2023版新教材高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 课堂互动探究案1 酶与ATP.docx
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- 2023版新教材高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 课堂互动探究案1 酶与ATP 2023 新教材 高考 生物 一轮 复习 第三 单元 细胞 能量 供应 利用 课堂 互动 探究 ATP
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1、课堂互动探究案1酶与ATP考点一酶的本质、作用特性及相关模型任务驱动探究突破任务1正确辨析有关酶的八种说法项目错误说法正确说法产生场所具有分泌功能的细胞才能产生_(哺乳动物成熟的红细胞等除外)化学本质蛋白质有机物作用场所只在细胞内起催化作用可在_发挥作用温度影响低温和高温均使酶变性失活低温_,不会使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能酶只起_作用来源有的可来源于食物等_内合成合成原料只有氨基酸氨基酸、_合成场所只有核糖体核糖体、_等任务2对比分析酶与动物激素的“一同三不同”相同都具有_的特点,也具有一定特异性不同产生部位几乎所有_细胞都产生酶;而只有_细胞才能产生激素化学本质酶绝大多数是_
2、,少数为RNA;激素的化学本质则为_、_、氨基酸衍生物等作用机制酶是催化剂,在化学反应前后,质量和性质_;激素作为信号分子,在发挥完作用后被_易错提醒(1)酶并不改变化学反应的平衡点,不能提供能量,只降低化学反应的活化能,从而缩短化学反应达到平衡的时间。(2)酶化学反应后并不失活,反应前后酶的化学性质和数量均保持不变。(3)能产生激素的细胞一定能产生酶,但是能产生酶的细胞不一定能产生激素。(4)酶是化合物,亦可以作为底物被其他酶催化分解。(5)酶并不只在细胞内起催化作用,酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用。(6)酶不具有调节作用,酶只起催化作用。(7)酶不能从食物中获得,是在活细胞中合成的。(
3、8)酶的结构并不是始终不变的,酶在催化过程中会发生可逆性的结构变化。任务3酶的作用原理和特性曲线解读(1) 酶的作用机理分析表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是_段。表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是_段。酶降低的活化能是_段。若将酶变为无机催化剂,则B点在纵轴上应向_移动。(2)表示酶专一性的图像和曲线解读图像图中_表示酶,_表示被催化的底物。曲线a在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时的变化是_,说明酶A能催化该反应。b在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明_。(3)表示酶高效性的曲线解读曲线解读:由曲线可知,酶比_的催化效率更高;酶只能_,不改变化学反应的_。因此,酶
4、_(填“能”或“不能”)改变最终生成物的量。(4)酶促反应的影响因素任务4研析深化教材,析因推理归纳,提升学科素养科学思维(1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体中的蛋白质,处理后的核糖体仍可完成氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中对该反应起催化作用的物质是什么?你的推断依据是什么?(2)(必修1 P80“拓展应用”T3延伸思考)如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系,据图分析:A、B两种酶的化学本质是否相同?B酶活性改变的原因是什么?欲让A、B两种酶的变化趋势换位,应用哪种酶处理?考向分类对点落实考向一 酶的本质和作用的综合考查1.关于生物体产生的酶的叙述,错误的是()A
5、酶的化学本质是蛋白质或RNAB脲酶能够将尿素分解成氨和CO2C蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁22022黄冈模拟在蛋白质合成过程中,肽酰转移酶催化核糖体上一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基间形成肽键。该酶对核糖核酸酶敏感,但对蛋白酶不敏感。下列关于肽酰转移酶的叙述错误的是()A肽酰转移酶在核糖体上合成B肽酰转移酶在核糖体中起作用C肽酰转移酶催化氨基酸脱水缩合D肽酰转移酶能降低反应的活化能3(不定项选择)为使反应物A产物P,采取了酶催化(最适温度和pH)和无机催化剂催化两种催化方法,其能量变化过程用图甲中两条曲线表示;图乙表示某酶促反应过程的示意图,下列有关
6、分析不合理的是()A距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因B适当升高温度,酶催化的曲线对应的距离a将下降C图乙中可代表蔗糖,那么可代表葡萄糖和果糖D图乙中若代表胰蛋白酶,当pH稍低于最适值时,的生成速率不变4(不定项选择)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(牛细胞中的一种蛋白质),可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去尿素和巯基乙醇,再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中,经过一段时间以后,发现胰核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是()A胰核糖核酸酶空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关B这个实验说明环境因素能影响蛋白质的空间结构而影响
7、其功能C用强酸强碱等处理胰核糖核酸酶也能导致其结构的改变D巯基乙醇和尿素处理破坏了胰核糖核酸酶中的肽键导致其变性考向二 以模型形式考查酶的知识52022济南模拟温度会影响酶促反应速率,其作用机理可用坐标曲线表示(如图)。其中a表示底物分子具有的能量,b表示温度对酶空间结构的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法正确的是()A随着温度的升高,底物分子具有的活化能增加B处于曲线c中1、2位点酶分子活性是相同的C.酶促反应速率是底物分子的能量与酶空间结构共同作用的结果D酶适于低温保存,原因是底物分子的能量低62022江西上高高三试题关于“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,开始实验时4支试
8、管(1号试管作对照;2号试管加热;3号试管滴入FeCl3溶液;4号试管滴入肝脏研磨液)内的过氧化氢分子的能量状态如下图所示,图中阴影部分表示分子正处于容易发生化学反应的活跃状态。表示4号试管的是()7(不定项选择)下图表示某酶的作用模式图,有关叙述正确的是()A该酶的基本组成单位是核糖核苷酸B酶提供底物RNA活化所需的能量CpH影响酶的空间结构从而影响催化效率D酶与底物结合后会失去催化活性8(不定项选择)下图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创设酸性条件,盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述正确的是()A实验的自变量是1 h后淀粉的剩余量,因变量是pHBpH为1时
9、有淀粉水解,则过酸条件下酶没有失活CpH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性D与盐酸相比,淀粉酶降低反应活化能的作用更显著考点二“三法”探究酶的本质、特性及影响酶活性的因素任务驱动探究突破任务1用“试剂检测法”鉴定酶的本质实验原理和方法任务2用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”,自变量为_,因变量为底物的反应速率。设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的“酶溶液”(如生物材料研磨液)等量的“_”现象反应速率很快,或反应用时短反应速率缓慢,或反应用时长结论酶具有_(2)验证酶的专一性设计思路
10、:常见的思路有两种,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出相应结论。设计方案项目方案一方案二实验组对照组实验组对照组材料同种底物(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶溶液另外一种酶溶液同一种酶(等量)溶液现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性任务3用“梯度法”探究影响酶活性的因素(温度或pH)(1)设计思路:设计实验时需设置_梯度的实验组进行_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温度(或pH)最接近_。相邻组间的差值(即梯度值)越_,测定的最适温度(或pH)就越精确。(2)设计方案组别编
11、号12n实验材料等量的同种底物和酶温度(或pH)t1(或a1)t2(或a2)tn(或an)衡量指标相同时间内,各组酶促反应中生成物量的多少,或底物剩余量的多少实验结论生成物量最多的一组,或底物剩余量最少的一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)易错提醒有关酶实验操作的“四宜”和“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液,“不宜”选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。(3
12、)在探究pH对酶活性影响时,“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触,“不宜”在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。(4)在探究酶的适宜温度的实验中,“宜”选用淀粉和淀粉酶,“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。考向分类对点落实考向一 酶活力及存在实验测定1.2022鲁南十校联考下列关于酶特性实验设计的叙述,正确的是()A验证酶的专一性时,自变量一定是酶的种类B验证酶的高效性时,自变量是酶的浓度C探究温度对酶活性影响时,自变量是温度D
13、探究酶催化作用的最适pH时,应设置过酸、过碱、中性三组2某些蛋白酶在生产和使用前需要测定酶活性。下图表示科研人员选用酪蛋白对多种蛋白酶的活性进行测定的实验结果(注:实验在30 、pH9.0的条件下进行),下列分析,错误的是()A.在上述实验条件下,蛋白酶K和胰凝乳蛋白酶的活性最高B在实验过程中,部分菠萝蛋白酶和胰蛋白酶可能失活C这几种蛋白酶均能分解酪蛋白,说明这些酶不具有专一性D可用盐析的方法从各种蛋白酶的提取液中沉淀出蛋白酶考向二 影响酶活性的因素探究3.甲同学从某哺乳动物的胃液中分离到了一种酶。为探讨该酶的最适pH,设计了如下实验方案,其中最合理的是()方案pH范围温度酶活性测定最适pHA
14、1625 每间隔一个pH梯度进行酶活性测定以pH对酶活性作图,酶活性最高时对应的pH为最适pHB11425 C1637 D11437 4.(不定项选择)某兴趣小组探究乙醇的浓度和铁离子对纤维素酶活性的影响时进行了相关实验,结果如图所示,下列相关叙述,正确的是()A该实验的自变量是乙醇浓度,有无铁离子是无关变量B铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低C乙醇和铁离子对纤维素酶活力有相互促进作用D若要验证该酶的专一性,则实验的自变量是底物种类师说技巧设置对照实验可以排除无关变量的干扰,增加实验的可信度。要想正确设置对照,自变量的确定是关键。常见的与酶有关的实验设计思路总结如下表:实验目的自变
15、量实验组对照组验证酶具有催化作用相应酶液的有无底物相应酶液底物等量蒸馏水验证酶的高效性催化剂的种类(无机催化剂和酶)底物相应酶液底物无机催化剂验证酶的专一性不同的底物或不同的酶液底物相应的酶液同一底物另一酶液或另一底物同一酶液验证某种酶是蛋白质待测酶液和标准蛋白质溶液待测酶液双缩脲试剂标准蛋白质溶液双缩脲试剂验证某种酶是RNA待测酶液和标准RNA溶液待测酶液吡罗红染液标准RNA溶液吡罗红染液注:根据实验目的的不同,有些实验需设置相互对照,即设置两个或两个以上实验组,如探究酶作用的最适温度(或pH)时,应按一定的自变量梯度设置多个实验组,通过相互对照实验找出酶的最适温度(或pH)。考向三 与酶有
16、关的实验设计的综合考查5.酶抑制剂能降低酶的活性,不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,对实验的结果进行分析并绘图,请回答下列问题:(1)该实验的自变量是_,实验中对无关变量应进行控制,该实验的无关变量有_(至少答出两项)。(2)据图分析,随着底物浓度的升高,抑制剂_(填类型)的作用逐渐减小甚至消失。从活化能的角度分析,推测抑制剂降低酶促反应速率的原理是_。(3)某同学认为该实验小组的实验过程应是:a将某消化酶溶液等分为三组,将每组等分为若干份;b在一定条件下将三组消化酶溶液均与等量的不同浓度的底物混合;c在中加入一定量的蒸馏水,中加入
17、等量的抑制剂,中加入等量的抑制剂;d定时取样检测各反应中底物的量或产物的量,记录实验结果并绘图。你认为该实验操作是否正确?_。如果不正确,请进行改正,_。考点三ATP的结构、功能和利用任务驱动探究突破任务1完善ATP和ADP的相互转化(1)转化基础ATP的化学性质不稳定,_的特殊化学键容易断裂和重建。(2)细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP:_、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP:细胞呼吸_阶段叶绿体产生ATP:_。消耗ATP:_和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP:有氧呼吸第_阶段,消耗ATP:自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP:_的合
18、成细胞核消耗ATP:DNA复制、转录等任务2ATP的功能与动、植物细胞代谢(1)植物细胞可以通过_形成ATP,而动物细胞只能通过_形成ATP。(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、_、肌肉收缩、_、大脑思考等。(3)在下面坐标系中画出ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线,以及ATP的产生量与呼吸强度之间的关系曲线。易错提醒1关于ATP的2个易错提醒(1)ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”,这一过程需要酶的催化,同时也需要消耗水。凡是有机物(如蛋白质、糖原、淀粉等)的水解都需要消耗水。(2)ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能,可直接用于各项生命活动(光反应阶段合成的A
19、TP只用于暗反应);而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用中吸收的光能。2归纳概括ATP与核苷酸的关系(1)ATP的结构(如下图所示)(2)与核苷酸的关系任务3类比助记不同化合物中的“A”物质结构物质名称A的含义ATP_(腺嘌呤核糖)核苷酸_DNA_RNA_共同点:所有“A”都含有腺嘌呤任务4归纳记忆能源与能源物质考向分类对点落实考向一 ATP相关基础知识考查1.蛋白质合成过程中,除ATP外,还需要GTP提供能量,如图为GTP的结构简式,下列分析不合理的是()A.GTP和ATP的结构类似BGTP有三个特殊化学键CGTP可分解为GDP和PiDGTP也可作为直接能源2d
20、ATP是脱氧腺苷三磷酸的英文名称缩写,其结构式可简写成dAPPP(该结构式中的dA表示脱氧腺苷)。下列分析正确的是()A与ATP相比,dATP分子结构的主要区别是含氮碱基不同B在DNA复制过程中,dATP可直接参与DNA子链的合成C若dATP中的特殊化学键水解,也可为某些吸能反应供能D细胞内生成dATP时有能量的储存,常与吸能反应相联系32022云南曲靖模拟在下列四种化合物的化学组成中,“”中所对应的含义最接近的是()A和 B和C和 D和考向二 ATP前后关联知识的综合考查4.经典高考下列有关植物细胞能量代谢的叙述,正确的是()A含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一B加入呼吸抑
21、制剂可使细胞中ADP生成减少,ATP生成增加C.无氧条件下,丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成D光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP的合成考向三 利用结构与功能适应的观点分析ATP的应用5.当你品尝各种美味佳肴时,你可能不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示,ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键作用。根据以上信息不能推出的结论是()AATP与能量供应相关B作为信息分子的ATP不能提供能量CATP也可作为信息传递分子D神经细胞膜外表面可能有ATP的受体6(不定项选择)磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物,它能在肌
22、酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP 分子中来合成ATP( APPP)。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量,结果如下表所示,根据实验结果,下列有关分析正确的是()磷酸腺苷对照组/(106molg1)实验组/(106molg1)收缩前收缩后收缩前收缩后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95A.对照组中的肌肉组织细胞中有ATP和ADP的相互转化B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定D实验组数据表明部分生命活
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