1、第3讲细胞系统的功能能量的供应和利用第1课时酶和ATP(重点保分课)考点二ATP在细胞代谢中的作用8.(2015海南高考)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是()A酒精发酵过程中有ATP生成BATP可为物质跨膜运输提供能量CATP中高能磷酸键水解可释放能量DATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成解析：选D酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成；ATP可为主动运输提供能量；ATP中远离腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，为生命活动供能；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。9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
2、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的消耗B蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用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含量不稳定解析：选A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。10下图1表示细胞中ATP反应链，图中a、b、c代表酶，甲、乙、丙代表化合物；图2表示酶活性与温度的关系。下列叙述不正确的是()A图1中的乙含有1个高
3、能磷酸键，丙为腺嘌呤核糖核苷酸B神经细胞吸收K时，a催化的反应加速，c催化的反应被抑制C研究淀粉酶活性与温度关系时，不可以选择斐林试剂作为检测试剂D图2中温度为m时比n时酶活性低，所以m时比n时更有利于酶的保存解析：选B图1中的乙是ADP，含有1个高能磷酸键，丙是AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸；神经细胞吸收K是主动运输，消耗能量，能量来自ATP水解，所以a催化的反应加速，但c催化的反应不会被抑制；斐林试剂检测还原糖时需进行水浴加热，而研究淀粉酶活性与温度的关系，温度是自变量，实验过程中需保持不变，所以不能选择斐林试剂作为检测试剂；低温时酶的活性低，温度为m时比n时更有利于酶的保存。11研究小组利用
4、下列实验材料、试剂及实验装置进行“验证酶具有专一性”的实验。(一)材料与试剂：猪小肠蔗糖酶(最适温度50 )、唾液淀粉酶(最适温度37 )、质量分数5%麦芽糖溶液、质量分数5%蔗糖溶液、质量分数5%淀粉溶液等。(二)实验装置：(注：二糖、单糖不能透过所用半透膜，水可以透过)请回答：(1)实验步骤：U形管A侧加入20 mL质量分数5%麦芽糖溶液，B侧加入20 mL质量分数5%_溶液，一段时间后观察A、B两侧液面平齐。A、B两侧均加入等量适量的_酶，水浴缸温度设为_，一段时间后观察A、B两侧液面变化。(2)预期实验结果：A侧液面_，B侧液面_。(3)实验步骤中，一段时间后若分别取U形管A、B侧溶液
5、，加入斐林试剂水浴加热，则A侧溶液_，B侧溶液_；该结果_(填“能”或“不能”)验证酶具有专一性。解析：(1)麦芽糖和蔗糖都是二糖，在实验设计时要遵循单因子变量原则，U形管A侧加入20 mL质量分数为5%的麦芽糖溶液，B侧应加入等量的质量分数为5%的蔗糖溶液，才能保证两侧的浓度差相等，一段时间后观察到A、B两侧液面平齐。根据实验材料与试剂可以推测出，A、B两侧均加入等量适量的猪小肠蔗糖酶，猪小肠蔗糖酶的最适温度为50 ，因此水浴温度设为50 。(2)由于酶具有专一性，蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，导致B侧溶液浓度增大，而A侧溶液浓度不变，因此一段时间后B侧
6、液面会升高，A侧液面下降。(3)由于麦芽糖、果糖和葡萄糖都是还原糖，因此在步骤中，一段时间后若分别取U形管A、B侧溶液，加入斐林试剂水浴加热，都会出现砖红色沉淀，因此不能验证酶具有专一性。答案：(1)蔗糖(猪小肠)蔗糖50(2)下降上升(3)出现砖红色沉淀出现砖红色沉淀不能12某校生物研究性学习小组通过使用三种生物的淀粉酶提取液(提取液中酶浓度相同)进行实验，比较这三种生物所产生的淀粉酶的活性大小。实验步骤步骤试管1试管2试管3试管4加蒸馏水2 mL2 mL2 mL加pH8的缓冲液0.5 mL0.5 mL0.5 mL0.5 mL加淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2 mL加酶提取液甲生物淀粉酶提
7、取液1 mL乙生物淀粉酶提取液1 mL丙生物淀粉酶提取液1 mL37 水浴保温30 min30 min30 min30 min滴加碘液5滴5滴5滴5滴实验结果编号试管1试管2试管3试管4颜色深浅程度(注：“”显色，“”显深色，“”不显色)请根据实验步骤和实验结果回答下列问题：(1)表中处应为_；处颜色深浅程序应表示为_(用“”或“”表示)。(2)该实验的自变量是_，无关变量有_(至少写出2种)。(3)除用碘液检验淀粉的剩余量来判断实验结果外，还可以用_来检验生成物的量。若用该试剂检验，颜色变化最深的试管是_。(4)根据上述结果得出的结论是：不同生物的淀粉酶，虽然酶浓度相同，但活性不同。造成实验
8、中三种酶活性不同的根本原因是_。(5)该小组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验。右图所示的坐标中已根据实验结果画出了试管3中酶活性的曲线，请在坐标中画出试管2中酶活性的曲线。解析：(1)根据生物实验的单一变量原则和等量原则，要确保四支试管中溶液的总体积相等，则处应为3 mL。由于试管4为空白对照组，没有淀粉酶的存在，所以淀粉的剩余量最多，滴加碘液后颜色最深，因此“”的个数应等于或大于3个。(2)对比三个实验组和空白对照组可知，不同生物的淀粉酶提取液为自变量，除自变量外，对实验结果造成影响的其他变量为无关变量，必须保持无关变量相同且适宜。(3)测定酶反应速率时，既可以底物的减少量或剩余量为检
9、测指标，也可以产物的生成量为检测指标。由于试管2中淀粉已全部转化为麦芽糖，所以用斐林试剂检测时，试管2的砖红色最深。(4)淀粉酶的化学本质是蛋白质，由相应基因指导合成。根本原因应为决定酶的基因不同。(5)根据实验可知试管2中的反应速率大于试管3，因此可画出试管2中相应的酶活性曲线。答案：(1)3 mL(或多于)(2)不同生物的淀粉酶提取液加入提取物的体积、温度、pH、淀粉的体积和浓度、保温时间(3)斐林试剂试管2(4)决定这3种酶的DNA(或基因)不同(5)如下图本课时在复习时要注意以下几个方面：(1)学会通过分析曲线图理解酶的作用原理和特性。(2)通过设计和分析实验掌握酶的特性及应用。(3)
10、结合光合作用与细胞呼吸，识记ATP的结构及在能量代谢中的作用。考点二ATP在细胞代谢中的作用一、抓牢主干知识这是答题的本源1归纳识记ATP的结构与能量转换关系清、思路明(填图)2归纳识记细胞内产生与消耗ATP的六个结构识得清、辨得明(填表)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、转录等二、谨防易误陷阱这是命题的焦点判断
11、下列叙述的正误(1)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行()(2)ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供()(3)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体()(4)无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源()(5)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量()(6)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡()(7)1个ATP分子中含有一个腺嘌呤和3个磷酸基团()好题精选做一当十 剑指高考短平快，省时省力跳题海一、历年高考试题集中研究找规律1(2015全国卷)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的
12、一条链。下列叙述正确的是()A大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长解析：选C端粒是染色体末端的DNA重复序列，大肠杆菌等原核生物拟核的DNA不能与蛋白质结合形成染色体，因此大肠杆菌拟核的DNA中没有端粒。端粒酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用的一种酶，RNA聚合酶催化合成的是RNA，所以端粒酶中的蛋白质不是RNA聚合酶。正常人细胞的每条染色体的两端都含有端粒DNA。在正常人体细胞中，端粒DNA可随着细胞分裂次数的增加
13、而逐渐缩短。2(2014江苏高考)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解析：选C叶肉细胞合成的糖如葡萄糖通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP；吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性，需要消耗ATP；淀粉酶催化淀粉水解的过程不需要消耗能量，如人体肠道中食物的消化；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP。3(2013全国卷)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
14、度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：选B细胞生命活动所必需的酶，如呼吸氧化酶，会存在于分化程度不同的各类细胞中；低温只是抑制酶的活性，在一定范围内，当温度回升后，酶的活性可以恢复，但酶的空间结构一旦被破坏，其活性将无法恢复，因此低温并没有破坏酶的空间结构；酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的；酶在化学反应中充当催化剂，也可以作为另一个反应的底物。4.(2011全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是()A甲酶能够抗该种蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的 RNAC乙酶的化学本质为蛋白质D乙酶活性的改变是因为其分
15、子结构的改变解析：选B酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降，故甲酶的本质不是蛋白质，有可能是RNA；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。5(2012全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。将5支试管放入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。
16、观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2)_。解析：(1)酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而70 恒温水浴的温度过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终不同pH下的实验结果一样。(2)本题选择的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，斐林试剂鉴定还原糖必须要加热，如果不加热，则任何一组都不会出现砖红色沉淀。答案：(1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉
17、酶作用的最适温度为37 (2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色二、最新调研试题重点研究明热点1科学研究发现，某些免疫球蛋白具有催化功能，称之为抗体酶。下图表示某新型抗体酶的结构，据图判断下列叙述不正确的是()A抗体酶能与双缩脲试剂发生紫色反应B抗体酶能与各种抗原结合C抗体酶与底物结合后，能降低反应的活化能D利用抗体酶特异性识别抗原和催化无活性药物前体的转化反应，可靶向治疗癌症解析：选B由题干信息可知，抗体酶的化学成分是蛋白质，功能上既具有抗体特异性识别抗原的功能，又具有酶的催化功能。2下图是以蔗糖酶催化蔗糖水解为例表示酶促反应
18、的作用过程。下列有关叙述不正确的是()A酶与底物的结合具有专一性B酶在催化过程中结构不会发生改变C适当增大底物量可加快酶促反应速率D上述过程可表示为ESESEP解析：选B由图可知，酶在与底物结合过程中，结构发生了改变。3酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是一切生命活动的直接能源物质。下面是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法不正确的是()A绿色植物叶肉细胞内，叶绿体合成的ATP比线粒体内合成的ATP用途单一B酶ac催化的反应(底物的量相同)，产生最少的是过程C若要探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性D直接控制酶a合成的物质的基本组成单位是脱氧核苷酸解析：选D叶绿体类囊体膜上可通
19、过光反应合成ATP，此ATP只用于暗反应，而线粒体的基质和内膜上合成的ATP可以用于除暗反应以外的各种生命活动；为ADP、为AMP、为腺苷、为磷酸、为能量，和断裂的都是高能磷酸键，断裂的是普通化学键；由图示可知酶b的适宜pH的变量范围应呈偏酸性；直接控制酶a合成的物质是mRNA，其基本组成单位是核糖核苷酸。4为了比较两种不同洗衣粉中添加的蛋白酶(分别含甲、乙)对温度和pH的耐受能力(即保持一定活性的范围)的差异，科研人员进行了相关的研究，实验结果如下图所示。下列叙述正确的是()A甲酶对温度的耐受范围比乙酶的大B乙酶对pH的耐受范围比甲酶的大C两种酶都耐受碱性条件，在酸性条件下都失活D在洗衣粉中同时添加甲、乙两种酶一定比只添加一种酶的洗涤效果好解析：选B从温度对两种酶活性的影响曲线图分析可知，乙酶耐受的温度范围更广。从pH对两种酶活性的影响曲线图分析可知，乙酶耐受的pH范围更广。从图中可以看出，在pH大约是6.57.0的酸性条件下，两种酶都具有一定的活性。由于甲、乙两种酶都是蛋白酶，其化学本质都是蛋白质，因此，在洗衣粉中同时添加甲、乙两种酶，可能会因为酶的相互作用，而使洗涤效果不如只添加一种酶的好。