藝考生高考生物復(fù)習(xí)專題二細胞代謝第1講代謝中的酶與ATP課件

藝考生生物專題二細胞代謝

專題突破第1講代謝中的酶與ATP【思維導(dǎo)圖】【考點梳理】考點1酶(1)酶的化學(xué)本質(zhì):絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA

作用:催化作用。

作用機理:降低活化能。

活化能:分子從常態(tài)到易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。

酶降低活化能的效果比無機催化劑的效果更顯著。(2)酶的特點①高效性:酶的催化效率是無機催化劑的107~1013倍。②專一性:每種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。③作用條件溫和性:在適宜的溫度和pH下,酶的活性高。(3)影響酶活性的條件(溫度和pH)

酶活性最大時的溫度為最適溫度,酶活性最大時的pH為最適pH。

高溫、過酸、過堿、重金屬會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶失活。

低溫酶不失活,空間結(jié)構(gòu)沒有被破壞,在適宜的溫度下酶的活性可恢復(fù)。

酶制劑一般適合在低溫(0~4℃)下保存。甲

乙(4)酶濃度和底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響

在底物足夠多的情況下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。

在酶有限的情況下,底物濃度較低時,反應(yīng)速率與底物濃度成正比;當(dāng)所有的酶與底物結(jié)合時,反應(yīng)速率達到最大值,再增加底物,反應(yīng)速率不再增加?？键c2

ATP(腺苷三磷酸)(1)功能:ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)。糖類是主要能源物質(zhì);ATP是直接能源物質(zhì);脂肪是良好的儲能物質(zhì)。(2)ATP的結(jié)構(gòu)簡式:A—P~P~P:A代表腺苷(腺嘌呤+核糖),P代表磷酸基團,~代表特殊化學(xué)鍵。(3)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化:

能合成ATP的過程有:光合作用和呼吸作用。能合成ATP的場所有:細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。

細胞內(nèi)ATP的含量很少,但ATP與ADP轉(zhuǎn)化迅速,能持續(xù)地為生命活動提供能量。(4)ATP的利用:

細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量,如大腦思考、電鰩發(fā)電、主動運輸、物質(zhì)合成、肌肉收縮等都需要消耗ATP。ATP水解釋放的磷酸基團使蛋白質(zhì)等分子磷酸化,蛋白質(zhì)等分子磷酸化后空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,活性被改變。

細胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)分為吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)。吸能反應(yīng)是需要吸收能量的,如蛋白質(zhì)的合成,吸能反應(yīng)總是與ATP的水解相聯(lián)系,ATP水解的反應(yīng)式為:ATPADP+Pi+能量;放能反應(yīng)是釋放能量的,如葡萄糖的氧化分解,放能反應(yīng)總是與ATP的合成相聯(lián)系,ATP合成的反應(yīng)式為:ADP+Pi+能量

ATP。

能量通過吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)在ADP和ATP之間流通。酶酶典例示范一(2021·廣州一模)酶對細胞代謝起著非常重要的作用。下列有關(guān)酶的敘述,正確的是 (

) A.細胞核和細胞質(zhì)中都可能有DNA聚合酶 B.光合作用的光反應(yīng)階段不需要酶的參與 C.人體細胞產(chǎn)生的蛋白酶的最適pH均相同 D.過氧化氫酶為H2O2的快速分解提供活化能【答案】A【重點歸納】酶的化學(xué)本質(zhì)、作用、作用機理、特點和酶活性的影響因素是重點考查的知識點?！驹斀狻緿NA主要在細胞核,少量在細胞質(zhì)(線粒體和葉綠體),哪里有DNA哪里就會進行DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,DNA復(fù)制需要DNA聚合酶,故細胞核和細胞質(zhì)中都可能有DNA聚合酶,A正確;光反應(yīng)階段,ADP+Pi+光能ATP這個反應(yīng)需要酶的參與,B錯誤;不同酶的最適pH不一樣,比如胃蛋白酶的最適pH是1.5~2.0,而胰蛋白酶最適pH是7.8~8.5之間,C錯誤;酶的作用是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,不能提供活化能,D錯誤。酶變式訓(xùn)練一(2022·深圳二模)“銀燭秋光冷畫屏,輕羅小扇撲流螢”是唐代詩人杜牧的詩句。螢火蟲尾部的發(fā)光細胞中含有熒光素和熒光素酶。在熒光素酶的作用下,熒光素接受ATP提供的能量后被激活,激活的熒光素與氧結(jié)合形成氧化熒光素,同時發(fā)出熒光。下列敘述正確的是 (

) A.螢火蟲發(fā)光細胞中的熒光素酶主要起到調(diào)節(jié)作用 B.螢火蟲可以通過調(diào)節(jié)熒光素酶的合成來控制發(fā)光 C.熒光素被激活過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于放能反應(yīng) D.熒光素與氧氣結(jié)合放出的能量全部轉(zhuǎn)移到ATP中【答案】B【詳解】螢火蟲發(fā)光細胞中的熒光素酶主要起到催化作用,A錯誤;基因可以通過控制酶的合成來控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀,所以螢火蟲可以通過調(diào)節(jié)熒光素酶的合成來控制發(fā)光,B正確;熒光素被激活過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于吸能反應(yīng),C錯誤;熒光素與氧氣結(jié)合放出的能量少部分轉(zhuǎn)移到ATP中,大部分以熱能的形式散失,D錯誤。典例示范二ATP是細胞的能量“通貨”,是生命活動的直接能源物質(zhì),下圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法錯誤的是(

) A.圖1中的A代表腺苷,b、c為特殊化學(xué)鍵 B.圖2中進行①過程時,圖1中的c鍵斷裂并釋放能量 C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用具有高效性 D.夜間有O2存在時,圖2中過程②主要發(fā)生在線粒體圖1

圖2【答案】A【重點歸納】ATP的結(jié)構(gòu)、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化是重點考查的知識點。【詳解】A項中A代表的是腺嘌呤,A錯誤;圖2中①過程進行的是ATP水解,ATP水解時遠離A的特殊化學(xué)鍵易斷裂,也就是圖1中c鍵,B正確;ATP水解和ATP合成需要酶催化,酶的催化作用具有高效性,C正確;夜間有O2存在時,主要進行有氧呼吸,有氧呼吸發(fā)生的主要場所是線粒體,D正確。變式訓(xùn)練二(2022·廣州一模)ATP是細胞生命活動的直接能源物質(zhì),下列敘述錯誤的是 (

) A.人成熟紅細胞可通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP B.人體細胞ATP合成所需的能量由磷酸提供 C.ATP可用于物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運輸 D.ATP釋放的磷酸基團能與某些蛋白質(zhì)結(jié)合【答案】B【詳解】人體成熟的紅細胞無線粒體,進行無氧呼吸產(chǎn)生ATP,A正確;人體細胞ATP合成所需的能量是由有機物在氧化分解過程中釋放的能量提供的,B錯誤;物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運輸?shù)姆绞綄儆谥鲃舆\輸,需要消耗ATP釋放的能量,C正確;ATP釋放的磷酸基團能與某些蛋白質(zhì)結(jié)合,例如在主動運輸過程中,磷酸基團可以和Ca2+載體蛋白結(jié)合,這是載體蛋白的磷酸化,D正確。真題回顧1.(2021·廣東卷)在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco。下列敘述正確的是(

)

A.Rubisco存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中 B.激活Rubisco需要黑暗條件

C.Rubisco催化CO2固定需要ATP

D.Rubisco催化C5和CO2結(jié)合【答案】

D【解析】

Rubisco參與植物光合作用過程中的暗反應(yīng),暗反應(yīng)場所在葉綠體基質(zhì),故Rubisco存在于葉綠體基質(zhì)中,A錯誤;暗反應(yīng)在有光和無光條件下都可以進行,故參與暗反應(yīng)的酶Rubisco的激活對光無要求,B錯誤;Rubisco催化CO2固定不需要ATP,C錯誤;Rubisco催化二氧化碳的固定,即C5和CO2結(jié)合生成C3的過程,D正確。2.(2021·全國甲卷)已知①酶、②抗體、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人體內(nèi)有重要作用的物質(zhì)。下列說法正確的是 (

) A.①②③都是由氨基酸通過肽鍵連接而成的 B.③④⑤都是生物大分子,都以碳鏈為骨架 C.①②⑥都是由含氮的單體連接成的多聚體 D.④⑤⑥都是人體細胞內(nèi)的主要能源物質(zhì)【答案】

C【解析】

大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA;激素是有機物,可能是蛋白質(zhì)、固醇、氨基酸衍生物等,A錯誤;生物大分子有蛋白質(zhì)、核酸和多糖,激素是有機物,可能是蛋白質(zhì)、固醇、氨基酸衍生物等;脂肪不是生物大分子,B錯誤;①大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA,蛋白質(zhì)的單體是氨基酸,RNA的單體是核糖核苷酸,都含氮;②抗體是蛋白質(zhì),單體是氨基酸,含氮;⑥核酸的單體是核苷酸,含氮,C正確;糖類是主要能源物質(zhì);ATP是直接能源物質(zhì);脂肪是良好的儲能物質(zhì),D錯誤。3.(2022·廣東卷)某同學(xué)對蛋白酶TSS的最適催化條件開展初步研究,結(jié)果見下表。下列分析錯誤的是 (

)組別pHCaCl2溫度(℃)降解率(%)①9+9038②9+7088③9-700④7+7058⑤5+4030注:

+/-分別表示有/無添加,反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白【答案】

C【解析】

分析②③組可知,沒有添加CaCl2,降解率為0,說明該酶的催化活性依賴CaCl2,A正確;分析①②變量可知,pH均為9,都添加了CaCl2,溫度分別為90℃、70℃,故自變量為溫度,B正確;②組酶的活性最高,此時pH為9,溫度為70℃,但由于溫度梯度、pH梯度較大,不能說明最適溫度為70℃,最適pH為9,C錯誤;該實驗的反應(yīng)物為Ⅰ型膠原蛋白,要確定該酶能否水解其他反應(yīng)物還需補充實驗,D正確。

A.該酶的催化活性依賴于CaCl2 B.結(jié)合①、②組的相關(guān)變量分析,自變量為溫度 C.該酶催化反應(yīng)的最適溫度為70℃,最適pH為9 D.尚需補充實驗才能確定該酶是否能水解其他反應(yīng)物4.(2022·全國乙卷)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(xué)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】

第①組中,酶P在低濃度Mg2+條件,有產(chǎn)物生成,說明酶P在該條件下具有催化活性,A錯誤