1、专题二细胞代谢概念 细胞的生存需要能量和营养物质1说明酶的化学本质。2理解酶活性受到温度和pH的影响。3解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。4说明光合作用的过程及能量的变化。5说明细胞呼吸的过程及能量的变化。6理解影响光合作用和细胞呼吸的环境因素。1酶与ATP提示：蛋白质RNA催化活化能较温和温度pHAPPP水解合成细胞呼吸直接2光合作用与细胞呼吸提示：CO2H2O(CH2O)O2叶绿体类囊体的薄膜上2H2O4HO2ADPPiATP将光能转变为ATP中活跃的化学能CO2C52C3有机物中稳定化学能光、CO2、温度等C6H12O66H2O6O212H2O6CO2能量2C3H4O36H2O
2、6CO220H能量(少)24H6O212H2O能量(多)C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2能量(少)或C6H12O62C3H6O3(乳酸)能量(少)温度、O2、浓度、H2O等一、酶1酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸。()提示：酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位分别是氨基酸和核糖核苷酸。2酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用。()提示：酶是由活细胞产生的，酶在细胞内外、身体内外都能发挥作用。3过酸、过碱或温度过高、过低，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。()提示：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；温度过低会降低酶的活性，但不失活
3、。4利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。()提示：过氧化氢加热会分解，不能用来探究温度对酶活性的影响。二、ATP1ATP中的A是腺嘌呤，与DNA中的碱基A的含义一样。()提示：ATP中的A是腺苷，DNA中的碱基A是腺嘌呤，含义不一样。2ATP与ADP的相互转化是可逆的，时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。()提示：ATP与ADP的相互转化是不可逆的。3ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能。()三、细胞呼吸1人剧烈运动时，骨骼肌进行无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质。()提示：人剧烈运动时，骨骼肌进行无氧呼吸产生乳酸，不产生二氧化碳。2葡萄糖可以通过线粒体双层
4、膜，在线粒体内经过代谢产生二氧化碳和水。()提示：丙酮酸可以通过线粒体双层膜，在线粒体内经过代谢产生二氧化碳和水。3一般水果保鲜的条件是无氧、干燥、零下低温。()提示：一般水果保鲜的条件是低氧、零上低温，不能干燥。4选用透气性好的“创可贴”是为了保证人体细胞的有氧呼吸。()提示：选用透气性好的“创可贴”是防止厌氧菌大量繁殖。四、光合作用1叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。()2水在光下分解为H和氧气的过程发生在叶绿体基质中。()提示：水在光下分解为H和氧气的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜。3自养生物是专指能够通过光合作用制造有机物的生物。()提示：硝化细菌通过化能合成作用制造有机物，也是
5、自养生物。4适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，在停止供应CO2后会升高。()考点一酶在细胞代谢中的作用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。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。(2)酶的特性曲线图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)影响酶促反应速率因素的曲线分析温度pH底物浓度酶浓度在最适温度条件下，酶的活性最高；温度偏高或偏低，都会使酶的活性降低。温度过高会使酶的空间结构遭到破坏而失活在最适pH条件下
6、，酶的活性最高；每种酶只能在一定的pH范围内表现出活性，过酸或过碱都会使酶的空间结构遭到破坏而失活当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比(4)应用“四看法”分析酶促反应曲线一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量间的关系。二看曲线的变化：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。如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，曲线未达到平衡时，限制因素是横坐标所表示的因素，当曲线达到平衡状态后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。三看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转
7、折点、交叉点等，理解特殊点的意义。四看不同曲线的变化：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。2有关酶的实验设计(1)准确选取实验材料和检测指标实验目的实验材料检测指标(试剂)注意事项高效性过氧化氢与过氧化氢酶O2产生的快慢与多少与无机催化剂对比专一性淀粉、蔗糖与淀粉酶斐林试剂不能用碘液检测结果探究温度对酶活性的影响淀粉和淀粉酶碘液不能用过氧化氢与过氧化氢酶；不能用斐林试剂检验结果探究pH对酶活性的影响过氧化氢与过氧化氢酶O2产生的快慢与多少不能用淀粉和淀粉酶(2)探究酶的最适温度或最适pH：实验设计思路：实验设计程序：(3)有关酶的验证、探究或评价性实验题解题策略第一步，分析
8、实验目的，确定自变量与因变量(检测指标)。第二步，明确实验原理，理清自变量和无关变量的控制方法。第三步，分析实验步骤，判断是否遵循实验的对照原则、单一变量原则及科学性原则。第四步，如果是选择题，要依据实验原理、实验原则、所学的生物知识进行综合分析，然后做出判断；如果是非选择题则应注意联系教材知识综合分析，以确定所填答案。1绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，合成的原料有氨基酸或核糖核苷酸，合成的场所主要是核糖体或细胞核。2凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶，酶不能来自食物。3酶只有催化功能，不具有调节作用，也不作为能源和组成物质。4酶既可在细胞内、外发挥作用，也可以在身体内、外发
9、挥作用。5低温只抑制酶的活性，不破坏酶的空间结构，但高温、强酸和强碱都能使酶变性失活。6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。7酶只改变反应速率，不改变化学反应的平衡点。酶只是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。8酶是化学反应的催化剂，反应前后酶的性质、数量都没有发生改变。温度和pH对酶促反应速率的影响与底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影响的本质有什么不同？提示：温度和pH影响酶促反应速率的原因是影响了酶的活性；底物浓度和酶浓度影响酶促反应速率的原因是影响了酶分子和底物分子的结合，酶的活性并没有改变。1普通淀粉酶的最适温度在4060
10、之间，而极端耐热淀粉酶在100 仍能保持较高的活性，因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请设计实验测定极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度，完成以下两个问题：(1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑哪些因素？(指出两点即可)(2)简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。提示：(1)底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序。(2)在40 和100 之间设置一系列温度梯度的实验组，其他实验条件适宜且相同。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。2某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理
11、设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。提示：实验思路：甲组将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖的产生。乙组将X酶用RNA酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖的产生。预期结果及结论：若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是RNA；若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是蛋白质。(2020浙江卷)为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是(
12、)A反应小室应保持在适宜水温的托盘中B加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致C将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液D比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围解析：温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜
13、pH范围，D正确。答案：C热点一考查酶的本质、作用和特性1(2020烟台联考)下列对动物体内酶、激素和ATP这三类有机物的相关叙述，错误的是()A这三类有机物一定都含有C、H、OB成年男性体内，精原细胞形成精子的过程中有酶、激素和ATP的参与C能合成酶的细胞一定都能合成ATPD酶和ATP均可以在细胞内外发挥作用，而激素只能在细胞内发挥作用解析：酶的本质为蛋白质或RNA，激素为固醇类或含氮类物质，它们和ATP都含有C、H、O，A正确；精原细胞形成精子的过程中需酶的催化，需要性激素的调节，需要消耗ATP，B正确；活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)均能合成酶和ATP，能合成酶的细胞一定都能合成ATP，
14、C正确；激素大多数由内分泌细胞分泌进入细胞外液中发挥作用，D错误。答案：D辨析酶、激素、抗体、神经递质比较项目酶激素抗体神经递质化学本质多数为蛋白质，少数是RNA蛋白质、多肽、固醇、氨基酸衍生物等球蛋白乙酰胆碱、多巴胺、氨基酸类、NO等产生细胞活细胞内分泌腺细胞或下丘脑细胞浆细胞神经细胞作用部位细胞内外靶细胞或靶器官内环境突触后膜作用后的变化不发生改变被灭活被降解被降解或移走热点二考查酶的实验设计过程2(2020贵州遵义五校适应性考试)某学生兴趣小组进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的实验，实验结果如下表所示，下列相关叙述错误的是()缓冲液pH 5.0pH 6.0pH 7.0pH 8.0收集
15、到气体体积/mL0.5 min6.57.68.38.01 min9.511.312.311.6A过氧化氢酶活性可通过单位时间收集到的气体体积反映B每一个实验组中含有酶的滤纸片数量要相等C表中数据可说明过氧化氢酶的最适pH为7.0左右D过氧化氢酶在动物肝脏细胞和血细胞中浓度很高解析：过氧化氢酶可催化H2O2分解为H2O和O2，因此过氧化氢酶活性可通过单位时间内收集到的气体体积来反映，A正确；本实验的目的是探究pH对过氧化氢酶的影响，因此自变量是pH，其他无关变量如含有酶的滤纸片数量等要相同，B正确；根据表中数据可知，在0.5 min内，pH为7.0时收集到的气体最多，可说明过氧化氢酶的最适pH为
16、7.0左右，C正确；酶具有微量、高效的特性，因此过氧化氢酶在动物肝脏细胞和血细胞中浓度不高，D错误。答案：D热点三考查酶相关实验的评价与修正3(2020保定模拟)某实验小组探究了不同浓度的NaCl溶液对淀粉酶催化淀粉水解的反应速率的影响，获得的实验结果如表所示。下列相关分析错误的是()NaCl溶液浓度/(molL1)00.050.100.150.200.250.30酶促反应速率相对值5.05.76.26.56.05.44.3A.该实验中自变量为NaCl溶液浓度，底物浓度为无关变量B该实验中酶促反应速率可以用单位时间内淀粉的消耗量来表示C0.30 molL1的NaCl溶液使淀粉酶变性，导致酶促反
17、应速率降低D该实验表明NaCl溶液浓度过高会降低酶促反应速率解析：该实验的自变量为NaCl溶液浓度，底物为淀粉溶液，其浓度为无关变量，A正确；该实验中酶促反应速率可以用单位时间内淀粉的消耗量来表示，也可用单位时间内产物的产生量来表示，B正确；较高浓度的NaCl溶液使酶促反应速率降低是由于盐析，而盐析并没有使淀粉酶的空间结构发生改变，没有使淀粉酶变性，C错误；依表格信息，低浓度的NaCl溶液能提高酶促反应速率，髙浓度的NaCl溶液则降低酶促反应速率，D正确。答案：C热点四考查酶促反应的相关曲线4(2020湛江八校联考)图一曲线a表示在最适温度、最适pH条件下生成物的量与时间的关系，图二曲线b表示
18、在最适温度、最适pH条件下，酶促反应速率与反应物浓度的关系。据图分析正确的是()A图一曲线a中，A点后，限制生成物的量增加的因素是酶量不足B分别在图二中取B、C点的反应速率值，可用图一中的曲线c和d表示C对于图二中曲线b来说，若酶量减少，其走势可用曲线f表示D减小pH，重复该实验，图二曲线b可能变为曲线f；增大pH，可能变为曲线e解析：根据题干信息可知，图一中横坐标是时间，确定“时间”是该实验中的自变量，酶量、温度等因素均为无关变量。反应过程中，反应物浓度会随时间推移越来越小，而酶量不变，由此推测曲线a中，A点后生成物的量不再随时间的推移而增加，是因反应物已耗尽，限制因素应为反应物浓度，A错误；在图二中，B、C点对应的反应速率值是一个定值，不能用图一中曲线c和d表示，B错误；图二曲线中，当反应物浓度一定时，减少酶量，反应速率降低，可用曲线f表示，C正确；根据题干信息可知，图二曲线b表示在最适pH下酶促反应速率与反应物浓度的关系，因此无论pH是增大还是减小，酶的活性均降低，曲线b都可能变为曲线f，不可能变为曲线e，D错误。答案：C “四看法”分析酶促反应曲线
