高考生物二輪基礎研習 第一部分 專題二 第一講 酶與ATP

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1、1酶并非都是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是酶并非都是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。2酶具有催化作用，其原理是降低反應的活化能。酶具有催化作用，其原理是降低反應的活化能。3酶的作用具有高效性、專一性和作用條件溫和等特性。酶的作用具有高效性、專一性和作用條件溫和等特性。4ATP的結(jié)構簡式是的結(jié)構簡式是APPP，其中，其中A表示腺苷，表示腺苷，P代表代表 磷酸基團。磷酸基團。5ATP的合成部位有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。的合成部位有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。6葉綠體中色素共有葉綠體中色素共有4類，在濾紙條上從上到下依次是胡蘿類，在濾紙條上從上到下依次是胡蘿 卜素、葉黃素、葉綠素卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素和葉綠素

2、b。12只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，高度分化的只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，高度分化的 細胞和進行減數(shù)分裂的細胞沒有細胞周期。細胞和進行減數(shù)分裂的細胞沒有細胞周期。13動物和高等植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別在于前動物和高等植物細胞有絲分裂的主要區(qū)別在于前 期紡錘體的形成方式和末期細胞質(zhì)分裂方式不同。期紡錘體的形成方式和末期細胞質(zhì)分裂方式不同。14在減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)在減數(shù)分裂過程中，染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂；與體細胞相比，第一次分裂；與體細胞相比，DNA數(shù)目減半發(fā)生在數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第二次分裂。減數(shù)第二次分裂。15觀察細胞分裂的操作流程為：解離觀察細胞分裂

3、的操作流程為：解離漂洗漂洗染色染色制片。制片。16細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。17衰老的細胞體積減小，細胞膜通透性改變，酶活性下衰老的細胞體積減小，細胞膜通透性改變，酶活性下 降，水分減少、色素積累。降，水分減少、色素積累。18癌變的機理是原癌基因和抑癌基因發(fā)生了突變。癌變的機理是原癌基因和抑癌基因發(fā)生了突變。19癌細胞具有無限增殖、形態(tài)結(jié)構發(fā)生改變、糖蛋白減癌細胞具有無限增殖、形態(tài)結(jié)構發(fā)生改變、糖蛋白減 少，易于擴散和轉(zhuǎn)移等特征。少，易于擴散和轉(zhuǎn)移等特征。備考方向要明了備考方向要明了高頻考點高頻考點考題例證考題例證1.酶的本質(zhì)與作用特性酶的本質(zhì)與作用特

4、性的曲線分析的曲線分析2011新課標全國卷新課標全國卷T2海南海南卷卷T5等。等。2.有關酶特性的實驗設有關酶特性的實驗設計與分析計與分析2011全國卷全國卷T31,2009廣東卷廣東卷T72等。等。3.ATP的分子結(jié)構、功的分子結(jié)構、功能及轉(zhuǎn)化能及轉(zhuǎn)化2010上海卷上海卷T5,2009海南卷海南卷T7等。等。1. 核酸與蛋白質(zhì)的關系核酸與蛋白質(zhì)的關系1有關酶的實驗探究思路分析有關酶的實驗探究思路分析 重點重點(1)探究某種酶的本質(zhì)。探究某種酶的本質(zhì)。(2)驗證酶的專一性。驗證酶的專一性。設計思路：酶相同，底物不同設計思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同或底物相同，酶不同)設計方案示例：

5、設計方案示例：(3)驗證酶的高效性。驗證酶的高效性。操作步驟：操作步驟：2影響酶促反應的因素影響酶促反應的因素難點難點(1)溫度和溫度和pH：(2)底物濃度和酶濃度：底物濃度和酶濃度：在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應速率隨在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應速率隨底物濃度增加而加快，但當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)底物濃度增加而加快，但當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應速率不再增加。如圖甲。量和酶活性限制，酶促反應速率不再增加。如圖甲。在底物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應速率與在底物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應速率與酶濃度成正比。如圖乙。酶濃度成正

6、比。如圖乙。1(2011海南高考海南高考)關于酶的敘述，正確的是關于酶的敘述，正確的是 ()A酶提供了反應過程所必需的活化能酶提供了反應過程所必需的活化能B酶活性的變化與酶所處的環(huán)境的改變無關酶活性的變化與酶所處的環(huán)境的改變無關C酶結(jié)構的改變可導致其活性部分或全部喪失酶結(jié)構的改變可導致其活性部分或全部喪失D酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸酶分子在催化反應完成后立即被降解成氨基酸解析：解析：酶降低了反應的活化能；酶活性與所處的環(huán)境改變有酶降低了反應的活化能；酶活性與所處的環(huán)境改變有關；酶分子在催化反應的前后結(jié)構不變；酶結(jié)構改變可影響關；酶分子在催化反應的前后結(jié)構不變；酶結(jié)構改變可影響其活

7、性或使其喪失活性。其活性或使其喪失活性。答案：答案：C2(2011海南高考海南高考)某一不可逆化學反應某一不可逆化學反應(SPW)在無酶在無酶和有酶催化時均可以進行。當該反應在無酶條件下進行和有酶催化時均可以進行。當該反應在無酶條件下進行到時間到時間t時，向反應液中加入催化該反應的酶。下圖中時，向反應液中加入催化該反應的酶。下圖中能正確表示加酶后反應物濃度隨反應時間變化趨勢的曲能正確表示加酶后反應物濃度隨反應時間變化趨勢的曲線是線是()A甲甲B乙乙C丙丙 D丁丁解析：解析：酶能加快反應的進行，該反應不可逆，加入酶后使酶能加快反應的進行，該反應不可逆，加入酶后使反應物濃度快速下降。反應物濃度快速

8、下降。答案：答案：D1ATP的形成及與光合作用、細胞呼吸的關系的形成及與光合作用、細胞呼吸的關系(重難點重難點)(1)ATP的形成途徑：的形成途徑：(2)ATP與與ADP的轉(zhuǎn)化并不是完全可逆的。的轉(zhuǎn)化并不是完全可逆的。ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來看是可逆的，的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的，即從從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的，即從整體上來看二者的轉(zhuǎn)化并不可逆，但可以實現(xiàn)不同形整體上來看二者的轉(zhuǎn)化并不可逆，但可以實現(xiàn)不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，保證生命活動所需能量的持續(xù)式的能量之間的轉(zhuǎn)化，保證生命活動所需能量的持續(xù)供應。供應。(3)

9、誤認為誤認為ATP等同于能量。等同于能量。ATP是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為APPP，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達30.54 kJ/mol的能量，所以的能量，所以ATP是與能量有關的一種物質(zhì)，是與能量有關的一種物質(zhì)，不可將兩者等同起來。不可將兩者等同起來。(4)ATP轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為ADP也需要消耗水。也需要消耗水。ATP轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為ADP又稱又稱“ATP的水解反應的水解反應”，這一過程需，這一過程需ATP酶的催化，同時也需要消耗水。凡是大分子有機酶的催化，同時也需要消耗水。凡是大分子有機物物(如蛋白質(zhì)、脂肪、淀

10、粉等如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。的水解都需要消耗水。3(2009上海高考上海高考)下列關于葉肉細胞能量代謝的敘述下列關于葉肉細胞能量代謝的敘述中，正確的是中，正確的是 ()A適宜光照下，葉綠體和線粒體合成適宜光照下，葉綠體和線粒體合成ATP都需要都需要O2B只要提供只要提供O2，線粒體就能為葉綠體提供，線粒體就能為葉綠體提供CO2和和 ATPC無光條件下，線粒體和葉綠體都產(chǎn)生無光條件下，線粒體和葉綠體都產(chǎn)生ATPD葉綠體和線粒體都有葉綠體和線粒體都有ATP合成酶，都能發(fā)生氧化合成酶，都能發(fā)生氧化 還原反應還原反應解析：解析：適宜光照下，在葉綠體內(nèi)進行光合作用，在其光反適宜光照下

11、，在葉綠體內(nèi)進行光合作用，在其光反應階段可產(chǎn)生應階段可產(chǎn)生ATP，但不消耗，但不消耗O2。因可以合成。因可以合成ATP，故葉，故葉綠體內(nèi)有綠體內(nèi)有ATP合成酶。提供合成酶。提供O2，在線粒體內(nèi)可以進行有氧，在線粒體內(nèi)可以進行有氧呼吸產(chǎn)生呼吸產(chǎn)生CO2提供給葉綠體，但不能為葉綠體提供提供給葉綠體，但不能為葉綠體提供ATP。無光條件下，葉綠體內(nèi)不能進行光合作用，故不產(chǎn)生無光條件下，葉綠體內(nèi)不能進行光合作用，故不產(chǎn)生ATP。線粒體內(nèi)進行有氧呼吸產(chǎn)生線粒體內(nèi)進行有氧呼吸產(chǎn)生ATP，發(fā)生氧化還原反應。，發(fā)生氧化還原反應。答案：答案：D命題命題熱點熱點(1)酶的化學本質(zhì)及實驗驗證酶的化學本質(zhì)及實驗驗證(2

12、)酶的特性及影響酶的特性及影響因素因素命題命題角度角度高考對此類問題的考查常有以下形式：一是以高考對此類問題的考查常有以下形式：一是以簡單選擇題形式考查酶的實質(zhì)、作用等；二是簡單選擇題形式考查酶的實質(zhì)、作用等；二是通過圖表曲線考查與酶的特性有關的實驗分析，通過圖表曲線考查與酶的特性有關的實驗分析，影響酶促反應速率的因素等影響酶促反應速率的因素等例例1(2011新課標全國卷新課標全國卷)甲、乙兩種甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關系如右圖所示。下列分析錯誤時間的關系如右圖所示。下列分析錯誤的是的是 ()A甲酶能夠抗該種蛋白酶降解甲酶能夠抗該種蛋

13、白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的甲酶不可能是具有催化功能的 RNAC乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)D乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構的改變乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構的改變解析解析本題考查酶的化學本質(zhì)以及酶的特性，意在考查本題考查酶的化學本質(zhì)以及酶的特性，意在考查對圖表的判斷分析能力。酶具有專一性，蛋白酶能催化對圖表的判斷分析能力。酶具有專一性，蛋白酶能催化蛋白質(zhì)降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性沒有變化蛋白質(zhì)降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性沒有變化而乙酶活性逐漸下降，故甲酶的本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，有可而乙酶活性逐漸下降，故甲酶的本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，有可能是能是RNA；而乙酶的化學本

14、質(zhì)是蛋白質(zhì)，在蛋白酶的作；而乙酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在蛋白酶的作用下其空間結(jié)構被改變。用下其空間結(jié)構被改變。答案答案B解析解析由題干及曲線圖可知，加入化合物由題干及曲線圖可知，加入化合物X對淀粉酶的活對淀粉酶的活性有抑制作用，但隨著溫度的變化，酶促反應速度也發(fā)生性有抑制作用，但隨著溫度的變化，酶促反應速度也發(fā)生變化，但反應速率并未降至變化，但反應速率并未降至0，說明此時酶并未完全失活。，說明此時酶并未完全失活。該實驗應是在最適該實驗應是在最適pH的條件下進行的，因此改變反應溶液的條件下進行的，因此改變反應溶液的的pH只能使酶的活性降低。只能使酶的活性降低。答案答案D1具有專一性的物質(zhì)歸納具有專

15、一性的物質(zhì)歸納(1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性酶：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割上切割DNA分子。分子。(2)載體：某些物質(zhì)通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質(zhì)載體：某些物質(zhì)通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎。礎。(3)激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的在于它的

16、靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。受體。(4)tRNA tRNA有有61種，每種種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。氨基酸。(5)抗體：一種抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。抗體：一種抗體只能與相應的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。2酶、激素與維生素的比較酶、激素與維生素的比較酶酶激素激素維生素維生素來來源源活細胞產(chǎn)生活細胞產(chǎn)生的有機物的有機物專門的內(nèi)分泌腺或具有專門的內(nèi)分泌腺或具有內(nèi)分泌功能的細胞內(nèi)分泌功能的細胞主要從食物主要從食物中來中來特特性性高效性高效性高效性高效性高效性高效性酶酶激素激素維生素維生素化學本質(zhì)化學本質(zhì)絕大多數(shù)是絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極蛋白質(zhì)，極少數(shù)是

17、少數(shù)是RNA多肽、蛋白質(zhì)、多肽、蛋白質(zhì)、氨基酸衍生物、氨基酸衍生物、脂質(zhì)等脂質(zhì)等種類多種類多生理功能生理功能催化功能催化功能調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)作用多是酶的輔多是酶的輔助因子助因子酶酶激素激素維生素維生素相互關系相互關系共性共性在生物體內(nèi)均屬于高效能物質(zhì)，即含在生物體內(nèi)均屬于高效能物質(zhì)，即含量少，作用大，生物代謝不可缺少量少，作用大，生物代謝不可缺少命題熱點命題熱點(1)ATP的結(jié)構及的結(jié)構及ATP與與ADP的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化(2)ATP的利用的利用命題角度命題角度高考對此類問題多以選擇題形式考查，高考對此類問題多以選擇題形式考查，內(nèi)容多涉及內(nèi)容多涉及ATP的結(jié)構、的結(jié)構、ATP與光合作用及與光合作

18、用及細胞呼吸的關系以及是否消耗細胞呼吸的關系以及是否消耗ATP的生理過的生理過程的判斷程的判斷例例3ATP是細胞的能量是細胞的能量“通貨通貨”，是生命活動的直接能源物，是生命活動的直接能源物質(zhì)，下圖為質(zhì)，下圖為ATP的結(jié)構和的結(jié)構和ATP與與ADP相互轉(zhuǎn)化的關系式。下相互轉(zhuǎn)化的關系式。下列說法不正確的是列說法不正確的是().A圖圖1中的中的A代表腺苷，代表腺苷，b、c為高能磷酸鍵為高能磷酸鍵B圖圖2中進行中進行過程時，圖過程時，圖1中的中的c鍵斷裂并釋放能量鍵斷裂并釋放能量CATP與與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性D夜間有夜間有O2存在時，圖存在時，

19、圖2中過程中過程主要發(fā)生在線粒體主要發(fā)生在線粒體解析解析圖圖1中中A表示腺嘌呤，表示腺嘌呤，b、c是高能磷酸鍵。是高能磷酸鍵。ATP水水解時遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂。酶的催化作用具有高效解時遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂。酶的催化作用具有高效性。夜間植物不進行光合作用，有性。夜間植物不進行光合作用，有O2存在時，存在時，ATP主要通主要通過有氧呼吸產(chǎn)生，而有氧呼吸主要發(fā)生在線粒體中。過有氧呼吸產(chǎn)生，而有氧呼吸主要發(fā)生在線粒體中。答案答案A例例4下列生理過程不需消耗下列生理過程不需消耗ATP的是的是 ()解析解析圖圖A表示的運輸方式為自由擴散和協(xié)助擴散，都表示的運輸方式為自由擴散和協(xié)助擴散，都不需要消

20、耗能量。圖不需要消耗能量。圖B表示興奮的傳導，圖表示興奮的傳導，圖C表示表示DNA復復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，圖制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，圖D表示細胞分裂，這些過程都需要消表示細胞分裂，這些過程都需要消耗耗ATP。答案答案A1ATP與與RNA的關系的關系ATP是三磷酸腺苷，去掉兩個磷酸基因后的剩余部分是三磷酸腺苷，去掉兩個磷酸基因后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是組成是腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一。的基本單位之一。2與與ATP的來源、去路有關的生理過程及發(fā)生場所的來源、去路有關的生理過程及發(fā)生場所ATP的來源的來源ATP的去向的去向光合光合作用作用光反應，葉綠體類囊體薄膜光反應，葉綠體類囊體薄膜

21、C3的還原，的還原，葉綠體基質(zhì)葉綠體基質(zhì)細胞細胞呼吸呼吸有氧呼吸三個階段，無氧呼吸第有氧呼吸三個階段，無氧呼吸第一階段，細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體一階段，細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體各項生命活各項生命活動動 高考對本實驗的考查，一是從圖表分析題形式分析高考對本實驗的考查，一是從圖表分析題形式分析實驗過程的合理性，注重考查實驗過程及結(jié)果的評價與實驗過程的合理性，注重考查實驗過程及結(jié)果的評價與修訂；二是考查實驗原理、方法、思路分析及操作步驟修訂；二是考查實驗原理、方法、思路分析及操作步驟的設計。的設計。 某同學從溫度為某同學從溫度為5565 的泉水中篩選出能合成脂肪酶的泉水中篩選出能合成脂肪酶的細菌，并從該細菌中提

22、取了脂肪酶。回答問題：的細菌，并從該細菌中提取了脂肪酶?；卮饐栴}：(1)測定脂肪酶活性時，應選擇測定脂肪酶活性時，應選擇_作為該酶作用的物作為該酶作用的物 質(zhì)，反應液中應加入質(zhì)，反應液中應加入_溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。(2)要鑒定該酶的化學本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，要鑒定該酶的化學本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合， 若反應液呈紫色，則該酶的化學本質(zhì)為若反應液呈紫色，則該酶的化學本質(zhì)為_。(3)根據(jù)該細菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最根據(jù)該細菌的生活環(huán)境，簡要寫出測定該酶催化作用最 適溫度的實驗思路。適溫度的實驗思路。解析解析本題主要考查酶的特性、化學本質(zhì)

23、、影響酶催化本題主要考查酶的特性、化學本質(zhì)、影響酶催化活性的因素，意在考查理解能力、實驗探究能力。根據(jù)酶活性的因素，意在考查理解能力、實驗探究能力。根據(jù)酶具有專一性的特點可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因具有專一性的特點可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因此測定其活性時，應選擇脂肪作為底物；為維持其酸堿度此測定其活性時，應選擇脂肪作為底物；為維持其酸堿度穩(wěn)定，一般應加入緩沖溶液。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應呈穩(wěn)定，一般應加入緩沖溶液。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應呈紫色。要探究酶催化作用的最適溫度，應設置一系列溫度紫色。要探究酶催化作用的最適溫度，應設置一系列溫度梯度，分別測定酶活性，催化活性最高時的溫度即為

24、最適梯度，分別測定酶活性，催化活性最高時的溫度即為最適溫度，由于該細菌生活的溫度范圍為溫度，由于該細菌生活的溫度范圍為5565 ，因此，設，因此，設置溫度梯度范圍時應將其包含在內(nèi)。置溫度梯度范圍時應將其包含在內(nèi)。答案：答案：(1)脂肪緩沖脂肪緩沖(2)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(3)在一定溫度范圍在一定溫度范圍(包括包括5565 )內(nèi)設置溫度梯度，分別內(nèi)設置溫度梯度，分別測定酶活性。若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應的測定酶活性。若所測得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)峰值，則峰值所對應的溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴大溫度范圍，溫度即為該酶催化作用的最適溫度。否則，擴大溫度范圍，繼續(xù)實驗，直到出現(xiàn)峰值。繼續(xù)實驗，直

25、到出現(xiàn)峰值。 碘液和斐林試劑在探究影響淀粉酶活性中的應用碘液和斐林試劑在探究影響淀粉酶活性中的應用(1)在探究溫度對淀粉酶活性影響的實驗中，應用碘液，而不在探究溫度對淀粉酶活性影響的實驗中，應用碘液，而不宜用斐林試劑，因為斐林試劑需加熱，而實驗中的自變宜用斐林試劑，因為斐林試劑需加熱，而實驗中的自變量是溫度。量是溫度。(2)在探究在探究pH對酶活性影響的實驗中，應利用斐林試劑，而對酶活性影響的實驗中，應利用斐林試劑，而 不宜選用碘液，因碘液與不宜選用碘液，因碘液與NaOH發(fā)生反應。發(fā)生反應。(3)在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶專一性的實驗中，應選在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶專一性的實驗中，應選用斐林試劑，而不宜選用碘液，因碘液無法檢測蔗糖是用斐林試劑，而不宜選用碘液，因碘液無法檢測蔗糖是否水解。否水解。