2016高三生物考前三个月专题3细胞的代谢
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细胞的代谢[直击考纲] 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。
2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
3.光合作用的基本过程(Ⅱ)。
4.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。
5.细胞呼吸(Ⅱ)。
考点6 模型解读——酶的本质、特性及影响因素判断下列有关酶的叙述(1)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如右图所示。
由图可知,甲酶不可能是具有催化功能的RNA,而乙酶的化学本质为蛋白质 ( ×)(2)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同;同一个细胞中,酶的种类和数量不会发生变化;同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 ( ×)(3)高温和低温均能破坏酶的空间结构使其失去活性,如图表示酶活性与温度的关系,当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降 ( ×)(4)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率;滴加肝脏研磨液可降低过氧化氢的分解反应的活化能而滴加FeCl3溶液不能 ( ×)(5)探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温( ×)(6)若18 ℃时,在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图,则在探究三种酶的最适温度的实验中,胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在 2 和8 ( √)1.酶的相关模型构建及解读分析(1)酶的专一性甲模型中,①为酶,②为底物,③④为产物。
一种酶只能催化一种或一类化学反应,这与酶的空间结构及底物的结构有关。
乙模型中,在A反应物中加入酶A,反应速率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,反应速率与未加酶时相同,说明酶B不能催化该反应。
(2)酶的高效性①该模型表示酶具有催化作用和高效性。
②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。
③酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。
(3)酶的影响因素①温度和pH图甲和图乙显示:温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的,在一定温度(pH)范围内,随温度(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。
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,温度升高可恢复活性。
从图丙和图丁可以看出:反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
②底物浓度和酶浓度图甲中OP 段的限制因素是底物浓度,而P 点之后的限制因素有酶浓度和酶活性;图乙对反应底物的要求是底物足量。
2.有关酶的本质和生理特性等实验的设计思路宜选用斐林试剂,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测试剂宜选用碘液,不应该选用斐林试剂,因斐林试剂需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
(3)探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H 2O 2分解,因为底物H 2O 2在加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。
1.(坐标曲线)甲图表示的是pH 对植物和人的淀粉酶活性的影响;乙图表示的是3种脱氢酶(a 、b 、c)的活性受温度影响的情况。
下列叙述正确的是( )A.从甲图可以知道pH=6时植物淀粉酶的活性最高B.从乙图无法知道酶c的最适温度C.从甲图可以知道若pH由酸性变成碱性时淀粉酶的活性逐渐升高D.从乙图可以知道活性温度范围最广的酶是b答案 B解析温度过高、过酸、过碱都能使酶彻底失活,这种失活是不可逆转的,从甲图可以看出,植物淀粉酶的最适pH在5和6之间,人的淀粉酶的最适pH在7左右。
在乙图中酶活性温度范围最窄的是酶b,酶c活性受温度影响的曲线不完整,因此从乙图中无法知道酶c的最适温度。
2.(多因子坐标曲线)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。
下列叙述错误的是( )A.PPO能催化多酚类物质的生化反应B.相同温度时,pH为7.8 的环境下酶促反应产物比pH为8.4时的少C.在制备麦芽的过程中应将反应条件控制在温度80 ℃、pH 8.4D.高于90 ℃,若PPO发生热变性,一定温度范围内温度越高变性越快答案 C解析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应。
根据图示,在相同温度下,pH为8.4 的条件下PPO活性最高,故pH为7.8的环境下酶促反应产物比pH为8.4时的少。
由于麦芽中PPO的催化作用会降低啤酒质量,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。
3.(表格类实验)据表分析,下列说法正确的是( )A.α淀粉酶溶液的用量是无关变量B.①②两组实验可用于验证酶的专一性C.②④⑥三组实验可说明温度能影响酶活性D.设计上述实验的目的是探究温度对酶活性的影响答案 A解析从反应温度上看,有0 ℃、60 ℃、100 ℃三种情况,因此,温度为自变量之一,探究的是温度对酶活性的影响;在每组相同温度条件下均设置了两组实验:底物不同,所用酶的种类相同。
因此,底物种类为另一个自变量,验证的是酶的专一性,故D错;淀粉溶液、蔗糖溶液、α淀粉酶溶液、碘液的用量均为无关变量,故A对;由于①②两组实验温度太低,导致酶基本无活性,反应不能正常进行,故B错。
②④⑥三组实验根本不能进行,无法进行温度对酶活性影响的探究,故C错。
4.(新情景信息)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示,下列有关叙述不正确的是( )A.酶1与产物B结合后失活,说明酶的功能由其空间结构决定B.酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列C.酶1有两种底物且能与产物B结合,因此酶1不具有专一性D.酶1与产物B的相互作用可以防止细胞生产过多的产物A答案 C解析由图中关系可知:酶1失活后与有活性时相比,空间结构发生了改变,说明酶的功能由其空间结构决定,A正确。
同一种酶,氨基酸种类和数目相同,故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同,B正确。
从图中可知,酶1只催化两种底物合成产物A的反应,具有专一性,C错误。
酶1与产物B结合使酶1无活性,合成产物A的反应会中断,这样可以防止细胞生产过多的产物A,D正确。
5.(实验装置图)如图所示的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。
先将酶和乳汁分别放入两个试管中,然后将两试管放入同一水浴(温度用℃表示)环境中保温15 min,再将酶和乳汁倒入同一试管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。
经过多次实验,记录在不同温度下凝乳所需要的时间,结果如下表。
A.该实验说明酶的活性受温度的影响,40 ℃左右是凝乳酶比较适宜的温度B.将装置A内的混合物加热到40 ℃会发生乳汁凝固C.必须先将酶和乳汁分别保温一段时间,再倒入同一试管中混合,然后保温并记录乳汁凝固所需要的时间D.将装置F内的混合物降温到40 ℃就会发生乳汁凝固答案 D解析由表格中数据可知,在温度为40 ℃时凝乳时间最短,说明凝乳酶活性比较高,但是由于设置的温度间隔较大,不能直接确定40 ℃为凝乳酶的最适温度,可能比其略高或者略低,所以该实验说明酶的活性受温度的影响,40 ℃左右是凝乳酶比较适宜的温度,A正确。
装置A内由于温度过低,酶活性受到抑制,所以当将装置A内的混合物加热到40 ℃时,酶活性增强,导致乳汁凝固,B正确。
为了避免其他因素的干扰,酶和乳汁必须分别保温一段时间再混合,然后继续保温,C正确。
装置F内由于高温导致酶的结构被破坏而失去活性,即使降温到40 ℃也不会发生乳汁凝固,D错误。
6.为了验证pH对过氧化氢酶活性的影响,请根据提供的材料用具,完成下面的实验,并回答有关问题。
材料用具:试管,量筒,滴管,试管架,pH试纸,新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液,新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,质量分数为5%的盐酸溶液,质量分数为5%的氢氧化钠溶液,蒸馏水等。
(1)实验原理:过氧化氢酶可以使过氧化氢分解成水和氧气。
(2)实验步骤:①如图所示,先在1号、2号、3号试管中各加入2 mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液,再向1号试管内加入1 mL蒸馏水,向2号试管内加入________________,向3号试管内加入______________,并振荡试管。
②向1号、2号、3号试管内各滴入2滴________________________。
③仔细观察各试管内______________________,并记录。
(3)实验结果: ________________________________________________。
(4)通过上述实验,得出的结论是:过氧化氢酶的活性需要适宜的________________。
(5)将某一溶液pH直接由1升到10的过程中,过氧化氢酶的活性________,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)在坐标图中画出过氧化氢酶的活性与pH的关系曲线(画出大致趋势即可)。
(7)要鉴定过氧化氢酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,则该酶的化学本质为________________。
答案(2)①1 mL(等量的)氢氧化钠溶液(试剂量和试剂名缺一不可) 1 mL(等量的)盐酸溶液(试剂量和试剂名缺一不可) ②肝脏研磨液③产生气泡的多少(3)1号试管内产生的气泡较多,2号和3号试管内产生的气泡较少(4)pH (5)不变过氧化氢酶已经失去活性(6)如图所示(7)蛋白质[判一判](1)由题1的甲图中两个曲线的差异可以得出人的淀粉酶活性的最适pH比植物的高( √)(2)由题1的乙图分析a、b、c三种脱氢酶中a酶最适温度最高( ×)(3)若在题2图中绘制出温度为85 ℃时PPO活性随pH的变化曲线,其中最高点对应横坐标为8.4,而纵坐标一定比80 ℃低( ×)(4)题3中表格中的自变量有两个,分别为温度和底物的不同( √)(5)在题6实验中过氧化氢、肝脏研磨液和盐酸、氢氧化钠使用的先后顺序可以是过氧化氢→盐酸、氢氧化钠→肝脏研磨液,而不能是肝脏研磨液→盐酸、氢氧化钠→过氧化氢( ×) (6)过氧化氢酶不能用来探究温度对酶活性的影响,而斐林试剂可用于鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解( ×)[想一想](1)依据题2中的相关信息,在下面坐标系中绘出麦芽中多酚氧化酶在pH=8.4时,70 ℃、80 ℃、90 ℃条件下的曲线。