高考生物二輪復(fù)習(xí)突破專題酶與

專題二細胞的代謝第一講酶與ATP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考點1與酶相關(guān)知識的整合1．酶相關(guān)知識的理解正確說法錯誤說法產(chǎn)生場所活細胞(不考慮哺乳動物成熟的紅細胞等)具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)有機物(大多為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)蛋白質(zhì)作用場所可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用只在細胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活低溫和高溫均使酶變性失活作用酶只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來源生物體內(nèi)合成有的可來源于食物等2.與酶有關(guān)的曲線分析內(nèi)容曲線分析右圖是表示酶的高效性的曲線與無機催化劑相比，酶的催化效率更高酶只能縮短達到化學(xué)平衡所需時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點右圖是表示酶專一性(特異性)的曲線在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速度較未加酶時明顯加快，說明酶A能夠催化該反應(yīng)。在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速度與未加酶時相同，說明酶B不能催化該反應(yīng)影響酶促反應(yīng)速率的因素右圖三個曲線是表示影響酶活性的曲線酶的活性一般可用酶促反應(yīng)的速率表示：在一定的溫度(pH)范圍內(nèi)，隨著溫度(pH)升高，酶的催化作用增強，在最適溫度(pH)時，酶的活性最大，超過這一最適溫度(pH)，酶的催化作用逐漸減弱過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，酶經(jīng)低溫處理后再升高溫度其活性可恢復(fù)酶的活性亦可用反應(yīng)物剩余量來表示。其他條件相同的情況下，酶的活性強，則反應(yīng)后反應(yīng)物剩余量少影響酶促反應(yīng)速率的因素右圖曲線表示底物濃度對酶促反應(yīng)影響的曲線在其他條件適宜，酶量一定的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，此時限制因素是底物濃度；當(dāng)?shù)孜餄舛冗_到一定限度時，所有的酶與底物結(jié)合，反應(yīng)速率達到最大，再增加底物濃度，反應(yīng)速率不再增加，此時限制因素是酶濃度右圖曲線表示酶濃度對酶促反應(yīng)影響的曲線在底物充足，而其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。整個過程中限制因素是酶濃度3.與酶相關(guān)的實驗設(shè)計分析實驗?zāi)康膶嶒灲M對照組實驗組衡量標(biāo)準(zhǔn)自變量因變量無關(guān)變量驗證某種酶是蛋白質(zhì)待測酶液＋雙縮脲試劑已知蛋白液＋雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色待測酶液和已知蛋白液是否出現(xiàn)紫色驗證酶具有催化作用底物＋相應(yīng)酶液底物＋等量蒸餾水底物是否被分解相應(yīng)酶液的有無底物是否被分解底物量、溫度等驗證酶的專一性底物＋相應(yīng)酶液另一底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液底物是否被分解不同底物或不同酶液底物是否被分解酶的數(shù)量、溫度等探究酶的適宜溫度溫度梯度下的同一溫度處理后的底物和酶混合底物的分解速率或底物的剩余量溫度酶的活性底物和酶的量、溶液溫度、反應(yīng)時間等探究酶的最適pHpH梯度下的同一pH處理后的底物和酶混合pH1．具有專一性的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)①酶②載體③激素④tRNA⑤抗體(抗原)⑥限制性核酸內(nèi)切酶2．高中階段學(xué)過的酶

(1)物質(zhì)代謝中的酶①淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和腸腺分泌的腸淀粉酶。可催化淀粉水解成麥芽糖。②麥芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麥芽糖酶和腸腺分泌的腸麥芽糖酶。可催化麥芽糖水解成葡萄糖。③脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和腸腺分泌的腸脂肪酶。可催化脂肪分解為脂肪酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要經(jīng)過肝臟分泌的膽汁的乳化作用形成脂肪微粒。廢棄動植物油脂與甲醇等反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油，需要先把植物油脂分解為甘油和脂肪酸，植物油脂的化學(xué)本質(zhì)為脂肪，所以也需要脂肪酶水解。④蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。可催化蛋白質(zhì)水解成多肽鏈。⑤肽酶：由腸腺分泌?？纱呋嚯逆溗獬砂被帷?2)遺傳變異中的酶①解旋酶：在DNA復(fù)制或者轉(zhuǎn)錄時，解旋酶可以使DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈中配對的堿基從氫鍵處斷裂，從而使兩條螺旋的雙鏈解開。②DNA/RNA聚合酶：分別催化脫氧核苷酸聚合成DNA鏈以及核糖核苷酸聚合成RNA鏈的反應(yīng)。③逆轉(zhuǎn)錄酶：催化以RNA為模板、以脫氧核苷酸為原料合成DNA的過程。(3)生物工程中的酶①限制性內(nèi)切酶：一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的位點上切割DNA分子，產(chǎn)生特定的黏性末端。②DNA連接酶：將兩條DNA黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，連接的是磷酸二酯鍵，不是堿基對，堿基對可以依靠氫鍵連接。③纖維素酶和果膠酶：在植物細胞工程中植物體細胞雜交時，需要事先用纖維素酶和果膠酶分解植物細胞的細胞壁，從而獲得有活力的原生質(zhì)體，然后誘導(dǎo)不同植物的原生質(zhì)體融合。④胰蛋白酶：在動物細胞工程的動物細胞培養(yǎng)中，需要用胰蛋白酶將取自動物胚胎或幼齡動物的器官和組織分散成單個的細胞，然后配制成細胞懸液進行培養(yǎng)。體驗高考一、理解能力1．(2010·上海生物，17)下列有關(guān)人體中酶和激素的敘述正確的是(

)A．酶和激素都是蛋白質(zhì)

B．酶和激素都與物質(zhì)和能量代謝有關(guān)

C．酶和激素都由內(nèi)分泌細胞分泌

D．酶和激素都要釋放到血液中才能發(fā)揮作用

解析：酶是活細胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機物(多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA)。大部分酶在細胞內(nèi)發(fā)揮催化作用(消化酶需分泌到消化道內(nèi))。激素是由內(nèi)分泌細胞分泌的，產(chǎn)生后釋放到血液中，進而運輸?shù)桨屑毎虬衅鞴侔l(fā)揮調(diào)節(jié)作用。激素不全是蛋白質(zhì)。酶直接催化物質(zhì)與能量代謝過程，而激素對物質(zhì)和能量代謝過程有調(diào)節(jié)作用。

答案：B2．(2009·重慶理綜，1)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是(

)A．高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性

B．酶是活細胞產(chǎn)生并具有催化作用的蛋白質(zhì)

C．細胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解的酶

D．細胞質(zhì)中沒有作用于DNA的解旋酶

解析：酶是生物體活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，大多是蛋白質(zhì)、少數(shù)是RNA。高溫、pH過高或者過低都可能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去催化活性，而低溫不會破壞酶的結(jié)構(gòu)。葡萄糖分解成丙酮酸的過程在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，因此其內(nèi)具有催化葡萄糖分解的酶。細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體都具有能自我復(fù)制的DNA，因此其內(nèi)具有

DNA解旋酶。

答案：C3．(2010·上海生物，5)下圖表示生物體內(nèi)的某化學(xué)反應(yīng)，下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述中錯誤的是(

)A．需要解旋酶B．屬于水解反應(yīng)C．會有能量變化D．反應(yīng)速度與溫度有關(guān)解析：分析圖示可知：該圖表示的是生物體內(nèi)二肽的水解過程；需酶的催化，所以反應(yīng)速度與溫度有關(guān)；該過程發(fā)生在生物體內(nèi)，故該蛋白質(zhì)被水解時需消耗能量。而解旋酶催化的是DNA分子解旋的過程。答案：A4．(2010·上海生物，22)右圖表示細胞中某條生化反應(yīng)鏈，圖中E1～

E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是(

)

A．若E1催化的反應(yīng)被抑制，則A的消耗速度加快

B．若E5催化的反應(yīng)被抑制，則B積累到較高水平

C．若E3的催化速度比E4快，則D的產(chǎn)量比E多

D．若E1的催化速度比E5快，則B的產(chǎn)量比A多解析：據(jù)題干信息，可以看出：若E1催化的反應(yīng)被抑制，則A轉(zhuǎn)化為B的速度將會減慢，故A選項錯誤；雖E5催化的反應(yīng)被抑制，但由于B還能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為C，故B的積累并沒有達到較高水平，所以B選項錯誤；若E3的催化速度比E4快，則C更多地轉(zhuǎn)化為D，D的產(chǎn)量比E多，故C選項正確；若E1催化速度比E5快，則A更多轉(zhuǎn)化為B，但又由于B還會轉(zhuǎn)化成C，故B的產(chǎn)量不一定比A多，所以D選項錯誤。答案：C7．(2009·寧夏理綜，2)右圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是(

)A．當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時，酶活性下降

B．當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時，酶活性上升

C．酶活性在t2時比t1高，故t2時更適合酶的保存

D．酶活性在t1時比t2低，表明t1時酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴重

解析：由圖可知，在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高酶活性增強，t1屬于此區(qū)間；超過適宜溫度后，酶活性隨溫度升高而下降，t2屬于此區(qū)間。在沒有使酶失活的范圍內(nèi)，酶活性可隨溫度的變化而變化，只有較高的溫度才能破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。

答案：B三、實驗與探究能力8．(2009·江蘇卷)酶解法制備原生質(zhì)體的原理是利用酶溶液對細胞壁成分的降解作用。蝸牛酶液從蝸牛(以植物為食)消化腺中提取；果膠酶、纖維素酶從微生物中提取。為了研究不同酶液的酶解效果，某實驗小組取無菌煙草幼葉，切成相同大小的小片，等量放入6支試管中，試劑用量和實驗結(jié)果列于下表。請回答有關(guān)問題。試管編號項目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸餾水(mL)201111緩沖液(mL)0210.50.50.5果膠酶液(mL)0000.500蝸牛酶液(mL)00000.50纖維素酶液(mL)000000.5實驗結(jié)果(綠色深淺程度)－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋(注：“＋”越多表示綠色越深，“－”表示顏色無顯著變化)(1)實驗過程中，需要輕搖試管，其目的是使原生質(zhì)體從葉小片中游離出來，以便觀察懸浮液綠色的深淺。(2)從實驗結(jié)果綠色的深淺可推測：蝸牛酶液酶解效果最好，原因是蝸牛酶液含有等多種酶。該實驗中是空白對照組，其設(shè)置意義是。(3)用網(wǎng)篩過濾原生質(zhì)體到離心管內(nèi)，離心后收集沉淀物，并用洗滌。(4)原生質(zhì)體是否符合要求還需進行檢驗，其檢驗的方法是。使細胞壁與酶充分接觸，提高酶解效果果膠酶和纖維素酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排除無關(guān)變量的干擾等滲溶液低滲漲破法試管編號項目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸餾水(mL)201111緩沖液(mL)0210.50.50.5果膠酶液(mL)0000.500蝸牛酶液(mL)00000.50纖維素酶液(mL)000000.5實驗結(jié)果(綠色深淺程度)－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋9．(2008·廣東生物，37)生產(chǎn)中使用的普通淀粉酶的最適溫度在40℃～

60℃之間，而極端耐熱淀粉酶在100℃仍能保持較高的活性，因此具有更為廣泛的應(yīng)用前景。某同學(xué)正在設(shè)計一個實驗以探究溫度對兩種淀粉酶活性的影響，其中有些問題需要你的幫助。

(1)此實驗中除自變量和因變量外，還需要考慮________、________

及

等因素。

(2)在此實驗中，因變量可以用碘液和斐林試劑檢測。兩種試劑各與何種物質(zhì)反應(yīng)生色？檢測的是底物還是產(chǎn)物？答：

pH酶濃度底物濃度

碘液與淀粉反應(yīng)生色，檢測的是底物。斐林試劑與還原糖反應(yīng)生色，檢測的是產(chǎn)物。(3)假設(shè)實驗結(jié)果如下表，請在給出的坐標(biāo)紙上繪圖反映實驗結(jié)果。溫度℃102030405060708090100普通淀粉酶相對活性/%6254367836522200耐熱淀粉酶相對活性/%61525487692100988265答案：解析：(1)在該實驗中，溫度是自變量，淀粉的分解速度是因變量，在各組實驗中，除了自變量“溫度”對實驗結(jié)果有影響外，底物的濃度、pH、添加試劑的量、實驗的操作順序等對實驗結(jié)果也有影響，為了探究自變量對實驗結(jié)果的影響，必須保證自變量以外的其他因素完全相同。(2)該實驗中因變量(淀粉的水解速度)可以用碘液或斐林試劑檢測，碘液可以檢測剩余淀粉的含量，斐林試劑可以檢測生成物(還原糖)的含量。(3)在繪圖過程中，要注意橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的數(shù)值和單位，然后通過描點連線即可?！纠?】(原創(chuàng)題)下列關(guān)于酶的敘述中，正確的是(

)A．所有酶用雙縮脲試劑進行檢測都可以呈現(xiàn)紫色反應(yīng)B．生長激素與呼吸酶不可能來自同一個細胞C．消化酶要經(jīng)過核糖體的合成，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等階段，分泌到細胞外才發(fā)揮作用D．與藍藻光合作用有關(guān)的酶分布在葉綠體的類囊體薄膜上和基質(zhì)中聽課心得審題關(guān)鍵：“所有”、“雙縮脲試劑”、“同一”、“消化酶”、“核糖體”、“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)”、“高爾基體”、“藍藻”、“光合作用”、“葉綠體”命題來源：酶的化學(xué)本質(zhì)、蛋白質(zhì)的鑒定、酶與激素的比較、消化酶、原核生物與光合作用。思路分析：大多數(shù)酶為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA，只有蛋白質(zhì)類酶用雙縮脲試劑檢驗可呈現(xiàn)紫色反應(yīng)，所以A錯；合成分泌生長激素的為垂體細胞，其可以合成呼吸酶，所以B錯；消化酶屬于外分泌蛋白，其發(fā)揮作用在消化道中，所以C正確；藍藻為原核生物，沒有葉綠體，所以D錯。答案：C【例2】

將一個土豆(含有過氧化氫酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定體積和濃度的過氧化氫溶液的針筒中(如下圖所示)，以探究酶促反應(yīng)的相關(guān)問題。根據(jù)實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)分析答題。(1)若土豆片為4片時，每隔5分鐘收集一次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出如下曲線圖。20分鐘后，氣體量不再增加的原因是。過氧化氫的量有限(2)若土豆片為8片時，和上述實驗所得的曲線(實線)相比，實驗結(jié)果的曲線可能是下列_____圖中的虛線。如果要獲得更多的氣體，在不改變?nèi)芤后w積的條件下，可采取的方法是

，其結(jié)果可用___圖中的虛線表示。c增加過氧化氫溶液濃度a聽課心得審題關(guān)鍵：“過氧化氫酶”、“過氧化氫溶液”、“一定體積和濃度”、“產(chǎn)生氣體”、“氣體量”、“4片”、“8片”、“不改變?nèi)芤后w積”命題來源：影響酶促反應(yīng)速率的因素思路分析：(1)土豆片中含有過氧化氫酶，能將過氧化氫催化分解產(chǎn)生水和氧氣而出現(xiàn)氣泡。20分鐘后氣體不再增加，說明過氧化氫已經(jīng)被完全分解，即所給的過氧化氫的量是有限的。(2)增加土豆片數(shù)量后，酶量增加，反應(yīng)速率加快，但是酶只能改變反應(yīng)的速率，不改變反應(yīng)結(jié)果，因此會出現(xiàn)如圖c所示的結(jié)果；要獲得更多的氣體，則必須增加反應(yīng)底物的量，不能改變?nèi)芤旱捏w積，因此只能增加過氧化氫溶液的濃度，其結(jié)果是氣體總量增加，即圖a所示的結(jié)果。考點2

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用1．ATP再生流程圖答案：①光反應(yīng)②ATP③葉綠體基質(zhì)④(CH2)O中穩(wěn)定的化學(xué)能⑤細胞呼吸⑥細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體⑦熱能⑧ADP＋Pi2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不可逆原因分析ATP的分解是一種水解反應(yīng)，由水解酶催化；生成ATP的反應(yīng)是一種合成反應(yīng)，由合成酶催化。ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)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)供應(yīng)，但反應(yīng)并不是完全可逆的。1．生物體內(nèi)的能源物質(zhì)歸納物質(zhì)的作用能源物質(zhì)細胞中重要的能源物質(zhì)葡萄糖植物細胞中儲存能量的物質(zhì)淀粉動物細胞中儲存能量的物質(zhì)糖原生物體中貯存能量物質(zhì)脂肪生命活動的主要能源物質(zhì)糖類生命活動的直接能源物質(zhì)ATP各項生命活動的最終能源太陽光能不同運動狀況下的能量供應(yīng)①在100米賽跑時，由ATP—磷酸肌酸供能系統(tǒng)供能，維持時間約為20～25秒。②在400米～800米跑時，磷酸肌酸供能不夠，但有氧呼吸尚未達到峰值，主要靠無氧呼吸供能。③在馬拉松長跑過程中，由無氧呼吸產(chǎn)生了大量乳酸，內(nèi)環(huán)境pH下降，無氧呼吸減弱，但前兩個供能系統(tǒng)供能時產(chǎn)生了大量的ADP和消耗掉[H]后形成的NAD＋，對有氧呼吸具有強烈的促進作用，使得有氧呼吸速率加快，產(chǎn)生大量的ATP。④人在寒冷時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細胞產(chǎn)生ATP的量增加。2．生物學(xué)中常見英文縮寫名稱及作用英文縮寫具體內(nèi)涵ATP三磷酸腺苷，新陳代謝所需能量的直接來源。ATP的結(jié)構(gòu)簡式：A—P～P～P，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基團，～代表高能磷酸鍵，—代表普通化學(xué)鍵ADP二磷酸腺苷DNA脫氧核糖核酸，是主要的遺傳物質(zhì)RNA核糖核酸，分為mRNA、tRNA和rRNAHIV人類免疫缺陷病毒AIDS獲得性免疫缺陷綜合征(艾滋病)ES(EK)胚胎干細胞cDNA互補DNAPCR聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PEG聚乙二醇，誘導(dǎo)細胞融合的誘導(dǎo)劑HGP人類基因組計劃IAA吲哚乙酸(生長素)【例3】

(2010·臨沂質(zhì)檢)在某細胞培養(yǎng)液中加入32P標(biāo)記的磷酸分子，短時間內(nèi)分離出細胞中的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP

的末端磷酸基團已帶上放射性標(biāo)記，該現(xiàn)象能夠說明的是(

)①ATP中遠離腺苷的磷酸基團容易脫離②32P標(biāo)記的ATP是新合成的③ATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)④該過程中ATP既有合成又有分解

A．①②③④B．①②④C．①②③D．②③④

答案：B

3．(2008·天津卷)下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是(

)①人長時間劇烈運動時，骨骼肌細胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時相等②若細胞內(nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度的穩(wěn)定，細胞消耗ATP的量增加③人在寒冷時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細胞產(chǎn)生ATP的量增加④人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡

A．①②B．②③C．③④D．①④解析：人在安靜時只進行有氧呼吸，在劇烈運動時骨骼肌細胞可進行無氧呼吸來獲得部分能量。要維持Na＋濃度的平衡，就得將多余的Na＋運出細胞，而Na＋的運輸是耗能的主動運輸過程。腎上腺素和甲狀腺激素都能促進物質(zhì)的分解代謝，以釋放更多的熱量來維持寒冷時體溫的相對恒定，同時ATP的產(chǎn)量會增加。不管在什么狀態(tài)下，人體細胞中的ATP和ADP含量總是處于動態(tài)平衡，否則最終會導(dǎo)致能量供應(yīng)出現(xiàn)問題而影響正常生命活動的進行，在饑餓時可通過分解體內(nèi)糖類等有機物釋放能量維持兩者含量相對平衡的狀態(tài)。答案：B4．(200