专题二 细胞的代谢,第一讲酶与,ATP,体验高考,一、理解能力,1,(2010,上海生物，,17),下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是,(,),A,酶和激素都是蛋白质,B,酶和激素都与物质和能量代谢有关,C,酶和激素都由内分泌细胞分泌,D,酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用,解析,：,酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物,(,多数是蛋白质，,少数是,RNA),。大部分酶在细胞内发挥催化作用,(,消化酶需分泌到消化,道内,),。激素是由内分泌细胞分泌的，产生后释放到血液中，进而运输,到靶细胞或靶器官发挥调节作用。激素不全是蛋白质。酶直接催化物,质与能量代谢过程，而激素对物质和能量代谢过程有调节作用。,答案,：,B,2,(2009,重庆理综，,1),下列有关酶的叙述，正确的是,(,),A,高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性,B,酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质,C,细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶,D,细胞质中没有作用于,DNA,的解旋酶,解析,：,酶是生物体活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多是蛋,白质、少数是,RNA,。高温、,pH,过高或者过低都可能破坏酶的结构使,其失去催化活性，而低温不会破坏酶的结构。葡萄糖分解成丙酮酸的,过程在细胞质基质中进行，因此其内具有催化葡萄糖分解的酶。细胞,质中的线粒体和叶绿体都具有能自我复制的,DNA,，因此其内具有,DNA,解旋酶。,答案,：,C,3,(2008,天津卷,),下列有关,ATP,的叙述，正确的是,(,),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,安静时相等若细胞内,Na,浓度偏高，为维持,Na,浓度的稳定，,细胞消耗,ATP,的量增加人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌,增多，细胞产生,ATP,的量增加人在饥饿时，细胞中,ATP,与,ADP,的,含量难以达到动态平衡,A,B,C,D,解析,：,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部分能量。要维持,Na,浓度的平衡，就得将多余的,Na,运出细胞，而,Na,的运输是耗能的主动运输过程。肾上腺素和甲状腺激素都能促进物质的分解代谢，以释放更多的热量来维持寒冷时体温的相对恒定，同时,ATP,的产量会增加。不管在什么状态下，人体细胞中的,ATP,和,ADP,含量总是处于动态平衡，否则最终会导致能量供应出现问题而影响正常生命活动的进行，在饥饿时可通过分解体内糖类等有机物释放能量维持两者含量相对平衡的状态。,答案：,B,4,(2007,海南生物,，,7),下面关于,ATP,的叙述，错误的是,(,),A,细胞质和细胞核中都有,ATP,的分布,B,ATP,合成所需的能量由磷酸提供,C,ATP,可以水解为一个核苷酸和两个磷酸,D,正常细胞中,ATP,与,ADP,的比值在一定范围内变化,解析,：,ATP,是细胞内的直接能源物质，细胞膜、细胞质和细胞核中都,有,ATP,的分布。,ATP,分子是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个磷酸,基团组成的；一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成一个,核苷酸，所以,ATP,可以水解为一个核苷酸和两个磷酸。正常的细胞中,ATP,和,ADP,时刻进行着相互转化，所以,ATP,与,ADP,的比值在一定范围,内变化。磷酸不含有能量，,ATP,合成时所需要的能量来自呼吸作用中,分解有机物所释放的能量和光合作用中光能转化成的电能。,答案,：,B,二、获取信息的能力,5,(2010,上海生物,，,5),下图表示生物体内的某化学反应，下列有关该,反应的叙述中错误的是,(,),A,需要解旋酶,B,属于水解反应,C,会有能量变化,D,反应速度与温度有关,解析,：,分析图示可知：该图表示的是生物体内二肽的水解过程；需酶的催化，所以反应速度与温度有关；该过程发生在生物体内，故该蛋白质被水解时需消耗能量。而解旋酶催化的是,DNA,分子解旋的过程。,答案,：,A,6,(2010,上海生物,，,22),右图表示细胞中某条生化反应链，图中,E,1,E,5,代表不同的酶，,A,E,代表不同的化合物。据图判断下列叙述中,正确的是,(,),A,若,E,1,催化的反应被抑制，则,A,的消耗速度加快,B,若,E,5,催化的反应被抑制，则,B,积累到较高水平,C,若,E,3,的催化速度比,E,4,快，则,D,的产量比,E,多,D,若,E,1,的催化速度比,E,5,快，则,B,的产量比,A,多,解析,：,据题干信息，可以看出：若,E,1,催化的反应被抑制，则,A,转化为,B,的速度将会减慢，故,A,选项错误；虽,E,5,催化的反应被抑制，但由于,B,还能继续转化为,C,，故,B,的积累并没有达到较高水平，所以,B,选项错误；若,E,3,的催化速度比,E,4,快，则,C,更多地转化为,D,，,D,的产量比,E,多，故,C,选项正确；若,E,1,催化速度比,E,5,快，则,A,更多转化为,B,，但又由于,B,还会转化成,C,，故,B,的产量不一定比,A,多，所以,D,选项错误。,答案,：,C,7,(2009,宁夏理综,，,2),右图表示酶活性与温度的关,系。下列叙述正确的是,(,),A,当反应温度由,t,2,调到最适温度时，酶活性下降,B,当反应温度由,t,1,调到最适温度时，酶活性上升,C,酶活性在,t,2,时比,t,1,高，故,t,2,时更适合酶的保存,D,酶活性在,t,1,时比,t,2,低，表明,t,1,时酶的空间结构破坏更严重,解析,：,由图可知，在一定温度范围内，随温度的升高酶活性增,强，,t,1,属于此区间；超过适宜温度后，酶活性随温度升高而下,降，,t,2,属于此区间。在没有使酶失活的范围内，酶活性可随温度,的变化而变化，只有较高的温度才能破坏酶的空间结构。,答案,：,B,三、实验与探究能力,8,(2009,江苏卷,),酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成,分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛,(,以植物为食,),消化腺中提取；果胶,酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某,实验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入,6,支试,管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。,试管编号,项目,蒸馏水,(,mL,),2,0,1,1,1,1,缓冲液,(,mL,),0,2,1,0.5,0.5,0.5,果胶酶液,(,mL,),0,0,0,0.5,0,0,蜗牛酶液,(,mL,),0,0,0,0,0.5,0,纤维素酶液,(,mL,),0,0,0,0,0,0.5,实验结果,(,绿色深浅程度,),(,注：“”越多表示绿色越深，“”表示颜色无显著变化,),(1),实验过程中，需要轻摇试管，其目的是,，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。,(2),从实验结果绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有 等多种酶。该实验中 是空白对照组，其设置意义是 。,(3),用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用,洗涤。,(4),原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是 。,使细胞壁与酶充分接触，提高酶,解效果,果胶酶和纤维素酶,、,、,排除无关变量的干扰,等渗溶液,低渗涨破法,解析,：,本题是考查有关酶催化效率的实验题。,(1),实验过程中，需要轻摇试管，这样做可以使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果。,(2),蜗牛以植物为食，所以从其消化腺中提取出的蜗牛酶液中含有果胶酶和纤维素酶；,、,、,没有添加酶溶液，为空白对照组，其目的是排除无关变量的干扰。,(3),离心后收集沉淀物，并用等渗溶液清洗，目的是保持细胞正常形态。,(4),可用低渗涨破法检验原生质体是否符合要求，若没有细胞壁则可以涨破，有则不能涨破。,9,(2008,广东生物,，,37),生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在,40,60,之间，而极端耐热淀粉酶在,100,仍能保持较高的活性，因此具,有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种,淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。,(1),此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑,_,、,_,及,等因素。,(2),在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测。两种试剂各与,何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？,答：,pH,酶浓度,底物浓度,碘液与淀粉反应生色，检测的是底物。斐林试剂与还原糖反应生色，,检测的是产物。,(3),假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。,温度,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,普通淀粉酶,相对活性,/%,6,25,43,67,83,65,22,2,0,0,耐热淀粉酶,相对活性,/%,6,15,25,48,76,92,100,98,82,65,答案：,解析,：,(1),在该实验中，温度是自变量，淀粉的分解速度是因变量，在各组实验中，除了自变量“温度”对实验结果有影响外，底物的浓度、,pH,、添加试剂的量、实验的操作顺序等对实验结果也有影响，为了探究自变量对实验结果的影响，必须保证自变量以外的其他因素完全相同。,(2),该实验中因变量,(,淀粉的水解速度,),可以用碘液或斐林试剂检测，碘液可以检测剩余淀粉的含量，斐林试剂可以检测生成物,(,还原糖,),的含量。,(3),在绘图过程中，要注意横坐标、纵坐标的数值和单位，然后通过描点连线即可。,考点,1,与酶相关知识的整合,1,酶相关知识的理解,正确说法,错误说法,产生场所,活细胞,(,不考虑哺乳动物成熟的红细胞等,),具有分泌功能的细胞才能产生,化学本质,有机物,(,大多为蛋白质，少数为,RNA),蛋白质,作用场所,可在细胞内、细胞外、体外发挥作用,只在细胞内起催化作用,温度影响,低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活,低温和高温均使酶变性失活,作用,酶只起催化作用,酶具有调节、催化等多种功能,来源,生物体内合成,有的可来源于食物等,2.,与酶有关的曲线分析,内,容,曲,线,分,析,右图是表示酶的高效性的曲线,与无机催化剂相比，酶的催化效率更高,酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点,右图是表示酶专一性,(,特异性,),的曲线,在,A,反应物中加入酶,A,，反应速度较未加酶时明显加快，说明酶,A,能够催化该反应。,在,A,反应物中加入酶,B,，反应速度与未加酶时相同，说明酶,B,不能催化该反应,影响酶促反应速率的因素,右图三个曲线是表示影响酶活性的曲线,酶的活性一般可用酶促反应的速率表示：在一定的温度,(pH),范围内，随着温度,(pH),升高，酶的催化作用增强，在最适温度,(pH),时，酶的活性最大，超过这一最适温度,(pH),，酶的催化作用逐渐减弱,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，酶经低温处理后再升高温度其活性可恢复,酶的活性亦可用反应物剩余量来表示。其他条件相同的情况下，酶的活性强，则反应后反应物剩余量少,影响酶促反应速率的因素,右图曲线表示底物浓度对酶促反应影响的曲线,在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，此时限制因素是底物浓度；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率不再增加，此时限制因素是酶浓度,右图曲线表示酶浓度对酶促反应影响的曲线,在底物充足，而其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。整个过程中限制因素是酶浓度,3.,与酶相关的实验设计分析,实验目的,实验组,对照组,实验组衡量标准,自变量,因变量,无关,变量,验证某种酶是蛋白质,待测酶液双缩脲试剂,已知蛋白液双缩脲试剂,是否出现紫色,待测酶液和已知蛋白液,是否出现紫色,验证酶具有催化作用,底物相应酶液,底物等量蒸馏水,底物是否被分解,相应酶液的有无,底物是否被分解,底物量、温度等,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,不同底物或不同酶液,底物是否被分解,酶的数量、温度等,探究酶的适宜温度,温度梯度下的同一温度处理后的