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专题三酶与ATP[最新考纲]1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)知识串联回顾核心考点突破知识串联回顾思维串联·纵横联系答案:①RNA②高效③降低化学反应的活化能④温度⑤A—P～P～P⑥细胞呼吸⑦光合作用体验真题·明考向核心考点突破核心考点·高效突破核心考点一ATP在能量代谢中的作用1.(2016·海南卷,11)下列有关植物细胞能量代谢的叙述,正确的是()A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少,ATP生成增加C.无氧条件下,丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成D解析:组成DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸;由ADP生成ATP,需要细胞呼吸释放的能量,因此,加入细胞呼吸抑制剂,细胞呼吸释放的能量减少,ATP生成会减少;无氧条件下,植物细胞会通过无氧呼吸供能,无氧呼吸过程中,只有葡萄糖分解成丙酮酸过程中释放能量。2.(2015·海南卷,3)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述,错误的是()A.酒精发酵过程中有ATP生成B.ATP可为物质跨膜运输提供能量C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成D解析:酒精发酵即无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,同时释放少量能量,该过程中有ATP生成;ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。3.(2016·全国Ⅰ卷,29,节选)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题:(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的(填“α”“β”或“γ”)位上。解析:(1)ATP水解形成ADP时远离腺苷的高能磷酸键断裂,因此,ATP转移到DNA末端上的磷酸基团位于ATP的γ位上。答案:(1)γ(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的(填“α”“β”或“γ”)位上。解析:(2)dATP断裂两个高能磷酸键后形成的dA—Pα为组成DNA分子的成分之一,因此,若将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。答案:(2)α命题感悟:本部分常以选择题形式考查,一般与需能、耗能的具体生理过程相结合,考查ATP的来源、功能及ATP与ADP之间的转化过程,也可从ATP的组成成分与其他有机分子的关系进行命题。一般难度不大。1.理清ATP分子的结构要点整合·提素养C、H、O、N、P腺苷2.明辨与ATP相关的6个易错点(1)ATP不等同于能量ATP是一种化合物,是一种储能物质,不能将两者等同起来。(2)细胞中ATP含量:很少,由于ATP与ADP间的快速,因此能保证生命活动的需要。(3)ATP与水:ATP合成时可产生水、ATP水解时需消耗水。(4)ATP并非“唯一”的直接能源物质:直接能源物质除ATP外,还有GTP、CTP、UTP等。(5)除光能、有机物中化学能之外,硝化细菌等化能合成作用的细菌可利用体外无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。(6)ATP产生与O2间的关系高能磷酸转化酶无氧呼吸素养培优细胞代谢过程中的“物质与能量观”——ATP形成1.(2018·浙江杭州一模)ATP的结构示意图如下,①③表示组成ATP的物质或基团,②④表示化学键。下列有关叙述正确的是()A.物质①表示鸟嘌呤B.化学键②断裂的化学反应属于吸能反应C.在ATP—ADP循环中③可重复利用D.若化学键④断裂,则左边的化合物是ADP考向一围绕ATP的结构与功能考查理解能力C考向设计·通技法解析:图中①表示腺嘌呤;②表示高能磷酸键,化学键②断裂的化学反应属于放能反应;③表示磷酸,在ATP—ADP循环中③可重复利用;若化学键④断裂,则左边的化合物是AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一。2.(2018·河南洛阳高三统考)下列有关ATP的叙述,不正确的是()A.线粒体中大量产生ATP时,一定伴随着氧气的消耗B.病毒增殖所需的能量,一定来自宿主细胞产生的ATPC.酵母菌只有在缺氧的条件下,其细胞质基质中才能形成ATPD.ATP中的能量可以来自光能和化学能,也可以转化为光能和化学能C解析:线粒体中大量产生ATP的过程是有氧呼吸第三阶段,该阶段是氧气与[H]反应产生水;病毒不能独立代谢生存,其增殖过程中需要的能量来自宿主细胞产生的ATP;无论有氧还是无氧条件,酵母菌进行细胞呼吸的第一阶段相同,都是由葡萄糖在细胞质基质中生成丙酮酸,同时形成ATP;ATP中的能量可以来自光能(光合作用)和化学能(呼吸作用),也可以转化为光能和化学能、机械能等能量。方法技巧ATP的组成3.(2018·四川眉山模拟)下列有关细胞的能量“通货”——ATP的叙述错误的是()A.ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性B.细胞内放能反应一般与ATP的合成相联系C.ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能D.人体在剧烈运动中,细胞ATP的合成速率大于其分解速率考向二围绕ATP与ADP的相互转化考查综合分析能力D解析:物的生命活动离不开ATP,生物体中ATP含量少,但转化速度快,不停地进行着ATP与ADP相互转化,ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性;ATP的合成需要能量,细胞内放能反应一般与ATP的合成相联系;ATP中的能量可以来源于光能(如光合作用的光反应)或化学能(如有机物氧化分解释放),也可以转化为光能和化学能,如萤火虫发光等;人体在剧烈运动中,细胞内产生ATP的速率和产生ADP的速率相当,但速率加快。4.(2018·江苏模拟)ATP是生物体内重要的能源物质,如图是ATP和ADP、AMP之间的转化关系,下列有关叙述错误的是()A.ATP、ADP、AMP和核糖体中都含有核糖B.甲过程中释放的能量可用于C3还原或细胞分裂C.催化乙和丙过程的酶应该是同一种酶D.部分酶的组成元素与ATP的组成元素相同C解析:ATP中的A代表腺苷,腺苷包括腺嘌呤和核糖,ATP、ADP、AMP都含有核糖,核糖体由rRNA和蛋白质组成,而RNA中也含有核糖;甲过程为ATP的水解,释放的能量可用于C3还原或细胞分裂;酶具有专一性,催化乙和丙过程的酶应该是不同种酶;ATP的组成元素为C、H、O、N、P,部分酶的成分是RNA,RNA的组成元素也是C、H、O、N、P。体验真题·明考向核心考点二酶的本质、特性及影响因素1.(2017·全国Ⅱ卷,3)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是()A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃C解析:线粒体和叶绿体含有少量DNA,也能进行复制,因此细胞质中含有参与DNA合成的酶;酶可在细胞内、细胞外和生物体外发挥作用,因此酶在生物体外可以有催化活性;盐析的方法会让胃蛋白酶析出,且不会破坏该酶的结构;唾液淀粉酶催化反应的最适温度为37℃,但保存酶一般在0～4℃的低温条件。2.(2016·全国Ⅰ卷,3)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是()A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C解析:测定酶活力时,在除酶外所有试剂均已预保温的情况下,应先加入缓冲液,其可以为酶提供一个相对稳定的环境,再依次加入底物和酶,保温并计时,一段时间后检测产物的量。相同时间内产物的量越多,酶活力越强。3.(2016·全国Ⅱ卷,29)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。回答下列问题:(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是组。(2)在时间t1之前,如果A组温度提高10℃,那么A组酶催化反应的速度会。解析:(1)在60℃条件下,反应的最终产物浓度比20℃和40℃条件下小很多,说明酶在60℃条件下最终失活。20℃与40℃条件下相比,40℃时酶促反应达到反应平衡的时间短,说明40℃条件下酶活性较高。(2)在时间t1前,如果A组温度提高10℃变成30℃,由该酶活性随温度的变化规律可知,30℃条件下的该酶活性大于20℃条件下的,那么A组酶催化反应的速度会加快。答案:(1)B(2)加快(3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量,原因是。(4)生物体内酶的化学本质是,其特性有(答出两点即可)。解析:(3)t2时C组的产物浓度已不再增加,但由A和B组t2时的产物浓度可知,t2时C组底物并未全部被分解,C组产物浓度不再增加是由于C组温度条件下t2时酶已经变性失活。因此如果在时间t2时,向C组增加2倍量的底物,在其他条件不变的情况下,t3时产物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质,极少数是RNA。酶具有高效性,专一性等特性,并且需要适宜的温度和pH等。答案:(3)不变60℃条件下,t2时酶已失活,即使增加底物,反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性命题感悟:本部分常以选择题形式考查,考点主要集中在酶的本质、作用、特性及影响酶活性的因素等,同时酶相关曲线的模型分析及相关实验探究属于重点,备考时应特别关注实验操作步骤、单一变量设置与自变量、因变量分析。要点整合·提素养1.明辨对酶理解的“八大误区”(1)误认为“酶的本质是蛋白质”,实际上绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,由此可联想酶合成的原料有和,酶合成的场所有和。(2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”,实际上,凡是都能产生酶。(3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”,实际上酶是生物催化剂,只起。(4)误认为“酶和激素一样,酶促反应完成后酶随即解体”,作为催化剂的酶分子在催化反应前后分子结构不发生改变,仍具有催化作用。(5)误认为“酶作为催化剂时参加了化学反应”,实际上酶作为催化剂时只是降低,不参加化学反应。氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核活细胞催化作用化学反应的活化能(6)误认为“酶为化学反应提供了活化能”,实际上,酶并未给化学反应提供能量,只是降低了参加反应的物质从常态转变为活跃状态所需的能量。(7)误认为“酶只在细胞内起催化作用”,实际上酶既可在细胞内也可在细胞外发挥作用。(8)误认为“低温引起酶的变性失活”,实际上低温只是酶的活性,不破坏酶的,但高温能使酶失活。2.记牢常考的“7种酶”(1)——催化脱氧核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键,用于DNA复制。(2)——用于转录时DNA解旋及核糖核苷酸间的连接。抑制结构DNA聚合酶RNA聚合酶(3)限制酶DNA连接酶(4)DNA解旋酶——用于DNA复制时双链间打开。氢键(5)(6)各种消化酶——可对应催化相关大分子的水解,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。(7)细胞工程工具酶:纤维素酶和果胶酶(除去细胞壁)、胰蛋白酶(动物细胞培养)。素养培优酶相关曲线的“模型与建构”解读:(1)图1中不同曲线比较说明:①加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较:酶具有高效性。②加酶的曲线和不加酶的曲线比较:酶具有催化作用。(2)图2中两曲线比较:酶具有专一性。(3)分析图3和图4:温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。(4)分析图5:OP段的限制因素是底物浓度,P点以后的限制因素则是酶浓度。1.(2018·河南新乡三模)血栓主要由不溶性的纤