2023屆 二輪復習 ATP和酶 學案

明考點·析考情·談趨勢考點1.酶在代謝中的作用。2.ATP在能量代謝中的作用。3.光合作用以及對它的認識過程。4.影響光合作用速率的環(huán)境因素。5.細胞呼吸及其原理的應(yīng)用。考情1.考查題型：選擇題和非選擇題。2.命題趨勢：ATP常融合其他知識一塊考查；酶、光合作用和細胞呼吸常通過曲線分析、實驗結(jié)果的分析、實驗設(shè)計及補充完善形式考查。1.(必修1P78正文)加熱能促進過氧化氫分解的原因是加熱使過氧化氫分子得到了能量從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)。Fe3＋和過氧化氫酶是通過降低過氧化氫分解反應(yīng)的活化能而促進過氧化氫分解。2．(必修1P79思考·討論)刀豆種子脲酶含量相當高，該酶能使尿素分解成氨和二氧化碳。脲酶可用丙酮作為溶劑來提取，其本質(zhì)是蛋白質(zhì)。只有含有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。3．(必修1P81正文)酸既能催化蛋白質(zhì)水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉水解。4．(必修1P82探究·實踐)酶活性是指酶催化特定化學反應(yīng)的能力，其可用一定條件下酶所催化某一化學反應(yīng)的速率表示。5．(必修1P83探究·實踐)建議不用過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響(原因是溫度本身會影響過氧化氫自然分解的速度)，不用淀粉酶探究pH對酶活性的影響(原因是鹽酸可催化淀粉水解)。6．(必修1P84相關(guān)信息)一般來說，動物體內(nèi)的酶最適溫度為35～40℃；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40～50℃；細菌和真菌體內(nèi)的最適溫度差別較大，有的酶最適溫度可高達70℃。動物體內(nèi)的酶最適pH大多為6.5～8.0，但是胃蛋白酶的最適pH為1.5；植物體內(nèi)的酶最適pH大多為4.5～6.5。7．(必修1P84正文)過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。在0℃左右時，酶活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此，酶制劑適宜在低溫下保存。8．(必修1P85科學·技術(shù)·社會)溶菌酶能夠溶解細菌的細胞壁，具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素混合使用，能增強抗生素的療效。9．(必修1P86相關(guān)信息)ATP由腺嘌呤和核糖組成。tri是“三”的意思，phosphate是磷酸鹽。ATP去掉兩個磷酸基團后，是形成RNA的基本單位。10．(必修1P88圖5－7)參與Ca2＋主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種催化ATP水解的酶，在其作用下ATP分子的末端磷酸基團脫離下來與載體蛋白結(jié)合，該過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這一過程就是載體蛋白的磷酸化。11．(必修1P89小字)螢火蟲尾部的發(fā)光細胞中含有熒光素和熒光素酶，熒光素接受ATP提供的能量后被激活。在熒光素酶的催化作用下，熒光素與氧發(fā)生化學反應(yīng)，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。12．(必修1P91探究·實踐)可根據(jù)澄清石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短，檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。13．(必修1P91探究·實踐)由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，因此應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。14．(必修1P93相關(guān)信息)細胞呼吸產(chǎn)生的[H]實際上是指氧化型輔酶Ⅰ(NAD＋)轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ(NADH)。15．(必修1P94相關(guān)信息)人體肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化成葡萄糖。16．(必修1P94小字)細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細胞呼吸過程聯(lián)系起來。17．(必修1P95思考·討論)儲藏水果、糧食的倉庫，常通過降低溫度、降低氧氣含量等措施，來減弱水果和糧食的呼吸作用，以延長保質(zhì)期。18．(必修1P95思考·討論)破傷風由破傷風芽孢桿菌引起，該菌只能進行無氧呼吸。皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌容易大量繁殖。19．(必修1P96拓展應(yīng)用)松土可以增加土壤的透氣性，促進根細胞的有氧呼吸，利于根細胞對礦質(zhì)離子的吸收，促進土壤中枯枝落葉、動物遺體和糞便等有機物的分解，利于農(nóng)作物生長。松土還促進了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的排放，從而使溫室效應(yīng)和全球氣候變暖等問題更嚴重；松土容易造成水土流失，可能成為沙塵暴的一種誘發(fā)因素。20．(必修1P99學科交叉及圖5－12)一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，而不吸收紅光。21．(必修1P104相關(guān)信息)光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖，蔗糖可以進入篩管，再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈帯3指三碳化合物——3－磷酸甘油酸，C5指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)。22．(必修1P106小字)少數(shù)種類的細菌，細胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是卻能利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。例如，生活在土壤中的硝化細菌能將土壤中的氨(NH3)氧化成亞硝酸(HNO2)，進而將亞硝酸氧化成硝酸(HNO3)。這兩個化學反應(yīng)中釋放出的化學能，就被硝化細菌用來將二氧化碳和水合成糖類。這些糖類就可以供硝化細菌維持自身的生命活動，這個過程稱為化能合成作用。23．(必修1P106拓展應(yīng)用1)夏季晴朗的白天，中午光合速率下降的原因是光照過強、溫度過高，有些植物為了減少水分的散失會關(guān)閉部分氣孔，導致CO2供應(yīng)不足，直接限制暗反應(yīng)階段；早晨和傍晚光合速率較低的原因是光照較弱，直接限制的是光反應(yīng)階段。考點一ATP和酶1．明辨ATP的結(jié)構(gòu)及拓展2．能量轉(zhuǎn)換過程和ATP的產(chǎn)生與消耗轉(zhuǎn)化場所產(chǎn)生或消耗ATP的生理過程細胞膜消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐細胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生ATP：細胞呼吸第一階段葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復制等線粒體產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗ATP：自身DNA復制等核糖體消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成細胞核消耗ATP：DNA復制、轉(zhuǎn)錄等3.肌細胞中ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間關(guān)系的曲線解讀特別提醒(1)當橫坐標表示呼吸作用強度時，ATP產(chǎn)生速率的變化曲線應(yīng)該從原點開始。(2)哺乳動物成熟的紅細胞中，ATP的產(chǎn)生速率幾乎與O2供給量無關(guān)。4．讀懂酶的3類曲線(1)酶的作用原理酶能降低化學反應(yīng)的活化能(如圖所示)。①表示無酶催化時反應(yīng)進行需要的活化能是ac段。②表示有酶催化時反應(yīng)進行所需要的活化能是bc段。③酶降低的活化能是ab段。(2)酶的作用特性①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較，說明酶具有高效性，而與不加催化劑的曲線比較只能說明酶具有催化作用。②圖2中兩曲線比較說明酶具有專一性。(3)酶促反應(yīng)速率的影響因素①溫度和pH圖甲和圖乙顯示：高溫、過酸、過堿都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復活性。從圖丙和圖丁可以看出：反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。②底物濃度和酶濃度圖甲中OP段的限制因素是底物濃度，而P點之后的限制因素有酶濃度和酶活性；圖乙對反應(yīng)底物的要求是底物足量。5．酶的特性及相關(guān)探究實驗6．蛋白酶對蛋白質(zhì)的水解實驗檢驗蛋白酶對蛋白質(zhì)的水解時應(yīng)選用蛋白塊，通過觀察其消失情況得出結(jié)論，因蛋白酶本身也是蛋白質(zhì)，不能選用雙縮脲試劑鑒定。1．(經(jīng)典高考題)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)焦麑岯．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答案C解析葉肉細胞合成的糖運輸?shù)焦麑嵤侵鲃舆\輸過程，需要消耗ATP提供的能量，故A不符合題意；吞噬細胞吞噬病原體的過程是胞吞，需要消耗ATP提供的能量，故B不符合題意；淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖，不需要消耗ATP提供的能量，故C符合題意；細胞中由氨基酸合成新的肽鏈，需要消耗ATP提供的能量，故D不符合題意。2．(2022·全國乙，4)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成，可催化底物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應(yīng)所需的條件，某同學進行了下列5組實驗(表中“＋”表示有，“－”表示無)。實驗組①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA組分＋＋－＋－蛋白質(zhì)組分＋－＋－＋低濃度Mg2＋＋＋＋－－高濃度Mg2＋－－－＋＋產(chǎn)物＋－－＋－根據(jù)實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論是()A．酶P必須在高濃度Mg2＋條件下才具有催化活性B．蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2＋濃度升高而升高C．在高濃度Mg2＋條件下RNA組分具有催化活性D．在高濃度Mg2＋條件下蛋白質(zhì)組分具有催化活性答案C解析由①組可知，酶P在低濃度Mg2＋條件下也有產(chǎn)物的生成，說明并非一定要在高濃度Mg2＋條件下酶P才具有催化活性，A錯誤；由第③組和第⑤組對比可知，只有蛋白質(zhì)組分存在時，酶P在低濃度Mg2＋和高濃度Mg2＋的條件下均無產(chǎn)物的生成，說明在兩種條件下蛋白質(zhì)組分都沒有催化活性，B錯誤；由第④組和第⑤組對比可知，在高濃度Mg2＋條件下，第④組有產(chǎn)物的生成，第⑤組沒有產(chǎn)物的生成，說明RNA組分具有催化活性，蛋白質(zhì)組分沒有催化活性，C正確，D錯誤。思維延伸——判斷正誤(1)某種酶的催化反應(yīng)速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據(jù)圖分析，該酶可耐受一定的高溫，在t1時，該酶催化反應(yīng)速率隨溫度升高而增大，不同溫度下，該酶達到最大催化反應(yīng)速率時所需時間不同(2021·海南，11)(√)(2)加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示，則加熱導致堿性蛋白酶構(gòu)象改變是不可逆的(2022·湖南，3)(×)(3)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不斷地合成和水解，從而成為細胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶(2022·浙江，3)(×)(4)研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞，1～2min后迅速分離得到細胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團被32P標記，并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。則32P標記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性(2021·海南，14)(√)(5)某些蛋白質(zhì)在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位點發(fā)生磷酸化和去磷酸化，參與細胞信號傳遞，如圖所示，因此作為能量“貨幣”的ATP能參與細胞信號傳遞(2021·湖南，5)(√)(6)將A、B兩種物質(zhì)混合，T1時加入酶C，如圖為最適溫度下A、B濃度的變化曲線。則T2后B增加緩慢是酶活性降低導致的(2017·天津，3)(×)題組一ATP的結(jié)構(gòu)與功能1．線粒體中的腺苷酸激酶(AK)可以將ATP分子末端的磷酸基團轉(zhuǎn)移至腺苷一磷酸(AMP)上，使AMP磷酸化生成ADP，該過程需要Mg2＋的參與。下列敘述錯誤的是()A．AK的作用結(jié)果是產(chǎn)生了1分子ADPB．AMP除了可以合成ADP外，還能用于合成RNAC．AK使AMP磷酸化的過程中伴隨特殊化學鍵的斷裂和形成D．AK的作用過程說明了無機鹽對維持細胞的生命活動有重要作用答案A解析AK可將ATP分子末端的磷酸基團轉(zhuǎn)移至AMP上而形成ADP，其結(jié)果是產(chǎn)生2分子ADP，A錯誤；AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是組成RNA的基本單位之一，B正確；AK起作用時，ATP的1個特殊化學鍵斷裂，AMP連接1個Pi形成1個特殊化學鍵，C正確；AK作用過程離不開Mg2＋的參與，說明無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用，D正確。2．(2022·全國高三專題練習)dATP是脫氧腺苷三磷酸的英文名稱縮寫，其結(jié)構(gòu)式可簡寫成dA—P～P～P(該結(jié)構(gòu)式中的dA表示脫氧腺苷)。下列關(guān)于dATP和ATP的敘述正確的是()A．dATP與ATP分子結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是含氮堿基不同B．ATP徹底水解后可形成3種有機物C．ATP經(jīng)過水解之后可以得到某種核酸的基本單位之一D．一般來說動物細胞內(nèi)生成ATP的場所主要在細胞質(zhì)基質(zhì)答案C解析ATP與dATP分子結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是五碳糖不同，前者含的是核糖，后者含的是脫氧核糖，A錯誤；dATP徹底水解后可形成脫氧核糖和腺嘌呤2種有機物(磷酸不是有機物)，B錯誤；ATP經(jīng)過水解之后可以得到腺嘌呤核糖核苷酸，是構(gòu)成RNA的基本單位之一，C正確；ATP的合成可發(fā)生在線粒體、葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)，所以，動物細胞內(nèi)生成ATP的場所主要在線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)，D錯誤。題組二酶的本質(zhì)、作用和特性3．(2022·北京房山區(qū)高三模擬)如圖為蔗糖酶作用機理示意圖，甲表示蔗糖，乙表示麥芽糖。下列敘述正確的是()A．丙是果糖，丁是葡萄糖B．圖示過程能說明酶具有專一性和高效性C．與甲結(jié)合的酶形狀發(fā)生改變形成酶－底物復合物D．1g蔗糖酶使多少克蔗糖水解代表該酶活性的多少答案C解析蔗糖是二糖，在蔗糖酶作用下水解為葡萄糖和果糖；麥芽糖是二糖，在麥芽糖酶作用下水解為2分子葡萄糖。因此由圖可知，六邊形即丙，代表葡萄糖；五邊形即丁，代表果糖，A錯誤。圖中顯示蔗糖在蔗糖酶作用下發(fā)生水解，而麥芽糖在蔗糖酶作用下無法水解，體現(xiàn)了酶的專一性，未體現(xiàn)高效性，B錯誤。酶與底物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)會有所改變，形成酶－底物復合物，C正確。酶活性可用在單位時間內(nèi)產(chǎn)物生成量或底物消耗量表示，D錯誤。4．(2022·恩施第一中學高三模擬)美國科學家在對四膜蟲編碼rRNA前體的DNA序列的研究中發(fā)現(xiàn)，一段DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可以將mRNA切斷加工，也能夠在特定位點切斷RNA，使得它失去活性?？茖W家將其命名為核酶。真核生物的mRNA3′末端都有由100～200個A組成的Poly(A)尾。Poly(A)尾不是由DNA編碼的，而是轉(zhuǎn)錄后的前mRNA以ATP為前體，由RNA末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶，即Poly(A)聚合酶催化聚合到3′末端，如果不能及時合成Poly(A)尾巴，mRNA則不能在細胞質(zhì)中被檢測到。下列說法錯誤的是()A．核酶的化學本質(zhì)是具有催化作用的蛋白質(zhì)B．核酶能降低化學反應(yīng)的活化能C．核酶能識別特定的核苷酸序列并斷開磷酸二酯鍵D．Poly(A)尾很可能用于增強mRNA的穩(wěn)定性，避免受到核酶降解答案A解析由題意可知，核酶是基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，化學本質(zhì)是RNA，A錯誤；核酶具有催化作用，能降低化學反應(yīng)的活化能，B正確；由題意可知，該酶能識別特定的核苷酸序列并斷開磷酸二酯鍵，C正確；Poly(A)尾可避免mRNA在細胞中受到核酶降解，增強mRNA的穩(wěn)定性，D正確。題組三酶的影響因素及相關(guān)實驗分析5．除了溫度和pH對酶活性有影響外，一些抑制劑也會降低酶的催化效果。圖甲為酶作用機理及兩種抑制劑影響酶活性的機理示意圖，圖乙為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線。下列說法不正確的是()A．圖甲中非競爭性抑制劑降低酶活性的機理與高溫、低溫對酶活性抑制的機理不同B．根據(jù)圖甲可推知，競爭性抑制劑與底物具有類似結(jié)構(gòu)，從而與底物競爭酶的活性位點C．圖乙中底物濃度相對值大于15時，限制曲線A酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶濃度D．圖乙中曲線B和曲線C分別是在酶中添加了非競爭性抑制劑和競爭性抑制劑的結(jié)果答案D解析非競爭性抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結(jié)合，通過改變酶的結(jié)構(gòu)使酶的活性受到抑制，高溫會使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞使酶的活性受到抑制，但低溫只是抑制酶的活性，酶的空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞，A正確；競爭性抑制劑和底物能夠爭奪酶的同一活性部位，說明競爭性抑制劑與底物可能具有類似