1、专题二 细胞的代谢 第3讲 代谢中的酶与ATP,1.酶在代谢中的作用();2.ATP在能量代谢中的作用();,参考答案 RNA 高效 降低化学反应的活化能 温 度 A-PPP 细胞呼吸 光合作用,一、酶在代谢中的作用 ( )1.酶的合成一定需要核糖体,但不一定需要内质网和高尔基 体。 ( )2.对于一个细胞来说,酶的种类和数量不会发生变化。 ( )3.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物。(201 3课标,6D) ( )4.加热、Fe3+、H2O2酶都可以降低化学反应活化能促进H2O2,的分解。 ( )5.随着温度降低,酶促反应的活化能下降。 ( )6.探究影响酶活性的条件时通常以单
2、位时间内底物的消耗量 或产物的生成量来表示酶活性大小。 ( )7.探究温度或pH对酶活性影响时,控制条件的步骤和控制酶 量的步骤不能颠倒顺序。 二、ATP在能量代谢中的作用 ( )8.DNA与ATP中所含元素的种类相同。(2015课标,1A) ( )9.ATP能在神经元线粒体的内膜上产生。(2016课标,4A) ( )10.细胞生命活动需要大量的ATP,所以细胞内含有大量的,ATP。 ( )11.进入夜间,豌豆的叶肉细胞内ATP的合成停止。 ( )12.细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系,放能反应一 般与ATP的水解相联系。,答案 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1
3、0. 11. 12.,总纲目录,高频命题点1 ATP在细胞代谢中的作用,1.ATP的结构与能量转换(填图),2.ATP与DNA、RNA、核苷酸的联系(填空) 区分ATP的结构简式中的“A”和DNA、RNA的结构简式中的 不同部位的“A”,下图中圆圈部分所代表的分别是: 、 、 、 。,3.ATP的产生与消耗的场所和生理过程归纳(填表),整合突破 C、H、O、N、P 腺苷 磷酸基因 高能磷酸键 光合作用 细胞质基质 ADP+Pi +能量 ATP 腺苷腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 主动运输 一 光反应 蛋白质的合成,与葡萄糖相比,每分子ATP中蕴含的能量较少,但两者中只有ATP 能为
4、细胞的生命活动直接提供能量,原因是 。ATP在生物体 内含量较少,但生物体对ATP的需求量很大,生物体是如何解决该 矛盾的? 。,思维延展 ATP的化学性质不稳定,远离腺苷的高能磷酸键易水解也易合成 细胞内ATP与ADP之间转化速率较快,考向突破1 ATP及其在能量代谢中的作用,1.(2018浙江杭州质检一,4)ATP的结构示意图如下,表示组成 ATP的物质或基团,表示化学键。下列有关叙述正确的是 ( )A.物质表示鸟嘌呤 B.化学键断裂的化学反应属于吸能反应 C.在ATP-ADP循环中可重复利用 D.若化学键断裂,则左边的化合物是ADP,答案 C 分析图示,为腺嘌呤,A错误;为远离腺苷的高能
5、 磷酸键,其水解断裂会释放能量,属于放能反应,B错误;在ATP与 ADP的循环中,物质都是可逆的,只是能量不可逆,所以为磷酸 基团是可以重复利用的,C正确;若高能磷酸键断裂,ATP水解后 只剩下腺嘌呤、核糖和1分子磷酸基团组成,该化合物称为腺嘌 呤核糖核苷酸(AMP),D错误。,2.(2018湖北宜昌一中适应性训练,2)在线粒体的内外膜间隙中存 在着一类标志酶腺苷酸激酶,它能将ATP分子末端的磷酸基 团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有关推 测不合理的是 ( ) A.腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶 B.腺苷酸激酶的数量多少影响细胞呼吸的强度 C.腺苷酸激酶与细胞内AT
6、P与ADP的平衡维持有关 D.腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成,答案 B 腺苷酸激酶能使ATP形成ADP,即催化ATP的水解, 有可能是一种ATP水解酶,A正确;细胞呼吸中的酶是ATP合成酶, 腺苷酸激酶的数量多少不会影响细胞呼吸的强度,B错误;腺苷酸 激酶能催化ATP的水解及ADP的形成,故腺苷酸激酶与细胞内 ATP与ADP的平衡维持有关,C正确;腺苷酸激酶能将ATP分子末 端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP,故 腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成,D正 确。,易错辨析ATP相关的几个易错点 1.ATP能量,ATP是一种高能磷酸化合物,是
7、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,其供应取 决于ATP与ADP间快速转化。 3.ATP并非“唯一”的直接能源物质,除ATP外,GTP、CTP、 UTP也都可以作为直接能源物质。 4.除光能、有机物中化学能之外,硝化细菌等化能合成作用的细 菌可利用体外无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。,考向突破2 ATP与ADP的转化与应用 3.(2018湖南长沙一模,2)下图表示ATP中磷酸键逐级水解的过程 图,下列说法不正确的是 ( )A.绿色植物叶肉细胞内,叶绿体和线粒体均能合成ATP,但两者合 成ATP的用途不同,B.酶ac催化的
8、反应(底物的物质的量相同),产生最少的是过 程 C.酶a发挥作用时细胞中一般伴随着放能反应的进行 D.是组成HIV遗传物质的单体之一,答案 C 在绿色植物叶肉细胞内,叶绿体通过光合作用形成 ATP,但只能用于光合作用的暗反应;线粒体合成的ATP,可以用于 其他各项生命活动,A正确。酶a、b催化的都是高能磷酸键的断 裂过程,酶c催化的过程是普通磷酸键的断裂,是各阶段产生 的能量,其中产生能量最少的是过程,B正确。酶a发挥作用时 细胞中一般伴随着吸能反应的进行,C错误。是腺嘌呤核糖核 苷酸,HIV的遗传物质是RNA,是组成HIV遗传物质的单体之一, D正确。,4.(2016课标,29节选)在有关D
9、NA分子的研究中,常用32P来标记 DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸 基团所处的位置(A-PPP或dA-PPP)。回答下列问题: (1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时 产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷 酸基团应在ATP的 (填“”“”或“”)位上。 (2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新 合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的 (填“”“”或“”)位上。,答案 (1) (2),解析 (1)由题意知,该酶可催化ATP水解产生ADP,此过程中断裂 的应是
10、远离“A”的那个高能磷酸键,从而使ATP中位上的磷酸 基团脱离,此磷酸基团可在该酶的作用下转移到DNA末端上。 (2)脱氧核苷酸中的磷酸应对应于dATP的位上的磷酸基团,若用 dATP作为DNA生物合成的原料,则dATP需脱去位和位上的磷 酸基团形成脱氧核苷酸,所以参与DNA分子组成的脱氧核苷酸中 只有位上的磷酸基团。,1.有关酶的基础知识归纳(填表),高频命题点2 酶及其相关曲线分析与实验探究,2.酶的本质和作用机理(填空)图1 图2,(1)图1模型说明酶的化学本质是 。 (2)图2模型中ac段表示在无催化剂催化条件下,使物质A生成物质 P反应发生需要的活化能;酶的作用原理是 。若将酶变为无
11、机催化剂,则b在纵轴上向 移动。若改为加热的方法也会提高反应的速率,其原理是提供 了化学反应所需的活化能。,3.酶的特性(填空)图1,(1)图1模型表示酶作用特点的 。图中b表示 ,c表示被催化的反应物。 (2)图2模型说明 。体现了酶特性的专一性,即一种酶只能催化 化学反应。 (3)图3中,与未加酶相比(c与a曲线对比),酶具有 作 用。与无机催化剂相比(c与b曲线对比),酶的催化效率更高,即酶 具有 。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改 变化学反应的平衡点。,4.影响酶促反应速率的因素(填空)(1)图1、图2模型说明:温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶 促反应速率的。低于或高于最适温
12、度(或pH) 降低, 高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶永久失 活。,(2)低温时,只是使酶的活性降低。高温会使酶的 遭到破坏,而低温不会破坏酶的分子结构。 (3)若将上图1中的横坐标改为底物浓度或酶浓度,曲线如下图。,整合突破 RNA 催化 活化能 蛋白质 降低化学反应所需 的活化能 上 专一性 酶 酶A具有催化作用,而酶 B不具有催化作用 一种或一类 催化 高效性 酶 活性 空间结构,1.酶具有专一性,某小组欲探究某种酶的专一性,请写出简要设计 思路。 2.酶都有适宜的温度和pH,如何设计实验探究某种酶的最适pH, 请写出简要设计思路。,思维延展 (1)探究酶的专一性常见的方案
13、有两种,一是在相同底物的实验组 中加入不同种类的酶,然后检测各组底物是否被分解;二是在不同 种类的底物中加入等量相同种类的酶,然后观察各组底物是否被 分解,从而得出结论。 (2)设计实验时需设置一系列不同pH的实验组进行相互对照,最 后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应 的pH最接近最适pH。,考向突破1 酶的本质、功能与特性,1.(2017课标,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 ,
14、答案 C 线粒体、叶绿体中也可进行DNA复制,也有参与 DNA合成的酶,A错误;只要条件适宜,酶在生物体内、外都具有 活性,B错误;胃蛋白酶为蛋白质,在氯化钠溶液中蛋白质的溶解度 降低,所以可以通过盐析的方法提取胃蛋白酶,C正确;唾液淀粉酶 的最适温度是37 ,此温度下酶活性高,不适于保存,D错误。,2.(2018山东济宁一模,1)下列关于酶的叙述,正确的是 ( ) A.酶是由内分泌腺细胞的核糖体合成的,具有高效性和专一性 B.同一种酶不可能存在于不同种类的细胞中 C.酶通过降低活化能和提供能量来提高酶促反应速率 D.催化反应前后,酶的数量和性质都不变,答案 D 几乎所有活细胞都可以产生酶,A
15、错误;同一种酶可 存在于不同种类的细胞中,如ATP酶,B错误;酶的作用机理是降低 化学反应的活化能,但是不能为化学反应提供能量,C错误;酶作为 催化剂,在催化化学反应前后,酶的数量、性质都不变,D正确。,易错辨析有关酶的几点注意事项 (1)酶只有催化功能,不具有信息传递、调节等功能,也不能作为 能源物质。 (2)酶与神经递质、激素不同:酶可以多次发挥作用,而不是作用 一次后就被降解。 (3)高温、强酸、强碱、低温都会影响酶的活性,但本质不同,高 温、强酸和强碱是通过破坏酶的空间结构,使酶不可逆的变性失 活,而低温只降低酶的活性,并未破坏其空间结构,当温度恢复时 酶活性还会恢复。 (4)酶的最适
16、温度和最适pH是酶的特性,环境中pH的变化不影响 酶的最适温度,温度的变化也不影响酶的最适pH。,考向突破2 影响酶活性的因素及模型分析,3.(2017天津,3)下图表示将A、B两种物质混合,T1时加入酶C,在 最适温度下这两种物质浓度的变化。相关叙述错误的是 ( ),A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能 B.该体系中酶促反应速率先快后慢 C.T2后B增加缓慢是酶活性逐渐降低导致的 D.适当降低反应温度,T2值增大,答案 C 将A、B两种物质混合,A、B物质含量不变,T1时加入 酶C,A含量下降的同时,B含量升高,推测A转变为了B,酶C起催化 作用,降低了A生成B这一反应的活化能,A正确;该
17、体系中最初A 含量较多,反应较快,后A含量减少,反应速率减慢,B正确;T2后B增 加缓慢是A含量减少的缘故,C错误;适当降低反应温度,酶活性减 慢,反应速率降低,反应时间延长,T2值增大,D正确。,4.(2016课标,29)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。 (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
18、不变,那么在t3时,C组产物总量 ,原因是 。 (4)生物体内酶的化学本质是 ,其特性有 (答出两点即可)。,答案 (1)B (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)蛋白质或RNA 高效 性和专一性,解析 本题考查温度对酶活性影响实验的相关知识。(1)由图可 见,在Ot1范围内,B组产物浓度最高,且曲线的切线斜率最大,可知 B组酶活性最高。(2)由图可知,在时间t1之前,温度从20 提高到 40 ,酶促反应速度加快,所以,A组提高10 后,酶催化反应的速 度加快。(3)据图可知,C组在t2时,产物浓度远低于A、B两组,说明 反应物并没
19、完全反应,而且t2前后产物浓度不变,说明酶已完全失 活,因此,t2时增加底物量,产物不再增加。(4)绝大多数酶的化学本 质是蛋白质,少数酶是RNA。酶的特性有:高效性、专一性、作 用条件较温和等。,技巧提升“四看”法分析酶促反应曲线,考向突破3 与酶相关的实验设计与分析 5.(2016课标,3)若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活力 的试验中,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
20、液保温并计时一段 时间后检测产物的量,答案 C 本题考查酶活力的测定实验,主要考查温度对酶活 力的影响及考生的实验设计与分析能力。酶活力受到pH的影响, 所以在酶与底物混合前应让底物与缓冲液混合,然后加入酶并保 温计时,一段时间后检测产物的量,故C正确。,6.(2018山西太原期末,16)某同学欲通过下图所示的装置进行探 究影响酶促反应速率因素的实验,下列分析错误的是 ( ),A.滤纸上需附有过氧化氢酶 B.酶促反应速率可用滤纸片从烧杯底部到浮出液面的时间(即t3-t2)来表示 C.可通过设置不同pH的过氧化氢溶液来探究pH对酶活性的影响 D.为了提高实验的准确性,每个烧杯中需放多个滤纸片,归纳提升依据实验目的准确选取实验材料和检测指标,
