1、专题二生命系统的代谢细 胞 的 能 量1.酶在代谢中的作用(5年4考)2ATP在能量代谢中的作用(5年1考)3细胞呼吸(5年9考)4光合作用的基本过程(5年8考)5影响光合作用速率的环境因素(5年9考)整合考点4“周而复始”的酶和ATP1区分酶的3个不同点、5个相同点化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内外或生物体内外均可生理功能催化作用作用原理降低化学反应的活化能与无机催化剂相同的性质提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点；反应前后，酶的性质和数量不变2理清酶的作用机理、特性及影响因素的3
2、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5OP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。3关注“两类”实验设计(1)验证酶的专一性实验中的注意事项淀粉或蔗糖淀粉酶应用斐林试剂检测反应物，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)在探究温度对
3、酶活性的影响实验中的注意事项实验室使用的淀粉酶最适温度为60。不宜选用斐林试剂鉴定，因为温度是干扰条件。实验步骤不能颠倒，否则会使实验出现较大误差。4记牢ATP的结构与能量转换5记清细胞内产生与消耗ATP的六种结构转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等6辨析“四种”化合物结构中的“A”(1)ATP：“A”为腺苷
4、。(2)DNA：“A”为腺嘌呤脱氧核苷酸。(3)RNA：“A”为腺嘌呤核糖核苷酸。(4)核苷酸：“A”为腺嘌呤。理清酶的本质、作用与特性1(2013新课标卷)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：有些酶是生命活动所必需的，如与呼吸作用有关的酶，在分化程度不同的细胞中都存在，A正确；导致酶空间结构发生破坏而变性的因素有过酸、过碱、高温等；低温能降低酶的活性，但不会破坏其结构，B错误；酶的作用实质即为降低化学反应所需活化能从而
5、提高反应速率，C正确；酶是蛋白质或者RNA，可作为催化剂，如淀粉酶；也可作为底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D正确。答案：B2(福建卷)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应，由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是()A蛋白酶BRNA聚合酶CRNAD逆转录酶解析：A项，蛋白酶在蛋白质水解成多肽的过程中起催化作用。B项，RNA聚合酶在转录的过程中起催化作用。C项，自然界中的酶大多数是蛋白质，少数是RNA。核糖体是由RNA和蛋白质组成的，用蛋白酶将其蛋白质除去后，处理后的核糖体仍可催化氨基酸发生脱水缩合反应，说明起催化作用的成分是RNA。D项，逆转录酶在逆转录
6、(或反转录)过程中起催化作用。答案：C3下列都可用“酶的作用条件较温和”进行解释的生物学现象是()A“高原反应”和“不能用纯氧抢救煤气中毒的病人”B“唾液淀粉酶进入胃后不再催化淀粉水解”和“胰岛素不能口服”C“人发高烧时，浑身无力，食欲下降”和“人寒冷时，不由自主打寒战”D“沸水浸泡过的加酶洗衣粉洗涤效果不佳”和“低温保存的食物不易腐败”解析：“高原反应”是由于机体缺氧，“不能用纯氧抢救煤气中毒的病人”是由于血液中的二氧化碳可以作为化学物质刺激呼吸中枢，A项错误；“唾液淀粉酶进入胃后不再催化淀粉水解”是由于胃中的pH过低，导致唾液淀粉酶变性失活，能体现“酶的作用条件较温和”，但“胰岛素不能口服
7、”是因为胰岛素的化学本质是蛋白质，口服能被消化道中的蛋白酶水解而失活，不能体现“酶的作用条件较温和”，B项错误；“人发高烧时，浑身无力，食欲下降”，是因为体温升高导致酶的活性减弱，能体现酶的催化需要适宜的温度，但“人寒冷时，不由自主打寒战”，是神经调节的结果，不能体现“酶的作用条件较温和”，C项错误；“沸水浸泡过的加酶洗衣粉洗涤效果不佳”，是由于高温破坏了酶的结构，“低温保存的食物不易腐败”是由于在低温条件下，微生物细胞内的酶的活性受到抑制，两个实例均能体现出“酶的活性需要适宜的温度”这一特征，D项正确。答案：D关注酶实验，玩转坐标线1(2017福建高三)下图所示为某种酶对应的酶促反应相关曲线
8、，下列叙述错误的是()A只要条件适宜，酶在细胞内和细胞外都可发挥催化作用B图甲中，a点到b点曲线急剧下降，其原因是温度升高使酶活性下降C图乙中，曲线最高点对应的pH值会随着温度的变化而变化D温度和pH均影响该酶的活性，该酶不存在人体内环境中解析：酶活性的发挥需要适宜的条件，只要条件适宜，酶在细胞内和细胞外都可发挥催化作用，A正确；图甲中，横坐标是温度，纵坐标是反应速度，a点到b点曲线急剧下降，表明温度升高反应速度下降，原因就是温度升高使酶活性下降，B正确；图乙中，酶活性发挥的最适pH值不会随着温度的变化而变化，C错误；温度和pH均影响该酶的活性，从图乙可看出该酶的最适pH是10，则该酶不存在人
9、体内环境中，D正确。答案：C2(2017江西师大附中)研究人员从木耳菜中提取过氧化物酶(POD)，分别与四种不同酚类物质及H2O2进行催化反应，结果如下图所示。相关说法正确的是()A图1所示的实验目的是探究不同酚类物质的浓度对POD活性的影响B当底物浓度为0.08 mmolL1时，POD催化酚类2的反应速率一定大于酚类3C由图2可知，H2O2浓度过高会抑制POD的活性，降低浓度后POD活性一定会恢复DH2O2对POD活性的影响与温度和pH对POD活性的影响相同解析：如图1所示的实验目的是探究不同酚类物质的浓度对POD活性的影响，不同酚类物质的浓度对POD活性的影响不同，A正确；过氧化物酶活性除
10、了与底物浓度有关外，还与温度和pH有关，所以只有在相同且适宜的条件下，当底物浓度为0.08 mmolL1时，POD催化酚类2的反应速率一定大于酚类3，B错误；由图2可知，H2O2浓度过高会抑制POD的活性，但没有实验说明降低浓度后POD活性就会恢复，C错误；由于不知H2O2浓度大于1.2%以后的情况，因而无法判断H2O2对POD活性的影响与温度和pH对POD活性的影响是否相同，D错误。答案：A“四看法”分析酶促反应曲线(1)看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量之间的关系。(2)看曲线的变化：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
11、反应的因素时，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，限制因素是除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。要想考得好，实验要抓牢1下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验设计及结果。试管编号2mL 3%淀粉溶液2mL 3%蔗糖溶液1mL 2%淀粉酶溶液反应温度()4060804060802mL斐林试剂砖红色深浅*注：“”表示有；“”表示无；*此行“”的多少表示颜色的深浅。根据实验结果，以下结论正确的是
12、( )A蔗糖被水解成非还原糖B上述反应的自变量为温度C40为淀粉酶的最适温度D淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性解析：加蔗糖的试管中加淀粉酶后用斐林试剂检测无砖红色沉淀，说明蔗糖不能被水解成还原糖，但也不能说明蔗糖被水解成非还原糖，A错误；改变的是温度，根据单一变量原则，B正确；由表中信息可知无低于40的对照，故不能确定最适温度，C错误；表格中不能看出淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性，D错误。答案：B2(2016全国卷甲)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
13、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)。解析：(1)曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40 时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 。(2)A组控制的温度是20 。在时间t1之前，如果A组温度提高10 ，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。(3)对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60 条件下已经失活，
14、所以如果在时间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，在t3时，C组产物的总量不变。(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。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、专一性在科学研究中，需要探究最适值的实验很多，如探究某种酶的最适温度、最适pH，探究某植物生长调节剂促进植物生长的最适浓度等，这类实验都需要先在较大范围内设置梯度较大的系列温度(或pH、浓度等)梯度值，然后在作用效果较好且相近的两个温度(或pH、浓度等)值之间，再设置梯度较
15、小的系列温度(或pH、浓度等)梯度值。ATP结构与功能的理解1下列关于酶和ATP的叙述，正确的是()A同种酶在不同温度时活性可能相同B同一个体不同细胞中不可能存在相同的酶C植物细胞都可利用光能合成ATPD哺乳动物成熟的红细胞可利用有氧呼吸释放的能量合成ATP解析：同种酶在不同温度时活性可能相同，如在最适温度两侧酶活性可能相同，A正确；同一个体不同细胞中可能存在相同的酶，如呼吸酶，B错误；光合作用合成的ATP只能用于光合作用的暗反应中三碳化合物的还原，C错误；哺乳动物成熟的红细胞不含有线粒体，只能进行无氧呼吸，D错误。答案：A2“钠钾泵”(钠钾转运体)位于细胞膜上，每消耗一个ATP分子，可泵出3
16、个Na和泵入2个K。下列说法错误的是()A钠钾泵的化学本质是蛋白质B泵出Na和泵入K的过程为主动运输C钠钾泵保持了膜内高钾、膜外高钠的离子分布D泵出Na和泵入K使神经元产生动作电位解析：钠钾泵是运输钠离子和钾离子的载体，其化学本质是蛋白质，A项正确；每消耗一个ATP分子，可泵出3个Na和泵入2个K，由此可推知泵出Na和泵入K的过程为主动运输，保持了膜内高钾、膜外高钠的离子分布，B、C项正确；动作电位的产生是由于神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na的通透性增加，Na内流，使膜两侧产生外负内正的暂时性的电位变化，故D项错误。答案：D3ACP是调节磷代谢的重要酶类，其最适pH为4.8。鱼被宰杀后
17、，鱼体内的ATP会生成具有鲜味的肌苷酸，ACP会催化肌苷酸分解导致鱼肉鲜味下降。为了研究鱼类的保鲜方法，从草鱼、鱼回鱼和鳝鱼中分离得到ACP，并对该酶活性进行了系列研究，相关实验结果如表和图所示。下列相关叙述正确的是()金属离子对ACP活性的影响适宜浓度的金属离子溶液ACP相对活性(%)草鱼鱼回鱼鳝鱼Na100.83101.4796.03Zn2112.38116.06158.13Ca265.2196.1888.18注：其余条件均适宜。A进行实验研究时，各反应体系中均需加入等量的pH为4.8的缓冲液B由表可知，在鱼肉中添加微量的Zn2可抑制鱼肉鲜味的下降C随着温度升高，不同鱼类的ACP相对活性逐
18、渐升高D将宰杀后的鱼回鱼放到37 左右的环境中一段时间能保持其鲜味解析：解答本题的关键是信息的获取：一是从题干中获取鱼肉保鲜的方法，即有效抑制ACP的活性；二是从表格中分析出从草鱼、鱼回鱼和鳝鱼中分离得到的ACP在不同种类的金属离子溶液中的活性不同，三种鱼的ACP活性在Ca2溶液中都最低，在Zn2溶液中都最高；三是从曲线图中得出在最适温度之前，不同鱼类的ACP活性都会随着温度的上升而增强，但是超过最适温度后，ACP活性都会随着温度的上升而减弱。由题干信息可知，ACP的最适pH为4.8，为遵循单一变量原则，各反应体系中均需加入等量的pH为4.8的缓冲液，A正确；由表可知，从草鱼中分离得到的ACP
19、在适宜浓度的Zn2溶液中活性较高，若在鱼肉中添加微量的Zn2，其鲜味保持的时间会变短，B错误；由图可知，随着温度升高，不同鱼类的ACP相对活性先升高后降低，C错误；由图可知，鱼回鱼放到37 左右环境中ACP活性最大，鲜味最难保持，D错误。答案：A4(2016全国卷乙)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上，则32P应在位。答案：(1)(2)