资源简介 ②是高浓度到低浓度,不需要能量和载体蛋白,是自 面下降,但不会立即下降;乙图玻璃管内液面上升,水由扩散,③是低浓度到高浓度,需要载体蛋白和能量, 分通过根吸收进入玻璃管,根部发生渗透作用产生向是主动运输,需要载体蛋白的是协助扩散和主动运 上的推力;甲装置中蔗糖酶为大分子物质,烧杯中检输。(3)需要消耗能量的是主动运输。(4)从低浓度 测不到蔗糖酶;根据实验的对照原则,单一变量原则,到高浓度的是主动运输。(5)钾离子进入红细胞是主 为验证蒸腾作用,先排除根的干扰,先将A、B两株天动运输,葡萄糖进入红细胞是协助扩散,二氧化碳进 竺葵的茎从中部切断,取上端部分,一株不作处理,一入红细胞是自由扩散。(6)细胞膜中磷脂是双层的, 株用胶水涂抹,封住植物叶片上的气孔,防止蒸腾作测得磷脂占有面积是 S,细胞膜表面积应是 S/2。 用散失水分。(7)细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。(8)细 2.C 图中显示S分子由膜外进入膜内时,一方胞膜的功能特点是具有选择透过性,可以利用此特点 面需载体C协助,另一方面需消耗能量,故应属主动将金属离子和水分开。 运输,而主动运输也可从高浓度到低浓度。[答案] (1)蛋白质(载体蛋白) ATP(三磷酸 3.B 由于半透膜的两侧有浓度差,所以高浓度腺苷) (2)① 协助扩散 ③ 主动运输 (3)③ 的S液面会升高,但是由于液体压强的存在,两侧的主动运输 (4)③ 主动运输 (5)主动运输 协助 浓度 不 会 最 终 达 到 平 衡,S侧 的 浓 度 依 然 会 高 于扩散 自由扩散 (6)0.5S (7)一定的流动性 R侧。(8)选择透过性 4.[解析] 根据实验目的“探究低温是否会影响题源2 观察植物细胞的质壁分离和复原 物质的跨膜运输”,确定自变量为温度,即在低温和常1.B 成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与 温条件下对比物质的跨膜运输的速率。由于该实验外界溶液构成渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶 为探究实验,所以预测实验结果和结论不是唯一的,液浓度时,细胞吸水,质量增加;相反则反。从题图中 解答时三种可能性及相应结论都要叙述出来。分析可以看出:a点表示水分进出细胞达到平衡状态,b点 低温影响活细胞跨膜运输的原因时,应从跨膜运输的细胞处于失水状态。当把b点溶液中的萝卜条移入 方式入手,跨膜运输与膜的流动性有关,另外主动运a浓度溶液中后,细胞吸水,质量增大。 输和胞吞、胞吐还需要消耗呼吸作用释放的能量,从2.D 同一细胞,X/Y值越小,表示失水越多,紫 而找到解答该题的突破口。色越深,越不复原;X/Y值越大,失水越少,蔗糖溶液[答案] (1)渗透 (2)①若1组漏斗液面高度浓度越小,所以A、B、C都不正确。不同细胞用相同 比2组高,则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,表示该细胞失水越 速率减慢 ②若2组漏斗的液面高度比1组高,则说小,则该细胞的正常细胞液浓度越高。故D正确。 明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快 ③3.B 半透膜两侧溶液有浓度差,浓度差越大, 若1、2组漏斗的液面高度相同,则说明低温并不影响水分子扩散越快,漏斗管内的液面越高。据最终实验 物质跨膜运输 (3)①低温会影响细胞膜的流动性,结果可断定甲中B浓度大于C浓度。当管中液面上 从而影响其功能 ②低温会影响酶的活性,从而影响升到一定程度时,h段液柱产生的静水压与渗透压相 呼吸作用释放能量的过程等,此时水分子进出半透膜达到动态平衡,管中的液面停止上升,A、C、D项正确,渗透压越大,表明溶液 专题4 酶和ATP的浓度越大,又因h1>h2,说明乙图中渗透压B中溶液大于C中溶液,也就是说B的浓度一定大于C的 A 组浓度。B选项是错误的。 题源1 酶在代谢中的作用题源3 细胞膜的透性 1.C 高温能破坏酶的结构使其失去活性,而低1.B 甲图中漏斗内浓度大于烧杯,根据渗透作 温抑制酶的活性,当温度升高时,酶活性可以恢复。用原理,漏斗液面上升,加入蔗糖酶,蔗糖水解为单 酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物,大多数是糖,浓度进一步升高,漏斗液面进一步上升,但单糖会 蛋白质,少数是RNA。细胞质基质中有催化葡萄糖渐渐透过半透膜进入烧杯,内外浓度差减小,漏斗液 分解形成丙酮酸的酶(即细胞呼吸第一阶段的酶)。·11·细胞质中线粒体和叶绿体中的DNA可复制转录,故 0℃、25℃时活性较低,100℃温度下变性失活,所以三其内有解旋酶。 支试管用碘液检测都有可能变蓝。0℃、25℃时虽然2.D 甜玉米在成熟过程中可溶性糖会在酶的 酶活性较低,但 A、B两支试管还是能产生一些还原作用下转化为淀粉,放在沸水中可破坏酶的结构,使 糖,C试管不产生。三支试管中没有一支是处于最适酶失去活性,所以可溶性糖不能转化成淀粉。 宜温度条件下,所以三支试管都不能作为对照。每隔3.D 嫩肉粉的主要作用在于利用蛋白酶把肉 10℃设置一个实验组,温度梯度跨度较大,所以不能中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解,使肉类制品 确定该反应的最适温度。口感达到嫩而不韧、味美鲜香的效果。A、B和C项 3.[解析] 本实验验证的是蔗糖酶和淀粉酶的都有高温会导致蛋白酶失活,D项在室温下酶的活性 催化作用具有专一性,自变量是两种酶,因变量是是较强,放置一段时间,让蛋白酶有足够的作用时间,这 否有砖红色沉淀。实验过程中遵循对照原则和单一样的效果最佳。 变量原则。4.C 蛋白酶不能水解所有的肽键,蛋白酶对其 甲、丁对照说明蔗糖酶只催化蔗糖而不催化淀粉所作用的反应底物有严格的选择性,一种蛋白酶仅能 分解,体现了蔗糖酶的专一性。乙、丙对照说明淀粉作用于蛋白质分子中一定的肽键,如胰蛋白酶催化水 酶只催化淀粉而不催化蔗糖分解,体现了淀粉酶的专解碱性氨基酸所形成的肽键。利用酶工程可以提高 一性。甲、乙都能反应产生还原糖,而丙、丁没有还原蛋白酶的稳定性,固定化酶比液体的稳定性高。 性糖的产生。动物体内的酶的最适温度是37℃,温5. [解析] (1)分子从常态转变为易发生化学 度下降酶活性下降。反应的活跃状态所需要的能量称活化能。(2)在同一 [答案] (1)底物浓度条件下,Ⅱ和Ⅰ相比较,酶反应速率慢是因 唾液而Ⅱ的温度低,酶活性低。(3)AB段酶促反应速率 溶液 蔗糖蔗糖溶液 淀粉溶液 淀粉试管 酶溶液随底物浓度增加而加快,由此可知此段的主要限制因 酶溶液素是底物浓度;BC段酶促反应速率不再随底物浓度 甲 + - + -改变而变化,由此可知该段的主要限制因素是酶浓 乙 - + - +度。(4)若想探究酶的最适pH,至少应设计3组不同 丙 + - - +的pH(一组为最适pH,一组低于最适pH,一组高于丁 - + + -最适pH)。(5)绘制的曲线低于Ⅱ曲线,形状类似于Ⅱ曲线。 (2)②混匀,37℃恒温水浴一段时间 ③取出试[答案] (1)活化能 (2)温度低,酶的活性低 管,分别加入适量的斐林试剂,混匀,沸水水浴一段时(3)底物浓度 酶浓度 (4)3 (5)略 间 ④观察实验现象并记录实验结果 (3)含有蔗糖题源2 酶的实验与探究 和蔗糖酶溶液的试管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀,其他试管中不出现砖红色沉淀1. C 加酶洗衣粉中的酶在水温45~60℃时,(4)酶的催化作用具有专一性 (5)20℃低于酶的能充分发挥洗涤作用,水温高于60℃时,碱性蛋白酶最适温度,酶活性低,水解产生的还原糖少要失去活力,水温低于15℃时,酶的活性迅速下降,影响洗涤效果。低于40℃时,则酶作用缓慢,但不易 题源3 ATP在能量代谢中的作用被破坏而失活,A错;表面活性剂能影响碱性蛋白酶 1.D 叶绿体合成ATP需光照而不需氧气。有活性,还会使酶失活,B项错误;碱性蛋白酶适合的 O2 时线 粒 体 有 氧 呼 吸 能 为 叶 绿 体 光 合 作 用 提 供pH值为6.0~8.5,故C项正确;蛋白质是衣物上最普 CO2,但线粒体产生的 ATP不能用于光合作用。无遍存在的污垢,而且是最难被表面活性剂和其他助洗 光条件下叶绿体不能进行光合作用,故不能 产 生剂所去除的。蛋白酶能把衣物上蛋白质先分解成可 ATP。叶绿体、线粒体能合成 ATP说明含有催化溶性的肽,然后再分解成氨基酸,从而很容易被洗去, ATP合成的酶,而光合作用与呼吸作用实质上是一D错。 系列的氧化还原反应。2.A α 淀粉酶最适宜温度在60℃左右,在 2.B 无 氧 条 件 下,通 过 无 氧 呼 吸 可 以 产 生·12·ATP。在有氧的条件下,叶肉细胞进行有氧呼吸,细 “A”为腺嘌呤。胞质基质、线粒体可以合成ATP。在有光的条件下, 10.A A为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,与一个叶绿体内在光反应阶段可以合成ATP。叶绿体内合 磷酸结合后即为构成RNA的基本单位之一:腺嘌呤成ATP不需要氧。细胞质中消耗的 ATP来源于细 核糖核苷酸;腺嘌呤核糖核苷酸与一个磷酸结合即为胞质基质、线粒体和叶绿体。 ADP,与两个磷酸结合即为ATP。3.B 细胞核无法进行细胞呼吸,细胞核需要的 B 组ATP主要由线粒体提供,A项正确;ATP是生命活 题源1 酶在代谢中的作用动直接的能源物质,机体无时无刻不在消耗 ATP,睡1.B 由图可知,在一定温度范围内,随温度的眠时生命活动并没停止,也需要消耗能量,故B项错升高酶活性增强,t1 属于此区间;超过适宜温度后,误;有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中酶活性随温度升高而下降,t2 属于此区间。在高温有ATP形成,C项正确;根细胞吸收矿质元素离子主没有使酶失活的范围内,酶活性可随温度的变化而变要通过主动运输的形式,其消耗的能量主要是由细胞化,只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。呼吸所提供的ATP,故D项正确。2.D 20℃和30℃培养条件下相比较,30℃时淀4.D 在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸粉酶的活性相对较高,淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖的第一阶段产生少量的 ATP,故 A正确。正常情况 的速率更快,相同条件下产生的麦芽糖更多。麦芽糖下线粒体内形成ATP是有氧呼吸的第三阶段需要消 属于还原性糖,与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,麦耗氧气,故B正确。在叶绿体内形成ATP需要光照, 芽糖越多显色越明显。斐林试剂本身为蓝色。故C正确。ADP与ATP能快速地相互转化,细胞内 3.D 根据图表可知甲含有蛋白质,乙含有淀的ATP不会大量积累,故D错误。 粉,甲和乙混合后产生了还原糖,所以可证明甲含有5.A ATP属于高能化合物,其水解时一般只 淀粉酶,将淀粉分解,产生还原性糖。断裂远离腺苷的那个高能磷酸键。纤维素是植物细 4.B 在氨基酸脱水缩合成蛋白质过程中,氨基胞中的细胞壁的组成成分,淀粉是植物细胞中的储能 和羧基数目减少,A错;纯化蛋白质时,透析液应选用物质。在动物体内,根据需要葡萄糖与肝糖原之间可 缓冲液,C错;蛋白酶具有专一性,不能对油渍的分解以相互转化,而肌糖原不能直接分解为葡萄糖。 起作用,D错。6.A ATP是由1分子的腺嘌呤、1分子的核糖 5.A 酶对催化的底物具有专一性,所以①正和3分子的磷酸基组成,因此构成ATP的元素有C、 确;酶在体内起了催化作用后就被分解或灭活,然后H、O、N、P;人体内成熟的红细胞中没有线粒体,但也 再生成利用,所以②错误;酶在一定的温度范围内,随能通过无氧呼吸产生ATP;原核细胞中没有线粒体, 温度的升高酶的活性增加至最强,然后随温度的增ATP的产生也能通过进行有氧呼吸产生,如硝化 加,活性逐渐减弱至失活,所以③错误;低温使酶的活细菌。 性降低但不会使其失活,所以④正确;酶能够起催化7.A ATP是生物体生命活动的直接能源物 作用的实质是降低化学反应的活化能,所以⑤正确;质,但不是唯一能源物质,ATP在细胞质基质、线粒 酶可以在体内起作用,也可以在体外起作用,所以⑥体、叶绿体中均可形成。ATP中的A代表的是“腺嘌 错误;酶只能由活细胞产生而起催化作用,其本质是呤+核糖”即腺苷。 有机物蛋白质或RNA,所以⑦正确,故A正确。8.B 无氧条件下,呼吸作用的第一阶段也可产 6.C 温度和pH值在一定范围内使酶活性逐渐生ATP,A、D错;线粒体中进行的有氧呼吸的第二阶 增强,超过一定值酶活性会下降,甚至失活;在底物充段,有ATP的合成但不依赖氧,C错。 足的情况下,反应速率与酶浓度呈成正比。9.B 人体内的红细胞可进 行 无 氧 呼 吸 产 生 7.D 酶量增加一倍时,在底物浓度相同的情况ATP,故①错;光合作用和化能合成作用过程中分别 下,反应速度加快,但是整个反应中,生成物的总量不发生了光能、化学能向 ATP的转化,ATP中的能量 变。在其他条件一定的情况下,反应开始时,底物浓也可以转化为光能(萤火虫)和化学能(合成葡萄糖)。 度高反应速度快,随着底物浓度的降低,反应速度逐ATP中的“A”为腺苷,构成DNA和 RNA中的碱基 渐减慢,因此图③能表示在反应开始后的一段时间内·13·反应速度与时间的关系。 引起溶液酸碱度发生变化,酸碱度对酶活性有影响,8.AB 随着反应时间的延长,反应物逐渐被催 为了消除酸碱度的影响,加入缓冲液,使反应液的酸化成生成物,因此反应物逐渐减少。当酶浓度提高 碱度 保 持 稳 定。(5)斐 林 试 剂 是 NaOH 溶 液 和时,反应速度加快,单位时间内生成物的量增多,当反 CuSO4溶液等量混合而成,含有 Na+、Cu2+ 和SO2-4应物全部参与反应生成产物后,催化反应不再进行。 等,若将步骤⑤和⑥对调顺序,会对实验结果造成过氧化氢酶的催化效率远大于Fe3+ 的催化效率,所 影响。以可用实线表示Fe3+ 的催化效率,虚线表示过氧化 [答案] (1)Na+和SO2-4 对肠淀粉酶催化活性氢酶的催化效率;曲线②可以表示不同温度下,生成 没有影响 Cu2+对(肠淀粉)酶的催化活性有抑制作物的量与时间的关系,而且在最适温度之前,随着温 用 Cl- 对(肠淀粉)酶的催化活性有促进作用度升高,反应结束时间越早,超过最适温度后,随着温 (2)不同的离子 (3)4 (4)维持反应液中pH 的稳度升高,反应速度降低,反应结束时间越晚,超过失活 定(答案合理即可) (5)不能。因为斐林试剂中有的温度后,则是与横坐标平行。如果纵坐标表示反应 Cu2+,可参与反应。步骤⑤和⑥对调,其设计不符合速度,则不同温度下,反应速度可以用平行的直线 单因子(单一变量)原则的要求表示。 4.[解析] (1)图甲中,随着底物浓度的增加,参9.D A.在曲线的 AB段会随着底物浓度的增 与催化的酶量也增多,当底物达到一定浓度时,参与大,反应速率增大,限制因素是底物浓度。B酶量会 催化反应的酶已经饱和,化学反应速率达到最大,不影响化学反应速率,酶量的增加,可以增大化学反应 再增加。(2)图甲反应的是底物浓度与反应速率的关速率,酶量减少,可以降低化学反应速率。pH 影响 系,则自变量应为底物浓度,影响该反应酶活性的无酶活性,在最适pH 条件下,减小pH 值,酶活性降 关变量还有温度、pH 等。(3)图乙中,a点酶活性最低,化学反应速率降低,B点位置下降。 高,其对应的pH值称作该酶的最适pH值。从图示题源2 酶的实验与探究 可知,当pH为4时,酶已失活,故当pH 由6降到21.D 据图可知各种酶都存在的情况下,只提供 的过程中,酶由于失活而不起作用,反应速率不会发氨基酸1就能存活;细菌的变种要提供1、2、5才能生 生变化。(4)动物体内的酶最适pH大多在6.5~8.0存,可以判断缺少酶V(因为需要添加氨基酸2)、酶Z 之间,但胃蛋白酶的最适pH例外,为1.5~2;植物体(因为需要添加氨基酸5)。 内酶的最适pH大多在4.5~6.5之间。故图乙可表2.C 不同温度分别进行实验时,40℃左右反应 示胃蛋白酶催化反应的速率变化曲线。最快,说明此时酶的活性较强;从低温升到适宜温度 [答案] (1)底物充足,酶已饱和 (2)底物浓度过程中,酶的活性逐渐增强;高温使酶的空间结构遭 温度、pH等 (3)最适pH 不变 (4)B到破坏,不能恢复;酶具有高效性,混合后在适宜的温 题源3 ATP在能量代谢中的作用度下(温度还未升高到60℃时),就会发生凝固现象。 1.B 安静时肌细胞进行有氧呼吸,而剧烈运动3. [解析] (1)3号试管内加入Na2SO4溶液, 时肌细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,所以消耗4号试管加入蒸馏水对照,两支试管结果相同,都是 等摩尔的葡萄糖生成的 ATP的量与安静时不等。浅砖红色,说明Na+和SO2-4 不影响肠淀粉酶催化活 Na+主要维持细胞外液的渗透压,主要存在于细胞外性。2号试管与3号试管内所加物质的区别在阳离 液,若细胞内 Na+ 浓度偏高,为维持 Na+ 浓度的稳子,2号为Cu2+,3号为 Na+,结果2号不反应,3号 定,需经主动运输运到细胞外,此过程消耗 ATP。人出现砖红色,说明Cu2+ 对酶的活性有抑制作用。1 是恒温动物,当人在寒冷环境中时,肾上腺素和甲状号试管与3号试管所加物质的区别是阴离子,1号为 腺激素分泌增多,代谢增加,细胞产生ATP增加。饥Cl-,3号为SO2-4 ,1号试管结果为深砖红色,反应比 饿状态下,ATP和 ADP相互转化缓慢,但细 胞 中3号试管更彻底,说明 Cl- 对酶活性有促进作用。 ATP与ADP的含量仍处于动态平衡。(2)比较4支试管可知,各试管中加入的物质不同,自 2.C 主动运输、胞吞、蛋白质的合成都需要消变量为不同的离子。(3)4号试管加入的是蒸馏水, 耗ATP提供的能量,淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖没有加入任何离子,为空白对照组。(4)不同离子会 不需要消耗ATP提供的能量。·14·3.D 能使 ADP含量增多的生理过程即消耗 4.D 考查植物个体发育时有关代谢的知识。ATP的生理过程。蒸腾作用即水通过植物叶片气孔 种子萌发是一个活跃的生长过程,旺盛的物质代谢和散失到大气中的过程,组织液中的氧气以自由扩散的 活跃的物质运输都需要呼吸作用提供物质和能量保方式进入肝细胞,这两个过程都不消耗 ATP。特殊 证,因此种子萌发需吸收大量的氧气。在种子萌发初状态的叶绿素a接受光能被激发而失去电子,失去电 期由于种皮的透气能力较差,供氧不足,种子进行无子的特殊状态的叶绿素a在功能上发生了变化,成为 氧呼吸。随水分的吸收种皮软化或破裂,种皮的透气强氧化剂,可以最终从水中夺得电子而恢复原结构。 性增强,有氧呼吸逐渐增强。种子萌发出土前,不能这样特殊状态的叶绿素a分子就把光能转变成电能, 进行光合作用,其萌发所需的营养物质来自于种子本然后在酶的作用下把电能储存在 ATP中,因此叶绿 身所贮存的养料。体中叶绿素a失去电子不但不消耗 ATP,还会产 5.C 有氧呼吸是体内绝大多数细胞呼吸作用生ATP。 的主要方式,能够为各种细胞的生命活动提供能量,4.[解析] 在绿色植物体内,光能转变成 ATP 其进行场所主要是线粒体。在题目给出的选项中,红中的化学能,然后再转移到有机物中,有机物被动物 细胞无线粒体这一结构,只能进行无氧呼吸而不进行消化吸收后,可以氧化分解释放出其中的能量,大部 有氧呼吸。分以热能的形式散失,维持生物体的体温,少部分能 6.D 无氧呼吸虽然氧化分解不彻底,但仍属于量转移到ATP中用于各种生命活动,如生物放电、肌 氧化反应。在完全无氧的环境中贮藏的水果,会进行肉收缩等。静脉滴注ATP时,ATP要到达组织细胞 无氧呼吸,产生的酒精引起水果腐烂,因此水果贮藏内,首先要通过毛细血管的管壁细胞(2层膜),然后 需要低氧环境。无氧呼吸的酶只存在于细胞基质而进入组织细胞(1层膜),共通过3层细胞膜。 不存在于线粒体,有氧呼吸的酶则存在于细胞质基[答案] (1)④ (2)③ (3)①②③④ (4)C 质、线粒体内膜和基质中。(5)ATP与ADP之间进行相互转化 (6)B 7.B 蔬菜和水果不断地进行呼吸作用,消耗有机物,要想保证有机物尽量少地消耗,需要降低呼吸专题5 细胞呼吸 作用。温度能够影响酶的活性,所以低温、低氧能够降低呼吸作用。而保鲜则需要适宜的湿度,不同的蔬A 组 菜、水果需要的湿度不同。题源1 细胞呼吸 8.D 考查对不同生物呼吸作用的理解。有氧1.D 无氧呼吸的最终产物应该是乳酸或者是 呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的,即场所相同、酒精和二氧化碳,有氧呼吸前两阶段产生的[H]在线 物质变化相同和所需要的酶相同。有氧呼吸的第二、粒体内膜上与氧结合生成水。无氧呼吸不需要 O 三阶段是在线粒体内进行的,且释放的能量多,有氧2参与,但是并没有[H]的积累,[H]只在细胞质基质 呼吸的产物是二氧化碳和水,酒精或乳酸是无氧呼吸中参与反应,产生了无氧呼吸的产物。质量相同的脂 的产物。肪和糖类,脂肪所储存的能量更多,因此脂肪是主要 9.D 细胞呼吸是指在生物体内有机物在细胞的储能物质。 内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他2.B 破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的 产物,并且释放出能量的过程。无论有氧呼吸还是无组织细胞后大量繁殖,所以其代谢类型应为无氧呼 氧呼吸,糖类都是主要的能源物质。有氧呼吸和无氧吸;由于该细菌已经侵入细胞,所以消灭该菌首先要 呼吸第一阶段完全相同,都能产生还原性氢和丙酮通过细胞免疫途径。 酸。植物的有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物是二氧3.A 过量摄入糖类会导致葡萄糖经过糖酵解, 化碳,能量都是逐步释放。即细胞呼吸的第一阶段,生成丙酮酸,丙酮酸经过转 10.A 完全无氧环境中,物质消耗并不是最少,化,可以生成甘油和脂肪酸,两者可合成脂肪,导致体 在一定氧浓度下,无氧呼吸受抑制,同时有氧呼吸很内脂肪积累,因此图中的过程X、物质Y和物质Z分 弱,物质损耗可减小到最低程度;酵母菌既可进行有别是糖酵解、丙酮酸和脂肪酸。 氧呼吸,也可进行无氧呼吸;线粒体基质中也存在有·15·专题4 酶和ATP考纲·题型解读1.以选择题、填空题、实验题的形式考查酶的概念、特性及酶在细胞代谢中的作用。2.以实验探究题的形式考查影响酶活性的因素的实验探究。3.以选择题、填空题的形式考查ATP的分子组成及在能量代谢中的作用。A. 甲 B. 乙C. 丙 D. 丁[解析] 酶具有高效性,当加入酶之后,反应 物 会 迅 速 减少,最终降为0。[答案] D题源1 酶在代谢中的作用 解题模型1.2酶的分布、分类、合成和分泌过程解题模型1.1 (1)酶的分布酶是活细胞产生的具催化能力的有机物 酶可以在细胞内发挥作用,比如线粒体内的呼吸氧化化学本质 酶和叶绿体中的光合作用酶等;RNA 也可以分泌到细胞外起作绝大多数是蛋白质 少数是用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。不仅如此,在合成原料 氨基酸 核糖核苷酸体外适宜的条件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉合成场所 核糖体 细胞核(真核生物)酶加入试管里,在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。来源 一般来说,活细胞都能产生酶(2)酶的分类生理功能 生物催化剂①根据酶在细胞中的作用可分为:胞外酶(如各种消作用原理 降低反应分子的活化能化酶)、胞内酶(如呼吸酶、与光合作用有关的酶)。作用特性 高效性;专一性;作用条件温和 ②根据酶作用的反应物和产生器官分为:胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂[真题1] (2023·新课标)甲、乙两 肪酶等。种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处 ③根据酶所催化的化学反应性质分为:水解酶、氧化理时间的关系如图所示。下列分析错误 酶、转录酶、逆转录酶、合成酶等。的是 ( ) (3)酶的合成过程:①遵循中心法则;②蛋白质类酶的A. 甲酶能够抗该种蛋白酶降解 合成包括转录和翻译,原料是氨基酸,而RNA类酶的合成B. 甲 酶 不 可 能 是 具 有 催 化 功 能 过程只有转录,原料是核糖核苷酸。的RNA (4)酶的分泌过程:胞外酶合成之后要分泌到细胞外C. 乙酶的化学本质为蛋白质 发挥作用,因此胞外酶的分泌过程也就是分泌蛋白的形成D. 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 过程。它的合成、加工和分泌过程需要核糖体、内质网、高[解析] 从图形可知,使用蛋白酶处理后,甲酶活性不变, 尔基体、线粒体等的参与。可知甲 酶 对 分 解 蛋 白 质 的 酶 有 抗 降 解 性 质,因 此 甲 酶 可 能是RNA。 [真题3] (2023·福建)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的[答案] B 蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应,由此[真题2] (2023·海南)某一不可逆化学反应(S→P+W) 可推测核糖体中能催化该反应的物质是 ( )在无酶和有酶催化时均可以进行,当该反应在无酶条件下进行 A.蛋白酶 B.RNA聚合酶到时间t时,向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确 C.RNA D.逆转录酶表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 ( ) [解析] 核 糖 体 是 细 胞 内 一 种 核 糖 核 蛋 白 颗 粒,主 要 由RNA和蛋白质构成,其功能是按照 mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链;当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后,余下的物质主要是RNA,且到目前为止,人们发现在生物体内具有催化作用的大多数是蛋白质,其次是RNA。[答案] C[真题4] (2021·海南)酶 A、B、C是大肠杆菌的三种酶,每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤,其中任意一种酶的·42·缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上 解题模型1.4生长。与酶相关的图表曲线解读酶 酶 酶化合物甲 →化合物乙 →化合物丙 →化合物丁 (1)表示酶的高效性的曲线现有三种营养缺陷型突变体,在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表:突变体 突变体a 突变体b 突变体c添加物 (酶A缺陷) (酶B缺陷) (酶C缺陷)化合物乙 不生长 不生长 生长化合物丙 不生长 生长 生长 ①催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,由上可知:酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是 酶的催化效率更高。( ) ②酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不能改变化学A.酶A、酶B、酶C B.酶A、酶C、酶B 反应的平衡点。C.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A (2)表示酶专一性的图解[解析] 由题意可知,酶A缺陷时,添加化合物乙和化合物丙均得不到化合物丁而导致突变体a不能生长,则酶A催化化合物丙到化合物丁的转化;酶B缺陷时,添加化合物乙不生长而添加化合物丙生长,则酶B催化化合物乙到化合物丙的转化;酶C缺陷时,添加化合物乙和丙均生长,则酶C催化化合物甲到化合物乙的转化,则在该反应链中酶的作用顺序依次是:酶C、酶B、酶A。 ①图中A表示酶,B表示被催化的反应物。[答案] D ②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。(3)影响酶活性的曲线解题模型1.3(1)酶和其他化合物的比较比较项目 酶 动物激素来源 所有活细胞产生 动物专门的内分泌腺产生多肽或蛋白质、固醇类、氨基酸化学本质 蛋白质或RNA衍生物生理催化作用 调节代谢功能大部 分 在 细 胞 内 ①在一定温度(pH)范围内,随着温度(pH)的升高,酶分布部位 (胞内酶),有些在 主要分布在内环境中 的催化作用 增 强;超 过 酶 的 最 适 温 度(pH)后,随 着 温 度细胞外(胞外酶)(pH)的升高,酶的催化作用减弱。(2)酶、激素、抗体、载体、维生素等与蛋白质的关系 ②过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏,使维生素均为有机物,有些种类是脂溶性的,如维生素酶失去活性;而低温只是使酶的活性降低,酶的分子结构A、维生素D;部分动物激素是蛋白质,还有部分属于脂质, 未遭到破坏,温度升高可恢复其活性。如性激素;而绝大多数种类的酶属于蛋白质,如唾液淀粉 (4)反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响酶、胃蛋白酶等。抗体、载体则全部属蛋白质。它们的关系可用下图表示:[真题5] (2023·海南)关于酶的叙述,正确的是 ( )A. 酶提供了反应过程所必需的活化能B. 酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关①在其他条件适宜,酶浓度一定条件下,酶促反应速C. 酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失率随反应物 浓 度 增 加 而 加 快;但 当 反 应 物 达 到 一 定 浓 度D. 酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。[解析] 酶的功能是降低反应所需活化能,且易受环境影②在反应物充足,其他条件适宜的情况下,酶促反应响,酶在反应前后,不发生任何改变。速率与酶浓度成正比。[答案] C·43·[真题6] (2023·新课标全国Ⅱ)关于酶的叙述,错误的是 B.As进入水稻细胞,导致有关酶失去活性,影响细胞代谢( ) C.P影响As的吸收,与细胞膜上的载体种类和数量有关A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 D.P是构成磷脂、核酸和 ATP的重要元素,能促进水稻生B.低温能降低酶活性的原因是破坏了酶的空间结构 长发育C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 [解析] 砷在水稻中的富集是以主动运输的形式进行,由D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物 膜的功能特点决定,酶的活性受重金属影响。[解析] 低温只能抑制酶的活性,若酶的空间结构被破坏, [答案] BCD则酶将会失去生理活性,所以B错误。 题源2 酶的实验与探究[答案] B[真题7] (2023·海南)关于温度对酶活性影响的叙述,错 解题模型2.1误的是 ( )酶的本质和生理作用的验证A.不同酶的最适温度可能相同 (1)酶是蛋白质的验证思路B.随着温度降低,酶促反应的活化能下降 检测{对照组:标准蛋白质溶液 双缩脲溶液 出现紫色反应C.酶活性最高时的温度不适合该酶的保存 + →检测D.高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果 实验组:待测酶溶液+双缩脲溶液 →是否出现紫色[解析] ,反应的活化能是物质固有的一种特性,通过提高 通过对照 实验组若出现紫色,则证明待测酶溶液是蛋白质,否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量为待测温度可以用来提供这部分的能量,在实验过程中,只能通过催化酶溶液和标准蛋白质溶液,因变量为是否出现紫色反应。剂来降低反应物的活化能,温度的改变对于活化能来说没有任同理,也可用吡罗红来进行验证酶是RNA的实验。何的意义。 (2)酶的催化作用的验证思想[答案] B 检测对照组:反应物+蒸馏水 →反应物不被分解[真题8] (2022·上海)下图表示细胞中某条生化反应链, { 检测实验组:反应物+等量的相应酶溶液 →反应物被分解图中E1~E5 代表不同的酶,A~E代表不同的化合物。据图判实验中的自变量是相应的酶溶液的有无,因变量是底断下列叙述中正确的是 ( ) 物是否被分解。[真题10] (2022·海南)为探究 NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响,某同学进行了实验,实验步骤和结果见表。请A.若E1 催化的反应被抑制,则A的消耗速度加快 回答:B.若E5 催化的反应被抑制,则B积累到较高水平 试管编号C.若E3 的催化速度比E4 快,则D的产量比E多 1 2 3 4实验步骤D.若E1 的催化速度比E5 快,则B的产量比A多 1%NaCl溶液(mL) 1[解析] 据题干信息,可以看出:若E1 催化的反应被抑制, 1%CuSO4溶液(mL) 1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 1% Na2SO4溶液(mL) 1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 蒸馏水(mL) 1较高水平,所以B选项错误;若E3 的催化速度比E4 快,则C更 pH6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1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 1%淀粉溶液(mL) 1 1 1 1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 唾液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1产量不一定比A多,所以D选项错误。 各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间本题考查酶的催化作用及物质间的转化关系。试题难度中 取出试管,加入1%碘溶液0.1mL等。解题的关键是注意物质间的联系,紧扣图解去分析。观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色[答案] C[真题9] (2023·江苏)(多选)研究发现,砷(As)可以富 (1)实验中加入缓冲液的作用是 。集在植物体内,转化为毒性很强的金属有机物,影响水稻的株 (2)分析实验结果可知:对酶活性有影响的离子是高、根长和干重;加P(与 As原子结构相似)处理后水稻茎叶和 ,其中对酶活性有抑制作用的离子是 ,对酶活根中P含量增加、As含量相对减少,水稻生长加快,干重增加。 性有促进作用的离子是 。对此现象合理的解释是 ( ) (3)该实验中设置4号试管的目的是 ;设置A.As在水稻细胞内富集,由细胞膜的结构特点决定 3号试管的目的是 。·44·(4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测,1~4号 (3)根据该细菌的生活环境,简要写出测定该酶催化作用最试管中的颜色依次是 、 、 、 。 适温度的实验思路。根据上述实验结果,在操作过程中,保温之前不能加入斐林试 [答案] (1)脂肪 缓冲 (2)蛋白质 (3)在55~65℃内剂,其原因是 。 设置温度梯度,分别测定不同温度下底物的分解速度,速度最快[解析] (1)加入缓冲液的作用是维持反应液中pH 的稳 的组为该酶的最适温度。定。(2)根据实验结果可知,对 酶 活 性 有 影 响 的 离 子 是Cl- 和解题模型Cu2+,对酶活性有抑制作用的离子是Cu2+,2.3对酶活性有促进作酶和适宜条件的探究用的离子是Cl-。(3)设置4号的目的是形成对照组,设置3号实验的自变量(即单一变量)为温度或pH,因变量是试管的目的是确定Na+和SO2-4 对唾液淀粉酶催化活性有没有反应物分解的速度或存在量。影响。(4)1号试管深砖红色,2号试管蓝色,3号试管浅砖红色,(1)适宜的温度4号试管浅砖红色。保温之前不能加入斐林试剂,原因是:斐林设计思路:反应物+T1+酶溶液,反应物+T2+酶溶试剂中有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性。检测[答案] (1)维持反应液中pH的稳定 (2)Cl- 和Cu2+ 液,反应物+T3+酶溶液……反应物+Tn+酶溶液 →反Cu2+ Cl- (3)对照 确定Na+ 和SO2-4 对唾液淀粉酶催化活 应物分解的速度或存在的量。性是否有影响 (4)深砖红色 无砖红色(或蓝色) 浅砖红色 在实验步骤中要注意:浅砖红色 斐林试剂中有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性 a.在酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。解题模型2.2 b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测反应酶的特性的验证 物被分解的试剂宜选用碘液,不应该选用斐林试剂,因斐(1)酶的专一性探究 林试剂需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。此实验中的自变量可以是不同反应物,也可以是不同 (2)适宜的pH酶溶液,因变量是反应物是否被分解。设计思路:反应物+ H +酶溶液,反应物+ H +酶设计思路一:换反应物不换酶。 p 1 p 2检测 溶液,反应物+pH3+酶溶液……反应物+pHn+酶溶液{实验组:反应物+相应酶溶液 →反应物被分解 检测检测 →反应物分解的速度或存在的量。对照组:另一反应物+等量相同酶溶液 →反应物不被分解设计思路二:换酶不换反应物。 [真题12] (2023·江苏)(多选)为了探究温度、pH对酶活检测{实验组:反应物+相应酶溶液 →反应物被分解 性的影响,下列实验设计不合理的是 ( )检测对照组:相同反应物+等量另一酶溶液 →反应物不被分解 实验编号 探究课题 选用材料与试剂注意:①选择好检测反应的试剂。如反应物选择淀粉 ① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液 新鲜的肝脏研磨液和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,验证酶的专一性,检测反应物是 温 度 对 酶 活 性 的 新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不能选用碘液,因为碘 ②影响 碘液液无法检测蔗糖是否被水解。②保证蔗糖的纯度和新鲜新制的蔗糖溶液 可溶性淀粉溶液程度是做好实验的关键。 ③ pH对酶活性的影响(2)酶的高效性实验探究 碘液检测 新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶{对照组: 反应物+无机催化剂 →底物分解速度 ④ pH对酶活性的影响 液 斐林试剂检测 实验组:反应物+等量酶溶液 →底物分解速度实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是底物分解 A.实验① B.实验②速度。 C.实验③ D.实验④[解析] H2O2加热易分解,不适合用于探究温度对酶活性[真题11] (2023·全国)某同学从温度为55~65℃的泉 影响的实验;溶液中pH会影响淀粉的水解,同时会与碘液发生水中筛选出能合成脂肪酶的细菌,并从该细菌中提取了脂肪酶。 酸碱反应,而斐林试剂中有Cu(OH)2,可以与酸发生反应,所以回答问题: 不宜用淀粉酶探究pH 对酶活性影响的实验;因此一般用过氧(1)测定脂肪酶活性时,应选择 作为该酶作用 化氢酶探究pH对酶活性的影响,用淀粉酶探究温度对酶活性的物质,反应液中应加入 溶液以维持其酸碱度稳定。 的影响。(2)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混 [答案] ACD合,若反应液呈紫色,则该酶的化学本质为 。·45·解题模型2.4 单位时间内底物的 提取液的pH在探究影响酶活性的条件实验中的注意事项 消耗量 6.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.0(1)制备的可溶性淀粉液一定要冷却后才能使用,如 0.02果用刚煮沸的可溶性淀粉液进行实验,就会因温度过高而 酶保护 0.03破坏淀粉酶的活性。 剂的浓() 0.042 淀粉酶的来源不同,其最适温度也不一定相同,在 度保温时必须加以考虑。市售的淀粉酶的最适温度一般在 (mol/L) 0.0560°C左右,唾液淀粉酶的最适温度在37°C。 0.06(3)在探究温度对酶活性的影响时,对照组加入等量的反应物(如2mL可溶性淀粉)后,要先放入不同环境5min使反 题源3 ATP在能量代谢中的作用应物达到所处不同环境的温度,然后再加新鲜酶液摇匀维持5min。否则若加入酶后再放入不同温度的环境中,由于酶的 解题模型3.1高效性,在升温或降温的过程中已把反应物给分解了。 1.ATP的组成(4)在探究pH对酶活性影响的实验中,操作时必须先将 ATP存在于各种活细胞中,是一种高能磷酸化合物。酶置于不同环境条件下(加蒸馏水、加氢氧化钠、加盐酸),然后 当其水解时,远离 A的那个高能磷酸键断裂,水解释放出再加入反应物(如可溶性淀粉液)。不能在加入酶后,先加入 大量能量,多达30.54kJ/mol,ATP的组成分析如下:反应物,再加入盐酸或氢氧化钠,这样容易使反应物在酶的作 从ATP的结构式分析,一分子 ATP包括一个分子腺用下水解,无法证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。 苷(由腺嘌呤和核糖组成),三分子磷酸基团(两个高能磷酸键)。ATP水解时,远离腺苷的高能磷酸键首先断裂,释[真题13] (2023·广东)食品种类多,酸碱度范围广。生放能量,变成ADP;若完全水解,另一个高能磷酸键也能断物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶,查阅裂,变成AMP。即相关文献,得知:(1)pH 对不同蛋白酶的活力影响有差异。据下图可知,更适宜作为食品添加剂,理由是 。蛋白酶的活力可用 的量来表示。(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下:加酶保护剂 调提取液pH(0.02~0.10mol/L) 加65%乙醇 (5.0~9.0)4℃组织匀浆→上清液 →沉淀物 测酶活力( →粗酶制剂) (单位:U)兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH 进行了探究。 , 、 、 和核苷酸中“ ”的含义实验 结果显示 酶保护剂 浓 度 在0.02~0.06mol/L范 围 2.ATPDNA RNA A, 、 、 和核苷酸中均有“ ”,这些 均与内 酶活力较高;提取液pH 在6.0~8.0范 围 内,酶 活 力 较 ATPDNA RNA A A。 , , 腺嘌呤有密切关系,但具体含义却各有区别。核苷酸分子高 他们认为 要进一步提高粗酶制剂的酶活力 以达到最, , 中的 是腺嘌呤,佳提取效果 还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化 并 A ATP中的A是腺苷,由腺嘌呤和核糖组。 , 成。 和 中的 分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺确定以此为探究课题 请拟定该课题名称 设计实验结果记 DNA RNA A嘌呤核糖核苷酸。录表。[解析] (1)从图中可知木瓜蛋白酶适应范围广,所 以 可 [真题14] (2019·海南)下面关于ATP的叙述,错误的是以选作食品添加剂。酶的活力我们一般用酶催化的底物消耗 ( )量或者底物生成量表示。(2)实验目的是为了探究酶保护剂的 A.细胞质和细胞核中都有ATP的分布最适浓度和提取液的pH值,所以我们可以把酶保护剂的浓度 B.ATP合成所需的能量由磷酸提供和提取液的pH值作为自变量,单位时间内底物的消耗量为因 C.ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸变量。D.正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化[答案] (1)木瓜蛋白酶 木瓜蛋白酶的活性不随pH 的 [解析] 考查ATP的组成、作用和ATP与ADP的相互转变化而变化 单位时间内底物消耗(或产物生成) (2)课题:探 化。ATP是生物生命活动的直接能源物质。ATP分子的结构究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH 简式为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。ATP水解变化成 ADP的过程释放能量·46·供给生命活动。ADP吸收能量转化成 ATP,这部分能量来自生 据图回答:物的呼吸作用,另外植物体内的能量还可以来自光能。ATP与 (1)磷元素进入浮游植物细胞后,以 分子的形式成ADP的这种相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之 为细胞膜支架的成分;在细胞内,磷元素通过参与中的。只要有消耗ATP的地方就会有ATP的分布。ATP连续 反应(写反应式),保持细胞内 ATP含量的相对水解两次变 成 AMP和2分 子 的 磷 酸,AMP为 腺 嘌 呤 核 糖 核 稳定。苷酸。 (2)分析发现,P1、P2 采样点浮游植物种类差别非常明显,[答案] B 从进化角度分析,这是 的结果。(3)无机磷浓度高于P1 的采样点,浮游动物的密度反而比解题模型3.2 P1 采样点低,下列有关其原因的分析,不可能的是ATP和ADP的相互转化 (单选)。ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新 A. 可被浮游动物取食的浮游植物种类较少生成,这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。ATP B. 水体溶解氧较高在细胞内含量并不多,但可迅速转化循环利用。如图所示: C. 浮游动物的捕食者数量较多D. 水体有害物质浓度较高(4)请用箭头补充完成该河口生物群落中氮元素的流向图。[解析] (1)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,ADP和1 Pi合成ATP。(2)生物与环境的关系。这是自然选择的结果,酶转化式:ADP+Pi+能量 ATP 造成浮游植物种类差别明显。(3)2 水体中的溶氧较高,对大多数酶上述ATP与ADP的相互转化过程不是化学上的可 动物是有利的,而不是减少的原因,所以选择B。酶逆反应,现归纳如下: [答案] (1)1磷脂 ADP+Pi+能量 ATP (2)自然选酶2①反应条件不同:ATP的分解是一种水解反应,催化择 (3)B该反应的酶属于水解酶;而 ATP的合成是一种合成反应,(4)催化该反应的酶属于合成酶。酶具有专一性,因此反应条件不同。②能量来源不同:ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能,而合成 ATP的能量主要是有机物中 解题模型3.3的化学能和太阳能。ATP的形成途径③合成与分解的场 所 不 同:ATP合 成 的 场 所 是 细 胞质基质、线粒 体 和 叶 绿 体;而 ATP分 解 的 场 所 很 多,如:细胞膜(供 主 动 运 输 消 耗 的 能 量)、叶 绿 体 基 质(将 ATP中的能量释放出来,储 存 在 合 成 的 有 机 物 中)、细 胞 质 基质(由ATP供能,活化氨基酸,将活化的氨基酸转移到相应的 mRNA上)、细胞核(DNA复制和 RNA合成所消耗的能量)等。因此,合成与分解的场所不尽相同。④两者的功能不同:ATP是生物体内生命活动的直接能源物质,它 水 解 时 释 放 的 能 量 可 以 供 各 项 生 命 活 动 需 [真题16] (2005·广东)在高等植物细胞中,线粒体和叶要;而ATP的合成伴随着能量的储存,该反应实际上是生 绿体是能量转换的重要细胞器,请回答以下问题:物体内能量的转换过程。 (1)叶绿体中合成 ATP的能量来源是 ,合成的ATP用于 ,释放的氧气的来源是 ,CO2 除来[真题15] (2023·天津)夏初,在某河口多地点采集并测 自大气外还来源于 。定水样,结果表明,各采样点无机氮浓度相近,而无机磷浓度差 (2)线粒体中合成 ATP的能量来源是 ,合成的异较大。按无机磷浓度由低到高的顺序,绘制各采样点对应的ATP用于 ,吸收的氧气除来自大气外还来源于浮游植物和浮游动物的密度曲线,结果如下图。。(3)将提取的完整线粒体和叶绿体悬浮液,分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3 溶液的两支大小相同的试管中,给予充足光照,都会产生气泡。请问这两种气泡成分是否一样 请解释原因。(4)假如将上述两支试管移入黑暗的环境中,保持温度不变,两支试管产生气泡的量分别有什么变化 为什么 ·47·[解析] (1)绿色植物进行光合作用合成 ATP的能量来源 [真题17] (2004·广东、广西)ATP是生物体内的高能化是光照,光合作用释放的氧气全部来源于水。呼吸作用和大气 合物。人和动物的生命活动所需要的 ATP主要通过中的二氧化碳共同为植物提供二氧化碳。(2)有机物在线粒体 作用释放的能量来合成。植物体内 ATP主要通过 作中氧化分解,形成ATP为生命活动提供能量,消耗的氧气除来 用释放的能量来合成。植物体内ADP转化成 ATP所需要的能自大气外还来自光合作用。(3)不一样,前者为二氧化碳,后者 量主要来自 作用和 作用。ATP中为氧气。(4)光合作用需要光能,而呼吸作用只要温度不变,呼 水解,释放能量用于生命活动。吸强度就基本不变,所以前者产生气泡量基本不变,后者逐渐减 [解析] 考查动、植物体内ATP的来源和作用。动物体内少直至 停 止。考 查 光 合 作 用 与 呼 吸 作 用 的 物 质 变 化 及 相 互 使ADP合成ATP的能量来自呼吸作用(包括有氧呼吸和无氧关系。 呼吸);植物体内的 ATP除来自呼吸作用外还可以来自光合作[答案] (1)光能 C3 的还原 水的分解 呼吸作用 (2) 用。ATP是生物体内的直接能源物质,其高能磷酸键水解,释有机物的分解 生命活动 光合作用 (3)不一样。因为丙酮 放出的能量,可被用于生物体的各项生命活动。酸在线粒体中进行有氧呼吸,产生了CO2,而叶绿体利用HCO-3 [答案] 呼吸 光合 呼吸 光合 高能磷酸键进行光合作用产生 O2。 (4)前者基本不变,后者逐渐减少直至停止。因为光是光合作用的必需条件,而在温度恒定时,呼吸作用基本稳定。(★代表高考出现的频次)解题模型3.4生物体内的能源物质总结 A 组在细 胞 中,糖 类、脂 肪、蛋 白 质 都 是 有 机 物 且 含 量 较 题源1 酶在代谢中的作用(★★★★★)多,贮存着大量的化学能。当其被氧化分解时,这些化学能就释放出来,供生命活动所利用,因此它们是能源物质。 1.(2021·重庆)下列有关酶的叙述,正确的是 ( )但在正常情况下,糖类分解供能约占总能量的70%以上, A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性因此,糖类是生命活动的主要能源物质。具体地说,葡萄 B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质糖是细胞内的重要能源物质,糖类中的淀粉是植物细胞中 C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶贮存能量的物质,糖原是动物细胞中贮存能量的物质。 D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶脂肪分子中贮存的能量多(每克糖类或蛋白质完全氧 2.(2021·上海)将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻,化时 放 出17.15kJ的 能 量,每 克 脂 肪 完 全 氧 化 时 放 出 可保持其甜味。这是因为加热会 ( )38.91kJ的能量,是同质量的糖类、蛋白质的两倍还多),是 A.提高淀粉酶活性理想的贮能物质,所以脂肪是生物的主要贮能物质。蛋白 B.改变可溶性糖分子结构质在细胞内是主要的结构物质和调节物质,虽也少量地分 C.防止玉米粒发芽解供能,但供能比例小,所以是能源物质,但不是主要能源 D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶物质。若动物长时间严重饥饿,就会大量分解蛋白质作能 3.(2021·广东)嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加源物质,但这样会破坏细胞和生物体的基本结构,使生物 剂,就酶的作用特点而言,下列使用方法中最佳的是 ( )体不能维持正常的新陈代谢,从而危及生命。 A.炒肉的过程中加入细胞中还有高能化合物如ATP,它们的分子中有高能 B.肉炒熟后起锅前加入磷酸键。ATP水解时可放出较多的能量,直接为生命活动 C.先用沸水溶解后与肉片混匀,炒熟供能,所以ATP是直接能源物质。 D.室温下与肉片混匀,放置一段时间,炒熟(1)细胞中的重要能源物质———葡萄糖。 4.(2020·广东)关于蛋白酶的叙述,不正确的是 ( )(2)植物细胞中储存能量的物质———淀粉。 A.蛋白酶是蛋白质(3)动物细胞中储存能量的物质———糖原。 B.蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病(4)生物体内储存能量的主要物质———脂肪。 C.蛋白酶可以水解所有的肽键(5)生物体 进 行 各 项 生 命 活 动 的 主 要 能 源 物 质——— D.利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性糖类。 5.下图表示在不同条件下,酶促反应的速度变化曲线,试(6)生 物 体 进 行 各 项 生 命 活 动 的 直 接 能 源 物 分析:质———ATP。(7)生物体进行各项生命活动的最终能源物质———太阳能。注意:(1)ADP形成 ATP时有 H2O生成,ATP转化为ADP时则需消耗 H2O。(2)叶绿体中产生的 ATP专用于光合作用暗反应,不可用于其他生命细胞,且光反应中产生的 ATP远多于呼吸作用过程所产生的ATP。 (1)分子从常态转变为易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称 。·48·(2)Ⅱ和Ⅰ相比较,酶反应速率慢,这是因为 ; 20°C,而在其他条件不变的情况下重做上述实验,出现砖红色试(3)AB段和BC段影响酶反应速率的主要限制因子分别是 管中的颜色会比37°C时的浅,其原因是和 。 。(4)若想探究酶的最适pH,至少应设计 组不同。 题源3 ATP在能量代谢中的作用(的 H ★★★)p(5)请在坐标系中绘出在酶浓度相对值为1、温度为25℃条 1.(2021·上海)下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中,正件下酶的反应速度曲线。 确的是 ( )题源2 酶的实验与探究(★★★★★) A.适宜光照下,叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2B.只要提供O2,线粒体就能为叶绿体提供CO2 和ATP1.(2023·江苏)下列关于加酶洗衣粉的叙述,正确的是 C.无光条件下,线粒体和叶绿体都产生ATP( ) D.叶绿体和线粒体都有 ATP合成酶,都能发生氧化还原A.高温易使酶失活,因此冷水洗涤去污效果应该比温水好反应B.洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进( ·广东)关于叶肉细胞在光照条件下产生 的作用 2.2020 ATP, ( )C.在pH低于7.0的自来水中,碱性蛋白酶依然能起作用描述 正确的是D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥 A.无氧条件下,光合作用是细胞ATP的唯一来源作用 B.有 氧 条 件 下,线 粒 体、叶 绿 体 和 细 胞 质 基 质 都 能 产2.取3支试管分别加入等量α 淀粉酶溶液,分为 A、B、C 生ATP组,并分别调整到0°C、25°C、100°C,然后在每支试管中加入温度 C.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧分别为0°C、25°C、100°C的等量淀粉溶液,保持各组温度30分钟 D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体后,继续进行实验。下列关于该实验的说法合理的是 ( ) 3.(2023·大 纲)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。A.若向三支试管中各加入等量的碘液,试管内液体颜色都 下列有关ATP的叙述,错误的是 ( )可能出现蓝色 A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B.若向三支试管中各加入等量的斐林试剂,水浴加热一段 B.机体在运动时消耗ATP,睡眠时则不消耗ATP时间,试管中都不出现砖红色沉淀C.在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成C.该实验的对照组是A组,实验组是B、ATPC组, D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的 ATP来源于呼吸D.只要在0°C和100°C之间每隔10°C设置一个实验组 就作用可确定该反应的最适温度3.(2021·全国)请用所给的实验材料和用具,设计实验来 4.下列关于真核细胞内合成ATP的叙述,错误的是( )验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求 A.在有氧与缺氧的条件下,细胞质基质都能形成ATP完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答 B.正常情况下,线粒体内形成ATP时伴随着氧气的消耗问题。 C.在绿色植物叶绿体内,形成ATP的过程需要光照实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀 D.ADP与ATP相互转化,使细胞内ATP大量积累粉4种溶液,斐林试剂,试管,37°C恒温水浴锅,沸水浴锅。 5.关于细胞内能源物质的描述正确的是 ( )(1)若“+”代表加入适量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙 ①ATP属于高能化合物 ②纤维素是植物细胞中的储能等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计。 物质 ③ATP水解时一般只断裂远离腺苷的那个高能磷酸键溶液 蔗糖 淀粉 蔗糖酶 唾液淀粉 ④在动物体内,根据需要葡萄糖与肝糖原、肌糖原之间可以相溶液 溶液 溶液 酶溶液试管 互转化甲 + - + - A.①③ B.②③ C.③④ D.①④6.以下关于ATP的叙述中,正确的是 ( )A.细胞中ATP与ADP处于动态平衡中B.组成ATP的元素有C、H、O、N、P、SC.人体内成熟的红细胞中没有线粒体,因而不能产生ATP(2)实验步骤:D.原核细胞中没有线粒体,ATP的产生只能依靠无氧呼吸①按照上表中的设计,取试管、加溶液。。 7.生物体内关于ATP的描述错误的是 ( )②。 ①ATP是生物体生命活动的唯一能源物质③ ②ATP可在。 线粒体、④ 叶绿体中形成 ③ATP在细胞质基质中也能形成(3)结果预测: ④ATP只能在线粒体中形成 ⑤ATP中 A代表腺苷,也就是。 腺嘌呤 ⑥高等植物体内产生ATP的生理过程有光合作用、细(4)结论: 。 胞呼吸(5)在上述实验中,如果仅将37°C恒温水浴锅的温度调到 A.①④⑤ B.②③⑥ C.④⑤⑥ D.①②③·49·8.关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述,正确的是 颜色。结果是 ( )( )A.无氧条件下,光合作用是细胞内ATP的唯一来源B.无 氧 条 件 下,线 粒 体、叶 绿 体 和 细 胞 质 基 质 都 能 产生ATPC.线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D.细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体甲呈蓝色,乙呈砖红色,丙呈无色9.下列有关ATP的叙述,其中正确的是 ( ) A.甲呈无色,乙呈砖红色,丙呈蓝色①人体内成熟的红细胞中没有线粒体,不能产生ATP B.甲、乙皆呈蓝色,丙呈砖红色②ATP中的能量可以来源于光能和化学能,也可以转化为光能 C., D.甲呈浅砖红色,乙呈砖红色,丙呈蓝色和化学能 ③在有氧与缺氧的条件下 细胞质基质都能形成ATP ④ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A” 3.(2023·广东)分析下表,可推测 ( )表示的不是同一物质 溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂A.①②③ B.②③④ 甲 + - -C.③④ D.①②③④ 乙 - ++ -10.ATP的结构简式可表示为A-P~P~P,下列图示正确 甲、乙混合 + + +表示ATP的是 ( )注:“+”显色,“++”显色更深;“-”不显色。A. 甲溶液含有淀粉 B. 乙溶液含有还原糖C. 混合溶液不含淀粉 D. 混合溶液含有淀粉酶4.(2022·江苏)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质,下列叙述正确的是 ( )A. 该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基B. 该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应C. 利用透析法纯化该蛋白酶时,应以蒸馏水作为透析液D. 用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加酶洗衣粉好5.下列关于酶的论述,正确的是 ( )B 组 ①对底物有严格的选择性 ②酶在体内不能更新 ③温度( ) 越高酶的活性越大 ④酶制剂通常在低温下保存 ⑤酶能降低题源1 酶在代谢中的作用 ★★★★★化学反应所需要的能量 ⑥酶只能在细胞内发挥催化作用1.(2021·宁夏)如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述 ⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物正确的是 ( ) A.①④⑤⑦ B.②④⑤⑦C.②③④⑥ D.①②⑥⑦6.酶在催化生物体内的化学反应时,反应速率与很多因素有关。下列曲线中正确的是(假设其他条件都适宜且稳定)( )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2.(2005·全国)将小麦种子分别置于20°C和30°C培养箱中培养4天,依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙,分别加入等量的淀粉液,然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水,45°C水浴保温5分钟,立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟,摇匀观察试管中的·50·7.下图表示在不同条件下,酶催化反应的速度(或生成物) V W X1 →2 →4 →6变化,下列叙述不正确的是 ( )↓Y ↓Z3 5A.V、W B.W、Y C.Y、Z D.V、Z2.下图实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影A.图①虚线表示酶量增加一倍时,底物浓度和反应速度 响。先将酶和乳汁分别放入2支试管,然后将2试管放入同一关系 水浴(温度用°C表示)中保温15min,再将酶和乳汁倒入同一试B.图②虚线表示增加酶浓度,其他条件不变时,生成物量变 管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验,记录化的示意曲线 在不同温度下凝乳所需要的时间,结果如下表:C.若图②中的实线表示Fe3+的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率D.图③不能表示在反应开始后的一段时间内反应速度与时间的关系8.(多选)下图表示在不同条件下,酶催化反应的速度(或生成物)变化情况。以下有关叙述正确的是 ( )装置 A B C D E F水浴温度(°C) 10 20 30 40 50 60凝乳时间/min 不凝固 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝固关于该实验的下列叙述中,错误的是 ( )A.该实验说明酶的活性受温度的影响,40°C左右是凝乳酶比较适宜的温度A.图①能用来表示反应物浓度与反应时间的关系B.将装置A内的混合物加温到40°C时也会使乳汁凝固,说B.图②虚线表示增加酶浓度后,其他条件不变时,生成物量明温度适当升高时,酶的活性增强与反应时间关系的变化情况C.将酶和乳汁倒入同一试管中混合后,再升温至 时,C.若图②中的实线表示过氧化氢酶对 H 60°C2O2 分解的催化效乳汁不凝固率,则虚线可表示Fe3+的催化效率将 内混合物降温至 时,不会发生乳汁凝固现象D.图②也可以用来表示不同温度下,反应速度与时间的 D. F 10°C3.为探究不同离子对肠淀粉酶(最适pH为8) ,关系 活性的影响9.下图中曲线a表示在最适t℃、最适pH条件下,底物浓 某同学开展了相关的实验,其实验步骤和结果见表。请回答:度与酶促反应速率的关系。据图分析,下列叙述不正确的是 试管编 1号1% 2 号 1% 3 号 1%号及试剂 4 号 蒸 馏( ) NaCl溶 CuSO4 溶 Na2SO4 溶实验步骤 水(mL)液(mL) 液(mL) 液(mL)①加入试剂 1 1 1 1②加入pH8缓( ) 1 1 1 1冲液 mL③加入1%淀粉溶液(1 1 1 1mL)A.在曲线的AB段限制反应速率的主要因素是底物浓度④加 入 肠 淀 粉B.在曲线的B点时再加入一定量的酶,可以用曲线b表示 ( ) 1 1 1 1酶溶液 mLC.酶的数量减少后,图示反应速率可用曲线c表示⑤各试管室温下反应2minD.减小pH值,重复该实验,曲线中B点位置不变⑥加入刚配制好的斐林试剂1mL题源2 酶的实验与探究(★★★★★) ⑦将各试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min1.如图表示细菌的反应程序,在这个程序中一种氨基酸由 ⑧ 观 察、记 录 深砖 无砖红色 浅砖红色 浅砖红色结果 红色 (或浅蓝色)另一种氨基酸通过酶的作用产生。1到6代表不同的氨基酸,V到Z代表不同的酶。所有氨基酸对生命都是重要的,原始种的 (1)分析结果,得出结论:细菌只需要氨基酸1,而细菌的变种只有在培养基中提供氨基酸 比较3号与4号试管的实验结果,可得出的结论是1、2、5才能生存,则该变种细菌不存在的酶是 ( ) 。·51·比较2号与3号试管的实验结果,可得出的结论是 B.吞噬细胞吞噬病原体的过程。 C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖比较1号与3号试管的实验结果,可得出的结论是 D.细胞中由氨基酸合成新的肽链。 3.下列生理过程中,不能使ADP含量增多的是 ( )(2)本实验的自变量是 。 ①暗反应 ②小肠吸收葡萄糖 ③蒸腾作用 ④呼吸运动(3)四组实验中属于空白对照的是 号试管的实验。 ⑤组织液中氧气进入肝细胞 ⑥有丝分裂 ⑦叶绿体中叶绿(4)实验中加入缓冲液的作用是 。 素a失去电子 ⑧兴奋在神经纤维上传导(5)实验步骤⑤和步骤⑥能否对调(即先做步骤⑥,再做步 A.①②③ B.④⑤⑥骤⑤) 请作出判断并简述理由: C.⑤⑦⑧ D.③⑤⑦。 4.如图为生物 体 的 新 陈 代 谢 与 ATP关 系 的 示 意 图,请4.图甲、乙分别表示酶浓度一定时,反应速率与底物浓度、 回答:pH值的关系。请据图回答下列问题:图甲 图乙 (1)海洋中的电鳗有放电现象,其电能是由图中的(1)图甲中,底物达到某一浓度后,反应速率趋向稳定,其原 过程释放的能量转变而来的。因是 。 (2)某人感冒发烧,其体温上升所需要的能量是由图中(2)为绘制图甲曲线,实验中的自变量为 ,无 过程释放出来的。关变量包括 。 (3)用图中的数字依次表示光能转变为骨骼肌收缩所需能(3)图乙中,a点对应的pH值称作该酶的 。在 量的过程: 。该实验中若将pH从6降到2,反应速率将 。 (4)医药商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人体静脉(4)图乙可表示下列 催化反应的速率变化曲线。 滴注这种药物,ATP到达心肌细胞内最少要通过的细胞膜有A.唾液淀粉酶 B.胃蛋白酶 ( )C.胰蛋白酶 D.植物淀粉酶 A.1层 B.2层题源3 ATP在能量代谢中的作用(★★★) C.3层 D.4层(5)经测定,正常成年人静止状态下24h将有40kgATP发1.(2020·天津)下列有关ATP的叙述,正确的是 ( ) 生转化,而细胞内 ADP、ATP的总量仅为2~10mmol/L,为满①人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成 足能量需要,生物体内解决这一矛盾的合理途径是ATP的量与安静时相等 。②若细胞内Na+浓度偏高,为维持Na+浓度的稳定,细胞消 (6)下图中,能正确表示动物组织内 ATP的生成量与氧气耗ATP的量增加 供应量之间的关系的是 ( )③人在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,细胞产生ATP的量增加④人在饥饿时,细胞中 ATP与 ADP的含量难以达到动态平衡A.①② B.②③C.③④ D.①④2.(2023·江苏)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是( )A.叶肉细胞合成的糖运输到果实·52· 展开更多...... 收起↑ 资源列表 必修1 专题4 酶和 ATP 答案.pdf 必修1 专题4 酶和 ATP.pdf