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专题二细胞的代谢第一讲酶与ATP网络构建考点1与酶相关知识的整合1．酶相关知识的理解正确说法错误说法产生场所活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等2.与酶有关的曲线分析内容曲线分析右图是表示酶的高效性的曲线与无机催化剂相比，酶的催化效率更高酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点右图是表示酶专一性(特异性)的曲线在A反应物中加入酶A，反应速度较未加酶时明显加快，说明酶A能够催化该反应。在A反应物中加入酶B，反应速度与未加酶时相同，说明酶B不能催化该反应影响酶促反应速率的因素右图三个曲线是表示影响酶活性的曲线酶的活性一般可用酶促反应的速率表示：在一定的温度(pH)范围内，随着温度(pH)升高，酶的催化作用增强，在最适温度(pH)时，酶的活性最大，超过这一最适温度(pH)，酶的催化作用逐渐减弱过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，酶经低温处理后再升高温度其活性可恢复酶的活性亦可用反应物剩余量来表示。其他条件相同的情况下，酶的活性强，则反应后反应物剩余量少影响酶促反应速率的因素右图曲线表示底物浓度对酶促反应影响的曲线在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，此时限制因素是底物浓度；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率不再增加，此时限制因素是酶浓度右图曲线表示酶浓度对酶促反应影响的曲线在底物充足，而其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。整个过程中限制因素是酶浓度体验高考一、理解能力1．(2010·上海生物，17)下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是()A．酶和激素都是蛋白质B．酶和激素都与物质和能量代谢有关C．酶和激素都由内分泌细胞分泌D．酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用解析：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物(多数是蛋白质，少数是RNA)。大部分酶在细胞内发挥催化作用(消化酶需分泌到消化道内)。激素是由内分泌细胞分泌的，产生后释放到血液中，进而运输到靶细胞或靶器官发挥调节作用。激素不全是蛋白质。酶直接催化物质与能量代谢过程，而激素对物质和能量代谢过程有调节作用。答案：B2．(2009·重庆理综，1)下列有关酶的叙述，正确的是()A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶解析：酶是生物体活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多是蛋白质、少数是RNA。高温、pH过高或者过低都可能破坏酶的结构使其失去催化活性，而低温不会破坏酶的结构。葡萄糖分解成丙酮酸的过程在细胞质基质中进行，因此其内具有催化葡萄糖分解的酶。细胞质中的线粒体和叶绿体都具有能自我复制的DNA，因此其内具有DNA解旋酶。答案：C3．(2010·上海生物，5)下图表示生物体内的某化学反应，下列有关该反应的叙述中错误的是()A．需要解旋酶B．属于水解反应C．会有能量变化D．反应速度与温度有关解析：分析图示可知：该图表示的是生物体内二肽的水解过程；需酶的催化，所以反应速度与温度有关；该过程发生在生物体内，故该蛋白质被水解时需消耗能量。而解旋酶催化的是DNA分子解旋的过程。答案：A4．(2010·上海生物，22)右图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是()A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平C．若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多D．若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多解析：据题干信息，可以看出：若E1催化的反应被抑制，则A转化为B的速度将会减慢，故A选项错误；虽E5催化的反应被抑制，但由于B还能继续转化为C，故B的积累并没有达到较高水平，所以B选项错误；若E3的催化速度比E4快，则C更多地转化为D，D的产量比E多，故C选项正确；若E1催化速度比E5快，则A更多转化为B，但又由于B还会转化成C，故B的产量不一定比A多，所以D选项错误。答案：C7．(2009·宁夏理综，2)右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重解析：由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增强，t1属于此区间；超过适宜温度后，酶活性随温度升高而下降，t2属于此区间。在没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。答案：B三、实验与探究能力8．(2009·江苏卷)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某实验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入6支试管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。试管编号项目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸馏水(mL)201111缓冲液(mL)0210.50.50.5果胶酶液(mL)0000.500蜗牛酶液(mL)00000.50纤维素酶液(mL)000000.5实验结果(绿色深浅程度)－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋(注：“＋”越多表示绿色越深，“－”表示颜色无显著变化)(1)实验过程中，需要轻摇试管，其目的是使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。(2)从实验结果绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有等多种酶。该实验中是空白对照组，其设置意义是。(3)用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用洗涤。(4)原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是。使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果果胶酶和纤维素酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排除无关变量的干扰等渗溶液低渗涨破法试管编号项目ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ蒸馏水(mL)201111缓冲液(mL)0210.50.50.5果胶酶液(mL)0000.500蜗牛酶液(mL)00000.50纤维素酶液(mL)000000.5实验结果(绿色深浅程度)－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋9．(2008·广东生物，37)生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40℃～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。(1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑________、________及等因素。(2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测。两种试剂各与何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？答：pH酶浓度底物浓度碘液与淀粉反应生色，检测的是底物。斐林试剂与还原糖反应生色，检测的是产物。(3)假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。温度℃102030405060708090100普通淀粉酶相对活性/%6254367836522200耐热淀粉酶相对活性/%61525487692100988265答案：解析：(1)在该实验中，温度是自变量，淀粉的分解速度是因变量，在各组实验中，除了自变量“温度”对实验结果有影响外，底物的浓度、pH、添加试剂的量、实验的操作顺序等对实验结果也有影响，为了探究自变量对实验结果的影响，必须保证自变量以外的其他因素完全相同。(2)该实验中因变量(淀粉的水解速度)可以用碘液或斐林试剂检测，碘液可以检测剩余淀粉的含量，斐林试剂可以检测生成物(还原糖)的含量。(3)在绘图过程中，要注意横坐标、纵坐标的数值和单位，然后通过描点连线即可。【例1】(原创题)下列关于酶的叙述中，正确的是()A．所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应B．生长激素与呼吸酶不可能来自同一个细胞C．消化酶要经过核糖体的合成，内质网和高尔基体的加工等阶段，分泌到细胞外才发挥作用D．与蓝藻光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上和基质中听课心得审题关键：“所有”、“双缩脲试剂”、“同一”、“消化酶”、“核糖体”、“内质网”、“高尔基体”、“蓝藻”、“光合作用”、“叶绿体”命题来源：酶的化学本质、蛋白质的鉴定、酶与激素的比较、消化酶、原核生物与光合作用。思路分析：大多数酶为蛋白质，少数为RNA，只有蛋白质类酶用双缩脲试剂检验可呈现紫色反应，所以A错；合成分泌生长激素的为垂体细胞，其可以合成呼吸酶，所以B错；消化酶属于外分泌蛋白，其发挥作用在消化道中，所以C正确；蓝藻为原核生物，没有叶绿体，所以D错。答案：C【例2】将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如下图所示)，以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析答题。(1)若土豆片为4片时，每隔5分钟收集一次数据，根据数据绘制出如下曲线图。20分钟后，气体量不再增加的原因是。过氧化氢的量有限(2)若土豆片为8片时，和上述实验所得的曲线(实线)相比，实验结果的曲线可能是下列_____图中的虚线。如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是，其结果可用___图中的虚线表示。c增加过氧化氢溶液浓度a听课心得审题关键：“过氧化氢酶”、“过氧化氢溶液”、“一定体积和浓度”、“产生气体”、“气体量”、“4片”、“8片”、“不改变溶液体积”命题来源：影响酶促反应速率的因素思路分析：(1)土豆片中含有过氧化氢酶，能将过氧化氢催化分解产生水和氧气而出现气泡。20分钟后气体不再增加，说明过氧化氢已经被完全分解，即所给的过氧化氢的量是有限的。(2)增加土豆片数量后，酶量增加，反应速率加快，但是酶只能改变反应的速率，不改变反应结果，因此会出现如图c所示的结果；要获得更多的气体，则必须增加反应底物的量，不能改变溶液的体积，因此只能增加过氧化氢溶液的浓度，其结果是气体总量增加，即图a所示的结果。2．ATP与ADP的相互转化不可逆原因分析ATP合成ATP水解反应式ADP＋Pi＋能量――→酶ATPATP――→酶ADP＋Pi＋能量场所线粒体、叶绿体、细胞质基质细胞内所有需要能量才能进行生命活动的结构条件由ATP合成酶催化由ATP水解酶催化能量来源合成ATP的能量主要来自光能(光合作用)和有机物中的化学能(细胞呼吸)ATP水解释放的能量是储存在远离A的高能磷酸键中的能量能量去路储存在ATP中用于各项生命活动ATP的分解是一种水解反应，由水解酶催化；生成ATP的反应是一种合成反应，由合成酶催化。ATP与ADP的相互转化反应可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应，但反应并不是完全可逆的。1．生物体内的能源物质归纳物质的作用能源物质细胞中重要的能源物质葡萄糖植物细胞中储存能量的物质淀粉动物细胞中储存能量的物质糖原生物体中贮存能量物质脂肪生命活动的主要能源物质糖类生命活动的直接能源物质ATP各项生命活动的最终能源太阳光能2．生物学中常见英文缩写名称及作用英文缩写具体内涵ATP三磷酸腺苷，新陈代谢所需能量的直接来源。ATP的结构简式：A—P～P～P，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键，—代表普通化学键ADP二磷酸腺苷DNA脱氧核糖核酸，是主要的遗传物质RNA核糖核酸，分为mRNA、tRNA和rRNAHIV人类免疫缺陷病毒AIDS获得性免疫缺陷综合征(艾滋病)ES(EK)胚胎干细胞cDNA互补DNAPCR聚合酶链式反应PEG聚乙二醇，诱导细胞融合的诱导剂HGP人类基因组计划IAA吲哚乙酸(生长素)【例3】(2010·临沂质检)在某细胞培养液中加入32P标记的磷