高考全品二轮02专题二细胞代谢含答案推荐.docx
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高考全品二轮02专题二细胞代谢含答案推荐
第3讲 酶和ATP
网络建构
1.下列关于酶的说法,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时,既可用碘液也可用斐林试剂。
( )
(2)[2011·海南卷]酶提供了反应过程所必需的活化能。
( )
(3)[2011·海南卷]酶分子在催化反应完成后立即被降解。
( )
(4)[2017·全国卷Ⅱ]从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法。
( )
(5)[2017·全国卷Ⅱ]唾液淀粉酶催化反应的最适温度和保存温度都是37℃。
( )
(6)[2011·福建卷]正常人体内的激素、酶和神经递质在发挥作用后都能保持活性。
( )
2.下列关于ATP的说法,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。
( )
(2)有氧条件下,植物根尖细胞的线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP。
( )
(3)一个ATP中含有两个高能磷酸键,且都很容易形成和水解。
( )
(4)物质出入细胞时,凡是需要载体协助的就需要消耗ATP,不需要载体协助的就不消耗ATP。
( )
(5)无氧呼吸产生的ATP少,是因为大部分能量以热能的形式散失。
( )
3.细读教材,查缺补漏
(1)酸既能催化蛋白质水解,又能催化脂肪和淀粉水解。
(教材必修1P83学科交叉)
(2)只有低温时曲线和横轴不相交,即酶的结构未改变,只是活性降低而已。
(教材必修1P85图5-3,图5-4)
(3)溶菌酶能溶解细菌的细胞壁而抗菌消炎,常与抗生素复合使用。
(教材必修1P87)
(4)加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体,而是经过酶工程改造过的,稳定性更强。
(教材必修1P87)
(5)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
(教材必修1P89)
(6)吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量。
(教材必修1P89)
考点一 酶在细胞代谢中的作用
■主干整合
1.熟知酶的“一来源、一作用、二本质和三特性”(填图)
图3-1
【易错警示】催化(降低反应所需活化能)是酶唯一的功能,它不具调节功能,也不能作为能源(或组成)物质。
2.理清酶的作用原理、特性及影响因素的3类曲线
(1)酶的作用原理
图3-2
①由图可知,酶的作用原理是降低化学反应的活化能。
②若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上向 移动。
用加热的方法不能降低活化能,但会 活化能。
(2)酶的特性的曲线
图3-3
①图甲中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明:
酶具有 。
②图乙中两曲线比较表明:
酶具有 。
(3)各因素对酶促反应速率的影响曲线
图3-4
①分析图丙和图丁:
温度或pH通过影响 来影响酶促反应速率。
②分析图戊:
OP段的限制因素是 ,P点以后的限制因素可能是 。
【易错警示】
(1)反应速率≠化学平衡
酶只是降低了化学反应的活化能,所能催化的是本来就能发生的反应,提高了反应速率,缩短了到达平衡点的时间,而平衡点的大小只能由底物的量来决定。
(2)酶促反应速率≠酶活性
温度和pH是通过影响酶的空间结构来改变酶的活性,进而影响酶促反应速率的;而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率的。
3.关注“三类”实验设计
(1)验证酶的专一性实验中的注意事项
淀粉或蔗糖+淀粉酶→应用 检测反应物,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项
①实验室使用的α-淀粉酶的最适温度为 。
②不宜选择过氧化氢作底物,因为过氧化氢在 下自行分解。
③不宜选用斐林试剂鉴定,因为 是干扰条件。
④实验步骤不能颠倒,否则会使实验出现较大误差。
(3)探究酶的最适温度或最适pH的实验设计程序
图3-5
■考法提炼
考法一 考查酶的本质、作用
1.酶会影响细胞代谢过程,下列叙述正确的是( )
A.细胞代谢的终产物可反馈调节相关酶活性,进而调节代谢速率
B.激素都是通过影响细胞内的酶活性来调节细胞代谢的
C.酶制剂可在较低的温度和较低pH下长期保存
D.酶的催化效率一定比无机催化剂高
2.核酶是具有催化功能的RNA分子,在特异地结合并切割特定的mRNA后,核酶可以从杂交链上解脱下来,重新结合和切割其他的mRNA分子,下列说法正确的是( )
A.向核酶中滴加双缩脲试剂可以发生紫色反应
B.与不加核酶组相比,加核酶组mRNA降解较快,由此可以反映核酶的高效性
C.核酶具有热稳定性,故核酶的活性不受温度的影响
D.核酶与催化底物相结合时有氢键的形成,也有磷酸二酯键的断裂
考法二 利用图形、曲线考查酶的特性及影响因素
3.图3-6是某实验小组利用A酶和B酶进行实验后绘制的曲线图。
下列相关叙述正确的是( )
图3-6
A.该实验的自变量是温度,因变量是酶活性
B.酶活性可用底物的消耗量或产物的生成量来表示
C.若要探究pH对酶活性的影响,应将温度控制在50℃左右
D.80℃时A酶的空间结构完整,B酶的空间结构被破坏
4.某兴趣小组探究乙醇的浓度和铁离子对纤维素酶活性的影响时进行了相关实验,结果如图3-7所示,下列叙述正确的是( )
图3-7
A.该实验的自变量是乙醇浓度,有无铁离子是无关变量
B.铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能升高
C.乙醇和铁离子对纤维素酶活性有协同作用
D.若要验证该酶的专一性,则实验的自变量可以是底物种类
考法三 考查与酶相关的实验验证、探究或评价
5.下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.探究酶的高效性实验中,实验组加酶液、对照组加等量蒸馏水
B.探究pH对酶活性的影响实验中,一般不选择淀粉酶为实验对象
C.探究温度对酶活性的影响实验,底物与酶混合后再调节温度
D.呼吸酶基因是否表达,是判断细胞是否分化的依据之一
6.为研究Cu2+和Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,某小组设计了如下操作顺序的实验方案:
甲组:
CuSO4溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
乙组:
NaCl溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
丙组:
蒸馏水—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
各组试剂量均适宜,下列对该实验方案的评价,不合理的是( )
A.缓冲液的pH应控制为最适pH
B.设置的对照实验能达成实验目的
C.宜选用碘液来检测淀粉的剩余量
D.保温的温度应控制在37℃左右
考点二 能量代谢中的ATP
■主干整合
1.关注ATP的结构及特点
(1)1分子ATP=1分子腺苷+3分子磷酸基团
图3-8
(2)结构简式
A—P~P~P
①ATP
AMP(RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸)。
②ATP中含有两个高能磷酸键,其中 的高能磷酸键容易水解与合成。
(3)相关化合物中“A”的辨析
图3-9
(4)ATP、GTP、UTP、CTP
将ATP(三磷酸腺苷)中的碱基A替换为G、U或C,则成为另外三种三磷酸苷,分别为GTP(三磷酸鸟苷)、UTP(三磷酸尿苷)和CTP(三磷酸胞苷)。
2.真核细胞中ATP与ADP转化的场所及相关生理过程
转化场所
ATP→ADP
ADP→ATP
细胞膜
主动运输、胞吞、胞吐
细胞质
基质
许多生化反应的进行消耗ATP
细胞呼吸的第一阶段产生ATP
叶绿体
暗反应、自身DNA复制、转录和蛋白质的合成等,消耗ATP
光反应产生ATP
线粒体
自身DNA复制、转录、蛋白质合成等消耗ATP
有氧呼吸第二、三阶段产生ATP
核糖体
氨基酸合成蛋白质等消耗ATP
高尔基体
植物细胞形成细胞壁、动物细胞形成分泌物等消耗ATP
内质网
蛋白质加工、脂质的合成及二者的运输等消耗ATP
细胞核
DNA的复制、转录等消耗ATP
中心体
形成纺锤体,牵引染色体移动等消耗ATP
【易错警示】关于ATP与ADP间相互转化的三个易错点
(1)ATP和ADP在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的ATP和ADP总是处于一种动态平衡中。
(2)ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不尽相同,因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应,但物质可重复利用。
(3)ATP合成往往与放能反应(如呼吸作用)相联系,ATP水解往往与吸能反应(如主动运输、蛋白质的合成等)相联系。
3.以ATP为核心,构建能量转化模型
图3-10
■考法提炼
1.ATP是细胞的直接能源物质。
dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写,其结构式可简写成dA—P~P~P。
下列有关分析错误的是( )
A.一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成
B.细胞内生成dATP时有能量的储存,常与放能反应相联系
C.在DNA合成过程中,dATP是构成DNA的基本单位之一
D.dATP具有高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量
2.“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变,促使ATP转化成ADP,同时引起自身或与其结合的分子产生运动。
下列相关分析错误的是( )
A.“分子马达”具有酶的功能
B.主动运输可能与“分子马达”有关
C.吸能反应一般与ATP水解反应相联系
D.蛋白质结构改变意味着其失去活性
1.[2018·浙江卷]酶是生物催化剂,其作用受pH等因素的影响。
下列叙述错误的是( )
A.酶分子有一定的形状,其形状与底物的结合无关
B.绝大多数酶是蛋白质,其作用的强弱可用酶活性表示
C.麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解,不能催化蔗糖的水解
D.将胃蛋白酶加入到pH10的溶液中,其空间结构会改变
2.[2019·天津卷]下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解
D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
3.[2016·全国卷Ⅰ]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
[拓展1]实验中加入缓冲液的作用是什么?
高中阶段提到的缓冲液还有什么?
它们分别起什么作用?
[拓展2]利用胃蛋白酶和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响,这个实验思路是否正确,为什么?
第4讲 光合作用与细胞呼吸
网络建构
1.下列关于细胞呼吸与光合作用的说法,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。
( )
(2)线粒体利用葡萄糖氧化分解产生二氧化碳和水。
( )
(3)无氧呼吸不需要O2参与,最终有[H]的积累。
( )
(4)人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。
( )
(5)无水乙醇在色素的提取和分离实验中起到分离色素的作用。
( )
(6)暗反应中14C的转化途径是14CO2
C3
C5
(14CH2O)。
( )
(7)夏季晴天,植物光合作用的“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。
( )
2.感悟考能,规范表达
(1)在农业生产中为避免出现“午休”现象应采取的措施是 。
(2)落地生根(一种植物)与硝化细菌都能将无机物合成有机物,试分析两者在合成有机物时的主要区别:
。
(3)短暂无光期间,植物体内依旧能生产(CH2O)的原因是 。
(4)植物的CO2补偿点是指光照条件下由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度,已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。
将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养,培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是 ,甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率 (填“大于0”“等于0”或“小于0”)。
(5)将小球藻细胞中的叶绿体和线粒体采用一定方法分离后,进行了如下实验:
将叶绿体和线粒体分别加入甲、乙两支试管中,甲中盛有适宜浓度的NaHCO3溶液,乙中盛有适宜浓度的丙酮酸溶液,当处于充足光照且其他条件适宜的环境中,两支试管内都会产生气泡。
若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行,则甲、乙两支试管内的实验现象分别是 ,原因是 。
考点一 光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系
■主干整合
1.理清有氧呼吸“三”个阶段中的场所及物质和能量变化
(1)第一阶段—— :
消耗葡萄糖,产生[H]和丙酮酸,释放少量能量。
(2)第二阶段—— :
分解丙酮酸,产生[H]和 ,释放少量能量。
(3)第三阶段——线粒体内膜:
结合产生H2O,释放 能量。
2.注意无氧呼吸的3点提醒
(1)不同生物无氧呼吸产物
无氧呼吸
产物不同的直接原因是 不同,根本原因是 不同。
(2)无氧呼吸只释放少量能量的原因:
大部分能量储存在 中。
(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因:
无氧呼吸产生的 对细胞有毒害作用。
3.C3和C5含量变化的分析方法
当光照强度或CO2浓度改变后,短时间内C3和C5的含量均可发生变化。
无论分析哪种物质的含量变化,都要从生成和消耗两个角度分析。
C3产生于CO2的固定过程,消耗于C3的还原过程,C5产生于C3的还原过程,消耗于CO2的固定过程。
条件
光照强度
二氧化碳浓度
强→弱
弱→强
高→低
低→高
C3
减少
增加
C5
减少
增加
ATP、[H]
减少
减少
4.综合分析光合作用与有氧呼吸过程
图4-1
(1)元素转移途径
C:
CO2
C3
(CH2O)
丙酮酸
CO2
O:
H2O
O2
H2O
H:
H2O
[H]
(CH2O)
[H]
【易错提醒】光合作用中[H]为NADPH,即还原型辅酶Ⅱ;有氧呼吸中[H]为NADH,即还原型辅酶Ⅰ;二者不是同种物质。
(2)能量转化关系
图4-2
■考法提炼
考法一 考查细胞呼吸和光合作用过程
1.图4-3是酵母菌细胞中发生的呼吸作用过程示意图。
下列叙述错误的是( )
C6H12O6
M+[H]
N+CO2
图4-3
A.①过程发生在细胞质基质中,M可能是丙酮酸
B.在有氧和无氧条件下,②过程均有[H]的消耗
C.若N是水,则②过程发生在线粒体且有ATP的生成
D.若N是酒精,则②过程发生在细胞质基质且消耗水
2.图4-4表示植物细胞中的某些代谢过程,其中①~⑥代表各种物质。
下列叙述错误的是( )
图4-4
A.光照强度是影响①②间循环速率的重要因素
B.③转化为④时光能就转化成了活跃的化学能
C.物质⑤和⑥进行跨膜运输时都不需消耗能量
D.①②的循环速率与③④的循环速率相互制约
考法二 综合考查光合作用与细胞呼吸的内在关系
3.下列物质转化过程在绿色植物不同活细胞中都会发生的是( )
A.O2中的O转移到H2O中
B.CO2中的C转移到C6H12O6中
C.H2O中的O转移到O2中
D.C6H12O6中的H转移到C3H6O3(乳酸)中
4.[2017·全国卷Ⅱ]图4-5是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
图4-5
据图回答下列问题:
(1)图中①②③④代表的物质依次是 、 、 、 ,[H]代表的物质主要是 。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在 (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。
考点二 光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用
■主干整合
1.把握与细胞呼吸影响因素相关的“四类”曲线
图4-6
(1)甲图:
温度通过影响与细胞呼吸有关 来影响呼吸速率。
(2)乙图(酵母菌群体、大多数植物等):
①O2浓度=0时,只进行 。
②0 随O2浓度增大, 逐渐被抑制, 不断加强。 ③O2浓度≥10%时,只进行 。 ④O2浓度=5%时,有机物消耗 。 (3)丙图: 自由水含量较高时呼吸作用旺盛。 (4)丁图: CO2是细胞呼吸的产物,对细胞呼吸具有 作用。 2.把握与光合作用影响因素相关的3类曲线 影响 因素 原理 图像 图像解读 光照 强度 影响 阶段ATP、[H]的产生 P点的限制因素: ①外因: 等 ②内因: 色素含量、酶的数量和活性、C5的含量 CO2 浓度 影响 阶段C3的生成 P点的限制因素: ①外因: 等 ②内因: 酶的数量和活性、色素含量、C5的含量 (续表) 影响 因素 原理 图像 图像解读 温度 通过影响 来影响光合作用 P点对应的温度为进行光合作用的 3.光合作用曲线中特殊点含义及移动情况分析 图4-7 (1)A点: 只进行细胞呼吸。 AB段: 光合速率 呼吸速率。 B点以后: 。 (2)B点: ,B点的光照强度称为光补偿点;C点的光照强度称为光饱和点。 (3)增加CO2浓度,B点 ,C点 ,D点右上移动。 (4)若适当提高温度,光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值,则补偿点B应相应地向 移,通过增加光照强度来提高光合速率,使光合速率等于呼吸速率。 若适当减少CO2浓度,则补偿点B应相应地向 移,饱和点C应相应地向 移。 4.图示法理解光合速率与呼吸速率的关系 图4-8 (1)各种速率的表示方法及相互关系 ①呼吸速率: 有机物或O2消耗量、CO2产生量。 ②净光合速率: 有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量。 ③总(真正)光合速率: 有机物或O2产生量、CO2消耗量。 ④总(真正)光合速率: 净光合速率+呼吸速率。 (2)净光合速率和总(真)光合速率的判定方法 ①若为坐标曲线形式,当光照强度为0时,CO2吸收值为0,则该曲线表示总(真)光合速率,若CO2吸收值为负值,则该曲线表示净光合速率。 ②若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光合速率。 ③有机物积累量为净光合速率,制造量为总(真)光合速率。 (3)光合速率与植物生长的判断 ①当净光合速率>0时,植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率=0时,植物不能生长。 ③当净光合速率<0时.植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。 ■考法提炼 考法一 考查影响光合与呼吸速率的因素 1.如图4-9中甲为某单子叶植物种子萌发过程中干重的变化曲线,图乙为萌发过程中O2吸收量和CO2释放量的变化曲线。 据图分析,可以得出的结论是( ) 图4-9 A.种子萌发初期以有氧呼吸为主 B.干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物 C.A点时萌发的种子开始进行光合作用 D.图乙两条曲线相交时,有氧呼吸与无氧呼吸速率相等 2.为研究CO2浓度对水稻光合作用的影响,某实验小组测定自然环境中的CO2浓度和高浓度CO2对水稻净光合速率的变化,如图4-10所示(不考虑高浓度CO2对pH的影响)。 请回答: 图4-10 (1)叶绿体是光合作用的场所,因为它内部巨大的膜表面分布着 。 (2)图中B应该对应曲线 。 依据是 。 (3)净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积CO2的吸收量。 (4)比较曲线①和②的9: 30~11: 30的净光合速率,可得出的结论是 。 (5)温度在一天中会发生变化,若要测定水稻一天中某一时段的总光合速率,还要测定水稻的 ,若在白天进行该过程,需采取 措施。 考法二 考查光(或CO2)补偿点、饱和点及移动 3.图4-11为某植物在适宜的自然条件下,CO2吸收速率与光照强度的关系曲线。 下列判断不正确的是( ) 图4-11 A.若温度降低,a点上移 B.若植物缺Mg,b点左移 C.若CO2浓度升高,c点右移 D.若水分不足,c点左移 4.在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用图甲的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图乙所示。 下列叙述错误的是( ) 图4-12 A.a~b段,叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输 B.该绿色植物前30min真正光合速率平均为50ppmCO2/min C.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将下降 D.若第10min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将增加 考法三 总光合速率、净光合速率与呼吸速率的关系 5.将长势一致的A、B两种植物分别置于两个同样大小密闭的透明容器内,给予充足的光照、适宜的温度等条件,每隔5min测定一次容器中的CO2浓度,结果如图4-13所示。 下列有关叙述错误的是( ) 图4-13 A.在两条曲线交点M处两植物的真正光合速率相等 B.10min之前,B植物光合作用消耗的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量 C.A、B两种植物相比,B植物固定CO2的能力更强 D.20min以后,A、B两种植物光合作用强度都与呼吸作用强度相等 6.在温度和光照等适宜的条件下,将A、B两种绿色植物分别放在相同的密闭玻璃容器中,容器中O2浓度变化情况如图4-14所示。 回答下列问题: 图4-14 (1)当时间为b时,A、B两种绿色植物净光合作用强度 (填“相等”“不相等”或“不一定相等”)。 (2)a~b时间段内,植物A光合速率的变化趋势是 ,原因是 。 (3)b~c时间段,植物A所在的玻璃容器中O2浓度基本没有发生变化,是因为 。 若将A、B两种绿色植物置于同一密闭玻璃容器中,在光照等其他条件适宜的情况下,一段时间内,生长首先受影响的植物是 (填“A”或“B”)。
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