高考生物酶与ATP复习

高考生物酶与ATP复习

‎2011届高考生物酶与ATP复习 第二部分 新陈代谢 ‎ 第8讲 酶与ATP 一.考点内容全解 ‎（一）本讲考什么 ‎1.酶的发现与特性 ‎（1）酶的发现：按时间顺序了解酶本质的研究历程及研究方法的精妙 ‎（2）酶的特性：‎ ‎2.ATP与能量 ‎（1）ATP是生命活动的直接能量来源，但它在细胞内的含量并不高，因此细胞内ATP的形成与分解相当频繁。‎ ‎（2）在ATP的形成与分解时都涉及到能量，但两者能量的性质有差异。‎ ‎（二）考点例析 ‎[例1]下列关于酶的叙述，不正确的是 A.酶的催化效率很高 B.酶大多数是蛋白质，少量是RNA C.酶只有在细胞内才具有催化功能 D.淀粉酶不能催化麦芽糖分解成葡萄糖 ‎[解析] 本题是对酶的基本性质的考查。酶是活细胞产生的具有催化能力的化学物质，具有三个特性。酶虽然是活细胞产生的，但酶不仅在细胞内具有催化作用，在细胞外的适宜环境中也同样具有催化作用，典型的如消化道内的消化酶作用。‎ ‎[答案] C ‎[特别提示] 对概念的理解一定要准确，虽然酶是活细胞产生的，但作用的部位却可以是多样的，联系实际分析可起到事半功倍的效果，消化道内的消化就是大家所熟悉的一个例子。‎ 步 骤 方法 观察结果 ‎1‎ 常温下自然分解 氧气泡少而小 ‎2‎ 常温下加铁离子 氧气泡稍多而小 ‎3‎ 常温下加入鲜肝提取液 氧气泡极多而大 ‎4‎ 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 同自然分解一样 ‎ [同类变式一] 下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法及结果，通过分析实验不能得出的结论是 ‎ A.酶的催化效率有高效性 ‎ B.酶的催化条件有温和性 C.酶的催化对象有专一性 ‎ D.高温会使酶失去活性 ‎[解析] 本题是以实验现象来分析酶的特征，在考试中比较常见。实验1是其它实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，实验4分析可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下有效。实验3与实验2比较说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要强。但整个实验不能得出酶有专一性的特点。‎ ‎[答案] C ‎[特别提示] 实验结果的分析一定要实事求是，不能以主观判断代替实验分析，否则实验本身就失去了意义，实验就成为一种形式。科学的价值在于通过具体的分析找到解决问题的途径或发现事实的真相。‎ ‎[同类变式二]下图所示中的A、B、C三图依次表示酶的浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系.请根据图回答下列问题：‎ ‎ (1)图A中．反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是:__________‎ ‎ (2)图B中，a点所对应的温度称___________‎ ‎ (3)图B中。a点到b点曲线急剧下降，其原因是____________ ‎ ‎ (4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入‎12℃‎和‎75℃‎水浴锅中，20分钟后取出转入‎37℃‎的水浴锅中保温，两试管内反应分别为：甲______________；乙____________.‎ ‎ (5)图C表示了______________催化反应的速率变化曲线。‎ ‎ A.唾液淀粉酶 B．胃蛋白酶 C．胰蛋白酶 D．植物淀粉酶 ‎[解析]本题要根据曲线对酶的性质作出判断，考查图文转化能力。(1)由于酶的浓度是一定的，酶的催化作用具有高效性，因此，在A图中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升。当反应物达到一定程度时，随着反应物浓度的增加，反应速度几乎不再增加。这是因为：酶虽然具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的．当所有的酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不再增加，这是受酶的浓度的影响（2）温度影响酶的催化效率：在一定范围内，酶的催化效率与温度成正相关，超过这个温度(最适温度)呈负相关。B图中，a点酶的催化效率最高，因此，它所对应的温度就是酶反应的最适温度。(3)从a点到b点曲线急剧下降，这是因为温度升高，酶的活性下降。(4)由于甲试管的温度较低，抑制了酶的活性，反应速度很慢，当转入‎37℃‎(酶反应的最适温度)的水浴锅中保温后，其反应速度会迅速增加。乙试管在７‎5℃‎高温下，酶变性失活，当转入‎37℃‎ 的水浴锅中保温时，酶的活性不能再恢复，仍无催化反应。（5）酸碱度对酶活性的影响同温度对酶活性的影响基本一样，见图C。不同的酶其催化作用的最适PH是不同的。如胃蛋白酶是２左右；唾液淀粉酶是７，而胰蛋白酶是8-9。‎ ‎[答案]（1）受反应液中酶浓度的限制 (２)酶反应的最适温度 (3)温度升高使酶活性下降 （4）速度加快 无催化反应（5）C ‎ [例2]下列关于“ATP ADP+Pi +能量”反应式的叙述．正确的是 ‎ ‎ A．反应式物质可逆，能量不可逆 B．反应式能量可逆，物质不可逆 ‎ C．两者均可逆 D．生物体内，ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用 ‎[解析]ATP与ADP的转变仅仅只是物质上的可逆，并不表示化学上的可逆反应．这是因为：（１）从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应。催化该反应的酶属于水解酶；而ATP的生成是一种合成反应，催化该反应的酶属合成酶，而酶具有专一性，因此反应条件不同。(２)从能量上看：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的能量主要有化学能和太阳光能。因此能量来源不同。（３）从ATP的合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所较多。如细胞膜（主动运输消耗ATP)、叶绿体基质(暗反应中ATP放能、贮存在合成的有机物中)，细胞核(DNA的复制和RNA的合成耗能)等. 因此其合成与分解的场所不完全相同.综上所述，．ATP与ADP相互转变的反应并不是简单的可逆反应.‎ ‎[答案]A ‎ ‎[同类变式] 下右图示意生命活动有关能源物质之间的联系，请分析回答 ‎（1）生物细胞内主要的储能物质是图中的_________。‎ ‎（2）当动物体内ATP不足时，会发生C的变化补充ATP（丙），请写出生成ATP需要的条件____________。‎ ‎（3）生物体内最终的能源物质是图中的___________，它表示_____________。‎ ‎（4）图中三项生理活动的名称分别是：A__________，B_________D________.‎ ‎[解析]本题的解答需要明确生物体内能量物质的转变过程与条件。核心是葡萄糖的形成与分解。由图分析，形成葡萄糖的途径为甲→丙→葡萄糖或乙→丙→葡萄糖，而题干已经提示C过程是补充形成ATP的途径，则乙应当是ADP和Pi，甲应为太阳能，通过光合作用将光能转变为化学能，它也是能量的最终来源。‎ ‎[答案] （1）多糖、脂肪 （2）ADP、Pi、酶、能量 （3）甲 太阳光 （4）光合作用光反应 光合作用暗反应 呼吸作用 ‎[延伸拓展] 图象分析的关键之一是要明确关键点，这是解题的题眼，另外要正确应用已知条件，如本题中丙为ATP，可大大减少解题的障碍。‎ 二．能力提升技巧 ‎（一）考试技巧在哪里 本讲内容比较基础，但实验问题很多，要求能通过实验现象分析实验或利用实验原理设计实验。‎ ‎1.实验现象的分析一定要实事求是，尽可能联系已经学过的知识解释相关现象。‎ ‎2. 实验是生物学研究的最主要手段之一，对于实验设计现已纳入高考的考试要求中，如何进行实验：一定要了解实验的基本要求，如对变量的控制、对照实验的设置等。证明酶特性的实验可举例如[例4]。‎ ‎[例3]‎ ‎ 在煮过的和没煮过的土豆片上分别滴几滴过氧化氢。在土豆片X上出现泡沫，在土豆片Y上没有泡沫，以下哪一项是正确的解释 ‎ A.土豆片X是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物分解成单糖 B.土豆片X是煮过的，因为在没煮过的土豆片中的酶使过氧化氢不起作用 C.土豆片X是没煮过的，因为细胞中含有酶，促使H2O2的分解，但酶会在高温中失效 D.土豆片X是没煮过的，因为过氧化氢分解土豆片中的酶 ‎[解析] 本实验中实验现象明确，分析问题时可思考为什么在滴过氧化氢溶液时会冒泡：细胞内有过氧化氢酶，酶的特性是发挥作用需要常温条件，加热后使酶蛋白变性而失去活力，本例中过氧化氢酶将H2O2分解而出现气泡。‎ ‎[答案] C ‎ [例4] 实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块‎1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于‎25 ℃‎室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：‎ 酶溶液的pH ‎ 1 2 3 4 5‎ 蛋白块消失的时间（min）‎ ‎ 13 9 11 45 >60‎ ‎（1）酶活性最强时的pH是_________。‎ ‎（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。‎ ‎（3）请以2种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。‎ ‎（4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_________。‎ ‎（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计?‎ ‎[解析]本题不同于上例的是除对实验结果进行分析外，还需要对实验进一步完善，即需要实验设计。通过对实验数据分析可知道，蛋白块消失越快，酶的活性应当越强。为了加快实验进程，可对实验进行改进：酶的特性有高效性，在反应物浓度一定的条件下，酶量的增加对速度无大的影响，但若增大反应物与酶的接触面积，则相当于增加了反应物浓度，将加快反应速度；酶发挥催化效能需要一定的温度，有一个最适温度，模拟人体内的温度应为‎37℃‎，此时反应速度也会加快。所有实验要取得令人信服的结论，必须要有对照，这也是在实验设计过程中所必须考虑的。‎ ‎[答案]（1）2 （2）酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短 （3）方法Ⅰ：将温度由‎25℃‎提高至大约‎37℃‎。方法Ⅱ：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切成0.5×0.5×0.5=‎0.125 cm3），这相当于消化道内进行的物理性消化 （4）胃（小肠不可，因pH与题意不符） （5）另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将pH调得适当，但不加酶溶液 ‎[延伸拓展] 实验设计要遵循单因子变量原则，否则实验结果的解释缺乏科学性，逻辑上也是有漏洞的。‎ 三.基础能力测试 ‎1.在剧烈运动时，肌肉处于暂时相对缺氧状态，葡萄糖的消耗量剧增，但产生的ATP不多。这是因为 ‎ A.大量能量以热能的形式散失了 B.大量能量合成了磷酸肌酸 C.大量能量没有释放出来 D.大量能量随汗水流失了 ‎2. 如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物数量之间的关系 ‎3. 已知1个葡萄糖分子经过彻底氧化分解可产生36或38个ATP。1mol ATP的高能磷酸键储存能量约30.54kJ；1mol葡萄糖氧化共释放2872.2kJ能量。则细胞中能量的转化率最低为 A．25% B．30% C．38% D．46%‎ ‎4.下列说法不正确的是 A．糖类中的纤维素一般不作为能源物质 B．蛋白质的储能少，所以不作为能源物质 C．脂类中的类脂主要用于膜结构的组成 D．糖元也是人体内的储备能源物质之一 ‎5.下列物质水解后所释放出的能量可直接用于肌肉收缩的是 A、肝糖元 B．肌糖元 C．葡萄糖 D．三磷酸腺苷 ‎6. 生物氧化（有氧吸呼）不同于燃烧的是 ‎①有机物中的能量逐步释放的 ②有机物中的能量爆发释放的 ‎ ‎③释放能量与ATP的生成是偶联的 ④生物氧化也是氧气对有机物的直接氧化 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③‎ ‎7.下列ADP含量增加的过程是 ‎ A. K＋进入肾小管壁的上皮细胞 B.苯进入生物细胞 ‎ C.线粒体中的氢与氧结合 D.甘油吸收进入小肠上皮细胞 ‎8.血液凝固是一系列酶促反应过程，采集到的血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快?‎ ‎ A．‎0℃‎ B．‎15℃‎ C‎.25℃‎ D．‎‎35℃‎ 四．潜能挑战测试 ‎9.下列有关能量的表述，正确的是 A、正常情况下，生物体的总能源、主要能源物质、储备能源物质、直接能源物质分别是光能、糖类，蛋白 质、ATP B、只有绿色植物可以利用光能 C、动物和人体内，形成ATP的途径只有呼吸作用 D、每克脂肪储能多于每克糖类的主要原因是脂肪分子中含C、H比例高 ‎10. 下图是小麦淀粉酶在不同温度条件下的催化效率变化曲线，请回答：‎ ‎（1）在‎35℃‎时，小麦淀粉酶的催化效率是 的。‎ ‎（2）在 度和 度时，催化效率都降为0，但在再回复到‎35℃‎时，仅 者的催化效率可望恢复，表明 者的酶的分子结构已遭破坏。‎ ‎11.请根据下列材料设计一个证明酶是蛋白质的实验。‎ 实验材料：5%的NaOH溶液、3%的CuSO4溶液、鸡蛋、人的口腔唾液、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、脱脂棉。‎ 实验原理：蛋白质在碱性溶液中与硫酸铜反应产生紫色物质(蛋白质的双缩脲反应)，如能证明酶也能发生双缩反应，证明酶的本质是蛋白质。‎ 实验步骤：‎ ‎(1)‎ ‎(2)‎ ‎(3)‎ ‎(4)结果观察：‎ 结论：‎ ‎12. 工业上常用发酵罐生产淀粉酶，现用发酵罐研究碳水化合物的种类对于微生物产生淀粉酶的影响，将多种不同碳水化合物用于研究，实验中，pH值维持在7～8之间，其它条件保持稳定，测定淀粉酶的产量(相对值)，结果如下表所示：‎ ‎ 碳水化合物的来源 ‎ 玉米淀粉 麦芽糖 葡萄糖 蔗糖 乳糖 不含糖 ‎ 淀粉酶产量(相对值) ‎ ‎ 235 179 52 17 0 0‎ ‎(1)关于碳水化合物种类对于微生物产生淀粉酶的影响，你有何结论?根据这一结论再做出一项假说。‎ ‎(2)说明淀粉酶的一项商业用途。‎ ‎(3)为什么说微生物能利用多种碳水化合物是其具有的生存优势?‎ ‎(4)进一步研究酸碱度对于微生物淀粉酶产量的影响，只用一种碳水化合物，结果如下表所示：‎ pH ‎6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5‎ 淀粉酶产量(相对值)‎ ‎0 4 13 18 14 11‎ ‎ ①这项研究中使用哪一类碳水化合物最为合适?‎ ‎ ②评价酸碱度是如何影响微生物产生淀粉酶的?‎ 五.标答与点拨 ‎1.C（无氧呼吸的产物中含大量能量）2.B（酶具有高效性的特点，但高效性也是有一定限度的，底物浓度过高对速度无太大影响）3.C (36x30.54/2872.2=38%)4.B（蛋白质一般不作能源物质，但在能量缺乏的情况下也可作能源）‎ ‎5.D （ATP是直接能源）6.A（生物氧化是一个系统反应，经历了很多步骤）7.A （分清耗能的生理过程有哪些）‎ ‎8.D（酶的最适温度与体内温度接近）9.D（光能合成细菌也利用光）‎ ‎10.由高温到低温和由低温到高温对酶的影响是有差异的。高温可使酶变性失活。答案：（1）最高 （2）0 100 前 后 ‎ ‎11注意前后实验步骤不要有干扰。答案：实验步骤：(1)制备蛋清：取少量蛋清于小烧杯中，加水30mL调匀(2)取唾液：将口漱净，含一块脱脂棉，片刻后取出，将唾液挤入小烧杯中(3)对比实验：取两支试管，编上号，在1号试管中注入2mL蛋清液，2号中注入唾液，然后各加入2～3滴5%的氢氧化钠溶液，振荡，再向两支试管加入2～3滴3%的硫酸铜溶液，振荡均匀(4)结果观察：振荡均匀后，静置一会后，可看到两支试管中都出现了紫色。结论：该实验说明唾液中存在着与蛋清中同样的成分(蛋白质)，而唾液中除水外主要成分是酶，故唾液中的酶是蛋白质。‎ ‎12.该题材料比较新颖，通过本题要知道酶的专一性特点和影响酶活性的因素。答案： (1)在以多糖为原料的情况下，产生的淀粉酶多，单糖和二糖都不理想。淀粉可诱导微生物产生淀粉酶。(说明：假说本身内容是否科学并不重要，其它合理答案亦可) (2)淀粉甜度小而麦芽糖甜度大，故食品工业上常用淀粉酶水解淀粉成为麦芽糖，以提高食品甜度 (3)能利用多种碳水化合物作为碳源，使微生物可以在多种环境中生存，适应能力强 (4)①淀粉 ②在微碱性环境中(如表中pH=7．5时)产生淀粉酶最多；酸性环境下产生的淀粉酶相对较少；碱性环境下产生的淀粉酶相对较多。‎ 高考资源网(www.ks5u.com)‎ www.ks5u.com 来源：高考资源网 版权所有：高考资源网(www.k s 5 u.com)‎ 版权所有：高考资源网(www.ks5u.com)‎ 版权所有：高考资源网(www.ks5u.com)‎