關變量 都相同且適宜，檢測酶活性或酶促反應速率。,溫度或pH,二、ATP在能量代謝中的作用 1.組成元素：__________________。 2.結構：A—P ～ P ～ P。 (1)1分子ATP=1分子腺苷+3分子磷酸基團。 (2)腺苷=___________+_________。 (3)含有2個_______________。 (4)遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解。 3.作用部位：發(fā)生耗能反應的部位。,C、H、O、N、P,腺嘌呤,核糖,高能磷酸鍵,4.合成部位： (1)真核細胞：_______________________________。 (2)原核細胞：細胞質、細胞膜、藍藻進行光合作用的膜結構。 5.ATP與ADP的相互轉化：,細胞質基質、線粒體、葉綠體,6.辨析圖中“A”的含義： ①中的A為腺苷(由腺嘌呤和核糖組成)。 ②中的A為腺嘌呤脫氧核苷酸。 ③中的A為腺嘌呤核糖核苷酸。 ④中的A為腺嘌呤。,考點一 酶在代謝中的作用 【典例1】(2015海南高考T15)關于人體內(nèi)激素和酶的敘述， 錯誤的是 ( ) A.激素的化學本質都是蛋白質 B.酶可以降低化學反應的活化能 C.高效性是酶的重要特性之一 D.激素與靶細胞結合可影響細胞的代謝,A,【解題技法】 A.人體內(nèi)某些激素的化學本質是蛋白質，如胰島素；一些激素的 化學本質不是蛋白質，如性激素的化學本質是固醇。 B.酶通過_________________________提高反應速率。 C.酶的特性有___________、___________和_________________。 D.激素是一種信息分子，通過與靶細胞的受體結合傳遞信息， 影響靶細胞的代謝活動。,降低化學反應的活化能,高效性,專一性,作用條件溫和,【知識方法誤區(qū)】 1.與酶相關實驗的易誤點分析： (1)驗證酶專一性實驗的檢測試劑。 底物為淀粉和蔗糖時，檢測試劑應為斐林試劑，不能用碘液。因為碘液不能檢測蔗糖是否水解。 (2)探究酶活性最適溫度實驗的底物和檢測試劑。 ①底物：不能為過氧化氫。因為溫度影響過氧化氫分解。 ②檢測試劑：底物為淀粉時，檢測試劑應為碘液，不能用斐林試劑。因為斐林試劑需要加熱，會破壞自變量。,2.影響酶促反應速率因素的5個?？键c： (1)溫度和pH：通過影響酶活性來影響酶促反應速率。 (2)強酸、強堿和高溫：都會破壞酶分子結構，使酶永久失活。 (3)低溫：只抑制酶活性，不破壞酶分子結構，溫度適宜時，酶活性還會恢復。 (4)底物充足、其他條件適宜：酶濃度與酶促反應速率呈正相關。 (5)酶濃度一定、其他條件適宜：隨底物增加，酶促反應速率先加快后穩(wěn)定。,【題組過關】 1.(2014福建高考)用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應。由此可推測核糖體中能催化該反應的物質是( ) A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 C.RNA D.逆轉錄酶,【解題指導】(1)隱含信息：用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質，處理后的核糖體只有RNA。 (2)關鍵知識：核糖體由蛋白質和RNA組成，是合成蛋白質的場所。 【解析】選C。本題主要考查核糖體的組成和功能。核糖體主要由RNA和蛋白質構成，其功能是按照mRNA的指令將氨基酸合成蛋白質；當用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質后，余下的物質主要是RNA，故C項正確。,2.(2015黃山一模)甲圖表示某植物淀粉酶與人的腸淀粉酶活性受pH影響的情況，乙圖表示3種脫氫酶(A、B、C)的活性受溫度影響的情況。下面分析正確的是( ),①兩淀粉酶的活性相同時pH可以不同 ②若pH由中性變?yōu)樗嵝裕矸勖傅幕钚詽u漸升高 ③A、B酶活性相同時，溫度對酶的影響相同 ④C酶活性的最適溫度等于或大于40℃ A.①② B.①③ C.②③ D.①④,【解析】選D。由圖甲可知，酶活性(縱坐標)相同時，兩種酶的pH(橫坐標)可以不同，①正確；pH由中性變?yōu)樗嵝?，人的腸淀粉酶活性漸漸降低，植物淀粉酶的活性因失活而不變，②錯誤；由圖乙可知，A、B酶活性相同時，溫度對酶的影響在B酶的最適溫度之前相同，在最適溫度之后不同，③錯誤；由于圖中C酶的活性一直在上升，所以C酶活性的最適溫度等于或大于40℃，④正確。,3.(2015石家莊二模)細胞代謝中某種酶與其底物、產(chǎn)物的關系如圖所示。下列有關敘述不正確的是( ),A.酶1與產(chǎn)物B結合后失活，說明酶的功能由其空間結構決定 B.酶1有兩種底物且能與產(chǎn)物B結合，因此酶1不具有專一性 C.酶1的變構位點和活性位點的結構取決于特定的氨基酸序列 D.酶1與產(chǎn)物B的相互作用可以防止細胞生產(chǎn)過多的產(chǎn)物A 【解題指導】解答本題的技巧：看準圖中產(chǎn)物B的作用。 (1)產(chǎn)物B濃度高時，與酶1結合→酶1無活性。 (2)產(chǎn)物B濃度低時，不與酶1結合→酶1有活性。,【解析】選B。根據(jù)圖示分析可知：酶1與產(chǎn)物B結合后失活，與有活性時相比結構發(fā)生了變化，說明酶的功能由其空間結構決定，A項正確；酶1只催化兩種底物合成產(chǎn)物A的反應，具有專一性，B項錯誤；同一種酶的氨基酸種類和數(shù)目相同，所以酶1的變構位點和活性位點的結構取決于特定的氨基酸序列，C項正確；酶1與產(chǎn)物B結合使酶1無活性，合成產(chǎn)物A的反應會中斷，這樣可以防止細胞生產(chǎn)過多的產(chǎn)物A，D項正確。,【加固訓練】解讀下列與酶有關的曲線，回答有關問題：,(1)圖1曲線表示物質A生成物質P的化學反應，在無催化條件和有酶催 化條件下的能量變化過程。酶所降低的活化能可用圖中 線段 來表示。如果將酶催化改為無機催化劑催化該反應，則b在縱軸上將 (填“上移”或“下移”)。 (2)圖2表示酶具有 的特性。 (3)圖3表示影響酶活性因素的曲線，當pH從5上升到7，酶活性的變化 是 ；從圖示曲線還可以得出的結論是_______ 。,(4)圖4中A點后酶促反應速率不再增加，其限制因素主要是________ ；從圖5可得出的結論是：在底物足量的條件下，____ 。,【解析】(1)由圖1可知，a和b分別為為無酶時和有酶時化學反應需要的活化能，所以ab段為酶所降低的活化能；無機催化劑降低化學反應活化能的作用比酶低，所以，若改為無機催化劑，反應需要的活化能比酶高，故b會上移。 (2)由圖2可知，加入酶比加入無機催化劑到達反應平衡點所需的時間更短，所以酶具有高效性。,(3)由圖3可知，該酶的活性除隨溫度(自變量)變化外，還受酸堿度的影響，pH=6時酶活性最高，pH=5時酶活性最低，所以pH從5升到7，酶的活性先上升后下降。圖中3個pH條件下，曲線的最低點都在同一個溫度條件下，說明pH不影響酶的最適溫度。 (4)由圖4可知，A點之前隨底物濃度升高，反應速率逐漸加快，A點后隨底物濃度升高，反應速率不再加快，所以A點后的限制因素是酶的濃度；由圖5可知，底物充足時，酶促反應速率與酶濃度呈正相關。,答案：(1)ab 上移 (2)高效性 (3)先上升后下降 pH不影響酶的最適溫度 (4)酶濃度 酶促反應速率與酶濃度呈正相關,【知識總結】酶特性在生活中的應用 (1)人發(fā)燒時，不想吃東西：原因是體溫升高導致消化酶活性降低。 (2)唾液淀粉酶隨食物進入胃后會失活：原因是唾液淀粉酶在胃液的強酸條件下分子結構會改變。 (3)堿性加酶洗衣粉，更易洗去衣物上的血漬、奶漬：原因是偏堿性環(huán)境條件下利于酶發(fā)揮作用。,考點二 ATP在能量代謝中的作用 【典例2】(2015海南高考T3)ATP是直接為細胞生命活動提供能 量的有機物。關于ATP的敘述，錯誤的是 ( ) A.酒精發(fā)酵過程中有ATP生成 B.ATP可為物質跨膜運輸提供能量 C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成,D,【解題技法】 (1)ADP→ATP的過程：細胞呼吸、光合作用。A項正確。 (2)ATP結構簡式：,【知識方法誤區(qū)】 1.?？嫉?種能源物質： (1)根本(最終)能源：太陽能。 (2)直接能源：ATP。 (3)主要儲能物質：脂肪。 (4)主要能源：糖類；葡萄糖被稱為“生命的燃料”。,2.ATP分子逐步水解得到的物質： (1)ATP脫去1分子磷酸→ADP。 (2)ADP脫去1分子磷酸→AMP。 (3)AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)：RNA的基本單位之一。 3.常見消耗ATP的生命活動： (1)物質運輸：主動運輸、胞吞、胞吐。 (2)遺傳信息的表達：DNA的復制和轉錄、蛋白質的合成。 (3)細胞分裂：形成紡錘體、牽引染色體、形成細胞壁。 (4)物質合成、加工、分泌。,【題組過關】 1.(2015棗莊二模)下列關于ATP的敘述正確的是( ) ①線粒體中大量產(chǎn)生ATP時，一定伴隨著氧氣的消耗 ②葉綠體中大量產(chǎn)生ATP時，一定伴隨著氧氣的產(chǎn)生 ③在生命活動旺盛的細胞中ATP的含量較多 ④ATP與ADP的轉化速率越快，細胞代謝耗能越多 ⑤夜間，葉綠體中C3的還原所需的ATP可以來自線粒體 ⑥白天，葉肉細胞基因表達所需ATP來自葉綠體和線粒體 A.③④⑤⑥ B.①④⑤⑥ C.①②④ D.①②④⑤⑥,【解析】選C。線粒體中產(chǎn)生大量的ATP是有氧呼吸的第三個階段[H]與O2結合產(chǎn)生H2O，①正確；葉綠體中產(chǎn)生大量的ATP是光反應，進行水的光解產(chǎn)生O2和形成ATP，②正確；ATP的含量處在動態(tài)平衡中，③錯誤；ATP與ADP的轉化速率越快，說明細胞代謝耗能越多，④正確；夜間由于光反應停止，所以暗反應也不能進行，⑤錯誤；細胞生命活動所需的ATP由呼吸作用提供，葉綠體產(chǎn)生的ATP只用于暗反應，⑥錯誤。,2.(2015廈門三模)下列關于ATP的敘述正確的是( ) A.葉肉細胞在有光無光條件下均能合成ATP B.人體細胞吸收葡萄糖均需消耗ATP C.維持人體體溫的能量主要來自ATP的水解 D.神經(jīng)纖維上電信號的傳導不需要消耗ATP,【解析】選A。葉肉細胞無光時通過細胞呼吸合成ATP，有光時細胞呼吸和光合作用均能合成ATP，A項正確；葡萄糖進入紅細胞是協(xié)助擴散，不消耗ATP，B項錯誤；人體體溫的維持主要靠細胞呼吸釋放的熱能，C項錯誤；神經(jīng)纖維上電信號的傳導過程中有離子進出細胞，需要消耗ATP，D項錯誤。,【知識總結】ATP的利用 (1)光合作用中光反應產(chǎn)生的ATP只用于暗反應，細胞呼吸產(chǎn)生的ATP用于其他各項生命活動。 (2)常見不消耗ATP的過程：滲透作用、蒸騰作用、被動運輸、光反應。,3.(2014江蘇高考)下列生命活動中不需要ATP提供能量的是( ) A.葉肉細胞合成的糖運輸?shù)焦麑?B.吞噬細胞吞噬病原體的過程 C.淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖 D.細胞中由氨基酸合成新的肽鏈 【解題指導】(1)題干關鍵信息：“不需要ATP提供能量”。 (2)關鍵知識：糖的運輸屬于主動運輸；淀粉水解只需要酶的催化，不需要能量。,【解析】選C。本題考查物質運輸、物質的合成和分解對能量的利用特點。葉肉細胞合成的糖運輸?shù)焦麑嵤侵鲃舆\輸?shù)倪^程；吞噬細胞吞噬病原體的過程屬于胞吞。主動運輸、胞吞、肽鏈的合成都需要ATP提供能量，淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖不需要ATP提供能量。,4.(2015啟東一模)研究證實ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機理如圖所示。請分析回答問題：,(1)神經(jīng)細胞中的ATP主要來自 (生理過程)。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24 h有40 kg ATP發(fā)生轉化，而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2～10 mmol/L，為滿足能量需要。人體解決這一矛盾的合理途徑是 。 (2)由圖可知，細胞間隙中的ATP在有關酶的作用下，磷酸基團逐個脫離下來。最后剩下的是 。,(3)一些神經(jīng)細胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質，還能釋放ATP，兩者均能 引起受體細胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，科學家當初推測ATP可作為 神經(jīng)細胞間傳遞信息的信號分子的實驗思路是：用化學物質阻斷神經(jīng) 遞質在神經(jīng)細胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)_________________________ ，尋找到靶細胞膜上有_______ 。,【解析】(1)神經(jīng)細胞中產(chǎn)生ATP的過程只有細胞呼吸；ATP的含量雖然少，但是由于轉化速率快，所以能滿足人體的能量需求。 (2)由題圖可知，在酶的作用下，ATP一共脫下3個磷酸基團，因此最后剩下的結構是腺苷，即腺嘌呤+核糖。 (3)由“不僅能釋放典型神經(jīng)遞質，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細胞的膜電位變化”可知，若“阻斷神經(jīng)遞質在神經(jīng)細胞間的信息傳遞”，細胞仍可由ATP傳遞信號，則靶細胞膜上應該有ATP的受體。,答案：(1)細胞呼吸 ATP和ADP相互轉化迅速 (2)腺苷 (3)受體細胞仍能接受部分神經(jīng)信號(或受體細胞的膜電位仍會發(fā)生變化) ATP的受體,【加固訓練】細胞中不能合成ATP的部位是( ) A.線粒體的內(nèi)膜 B.葉綠體中進行光反應的膜結構 C.內(nèi)質網(wǎng)的膜 D.藍藻(藍細菌)中進行光反應的膜結構 【解析】選C。真核細胞合成ATP的部位有：線粒體內(nèi)膜、線粒體基質、細胞質基質以及葉綠體類囊體的薄膜；原核細胞合成ATP的部位有：進行細胞呼吸的部位、進行光反應的膜結構。,