《生物第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1、2節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶、細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1、2節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶、細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 必修1（65頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用考綱內(nèi)容能力要求命題分析1.酶在代謝中的作用2.ATP 在能量代謝中的作用3.光合作用的基本過程4.影響光合作用速率的環(huán)境因素5.細(xì)胞呼吸實(shí)驗(yàn)：(1)探究影響酶活性的因素(2)葉綠體色素的提取和分離(3)探究酵母菌的呼吸方式實(shí)驗(yàn)與探究能力實(shí)驗(yàn)與探究能力實(shí)驗(yàn)與探究能力1. 近幾年新課標(biāo)卷主要以選擇題的形式考查了 ATP 的組成、結(jié)構(gòu)和功能，光合作用與呼吸作用的過程和意義等；以非選擇題的形式，并結(jié)合圖表，綜合考查光合作用與呼吸作用的過程，影響因素及在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。2017 年考查了酶的特性、合成及影響酶活性的因素，光合速率的計(jì)算，光合作用與呼吸作用的關(guān)系等內(nèi)容。2.
2、命題趨勢：以選擇題或非選擇題的形式，考查 ATP 的組成、結(jié)構(gòu)與功能，酶特性及影響因素，光合作用、呼吸作用的過程、影響因素及兩者之間的聯(lián)系等內(nèi)容，同時(shí)兼顧考查相關(guān)實(shí)驗(yàn)?？季V導(dǎo)讀第1、2節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶、細(xì)胞的能量“通貨”ATP化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)(絕大多數(shù))RNA(少數(shù))合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體主要在細(xì)胞核(真核生物)來源_作用場所細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外生理功能_作用原理_一、酶的本質(zhì)、作用及特性活細(xì)胞生物催化作用1酶的本質(zhì)與作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能2.酶的特性高效性專一性高(1)_：催化效率是無機(jī)催化劑的 1071013 倍。(2)_：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(3)
3、作用條件較溫和：在溫和條件下，酶的活性最_。二、ATP 在能量代謝中的作用1ATP 的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)(1) 結(jié) 構(gòu)簡式： _ 。其中 “A” 代表 _ ，“”代表_。APPP腺苷(2)特點(diǎn)：遠(yuǎn)離 A 的那個(gè)高能磷酸鍵容易斷裂和重新生成。(3)主要功能：細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，是細(xì)胞生命活動所需能量的_。高能磷酸鍵直接來源2ATP 的形成與利用(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能(散失)能量3吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)與 ATP 的關(guān)系：吸能反應(yīng)一般與ATP 的_反應(yīng)相聯(lián)系，由 ATP 水解提供能量；放能反應(yīng)一般與 ATP 的_相聯(lián)系，釋放的能量儲存在_中。水解合成ATP判斷正誤1若要長期保存酶，應(yīng)將其放在低
4、溫環(huán)境下。(2酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)。()3ATP 中含有一個(gè)高能磷酸鍵。()4酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能。(5隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降。()答案：1.2.3.4.5.考點(diǎn)一酶的催化作用的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證考點(diǎn)梳理酶1原理：2H2O22H2OO2；肝細(xì)胞中含有過氧化氫酶。2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及現(xiàn)象3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)酶具有催化作用，和無機(jī)催化劑一樣，都可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)酶具有高效性，和無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。試管試劑處理現(xiàn)象2 mL H2O2常溫幾乎無氣泡產(chǎn)生2 mL H2O290 有較少氣泡2 mL H2O23.5% FeCl3溶液2滴有較多氣泡2 mL H2O2新
5、鮮肝臟研磨液2滴有大量氣泡酶發(fā)揮作用的場所(1)酶由活細(xì)胞產(chǎn)生，可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，如細(xì)胞內(nèi)的呼吸酶、RNA 聚合酶等；也可以分泌到細(xì)胞外發(fā)揮作用，如各種消化酶。(2)在生物體外適宜的條件下也能發(fā)揮作用，如證明唾液淀粉酶水解淀粉的實(shí)驗(yàn)。高考探究考向酶的概述典例1(2017 年新課標(biāo)卷)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是()A在細(xì)胞中，核外沒有參與 DNA 合成的酶B由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是 37 解析線粒體和葉綠體中也有合成 DNA 的酶，A 錯誤；只要給予適宜的溫度和 pH，活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生
6、物體外酶仍然有催化活性，B 錯誤；向某些蛋白質(zhì)溶液中加入某些無機(jī)鹽溶液后，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出，這種作用叫作鹽析，可在胃蛋白酶的提取液中加濃(NH4)2SO4使蛋白質(zhì)凝聚沉淀，C 正確；酶在低溫環(huán)境中保存，D 錯誤。答案C考向預(yù)測1(2017 年湖南益陽箴言中學(xué)十模)下列關(guān)于酶與 ATP 的敘述，正確的是()A噬菌體、硝化細(xì)菌和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞內(nèi)都可以合成酶B用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時(shí)，一般用斐林試劑進(jìn)行檢測C酶的合成需要消耗 ATP，ATP 的合成需要酶的催化D吸能反應(yīng)一般與 ATP 的合成相聯(lián)系解析：噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核
7、和眾多的細(xì)胞器，因此噬菌體和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞內(nèi)均不能合成酶，但硝化細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)可以合成酶，A 錯誤；用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響時(shí)，溫度是自變量，而用斐林試劑檢測淀粉的水解產(chǎn)物還原糖時(shí)需水浴加熱(5065)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，因此一般用碘液進(jìn)行檢測，B 錯誤；絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是 RNA，蛋白質(zhì)和 RNA 的合成均需要消耗 ATP，ATP 的合成需要酶的催化，C 正確；吸能反應(yīng)一般與 ATP 的水解相聯(lián)系，D 錯誤。答案：C2(2016 年煙臺一模)下圖是生物體內(nèi)常見的一種生理作用圖示，下列敘述不正確的是()A的成分有可能是蛋白質(zhì)B圖中顯示具有高效性，反應(yīng)完成后，的性質(zhì)未發(fā)生改變
8、C和的生成速率可以表示酶促反應(yīng)的速率D如果探究底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響，的數(shù)量就是實(shí)驗(yàn)的自變量解析：是酶，是底物，底物可能是蛋白質(zhì)；圖中顯示具有專一性，反應(yīng)完成后，的性質(zhì)未發(fā)生改變；生成物的生成速率可以表示酶促反應(yīng)的速率；如果探究底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響，的數(shù)量就是實(shí)驗(yàn)的自變量。答案：B3下列關(guān)于酶特性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述中，正確的是()A驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變量一定是酶的種類B驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，自變量是酶的濃度C探究溫度對酶活性的影響時(shí)，自變量是溫度D探究酶催化作用的最適 pH 時(shí)，應(yīng)設(shè)置過酸、過堿、中性三組解析：酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)的特性，驗(yàn)證酶的專一性時(shí)，自變
9、量可以是不同的底物或不同的酶種類，A 錯誤；酶的高效性是和無機(jī)催化劑相比，所以驗(yàn)證酶的高效性時(shí)，自變量是催化劑的種類(酶和無機(jī)催化劑)，不是酶的濃度，B 錯誤；酶的活性受溫度的影響，每一種酶都有其最適宜溫度，溫度過高或過低都會使酶的活性降低，探究溫度對酶活性的影響時(shí)，自變量是溫度，C 正確；酶的活性受pH 的影響，每一種酶都有其最適宜 pH，pH 過高或過低都會使酶的活性降低，甚至失去活性，探究酶催化作用的最適 pH 時(shí)，設(shè)置的 pH 梯度要細(xì)，甚至要進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，不能只設(shè)置過酸、過堿、中性三組，因?yàn)檫@三組可能都不是最適宜 pH，D 錯誤。答案：C4豬籠草是一種食蟲植物，為了驗(yàn)證豬籠草分泌液中有
10、蛋白酶。某學(xué)生設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，如下圖所示。在 35 水浴中保溫一段時(shí)間后，甲、乙試管中加入適量的雙縮脲試劑，丙、丁試管中不加任何試劑。對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的預(yù)測正確的是()A甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白塊消失B甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白塊消失，丁中蛋白塊不消失C甲和乙中溶液呈紫色；丙中蛋白塊消失，丁中蛋白塊不消失D甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白塊消失，丁中蛋白塊不消失解析：蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下水解成多肽，且蛋白酶本身也為蛋白質(zhì)，由于蛋白質(zhì)和多肽均能與雙縮脲試劑反應(yīng)，所以甲、乙中溶液都呈紫色；丙中蛋白塊被分泌液中的蛋白酶水解而消失，丁中蛋白塊因無蛋白酶而不發(fā)生水解。答案：C步驟第
11、 1 組第 2 組第 3 組1 mol/L 的 HCl 溶液浸泡 5 min1 mol/L 的 NaOH 溶液蒸餾水浸泡 5 min取出后，用吸水紙吸去馬鈴薯塊莖圓片上多余的液體5為了探究 pH 對過氧化氫酶活性的影響，某小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料：直徑 4 cm、厚度 0.5 cm 的馬鈴薯塊莖圓片若干，隨機(jī)平均分為三組。實(shí)驗(yàn)步驟：步驟第 1 組第 2 組第 3 組3%的過氧化氫溶液5 滴5 滴5 滴及時(shí)觀察現(xiàn)象馬鈴薯塊莖圓片上均無氣泡產(chǎn)生(續(xù)表)注：“”表示不做處理請分析回答：(1)表格中的是_，是_。(2)該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有_(至少寫出兩項(xiàng))。(3)觀察時(shí)，第 1、2 組馬鈴薯塊莖
12、圓片上均無氣泡產(chǎn)生，是因?yàn)開。(4)放置幾分鐘后，該組同學(xué)發(fā)現(xiàn)第 3 組馬鈴薯塊莖圓片上基本無氣泡繼續(xù)產(chǎn)生，第 1、2 組馬鈴薯塊莖圓片上竟然有少量氣泡產(chǎn)生。請分析：第 3 組基本無氣泡繼續(xù)產(chǎn)生的原因是_；第 1、2 組有少量氣泡產(chǎn)生的原因可能是_(寫出一點(diǎn)即可)。解析：(1)根據(jù)單一變量原則，對第 1、2、3 組的處理分別是用HCl溶液、NaOH 溶液、蒸餾水浸泡，且浸泡時(shí)間均為5 min，故是浸泡 5 min。第 1、2 組分別用 HCl 溶液和 NaOH 溶液處理后，滴加過氧化氫溶液后不產(chǎn)生氣泡，說明強(qiáng)酸和強(qiáng)堿影響了馬鈴薯塊莖中過氧化氫酶的活性，第 3 組沒有用酸和堿處理，該組馬鈴薯塊莖
13、中過氧化氫酶的活性強(qiáng)，可催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，從而產(chǎn)生大量氣泡。(2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是 pH(或加入的是酸、堿，還是蒸餾水)，無關(guān)變量有多種，如馬鈴薯塊莖圓片的大小，浸泡時(shí)間，過氧化氫溶液的濃度、用量，觀察時(shí)間等。(3)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿會使過氧化氫酶變性失活，因此，在觀察時(shí)第 1、2 組馬鈴薯塊莖圓片上無氣泡產(chǎn)生。(4)第 3 組馬鈴薯塊莖圓片起初有大量氣泡產(chǎn)生是過氧化氫酶催化過氧化氫分解的結(jié)果，當(dāng)過氧化氫全部被分解后，不再產(chǎn)生氣泡。一段時(shí)間后，第 1、2 組馬鈴薯塊莖圓片有少量氣泡產(chǎn)生，可能是過氧化氫自然分解，產(chǎn)生的氧氣積累，也可能是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿浸泡時(shí)間過短，只使馬鈴薯塊莖圓片中部分酶失活，使得
14、過氧化氫分解減慢，幾分鐘以后產(chǎn)生的氣體逐漸積累。答案：(1)浸泡 5 min馬鈴薯塊莖圓片上有大量氣泡產(chǎn)生(2)馬鈴薯塊莖圓片的大小、浸泡時(shí)間(或過氧化氫溶液的濃度、用量，觀察時(shí)間等)(3)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使馬鈴薯塊莖圓片表面的過氧化氫酶失活(4)過氧化氫分解完畢過氧化氫自然分解的氣體得到積累，形成少量氣泡(浸泡時(shí)間短，HCl、NaOH 只破壞了馬鈴薯塊莖圓片中部分過氧化氫酶的結(jié)構(gòu)，使得過氧化氫分解減慢，放置幾分鐘后氣體積累形成氣泡)(言之有理即可)考點(diǎn)二與酶有關(guān)的曲線分析考點(diǎn)梳理1表示酶高效性的曲線(1)與無機(jī)催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。(2)酶只能縮短達(dá)到化
15、學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。(3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。2表示酶專一性的曲線在 b 反應(yīng)中，加入酶 A 后的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶 A 不能催化 b 反應(yīng)；在 a 反應(yīng)中，加入酶 A后，在一定的反應(yīng)物濃度范圍內(nèi)，隨反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率明顯加快；綜上說明酶 A 只能催化 a 反應(yīng)，不能催化 b 反應(yīng)，即酶具有專一性。3影響酶促反應(yīng)的因素(1)溫度和 pH在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，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(fù)活性。從
16、圖丙可以看出：反應(yīng)溶液 pH 的變化不影響酶作用的最適溫度。(2)底物濃度和酶濃度圖甲：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。圖乙：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。高考探究考向影響酶促反應(yīng)的相關(guān)曲線典例2(2016 年新課標(biāo)卷)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組：A 組(20 )、B 組(40 )和C組(60 )，測定各組在不同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如下圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)三個(gè)溫度條件下，該酶活性最高的是_組。(2)在時(shí)間 t1 之
17、前，如果 A 組溫度提高 10 ，那么 A 組酶催化反應(yīng)的速度會_。(3)如果在時(shí)間 t2 時(shí)，向 C 組反應(yīng)體系中增加 2 倍量的底物，其他條件保持不變，那么在 t3 時(shí)，C 組產(chǎn)物總量_，原因是_。(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是_，其特性有_(答出兩點(diǎn)即可)。解析(1)曲線圖顯示：在反應(yīng)開始的一段時(shí)間內(nèi)，40 時(shí)產(chǎn)物濃度增加最快，說明酶的活性最高，而 B 組控制的溫度是40 。(2)A 組控制的溫度是 20 ，在時(shí)間 t1 之前，如果 A 組溫度提高 10 ，則酶的活性增強(qiáng)，故 A 組酶催化反應(yīng)速度會加快。(3)對比分析圖示中的 3 條曲線可推知，在時(shí)間 t2 時(shí)，C組的酶在 60 條件下已
18、經(jīng)失活，所以如果在時(shí)間 t2 時(shí)，向 C組反應(yīng)體系中增加 2 倍量的底物，其他條件保持不變，在 t3 時(shí)，C 組產(chǎn)物的總量不變。(4)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是 RNA。酶具有高效性、專一性、作用條件較溫和等特性。答案(1)B(2)加快(3)不變60 條件下，t2 時(shí)酶已失活，即使增加底物，產(chǎn)物總量也不會增加(4)蛋白質(zhì)或 RNA高效性、專一性內(nèi)容正確說法錯誤說法影響酶促反應(yīng)因素與影響酶活性因素的區(qū)別影響酶活性的因素一定影響酶促反應(yīng)，而影響酶促反應(yīng)的因素未必影響酶的活性二者等同反應(yīng)速率有酶時(shí)的催化速率不一定比無機(jī)催化劑快(有酶時(shí)要看外界條件是否適宜)同一反應(yīng)的速率，有酶時(shí)一定比沒有酶快酶的失
19、活與抑制高溫、過酸、過堿等改變酶結(jié)構(gòu)，酶失活，活性不可恢復(fù)；低溫使酶的活性暫時(shí)受抑制，條件適宜可恢復(fù)高溫、過酸、過堿等條件下酶無催化作用，條件適宜可恢復(fù)考向預(yù)測6(2017 年天津卷)將 A、B 兩種物質(zhì)混合，T1 時(shí)加入酶 C。)下圖為最適溫度下 A、B 濃度的變化曲線。敘述錯誤的是(A酶 C 降低了 A 生成 B 這一反應(yīng)的活化能B該體系中酶促反應(yīng)速率先快后慢CT2 后 B 增加緩慢是酶活性降低導(dǎo)致的D適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，T2 值增大解析：T1 時(shí)加入酶 C，A 物質(zhì)減少，B 物質(zhì)增加，可推測酶 C 催化 A 物質(zhì)生成 B 物質(zhì)，酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，A 正確；由曲線可知，
20、T1T2 間，酶促反應(yīng)速率加快，T2 后，酶促反應(yīng)速率減慢，B 正確；T2 后 B 增加緩慢是底物 A 含量過少所致，C 錯誤；曲線是在最適溫度下繪制的，若降低反應(yīng)溫度，則反應(yīng)速率減慢，T2 值增大，D 正確。答案：C7(2017 年東北師范大學(xué)附屬中學(xué)三模)酵母菌 M 能分泌 A酶和 B 酶，如圖表示在不同溫度下測得兩種酶活性的曲線圖，以下分析不合理的是()AA 酶和 B 酶在 50 時(shí)酶活性均最大B80 時(shí)，A 酶仍未完全失活C當(dāng)溫度為 20 ，酶的空間結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定D溫度從 80 降至 50 時(shí)，酶的活性可能無法恢復(fù)到最大值解析：由圖可知，A 酶和 B 酶在 50 時(shí)酶活性均最大，A 正確
21、；80 時(shí)，A 酶仍未完全失活，B正確；當(dāng)溫度為20 ，兩種酶的活性都較低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，C 錯誤；高溫會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。由圖可知，溫度為80 時(shí) B 酶已經(jīng)失活，A 酶的活性也很低，說明此時(shí)兩種酶的空間結(jié)構(gòu)有可能被破壞，所以此時(shí)溫度再降至 50 ，酶的活性也可能無法恢復(fù)到最大值，D 正確。答案：C8下圖甲表示細(xì)胞中 ATP 反應(yīng)鏈，圖中 a、b、c 代表酶，A、B、C 代表化合物；圖乙表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是()甲乙A圖甲中的 B 含有 2 個(gè)高能磷酸鍵，C 為腺嘌呤核糖核苷酸被抑制B神經(jīng)細(xì)胞吸收K時(shí)，a催化的反應(yīng)加快，c催化的反應(yīng)C研究酶活性與溫
22、度關(guān)系時(shí)，可以選擇 H2O2 和 H2O2 酶為實(shí)驗(yàn)材料D圖乙中溫度 m 比 n 時(shí)酶活性低，此時(shí)更有利于酶的保存解析：圖甲中的B是ADP，含有 1 個(gè)高能磷酸鍵，A 錯誤；神經(jīng)細(xì)胞吸收 K是主動運(yùn)輸，消耗能量，a 催化的反應(yīng)加速，但 c 催化的反應(yīng)也會加速，B 錯誤；H2O2 在不同溫度下，分解速率不同，研究酶活性與溫度關(guān)系時(shí)，不能選擇 H2O2 和 H2O2酶為實(shí)驗(yàn)材料，C 錯誤；低溫抑制酶的活性，溫度為 m 時(shí)比 n時(shí)，更有利于酶的保存，D 正確。答案：D項(xiàng)目ATP 的合成ATP 的水解反應(yīng)式酶ADPPi能量 ATP酶ATPADPPi能量所需酶 ATP 合成酶ATP 水解酶能量來源光能(
23、光合作用)，化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲存于高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存于形成的高能磷酸鍵中用于各項(xiàng)生命活動反應(yīng)場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位考點(diǎn)三 ATP 來源與去路(1)ATP 在生物體內(nèi)含量少，但轉(zhuǎn)化十分迅速，從而使細(xì)胞中的 ATP 供應(yīng)穩(wěn)定。(2)ATP 與 ADP 的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)，因?yàn)檗D(zhuǎn)化過程中的反應(yīng)類型、所需酶、能量的來源和去路及反應(yīng)場所都不完全相同，但是物質(zhì)是可循環(huán)利用的。(3)ATP 的形成需要 2 種原料(ADP 和 Pi)、能量和酶。另外合成 ATP 的過程中有水生成。(4)ATP 初步水解只能斷裂遠(yuǎn)離腺苷(A)的高能磷酸鍵；若進(jìn)一步水解則兩個(gè)高能磷酸鍵全
24、斷裂。高考探究考向ATP 的概述典例 (2015 年海南卷)ATP 是直接為細(xì)胞生命活動提供能)量的有機(jī)物。關(guān)于 ATP 的敘述，錯誤的是(A酒精發(fā)酵過程中有 ATP 生成BATP 可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量CATP 中高能磷酸鍵水解可釋放能量DATP 由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成解析酒精發(fā)酵為無氧呼吸過程，第一階段中有 ATP 生成，A 正確；ATP 作為直接能源物質(zhì)，可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量，B 正確；ATP 中高能磷酸鍵水解可釋放能量，用于各項(xiàng)生命活動，C 正確；ATP 由腺嘌呤、核糖和磷酸組成，D 錯誤。答案D轉(zhuǎn)化場所常見的生理過程細(xì)胞膜消耗 ATP：主動運(yùn)輸、胞吞、胞吐細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)生
25、ATP：細(xì)胞呼吸第一階段消耗 ATP：一些吸能反應(yīng)葉綠體產(chǎn)生 ATP：光反應(yīng)消耗 ATP：暗反應(yīng)和自身 DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等線粒體產(chǎn)生 ATP：有氧呼吸第二、三階段消耗 ATP：自身 DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等核糖體消耗 ATP：蛋白質(zhì)的合成細(xì)胞核消耗 ATP：DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等細(xì)胞內(nèi)常見產(chǎn)生與消耗 ATP 生理過程的歸納考向預(yù)測9下圖為 ATP 的結(jié)構(gòu)和 ATP 與 ADP 相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。有關(guān)說法不正確的是()A圖甲中的 A 代表腺苷，b、c 為高能磷酸鍵B圖乙中進(jìn)行過程時(shí)，圖甲中的 c 鍵斷裂并釋放能量CATP 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(shí)，圖乙中過
26、程主要發(fā)生在線粒體解析：甲中 A 代表的是腺嘌呤；ATP 水解一般是遠(yuǎn)離 A 的高能磷酸鍵斷裂，也就是 c 鍵；酶催化作用的高效性可使 ATP與 ADP 進(jìn)行快速轉(zhuǎn)化；夜間有 O2 存在時(shí)，ATP 合成的主要場所是線粒體。答案：A梯度法探究酶的最適溫度和最適pH1設(shè)計(jì)思路組別編號12n實(shí)驗(yàn)材料等量的同種底物、酶等pHa1a2an溫度T1T2Tn衡量指標(biāo)相同時(shí)間內(nèi)，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余的多少實(shí)驗(yàn)結(jié)論生成物量最多的一組，或底物剩余最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)2.實(shí)驗(yàn)操作(1)探究酶的最適溫度(1)在探究溫度對酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，不宜選用過氧化氫酶催化H2O
27、2 分解，因?yàn)镠2O2 在加熱的條件下分解會加快。(2)在探究酶的最適溫度的實(shí)驗(yàn)中，不宜選用斐林試劑檢測，因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖需要在水浴加熱到50 65 的條件下才能生成磚紅色沉淀，但該實(shí)驗(yàn)需要控制的變量是溫度。(3)實(shí)驗(yàn)中所用酶的來源不同，則最適溫度也不同。若淀粉酶為市售的-淀粉酶，其最適溫度為50 75 ；若淀粉酶來自人體或生物組織，則最適溫度為 37 左右。典例重金屬離子會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子變性，某小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究銅離子對唾液淀粉酶活性的影響，步驟如下。請回答相關(guān)問題。(1)實(shí)驗(yàn)原理：唾液淀粉酶可以催化淀粉水解為還原性糖。_。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：取兩支潔凈的試管，編號 A、B，A 試管加入 1%
28、 CuSO4溶液和 pH 6.8 緩沖液各 1 mL，B 試管中加入_。向兩支試管分別加入相同濃度的唾液淀粉酶溶液 1 mL。向兩支試管分別加入_1 mL。放置適宜溫度下保溫一段時(shí)間。取出試管，各加入斐林試劑 1 mL,50 65 水浴加熱2 分鐘，觀察顏色變化。(3)預(yù)估結(jié)果：A 試管：_，B 試管：_。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_。解析(1)淀粉可被水解為還原糖，還原糖可以與斐林試劑水浴加熱生成磚紅色沉淀。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循對照原則，所以實(shí)驗(yàn)中設(shè)置 B 組的目的是起對照作用；另外，實(shí)驗(yàn)還要遵循單一變量原則，該實(shí)驗(yàn)的單一變量是有無 CuSO4 溶液，其他變量都要相同且適宜，所以“實(shí)驗(yàn)步驟”中 B 處
29、應(yīng)為蒸餾水和 pH6.8 緩沖液。因?yàn)橄騼芍г嚬芨骷尤氲攘肯嗤瑵舛鹊耐僖旱矸勖溉芤?1 mL，唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，故往兩支試管各加入等量相同濃度的底物淀粉溶液 1 mL。(3)因?yàn)橹亟饘匐x子會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子變性，所以 A 組淀粉不能被分解，無磚紅色沉淀；B 組淀粉酶將淀粉水解，產(chǎn)生了葡萄糖，與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀。(4)根據(jù)(3)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以說明銅離子使唾液淀粉酶發(fā)生了變性，其活性喪失。答案(1)還原性糖與斐林試劑水浴加熱生成磚紅色沉淀(2)蒸餾水和 pH 6.8 緩沖液各 1 mL相同濃度的淀粉溶液(3)無磚紅色沉淀(或藍(lán)色)出現(xiàn)磚紅色沉淀(4)銅離子使唾液淀粉酶發(fā)生了
30、變性，其活性喪失實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)組對照組自變量因變量驗(yàn)證酶是蛋白質(zhì)待測酶液雙縮脲試劑已知蛋白液雙縮脲試劑待測酶液和已知蛋白液是否發(fā)生紫色反應(yīng)驗(yàn)證酶具有催化作用底物相應(yīng)酶液底物等量蒸餾水相應(yīng)酶液的有無底物是否被分解驗(yàn)證酶具有高效性底物相應(yīng)酶液底物無機(jī)催化劑無機(jī)催化劑和酶底物分解速率驗(yàn)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不同底物或不同酶液底物是否被分解與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)組對照組自變量因變量探究酶的最適溫度不同溫度處理后的底物和酶(同一組底物和酶的處理溫度相同)不同溫度處理的實(shí)驗(yàn)組形成相互對照不同溫度底物的分解速率或底物的剩余量探究酶的最適 pH不同 pH 處理后的底物
31、和酶(同一組底物和酶的處理 pH 相同)不同 pH 處理的實(shí)驗(yàn)組形成相互對照不同 pH底物的分解速率或底物的剩余量(續(xù)表)舉一反三(2016 年湖北黃岡模擬)學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室有一批存量淀粉酶制劑，因保存時(shí)間較長，可能失去活性。下面是這種淀粉酶制劑的使用說明書的部分內(nèi)容。產(chǎn)品特性1熱穩(wěn)定性：最適作用溫度在60 75 ，隨著溫度的升高，其反應(yīng)速度加快，但失活也快，溫度低可以適當(dāng)延長反應(yīng)時(shí)間。2pH 穩(wěn)定性：pH在 6.07.0 時(shí)較穩(wěn)定，最適pH6.0，pH5.0 以下失活嚴(yán)重。某生物興趣小組想通過比較該存量淀粉酶制劑和唾液淀粉酶的催化效率，鑒定這批存量淀粉酶制劑的活性。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理：略。實(shí)驗(yàn)
32、材料與試劑：存量淀粉酶制劑、大小燒杯若干、試管若干、淀粉糊、斐林試劑、碘液、量筒、酒精燈等。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)取唾液：將口漱凈，含一塊脫脂棉，片刻后取出，將唾液擠入小燒杯中，重復(fù)幾次。(2) 取兩個(gè)燒杯 ， 分別編號 為 A 、 B ， 各加入適量 的_。再往 A 燒杯中加入適量唾液，B 燒杯中加入_，在相同條件下，催化適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。(3)取兩支試管分別編號為 A1、A2，各加入 A 燒杯中的溶液 2 mL。另取兩支試管分別編號為 B1、B2，各加入 B 燒杯中的溶液 2 mL。(4)向試管 A1、B1 中加入等量碘液，觀察試管中的顏色變化。(5)_。預(yù)測結(jié)果，得出結(jié)論：試管 A1 中溶液為褐色，
33、試管 A2 中出現(xiàn)磚紅色沉淀；若試管 B1 中溶液呈藍(lán)色，試管 B2 中無磚紅色沉淀，說明_。若試管 B1 中溶液呈藍(lán)色，試管 B2 中有磚紅色沉淀，說明該存量淀粉酶制劑有部分活性。若_，說明該存量淀粉酶制劑活性正常。解析：(2)本實(shí)驗(yàn)的自變量是存量淀粉酶制劑和唾液淀粉酶，實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量原則，故兩組實(shí)驗(yàn)除自變量不同外，無關(guān)變量需適宜且相同。在兩個(gè)燒杯中加入適量且相同的淀粉糊，向 A 燒杯中加入適量的唾液，向 B 燒杯中加入等量的存量淀粉酶制劑。(5)實(shí)驗(yàn)測量催化效率是通過觀察“加碘液和加斐林試劑的顏色反應(yīng)”來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)驗(yàn)步驟(4)已加入碘液，觀察顏色反應(yīng)，步驟(5)中可向試管 A2、B2 中加入等量的新配制的斐林試劑，并進(jìn)行水浴加熱，觀察試管中的顏色變化。預(yù)測結(jié)果，得出結(jié)論：若該存量淀粉酶制劑完全失活，則試管 B1 中溶液顏色呈藍(lán)色，試管 B2 中無磚紅色沉淀；若該存量淀粉酶制劑活性正常，則試管 B1 中溶液為褐色，試管 B2 中出現(xiàn)磚紅色沉淀。答案：(2)淀粉糊等量的存量淀粉酶制劑(5)分別向試管 A2、B2 中加入等量的新配制的斐林試劑，并進(jìn)行水浴加熱，觀察試管中的顏色變化該存量淀粉酶制劑完全失活試管 B1 中溶液呈褐色，試管 B2 中有磚紅色沉淀
生物第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1、2節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶、細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 必修1
