2020版高考生物二轮复习 专题二 细胞代谢 考点1 酶与ATP学案

2020版高考生物二轮复习 专题二 细胞代谢 考点1 酶与ATP学案

考点1　酶与ATP ‎1．常考必记的7类酶 ‎ ‎(1)DNA聚合酶——催化脱氧核苷酸间缩聚形成磷酸二酯键，用于DNA复制。‎ ‎(2)RNA聚合酶——用于转录时DNA解旋及核糖核苷酸间的连接。‎ ‎(4)DNA解旋酶——用于DNA复制时双链间氢键打开。‎ ‎(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．有关酶的相关曲线 7‎ 图5和图6显示：过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。‎ 从图7和图8可以看出：反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。‎ 图9中OP段的限制因素是底物浓度，而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性；图10对反应底物的要求是底物足量。‎ ‎3．能量“通货”——ATP ‎(1)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 7‎ 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 7‎ ‎(2)多角度理解ATP的合成与水解 ‎(3)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。‎ 题型一　酶促反应的相关曲线分析 ‎1．(2018·菏泽一模)某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时，根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶 B．在‎30 ℃‎条件下竞争能力最强的一定是微生物丙 C．对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶 D．若将温度改为pH，则所得实验结果曲线与图示结果相同 答案　C 解析　由图可知，甲、乙、丙三种微生物体内的酶催化效率最高时对应的温度分别为‎25 ℃‎、‎30 ℃‎、‎42 ℃‎，因此，不同温度条件下，降低化学反应活化能效率最高的酶的种类不同，A错误；在‎30 ℃‎ 7‎ 条件下乙的反应速率最快，酶活性最大，但仅根据一种酶的活性不能确定生物的竞争能力，B错误；由图可知，对温度适应范围最广的是微生物乙中的酶，C正确；因不知道这些微生物的适宜的pH范围，故将实验温度改为pH，无法确定实验结果，D错误。‎ ‎2．图一曲线a表示在最适温度、最适pH条件下生成物的量与时间的关系，图二曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，酶促反应速率与反应物浓度的关系。据图分析正确的是(　　)‎ A．图一曲线a中，A点后，限制生成物的量增加的因素是酶量不足 B．分别在图二中取B、C点的反应速率值，可用图一中的曲线c和d表示 C．对于图二中曲线b来说，若酶量减少，其走势可用曲线f表示 D．减小pH，重复该实验，图二曲线b可能变为曲线f；增大pH，可能变为曲线e 答案　C 解析　根据题干信息可知，图一中横坐标是时间，确定“时间”是该实验中的自变量，酶量、温度等因素均为无关变量。反应过程中，反应物浓度会随时间推移越来越小，而酶量不变，由此推测曲线a中，A点后生成物的量不再随时间的推移而增加，是因反应物已耗尽，限制因素应为反应物浓度，A错误；在图二中，B、C点对应的反应速率值是一个定值，不能用图一中曲线c和d表示，B错误；图二曲线中，当反应物浓度一定时，减少酶量，反应速率降低，可用曲线f表示，C正确；根据题干信息可知，图二曲线b表示在最适pH下酶促反应速率与反应物浓度的关系，因此无论pH是增大还是减小，酶的活性均降低，曲线b都可能变为曲线f，不可能变为曲线e，D错误。‎ 模型构建　“四看法”分析酶促反应曲线 题型二　ATP的结构与功能 ‎3．(2018·上海青浦二模)图1为ATP的结构，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法正确的是(　　)‎ A．图1中的五碳糖为脱氧核糖 7‎ B．图1中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键 C．图2中反应向右进行时，图1中c键断裂并释放能量 D．图2中反应向左进行时，能量只能来自细胞呼吸 答案　C 解析　图1为ATP的结构简式，其中的A代表腺嘌呤，其中的五碳糖为核糖，A与核糖合成腺苷，b、c为高能磷酸键，A、B错误；图2中反应向右进行时，表示ATP水解成ADP和Pi，远离腺苷的高能磷酸键即图1中的c键断裂并释放能量，C正确；图2中ADP转化为ATP所需的能量可来自光合作用吸收的光能或细胞呼吸释放的有机物中的化学能，D错误。‎ ‎4．(2018·南通一模)ATP是生物体内最直接的能量来源，下图是ATP的分子结构简式，相关叙述正确的是(　　)‎ A．ATP水解供能时，①②③之间的高能磷酸键都将断裂 B．当水解①和②之间的高能磷酸键后的产物之一可作为RNA分子的合成原料 C．②和③之间的高能磷酸键断裂后所释放的能量主要以热能形式散失 D．ATP在细胞中能与ADP相互转化实现储能和放能，从而实现能量的循环利用 答案　B 解析　一般情况下，ATP水解供能时远离A的高能磷酸键(②③之间)断裂，A错误；①和②之间的高能磷酸键水解后的产物是1分子腺嘌呤核糖核苷酸和2分子磷酸，腺嘌呤核糖核苷酸是RNA分子的合成原料，B正确；②和③之间的高能磷酸键断裂后所释放的能量可以用于生物体的生命活动，C错误；细胞中通过ATP与ADP相互转化实现储能和放能，能量不可以循环，D错误。‎ 解题模板　ATP结构与功能的解题方法 ‎(1)ATP、磷脂及核酸的组成元素相同。ATP中含有的五碳糖为核糖。‎ ‎(2)一个ATP分子中含有两个高能磷酸键，ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂和形成。‎ ‎(3)吸能反应往往需要消耗ATP，放能反应往往产生ATP，人体在运动状态下ATP和ADP的相互转化速率大于安静状态下的转化速率。‎ ‎(4)物质出入细胞时，自由扩散、协助扩散不消耗ATP，主动运输、胞吞和胞吐消耗ATP。‎ 7‎ ‎(5)生命活动所需要的ATP主要来自有氧呼吸。‎ ‎(6)无氧呼吸产生的ATP少，是因为大部分能量储存在不彻底的氧化产物(乳酸或酒精)中，没有释放出来。‎ 7‎