届高考生物一轮复习 第三单元 光合作用和细胞呼吸 第8讲 ATP和酶备考一体学案 苏教版.docx
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届高考生物一轮复习 第三单元 光合作用和细胞呼吸 第8讲 ATP和酶备考一体学案 苏教版.docx
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届高考生物一轮复习第三单元光合作用和细胞呼吸第8讲ATP和酶备考一体学案苏教版
第8讲 ATP和酶
[考纲要求] 1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
2.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。
3.实验:
探究影响酶活性的因素。
考点一 ATP的结构与功能
1.ATP的结构
一分子ATP含有3个磷酸基团,2个高能磷酸键,其中远离腺嘌呤核苷的那个高能磷酸键易水解,释放能量。
2.ATP与ADP的相互转化
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP+Pi+能量
ATP+H2O
ATP+H2O
ADP+Pi+能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
3.ATP的功能与动、植物细胞代谢
(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。
(2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于暗反应,不用于其他生命活动;植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。
(3)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
(1)人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等( × )
(2)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( × )
(3)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化( √ )
(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( √ )
(5)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( × )
(6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会同时发生ATP的合成与水解( × )
据图分析ATP的结构和特点
(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”?
提示 图示a处应为“—OH”,因为该五碳糖为“核糖”。
(2)图示b、c、d所示化学键是否相同?
其中最易断裂和重建的是哪一个?
提示 图示b为普通磷酸键,c、d则为高能磷酸键,其中d处的键最易断裂和重建。
(3)图示框e的名称是什么?
它与DNA、RNA有何关系?
提示 图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸,它是构成RNA的基本单位之一,当发生逆转录时,它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸配对。
命题点一 ATP的结构和特点分析
1.下列关于生物体中ATP的叙述,其中正确的一项是( )
A.蓝藻细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP
B.ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C.ATP中存在2个高能磷酸键,在一定条件下均可释放其中的能量
D.生物体内ATP的含量很多,从而保证了生命活动所需能量的持续供应
答案 C
解析 蓝藻细胞是原核细胞,不含线粒体和叶绿体,A项错误;ATP和ADP是两种不同的物质,B项错误;ATP中存在2个高能磷酸键,在一定条件下均可释放其中的能量,C项正确;生物体内ATP的含量很少,但ATP与ADP转化非常迅速,从而保证了生命活动所需能量的持续供应,D项错误。
2.如图是人体细胞代谢部分简图。
图中甲表示ATP,下列有关叙述错误的是( )
A.甲→乙→丙→丁过程中,起催化作用的酶空间结构不同
B.丙是RNA的基本组成单位之一
C.丁由腺嘌呤和核糖组成,而戊可用于甲的合成
D.在红细胞吸收葡萄糖时,细胞中乙的含量会显著增加
答案 D
解析 甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解,每一次水解反应的酶都不同,A项正确;丙由1分子核糖、1分子腺嘌呤和1分子磷酸构成,为1分子腺嘌呤核糖核苷酸,B项正确;丁表示腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,戊表示磷酸,是ATP的组成成分,C项正确;红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,不需要消耗ATP,故乙(ADP)的含量不会增加,D项错误。
命题点二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3.(2018·郑州模拟)下列有关ATP的叙述错误的是( )
A.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求
B.图中两次ATP的水解,后者能量可用于各项生命活动
C.图中两次合成ATP,前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生
D.ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成
答案 D
解析 细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,保证了机体对能量的需求,A项正确;图中两次ATP的水解,前者能量储存在有机物中,后者能量可用于各项生命活动,B项正确;图中两次合成ATP,前者ATP的合成是通过光合作用,所需能量来源于光能,在人体细胞中不会发生,C项正确;ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤核苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成,D项错误。
4.ATP是细胞内的直接能源物质,可通过多种途径产生,如图所示。
以下说法正确的是( )
A.O2由红细胞进入肝脏细胞,使ATP含量迅速下降
B.a过程和b过程都在细胞器中进行
C.绿色植物通过b过程形成的ATP不能用于吸收矿质元素
D.①、②在物质和能量上都可成为互逆反应
答案 C
解析 O2由红细胞进入肝脏细胞属于自由扩散,不需要载体和能量,因此ATP含量基本不变,A项错误;a表示细胞呼吸,细胞呼吸的场所有细胞质基质、线粒体,B项错误;b过程为光合作用,其形成的ATP只能用于暗反应,不能用于其他生命活动,C项正确;①、②分别为ATP的合成和水解过程,其中物质是可逆的,能量是不可逆的,D项错误。
细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所
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、翻译等
线粒体
产生ATP:
有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP:
自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体
消耗ATP:
蛋白质的合成
细胞核
消耗ATP:
DNA复制、转录等
考点二 酶的本质、作用及特性
1.酶的本质与作用
(1)酶的本质和功能
(2)酶的作用原理
①表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是AC段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是BC段。
③酶降低的活化能是AB段。
④若将酶变为无机催化剂,则B在纵轴上向上移动。
2.酶的特性(连线)
归纳总结 关于酶的8个易错点
项目
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(大多数为蛋白质,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
合成原料
氨基酸、核糖核苷酸
只有氨基酸
合成场所
核糖体、细胞核等
只有核糖体
(1)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物( √ )
(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( × )
(3)酶提供了反应过程所必需的活化能( × )
(4)随着温度降低,酶促反应的活化能下降( × )
(5)酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用( × )
(6)酶活性的发挥离不开其特定的结构( √ )
(7)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类( √ )
(8)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁( × )
(9)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同( × )
如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系,据图分析:
(1)A、B两种酶的化学本质是否相同?
提示 不相同。
A酶能抵抗该种蛋白酶的降解,化学本质不是蛋白质而是RNA;B酶能被蛋白酶破坏,活性降低,化学本质为蛋白质。
(2)B酶活性改变的原因是什么?
提示 B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而使其活性丧失。
(3)欲让A、B两种酶的变化趋势换位,应用哪种酶处理?
提示 应选用RNA水解酶处理。
1.与酶有关的曲线分析
(1)酶高效性的曲线
①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
(2)酶专一性的曲线
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。
(3)影响酶活性因素的相关曲线
甲图曲线分析:
①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子的结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
乙图曲线分析:
纵坐标为反应物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;图示pH=7时,反应物剩余量最少,应为最适pH;反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
①甲图:
在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。
②乙图:
在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
2.酶专一性的理论模型
(1)图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。
(2)酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
命题点一 酶的本质与特性的综合分析
1.(2017·全国Ⅱ,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℃
答案 C
解析 DNA的合成主要发生在细胞核中,此外在线粒体和叶绿体中也能合成,因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶,A项错误;只要给予适宜的温度、pH等条件,由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性,B项错误;盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低,但不影响蛋白质的活性,胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法,C项正确;唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37℃,但是37℃不是保存该酶的最适温度,酶应该在低温条件下保存,D项错误。
2.下列关于酶的叙述正确的是( )
A.酶适于低温下保存,因为低温时虽然酶的活性很低,但酶的空间结构稳定
B.Fe3+和酶促使过氧化氢分解,是因为它们降低了化学反应的活化能,同时给过氧化氢提供能量
C.酶是由内分泌腺细胞合成的、具有催化作用的有机物
D.酶与激素一样使用后立即被灭活,所以活细胞中需要源源不断地合成酶
答案 A
解析 低温下酶的活性被抑制,而空间结构稳定,不会变性失活,因此酶适于低温下保存,A项正确;Fe3+和酶均促使过氧化氢分解,是因为它们均能降低化学反应的活化能,但不能给过氧化氢的分解提供能量,B项错误;酶是由活细胞产生的、具有催化作用的有机物,C项错误;酶在化学反应后不被灭活,不需源源不断地合成,D项错误。
具有专一性或特异性的五类物质
(1)酶:
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
如限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。
(2)载体:
某些物质通过细胞膜时需要载
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