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[考纲要求](Ⅱ)。(Ⅱ)。
[构建网络]
考点一酶与细胞代谢
酶的来源、本质、特性和作用
[错混诊断]
(2023·天津,1A)(×)
,能够在常温下高效分解淀粉,该物质含有羧基(2023·广东,3D)(√)
(2023·新课标Ⅱ,6C)(√)
,也可以作为另一个反响的底物(2023·新课标Ⅱ,6D)(√)
“降低化学反响活化能〞的原理(2023·四川,4C改编)(×)
(2023·新课标Ⅱ,6A)(√)
(2023·新课标Ⅱ,6B)(×)
,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温(2023·山东,4D)(×)
题组一从题干信息考查酶的特性
1.(2023·福建,1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质,处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反响,由此可推测核糖体中能催化该反响的物质是()
答案C
解析A项,蛋白酶在蛋白质水解成多肽的过程中起催化作用。B项,RNA聚合酶在转录的过程中起催化作用。C项,自然界中的酶大多数是蛋白质,少数是RNA。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。D项,逆转录酶在逆转录(或反转录)过程中起催化作用。
2.(2023·重庆,5)以下图为乙醇在人体内主要的代谢过程。以下相关表达,正确的是()
,均由同一种氧化酶催化
,与乙醇分解相关的酶促反响速率越快
[H]可与氧结合生成水,同时释放能量
,人体分解乙醇的速率与环境温度呈正相关
答案C
解析A项,酶具有专一性,即一种酶只能催化某一种或某一类化学反响,图中乙醇转化为乙酸要经过两个过程,这两个过程需要不同的酶。B项,在一定范围内,随着底物(乙醇)浓度的增加,酶促反响速率逐渐提高,但酶的数量是有限的,当酶与受体结合到达上限时,酶促反响速率不再随着底物浓度的增加而增大。C项,图中乙醇氧化分解过程中,产生的[H]可与氧结合生成水,同时释放能量。D项,人体具有体温调节功能,人体的体温一般情况下不会随着环境温度的改变而变化,所以人体分解乙醇这一酶促反响速率也不会与环境温度呈正相关。
模型法理解酶的作用与特性
(1)酶的模型1
①该模型表示了酶的作用特点——专一性。
②图中b表示酶,c表示被催化的反响物。
(2)酶的模型2
①该模型表示酶具有催化作用和高效性。
②酶只能缩短到达化学平衡所需的时间,而不能改变化学反响的平衡点。
题组二利用曲线图考查酶
(a、b、c)下催化某反响时生成物的量与反响时间的关系。以下说法正确的是(双选)()
,造成差异的原因可能有温度、pH、酶浓度等
,那么a一定为该酶催化反响的最适温度
答案AB
解析酶降低了反响过程所必需的活化能,A正确。反响物起始量都相同,造成酶促反响速率差异的原因可能是酶活性的差异,影响因素是温度、pH、酶浓度等,B正确。温度对酶活性的影响曲线类似于抛物线形状,图给出的信息太少,无法判断a是否为最适温度,C错误。作为催化剂的酶分子在催化反响前后,分子结构不发生改变,D错误。
,需要对该酶发挥作用的最正确温度范围进行测定。以下图中曲线①表示在一定温度范围内的相对酶活性(酶活性与酶最大活性的百分比)。曲线②为酶的热稳定性数据,即将酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其剩余酶活性而得到的数据
。以下有关表达不正确的是()
①说明,当温度为80℃时,该酶活性最高
~70℃
②上35℃数据点是在60~70℃时测得的
②说明,该酶的热稳定性在70℃之后迅速下降
答案C
解析结合题干,曲线①说明80℃是该酶活性最高的温度,A项正确;该酶发挥作用的最正确温度范围是60~70℃,因为此温度下不仅酶活性较强,且剩余活性也强,B项正确;曲线②上35℃数据点是在酶活性最高的温度下(即80℃)测得的(由题目要求中对②曲线对应的操作过程的表达知)C项错误;曲线②说明该酶的热稳定性在70℃之后急剧下降,D项正确。
酶的曲线分析
(1)影响酶活性的曲线
①在一定温度(pH)范围内,随着温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶失去活性;而低温只是抑制酶的活性,酶的分子结构并未遭到破坏,温度升高可恢复其活性。
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反响速率的影响
①甲图中:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反响速率随底物浓度的增加而加快,但当底物到达一定浓度后,受酶数量和酶活性的限制,酶促反响速率不再增加。
②乙图中:在底物充足,其他条件适宜的情况下,酶促反响速率与酶浓度成正比。
③甲、乙两图中底物浓度、酶浓度都是通过底物与酶的接触面积大小影响酶促反响速率的。
题组三从探究酶活性的影响因素进行考查
%的过氧化氢溶液,再分别参加适量的二氧化锰、新鲜猪肝研磨液、唾液,一段时间后测得底物含量变化如下图。以下表达不正确的是()
,曲线A与曲线B对照反映了无机催化剂具有专一性
,曲线A与曲线C对照反映了酶具有专一性
—底物复合物
答案A
解析分析题图可知,曲线A、B、C分别表示唾液淀粉酶、二氧化锰、新鲜猪肝研磨液中过氧化氢酶的催化作用。酶的催化作用具有专一性,B项正确;曲线C与曲线B对照可以说明酶具有高效性,C项正确;曲线A不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶—底物复合物,无法催化过氧化氢的分解,D项正确。
,在编号为1、2、3、4的四支试管中分别参加相应的溶液后,将其置于适宜的温度条件下保温一段时间
。然后分别向1号和2号试管中参加斐林试剂各2mL,摇匀后将两试管置于水浴锅内加热至50~65℃,同时分别向3号和4号试管中参加双缩脲试剂各2mL,摇匀后将两试管置于冷水中,那么四支试管的颜色变化是()
,3号试管无色,4号试管显蓝色
,2号试管无色,3号试管显紫色,4号试管显蓝色
,2号试管显浅蓝色,3号和4号试管显紫色
,2号试管显浅蓝色,3号试管显紫色,4号试管显蓝色
答案C
解析1号试管中淀粉酶能催化淀粉水解成麦芽糖,麦芽糖属于复原性糖,参加斐林试剂后水浴加热产生砖红色沉淀;2号试管中淀粉酶不能催化蔗糖水解,蔗糖又是非复原性糖,参加斐林试剂并水浴加热时,不产生砖红色沉淀,而呈现斐林试剂本身的颜色,即浅蓝色;3号试管中蛋白酶能将鸡蛋清中的蛋白质水解成多肽,又因溶液中存在蛋白酶(一种蛋白质),故参加双缩脲试剂后,它们与双缩脲试剂发生反响产生紫色络合物;4号试管中存在DNA酶(一种蛋白质),其与双缩脲试剂发生反响产生紫色络合物。
(1cm2)取出后晾干,制备成附着有H2O2酶的滤纸片,用如下图的装置进行探究影响酶促反响速率的因素的实验,以下分析错误的是()
,每个烧杯中需放多个滤纸片
(即t3-t2)来表示
答案D
解析该实验是通过H2O2来探究影响酶促反响速率的因素,可设置不同pH的H2O2溶液来探究pH对酶活性的影响,由于温度升高可以促进H2O2的分解,所以不能通过设置不同温度的H2O2溶液来探究温度对酶活性的影响;酶促反响速率可用滤纸片进入烧杯到浮出液面的时间(t3-t1)的倒数来表示,即1/(t3-t1);该图示中只有一片滤纸片,为了提高实验的准确性,应增加滤纸片的数量,测出时间后取其平均值。
与酶有关实验的易混易误点分析
(1)探究温度对酶活性的影响:①不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响,因为加热本身也能使过氧化氢分解加快。②必须在到达预设的温度条件后,再让反响物与酶接触,防止在未到达预设的温度时反响物与酶接触发生反响,影响实验结果。③在探究温度对淀粉酶活性影响的实验时,最好不用斐林试剂来检测淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成麦芽糖等复原糖,因为参加斐林试剂后需要加热才能出现砖红色沉淀,这样原处于低温条件下的淀粉酶的活性会慢慢恢复,催化淀粉水解产生复原糖,导致形成错觉,从而得出错误的结论。
(2)用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时,假设是用淀粉酶作用于淀粉、蔗糖两种底物,
那么应用斐林试剂作为检测试剂,不能选用碘液作为检测试剂,因为碘液无法检测蔗糖是否发生了水解。
考点二ATP与细胞代谢
植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体,而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
[错混诊断]
(2023·新课标Ⅱ,1C)(√)
(2023·四川,1D)(×)
,而其合成所需能量由磷酸提供(2007·海南,7BC改编)(×)
(2023·广东,4D)(×)
,细胞中ATP与ADP的含量难以到达动态平衡(2023·天津,6④)(×)
,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等(2023·天津,6①)(×)
题组一从ATP的结构进行考查
。图中甲表示ATP,以下有关表达错误的是(双选)()
→乙→丙→丁过程中,起催化作用的酶空间结构不同
,而戊可用于甲的合成
,细胞中乙的含量会显著增加
答案BD
解析甲→乙→丙→丁表示ATP的逐步水解,每一次水解反响的酶都不同,故A正确。丙为A-P,A是腺苷,由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成,加上1分子磷酸,构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸,故B错误。丁表示腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,戊表示磷酸,是ATP的组成成分,故C正确。红细胞吸收葡萄糖为协助扩散,不需要消耗ATP,故乙(ADP)的含量不会增加,故D错。
,“〞中所对应的含义最接近的是()
A.①②B.①③C.③④D.⑤⑥
答案D
解析根据题意,“〞中所对应的含义分别为:①一磷酸腺苷AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,②腺嘌呤,③DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸,④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸,⑤腺苷,⑥
腺苷。
不同化合物中“A〞的辨析
题组二从ATP的来源、去向及在生命活动中的作用进行考查
3.(2023·大纲,2)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。以下有关ATP的表达,错误的是()
,睡眠时那么不消耗ATP
答案B
解析A项,细胞核中无法进行呼吸作用,它所需要的ATP主要由细胞质中的线粒体提供。B项,ATP是生命活动的直接能源物质,机体时刻都在消耗ATP。C项,有
氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行,均有ATP形成。D项,植物根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的,其消耗的能量来源于呼吸作用产生的ATP。
4.(2023·江苏,14)以下生命活动中不需要ATP提供能量的是()
答案C
解析A项,叶肉细胞合成的糖(如葡萄糖)通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP。B项,吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性,需要消耗ATP提供的能量。C项,在适宜的温度、pH条件下,淀粉酶催化淀粉水解,此过程不需要消耗ATP提供的能量。D项,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。
有关“生物与能量〞的知识归纳
(1)“物质合成〞:如细胞分裂间期蛋白质的合成和DNA的复制、葡萄糖合成糖原、甘油和脂肪酸合成脂肪等,需要消耗ATP。但蛋白质在消化道内被消化为氨基酸不消耗ATP。
(2)“神经传导〞:在神经纤维上表现为动作电位,需要消耗ATP;在突触小体内,进行神经递质的合成与释放,需要消耗ATP。
(3)病毒等少数种类的生物不具有独立代谢能力,其增殖或复制过程也要消耗ATP,这些ATP是由宿主细胞代谢产生的。ATP与ADP相互转化的供能机制是生物界的共性。
(4)植物光合作用光反响阶段产生的ATP用于暗反响阶段C3的复原,不用于其他生命过程;植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命过程。
(5)光能进入生物群落后,以化学能的形式储存于有机物中,以有机物为载体通过食物链流动。
(6)能量在生物群落中单向流动,不能重复利用。
专题突破练
一、单项选择题
,如果温度增加到42℃,引起酶的活性部位改变,会引起()
答案B
解析人的正常体温是37℃左右,温度升高到42℃会使酶的活性降低,蛋白质的消化和分解速率下降;图中过程是蛋白质的分解,并非氨基酸的缩合,所以C、D项错误。
,以下几种酶最活泼的是()
答案D
解析低等植物细胞中心体移向两极,说明细胞处于有丝分裂前期,中心体的移动会消耗能量,此时ATP水解酶和ATP合成酶很活泼,D正确;分裂前期,DNA高度螺旋,不能解旋,因此不能进行DNA复制、转录,RNA聚合酶和DNA聚合酶、解旋酶的活性都不会很高,A错误;淀粉合成酶主要存在于光合作用很旺盛的细胞中,而这些细胞一般不进行分裂,B错误;纤维素酶和果胶酶主要用于细胞壁的分解,C错误。
3.(2023·海南,10)以下物质中,能够直接给细胞生命活动提供能量的是()
答案D
解析ATP是细胞生命活动的直接供能物质,应选D。
,正确的是()
,自变量可以是酶的种类
,自变量一定是酶的种类
,自变量不止一种
,因变量不止一种
答案D
解析A选项中,自变量应为酶与无机催化剂;B选项可以是酶相同,反响底物不同;C选项自变量就是不同的pH。
,正确的是()
答案D
解析酶起到生物催化剂的作用,可以加快反响速率,ATP是生命活动的直接能源物质,故A错。有的细胞代谢需要ATP参与,有的不需要,还会生成ATP,故B错。大多数酶为蛋白质,在核糖体上合成,少数为RNA,在细胞核中形成;ATP在细胞质基质、线粒体、叶绿体中生成,故C错。细胞的能量供给和利用如细胞呼吸和光合作用,需要多种酶和ATP的参与,故D正确。
、肠蛋白酶和胰蛋白酶分别是由胃腺细胞、肠腺细胞和胰腺细胞合成并分泌的。有关这三种蛋白酶的表达,错误的是()
答案B
解析三种消化酶均在消化道中发挥作用,A正确。胃液表现为酸性,而胰液和肠液表现为弱碱性;胃蛋白酶的最适pH小于7,肠蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH大于7,B错误。不同的蛋白酶由不同的基因控制合成,C正确。一种蛋白质分子可以被不同的蛋白酶水解,D正确。
,反响物浓度对酶促反响速率的影响,据图分析,错误的是()
,随着反响底物浓度的增加,反响速率加快
,反响底物浓度限制了酶促反响速率的提高
,会使反响速率加快
℃,曲线上升的幅度会变小
答案B
解析在B点时,酶浓度及数量限制了酶促反响速率的提高;由题可知,图像是在最适温度下绘成的,酶促反响速率到达最大值,因此升高温度,酶的活性将降低,曲线上升的幅度会变小。
,相关表达正确的是()
,A和C曲线是酶促反响曲线
,B和C曲线是酶促反响曲线
,B和C曲线是酶促反响曲线
,A和C曲线是酶促反响曲线
答案D
解析E2为有酶催化反响所需的活化能,这是因为酶能降低酶促反响的活化能;酶具有高效性,因此A和C曲线是酶促反响的曲线;那么E3是无酶催化反响所需的活化能,B和D曲线是无酶催化反响的曲线。
,需除去织物纤维上的淀粉浆(称为退浆)。传统工艺是用烧碱进行退浆,但是对环境造成的污染很严重。现在常用的淀粉酶是从细菌体内提取的,在使用过程中常参加NaCl作为酶的激活剂。随自变量的变化,酶的活性没有发生变化的是()
答案A
解析温度和pH均能影响酶的活性,因此B、C两个选项中退浆率的变化是由酶活性的变化引起的。由题目信息可知,NaCl是酶的激活剂,因此D选项中退浆率的变化也是由酶活性的变化引起的。A选项中,退浆率的变化是由酶的浓度引起的,酶的活性是相同的。
二、双项选择题
,图2为ATP与ADP相互转化的反响式,以下有关表达正确的是()
,A代表腺嘌呤
,其合成所需要的能量由磷酸提供
,反响式中的能量来源于图1中b和c两处
,但能量不可逆
答案AD
解析图1中的a是构成RNA的根本单位之一,A代表腺嘌呤,A正确;ATP合成的能量是由呼吸作用和光合作用提供的,B错误;图2所示反响向右时,反响式中的能量来源于图1中的c,C错误;ATP与ADP相互转化过程中的物质是可逆的,但能量不可逆,D正确。
,麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系,以下有关表达正确的是()
、b两点麦芽糖酶的利用率相同
℃,b点向下方移动
,c点的催化速率一定下降
答案BD
解析a点时由于底物麦芽糖量较低,所以酶利用率较b点低,A错误;图示为最适温度下的曲线图,所以再升高温度麦芽糖酶的活性将降低,
b点向下方移动,B正确;一定范围内减少麦芽糖量,c点的催化速率可以不变,C错误;麦芽糖分解的产物是葡萄糖,二者都是复原糖,不能用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况,D正确。
。有两项与此相关的实验,其实验条件均设置为最适条件。实验结果如下表所示,以下分析正确的是()
实验一
酶浓度
0%
1%
2%
4%
5%
(乳糖浓度为10%)
相对反响速率
0
25
50
100
200
实验二
乳糖浓度
0%
5%
10%
20%
30%
(酶浓度为2%)
相对反响速率
0
25
50
65
65
,相对反响速率不再加大
,相对反响速率将降低
,相对反响速率不再加大
℃,相对反响速率将降低
答案CD
解析实验一中,底物的量是一定的,如果继续增加酶浓度,相对反响速率应先增加后保持根本不变,故A错误。实验一中,增加底物浓度,其化学反响速率不变,因为酶的数量缺乏,故B错误。分析实验二表中数据可知:乳糖浓度大于20%时,相对反响速率不再加大,故C正确。根据题干信息“实验条件均设置为最适条件〞可知:实验温度为最适温度,此时酶的活性最强,假设再提高或降低反响温度,相对反响速率均会降低,故D正确。
三、非选择题
:
实验目的:比拟甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性。
实验原理:略。
实验材料:三种微生物淀粉酶提取液(设提取液中酶浓度相同)等。
实验步骤:,分别编号;
(单位:mL):
试管1
试管2
试管3
试管4
蒸馏水
2
2
2
A
pH=8的缓冲液
淀粉溶液
1
1
1
1
甲生物提取液
乙生物提取液
丙生物提取液
总体积
B