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专题二细胞的代谢知识盘点回顾循图忆知排查知识缺漏教材细节关注1.(必修1P85文字叙述)过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。酶制剂适于在低温(0～4℃)下保存。2.(必修1P89文字叙述)吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。3.(必修1P94文字叙述)无氧呼吸都只在第一阶段释放少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。4.(必修1P99学科交叉)可见光的波长范围大约是390～760nm。不同波长的光,颜色不同。波长小于390nm的光为紫外光;波长大于760nm的光为红外光。一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光。5.(必修1P94、P103相关信息)细胞呼吸过程中的[H]实际上是还原型辅酶Ⅰ(NADH),其由氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)转化而来。光合作用过程中的[H]实际上是辅酶Ⅱ(NADP+)与电子和质子(H+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。核心考点突破知识纵横凝练核心素养核心考点一酶与ATP要点整合·提素养1.牢记常见的“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。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)。2.明辨酶的“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。氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核活细胞催化作用(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。(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。化学反应的活化能抑制结构3.与ATP产生和消耗有关的细胞结构及常见生理过程细胞结构常见的生理过程细胞膜消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP:细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP:光反应消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录,蛋白质合成等线粒体产生ATP:有氧呼吸的第二、三阶段消耗ATP:自身DNA复制、转录,蛋白质合成等核糖体消耗ATP:蛋白质的合成细胞核消耗ATP:DNA复制、转录等4.生物体内的能源物质的相互关系(如下图)能源物质是光合作用的直接或间接产物。能源物质中储存的化学能通过细胞呼吸释放出来,一部分用来合成ATP,一部分以热能的形式散失。ATP水解释放的能量用于肌肉收缩、大分子物质的合成、兴奋传导、营养物质的吸收等生命活动。ATP并非唯一的直接能源物质,GTP、CTP、UTP等也可直接提供能量。素养培优科学思维:酶相关曲线的模型与构建解读:(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。真题探究·明考向1.(2017·全国Ⅱ卷)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)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。C3.(2016·海南卷)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。D4.(2016·全国Ⅱ卷)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。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。答案:(1)B(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。(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。解析:(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。(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。答案:(2)加快(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)生物体内酶的化学本质是,其特性有(答出两点即可)。解析:(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:(4)蛋白质或RNA高效性和专一性考向设计·抓迁移考向一围绕ATP的结构与功能考查理解能力1.(2019·四川宜宾二模)下列有关ATP的叙述,正确的是()A.无氧条件下,线粒体也能产生ATPB.ATP丢失两个磷酸基团后,可作为RNA合成的原料C.在黑暗中,植物叶肉细胞的叶绿体也能产生ATPD.葡萄糖和氨基酸进出人体的各种细胞均需消耗ATPB解析:线粒体是有氧呼吸的主要场所,无氧条件下,线粒体不能产生ATP;ATP丢失两个磷酸基团后,剩下的是AMP,也叫腺嘌呤核糖核苷酸,可作为RNA合成的原料;在黑暗中,植物叶肉细胞的叶绿体不能进行光反应,不能产生ATP;葡萄糖进入红细胞是协助扩散,不消耗ATP。解析:生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,但速率都加快。2.(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D[易错提醒]ATP的4个易错点(1)ATP≠能量,ATP是一种高能磷酸化合物,是一种储能物质,不能将两者等同起来。(2)生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。其供应依赖于ATP与ADP间快速转化。(3)ATP合成时可产生水,ATP水解时需消耗水。(4)除光能、有机物中化学能之外,硝化细菌等进行化能合成作用的细菌可利用体外无机物(如NH3)氧化时所释放能量来合成ATP。解析:酶是蛋白质或RNA,其中蛋白质的合成需经过转录和翻译,而RNA的合成只需经过转录过程;酶是蛋白质或RNA,都是多聚体,合成过程都有水生成。考向二考查酶的本质、作用、特性3.(2019·云南昆明一模)下列有关酶的叙述,错误的是()A.酶的合成均需经过转录和翻译B.酶都是多聚体,合成过程都有水生成C.低温下酶的活性较低,但酶的空间结构稳定D.酶在细胞内外均能发挥作用A4.(2019·四川成都二模)物质甲作为抑制剂能与蔗糖酶结合或分离,从而改变蔗糖酶的活性。在适宜温度、pH等条件下,某同学将蔗糖酶和物质甲的混合液均分为若干份,分别加入到不同浓度的等量蔗糖溶液中,检测发现,蔗糖的水解速率随蔗糖溶液浓度的升高而增大。下列分析与该实验相符的是()A.物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力增强B.物质甲与蔗糖酶的结合能改变酶的高效性和专一性C.蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离D.反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度会改变酶活性C解析:根据题意可知,物质甲属于抑制剂,即物质甲与蔗糖酶的结合使酶降低活化能的能力降低,导致酶活性降低;物质甲与蔗糖酶的结合能降低酶活性,从而改变酶的高效性,但不改变专一性;蔗糖溶液浓度的升高能导致物质甲与蔗糖酶的分离,从而使酶活性升高,蔗糖的水解速率增大;反应体系中没有甲时,蔗糖溶液的浓度不会改变酶活性,只是改变酶促反应速率。考向三围绕影响酶活性的因素考查综合分析及应用能力5.(2019·山东青岛一模)已知施加药物A能使蔗糖酶的活性丧失;施加药物B后蔗糖酶活性不变,但蔗糖和蔗糖酶结合的机会减少。如图为蔗糖酶在不同处理条件下(温度、pH均适宜)产物浓度与时间的关系,其中乙组使用少量药物B处理。据图分析,下列叙述合理的是()A.甲组先使用药物B处理,在t1时可能适当提高了温度B.丙组先使用药物B处理,在t1时可能使用药物A处理C.在t1时间之后甲组蔗糖酶的活性高于乙组和丙组D.在t1时间之后丙组中蔗糖酶和蔗糖作用机会不变B解析:图中曲线表示的是在最适温度下的反应曲线,提高温度,酶的活性会下降;丙组t1后产物浓度不再增加,说明反应受到抑制,所以在t1时可能使用药物A处理;在t1时间之后甲组蔗糖酶的活性等于乙组,高于丙组;在t1时间之后丙组中蔗糖酶和蔗糖作用机会降低。6.(2019·黑龙江哈尔滨二模)现有两种淀粉酶A与