2023年高考生物二轮复习讲义:二 细胞的代谢.pdf
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1、专 题 二 细 胞 的 代 谢 第 1讲 酶 和 ATP网 络 构 建 诊 断 学 情 考 纲 考 频 考 情 分 析 1.趋 势 分 析:(1)酶 的 特 性 及 影 响 因 素 常 以 曲 线、图 表 形 式 或 实 验 探 究、分 析 评 价 形 1.酶 在 代 谢 中 的 作 用(11)(201475,2013 T9)式 进 行 考 查。(2)ATP局 部 命 题 频 率 低,多 融 合 到 代 谢 2.ATP在 能 量 代 谢 中 的 作 用(II)(或 生 理)过 程 中 与 其 他 知 识 点 一 起 考 查。2.备 考 指 南:(1)复 习 时 通 过 构 建 温 度、3.实
2、验:探 究 影 响 酶 活 性 的 因 素(2013-T9)p H和 底 物 浓 度 对 酶 促 反 响 速 率 影 响 的 数 学 模 型 加 深 对 酶 特 性 的 理 解。(2)联 系 细 胞 内 稳 定 的 能 量 供 给 系 统 复 习 ATP知 识。基 础 建 网 诊 断 疏 漏L 全 称:腺 昔 三 磷 酸 蛋 白 质 有 卜 机 一 本 质 一 ffl_/物 m _/8-固 鲤 10 _ 机 理 一 r f f l _ 代 表 腺 苛 一 简 式:0 _ 普 回 代 表 磷 酸 基 团 代 表 高 能 磷 酸 键 一 细 胞 代 谢 一 一 转 化:ATP矣 器 咂 _L 磷
3、酸 肌 酸 高 效 性 一 ffl 一 一 特 需 要 温 和 的 条 件+国 等.影 响 因 素 一 动 物 和 人 一 再 生 途 径 一 一 四 _=一 绿 色 植 物 1-光 合 作 用 1-意 义:生 物 体 各 项 生 命 活 动 的 皿 答 案 H RNA 团 催 化 作 用 团 显 著 降 低 活 化 能 专 一 性 叵|温 度、pH A P P P 7 A H P 图 igA D P+Pi+能 量 冏 细 胞 呼 吸 园 直 接 能 源 物 质 链 接 思 考 1.酶 与 ATP在 细 胞 内 的 合 成 场 所 有 什 么 不 同?提 示:酶 的 合 成 场 所 是 核 糖
4、 体、细 胞 核,ATP的 合 成 场 所 是 细 胞 质 基 质、线 粒 体、叶 绿 体。2.酶 与 ATP在 细 胞 代 谢 中 有 怎 样 的 联 系?提 示:在 细 胞 合 成 代 谢 中 需 要 与 物 质 合 成 代 谢 有 关 的 酶 类,常 需 要 ATP提 供 能 量;在 细 胞 分 解 代 谢 中 需 要 与 物 质 分 解 代 谢 有 关 的 酶 类,常 伴 随 着 ATP的 合 成;另 外,A TP自 身 的 合 成 与 分 解 必 须 有 酶 的 催 化。真 题 自 测 判 一 判(1)淀 粉 酶 催 化 淀 粉 水 解 为 葡 萄 糖 和 细 胞 中 由 氨 基 酸
5、 合 成 新 的 肽 链 都 不 需 要 ATP提 供 能 量(2014江 苏,1 4 C D)()(2)乙 醇 在 人 体 内 的 代 谢 过 程 如 图:乙 醇 房 FHK乙 醛 国*乙 酸 CCh、H2O由 上 图 得 乙 醇 转 化 为 乙 酸 发 生 的 氧 化 反 响,均 由 同 一 种 氧 化 酶 催 化(2014 重 庆,5A)()(3)酶 既 可 以 作 为 催 化 剂,也 可 以 作 为 另 一 个 反 响 的 底 物(2013全 国 II,6D)()(4)利 用 水 浴 加 热 提 高 胡 萝 卜 素 的 萃 取 效 率,不 涉 及 降 低 化 学 反 响 活 化 能(2
6、013四 川,4D)()(5)细 胞 中 的 内 质 网 的 膜 不 能 合 成 ATP(2012北 京,1 C)()(6)高 温 和 低 温 均 能 破 坏 酶 的 结 构 使 其 失 去 活 性(2009重 庆,1 A)()(7)适 宜 光 照 下,叶 绿 体 和 线 粒 体 合 成 的 ATP都 需 要 02(2009上 海,2 4 A)()(8)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(2008天 津,6)()提 示:(1)义。在 适 宜 的 温 度、p H条 件 下、淀 粉 酶 催 化 淀 粉 水
7、 解,此 过 程 不 需 要 消 耗 ATP提 供 的 能 量;氨 基 酸 在 核 糖 体 上 脱 水 缩 合 形 成 肽 链 需 要 消 耗 ATP提 供 的 能 量。(2)X。酶 具 有 专 一 性,在 乙 醇 转 化 为 乙 酸 的 代 谢 过 程 中 至 少 经 历 两 个 步 骤,需 要 不 同 的 酶 催 化。(3)V o绝 大 多 数 酶 的 化 学 本 质 是 蛋 白 质,酶 在 一 些 化 学 反 响 中 可 作 为 催 化 剂,而 在 另 一 些 化 学 反 响 中,则 可 能 作 为 底 物 被 相 关 蛋 白 酶 分 解。(4)Vo没 发 生 化 学 反 响,也 无 催
8、 化 剂 的 使 用。(5)Vo内 质 网 膜 上 不 能 产 生 ATP。(6)XO高 温 使 酶 的 结 构 被 破 坏 失 去 活 性,低 温 使 酶 活 性 降 低。(7)X。叶 绿 体 合 成 ATP不 需 要。2,线 粒 体 基 质 中 进 行 的 有 氧 呼 吸 第 二 阶 段 也 不 需 要 02。(8)X。人 在 安 静 时 只 进 行 有 氧 呼 吸,在 剧 烈 运 动 时 骨 骼 肌 细 胞 可 进 行 无 氧 呼 吸 来 获 得 局 部 能 量,而 有 氧 呼 吸 与 无 氧 呼 吸 消 耗 相 同 葡 萄 糖 时 产 生 ATP的 量 不 相 等。6 高 频 命 题
9、互 动 突 破 互 动 整 合 命 题 研 析 命 题 点 1 以 曲 线 实 验 为 载 体 考 查 酶 的 作 用 和 特 性 典 例 引 领 例 以 下 关 于 酶 的 表 达,正 确 的 选 项 是(多 项 选 择)()A.用 蛋 白 酶 去 除 大 肠 杆 菌 核 糖 体 的 蛋 白 质,处 理 后 的 核 糖 体 催 化 氨 基 酸 的 脱 水 缩 合 反 响,如 图 1 甲 由 此 可 推 测 核 糖 体 中 能 催 化 该 反 响 的 物 质 是 蛋 白 酶(2014福 建,1A改 编)B.滴 加 FeCL溶 液 提 高 过 氧 化 氢 的 分 解 速 率,涉 及 降 低 化
10、学 反 响 活 化 能 的 原 理(2013四 川,4 c改 编)C.激 素 都 是 通 过 影 响 靶 细 胞 内 酶 活 性 来 调 节 细 胞 代 谢(2013安 徽,2A)D.如 图 2 表 示 酶 活 性 与 温 度 的 关 系,当 反 响 温 度 由 t2调 到 最 适 温 度 时,酶 活 性 下 降(2009宁 夏,2A改 编)E.查 询 资 料 得 知,18 C 时,在 不 同 pH条 件 下 大 菱 鳏(我 国 重 要的 海 水 经 济 鱼 类)消 化 道 各 部 位 蛋 白 酶 活 性 如 图 3。由 图 可 知,在 各 自 最 适 p H下,三 种 蛋 白 酶 催 化 效
11、 率 最 高 的 是 幽 门 盲 囊 蛋 白 酶(2012福 建,2 8改 编)解 析 核 糖 体 是 由 RNA和 蛋 白 质 组 成 的,用 蛋 白 酶 将 其 蛋 白 质 除 去 后,处 理 后 的 核 糖 体 仍 可 催 化 氨 基 酸 发 生 脱 水 缩 合 反 响,说 明 起 催 化 作 用 的 成 分 是 RNA,A 错 误。FeCL起 催 化 剂 的 作 用,B 正 确。激 素 不 全 是 通 过 影 响 靶 细 胞 内 酶 活 性 来 调 节 细 胞 代 谢 的,有 的 激 素 可 以 直 接 调 节 某 一 代 谢 过 程,C 错 误。在 没 有 使 酶 失 活 的 范 围
12、 内,酶 活 性 可 随 温 度 的 变 化 而 变 化,D 错 误。从 图 3 可 知,三 种 蛋 白 酶 在 各 自 最 适 pH值 下,幽 门 盲 囊 蛋 白 酶 对 应 的 酶 活 性 值 最 大,所 以 催 化 效 率 最 高,E 正 确。答 案 BE思 维 拓 展(1)加 热 和 加 催 化 剂 都 能 使 物 质 加 快 分 解(如 H2O2),其 原 理 一 样 吗?提 示:不 一 样。前 者 是 使 H2O2分 子 得 到 能 量,由 常 态 变 为 容 易 分 解 的 活 泼 态;而 后 者 是 降 低 了 H2O2分 解 反 响 的 活 化 能。(2)以 下 图 表 示
13、酶 的 哪 一 作 用 特 点?提 示:专 一 性。(3)在 下 面 坐 标 图 中 绘 出 参 加 酶 和 参 加 无 机 催 化 剂 的 曲 线。提 示:生 成 物 的 量 没 有 催 化 剂 时 间生 成 物 的 量 加 入 无 机 催 化 剂 没 有 催 化 剂 时 间(4)分 析 图 1,分 别 在 图 2、图 3的 坐 标 系 中 绘 出 在 适 宜 pH,33、35、37 c条 件 下 的 相 应 曲 线。提 示(5)能 否 使 用 斐 林 试 剂 鉴 定 麦 芽 糖 酶 是 否 完 成 对 麦 芽 糖 的 催 化 分 解?提 示:不 能。因 为 麦 芽 糖 和 其 水 解 产
14、物 葡 萄 糖 均 为 复 原 糖。(6)与 酶 一 样 具 有 特 异 性 的 物 质 有 哪 些?提 示:激 素、抗 体、tRNA、神 经 递 质、淋 巴 因 子 等。归 纳 提 升 1.多 种 因 素 对 酶 促 反 响 的 影 响,反 应 物 剩 余 量:PH=1X PH=13 4/P H=7温 度(市)乙(1)分 析 甲 图 可 知:反 响 溶 液 中 温 度 的 变 化 不 影 响 酶 作 用 的 最 适 pHo(2)分 析 乙 图 可 知:反 响 溶 液 中 酸 碱 度 的 变 化 不 影 响 酶 作 用 的 最 适 温 度。2.与 酶 活 性 相 关 的 问 题 分 析(1)温
15、 度 和 pH是 通 过 影 响 酶 活 性 而 影 响 酶 促 反 响 速 率 的。(2)底 物 浓 度 和 酶 浓 度 是 通 过 影 响 底 物 与 酶 的 接 触 而 影 响 酶 促 反 响 速 率 的,并 不 影 响 酶 的 活 性。(3)分 析 与 酶 有 关 曲 线 时 首 先 要 弄 清 横 坐 标、纵 坐 标 表 示 的 意 义,其 次 再 分 析 影 响 该 曲 线 的 因 素 有 几 个,一 般 情 况 下,曲 线 未 到 达 饱 和 时,影 响 因 素 是 横 坐 标 的 因 素,到 达 饱 和 稳 定 状 态 后 限 制 因 素 是 除 横 坐 标 因 素 之 外 的
16、 其 他 因 素。命 题 猜 想 T.猜 测 1 啤 酒 生 产 时,麦 芽 中 多 酚 氧 化 酶(PPO)的 作 用 会 降 低 啤 酒 质 量,因 此,制 备 麦 芽 的 过 程 中 需 降 低 其 活 性。如 图 为 不 同 pH和 温 度 对 PPO活 性 影 响 的 曲 线。以 下 表 达 错 误 的 选 项 是()Tfoe.利 足 oddA.PPO能 催 化 多 酚 类 物 质 的 生 化 反 响 B.相 同 温 度 时,p H为 7.8的 环 境 下 酶 促 反 响 产 物 比 p H为 8.4时 的 少 C.在 制 备 麦 芽 的 过 程 中 应 将 反 响 条 件 控 制
17、在 温 度 80、pH 8.4D.高 于 9 0,若 PPO发 生 热 变 性,一 定 温 度 范 围 内 温 度 越 高 变 性 越 快 解 析:选 C。此 题 考 查 与 酶 特 性 有 关 的 曲 线 分 析。PPO为 多 酚 氧 化 酶,根 据 酶 的 专 一 性,可 推 知 PPO能 催 化 多 酚 类 物 质 的 生 化 反 响。根 据 图 示,在 相 同 温 度 下,p H为 8.4的 条 件 下 PPO活 性 最 高,故 pH为 7.8的 环 境 下 酶 促 反 响 产 物 比 p H 为 8.4时 的 少。由 于 麦 芽 中 PPO的 催 化 作 用 会 降 低 啤 酒 质
18、量,故 制 备 麦 芽 的 过 程 中 PPO活 性 越 低 越 好。若 PPO发 生 热 变 性,则 在 高 于 90 时,随 着 温 度 的 升 高 PPO变 性 越 来 越 快。解 题 模 板 解 答 坐 标 曲 线 题 的“三 步 曲 命 题 点 2 结 合 曲 线 图 表 和 新 情 景 材 料 考 查 与 酶 相 关 的 实 验 设 计 典 例 引 领例 某 校 生 物 兴 趣 小 组 通 过 完 成“探 究 温 度 对 酶 活 性 的 影 响 这 一 实 验 获 得 如 左 以 下 图 所 示 的 实 验 结 果,图 中 显 示,温 度 为 T i和 T2时,淀 粉 酶 的 活
19、性 相 同。为 验 证 这 一 结 论,他 们 又 进 一 步 设 计 了 如 下 实 验。请 分 析 并 答 复 相 关 问 题。T,Tm T2温 度 半 透 膜(1)实 验 步 骤:取 四 支 试 管,编 号 为 a、b、c、d,向 a、b 试 管 中 各 参 加 5 mL质 量 分 数 为 5%的 淀 粉 溶 液;向 c、d 试 管 中 各 参 加 2 mL 溶 液。将 a、c 试 管 和 b、d 试 管 分 别 置 于 温 度 为、T2的 恒 温 水 浴 箱 中 保 温 10分 钟。将 c、d 试 管 中 的 溶 液 分 别 参 加 a、b 试 管 中,摇 匀 后 继 续 在 各 自
20、恒 温 水 浴 箱 中 保 温 10分 钟。从 a、b 试 管 中 取 溶 液,分 别 倒 入 U 形 管(如 下 图,已 知 溶 液 中 的 淀 粉 及 其 分 解 产 物 均 不 能 通 过 U形 管 底 部 的 半 透 膜)的 A、B 两 侧,并 标 记 液 面 的 起 始 高 度。一 段 时 间 后 观 察 的 变 化。(2)实 验 结 果 预 测:(3)实 验 结 论:解 析 此 题 主 要 考 查 设 计 实 验 要 遵 循 的 原 则,如 单 一 变 量 原 则、对 照 原 则 和 等 量 原 则 等。因 a、b 试 管 中 已 参 加 淀 粉 溶 液,故 c、d试 管 中 应
21、参 加 淀 粉 酶 溶 液。根 据 等 量 原 则,从 a、b 试 管 中 取 的 溶 液 量 一 定 要 相 等。该 实 验 的 因 变 量 为 淀 粉 分 解 的 量,可 通 过 观 察 U形 管 两 侧 液 面 高 度 的 变 化 来 推 出。因 溶 液 中 的 淀 粉 及 其 分 解 产 物 不 能 通 过 U 形 管 底 部 的 半 透 膜,淀 粉 分 解 得 越 多,溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 越 大,吸 水 能 力 就 越 强,液 面 也 会 越 高。若 实 验 结 果 为 A、B 两 侧 液 面 高 度 相 同(或 无 变 化),则 证 明 当 温 度 为 Ti、T2时
22、,淀 粉 酶 的 活 性 相 同。答 案(1)淀 粉 酶 等 量 两 侧 液 面 高 度(2)A、B 两 侧 液 面 高 度 无 变 化(3)温 度 为、T2时 淀 粉 酶 的 活 性 相 同 思 维 拓 展(1)本 实 验 的 自 变 量 是 什 么?本 实 验 需 要 控 制 的 主 要 无 关 变 量 有 哪 些?提 示:温 度。pH、淀 粉 溶 液 的 量、淀 粉 酶 溶 液 的 浓 度(任 写 两 项)。(2)若 进 一 步 探 究 上 题 中 该 淀 粉 酶 的 最 适 温 度 Tm,实 验 又 该 如 何 设 计?(写 出 大 致 思 路)提 示:在 T 至 T2间 缩 小 温
23、度 梯 度,设 置 多 个 实 验 观 察 反 响 物 剩 余 量 的 变 化。(3)在 探 究 酶 的 最 适 温 度(最 适 pH)时,底 物 和 酶 应 做 怎 样 的 处 理 后 才 混 合,以 使 反 响 一 开 始 便 到 达 预 设 温 度(pH)?提 示:混 合 前,将 底 物 与 酶 调 到 预 设 温 度(pH)一 段 时 间。(4)下 述 曲 线 不 正 确 的 选 项 是()淀 粉 窿 的 活 性 淀 粉 函 的 活 性 温 度(七)淀 粉 诲 的 活 性 淀 粉 薛 的 活 性 提 示:。低 温 时,酶 的 活 性 不 为 0,温 度 过 高 时,酶 变 性 失 活。
24、(5)分 析 下 面 的 曲 线,唾 液 淀 粉 酶 最 适 温 度 是 多 少?提 示:不 低 于 35。(6)将 某 一 溶 液 p H直 接 由 1 升 到 8 的 过 程 中 淀 粉 酶 活 性 怎 样 变 化?原 因 是 什 么?提 示:不 变。淀 粉 酶 已 经 失 去 活 性。归 纳 提 升 1.验 证 类 实 验 名 称 实 验 组 对 照 组 实 验 组 衡 量 标 准 验 证 酶 是 RNA待 测 酶 液 十 毗 罗 红 染 液 已 知 RNA液 十 毗 罗 红 染 液 是 否 出 现 红 色 验 证 酶 具 有 催 化 作 用 底 物+相 应 酶 液 底 物+等 量 蒸
25、储 水 底 物 是 否 被 分 解 验 证 酶 的 专 一 性 底 物+相 应 酶 液 另 一 底 物+相 同 酶 液 或 同 一 底 物+另 一 酶 液 底 物 是 否 被 分 解 验 证 酶 具 有 高 效 性 底 物+相 应 酶 液 底 物+等 量 无 机 催 化 剂 底 物 分 解 速 率 2.探 究 类 探 究 酶 的 最 适 温 度 或 最 适 pH 实 验 设 计 思 路底 物 力 温 度(或 pHi)下+酶 ti温 度(或 pH1)下 底 物 t2温 度(或 pH2)下+酶 t2温 度(或 pH2)下 底 物 tn温 度(或 pHn)下+酶 S 温 度(或 pHn)下 底 物
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