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第三单元细胞的能量供应和利用1．(2016·宝鸡一检)下列有关细胞内酶和ATP的叙述，错误的是( )A．在有氧和缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATPB．细胞内的生命活动均需要酶催化和ATP供能C．ATP脱去两个磷酸基团后可作为合成某些酶的原料D．酶的合成过程伴随着ATP的水解解析：选B。
在有氧和无氧条件下，细胞分别进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中进行，都能产生ATP；细胞的生命活动大多都需要酶的催化，不一定都需要消耗ATP，如物质跨膜运输中的被动运输；ATP脱去两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸，它是合成RNA的原料，少数酶的本质是RNA；无论是蛋白质成分的酶还是RNA成分的酶，在合成时都需要ATP水解供能。
2．通过实验研究温度对a、b、c三种酶活性的影响，结果如下表。
下列说法错误的是( )A.aB．不论温度为多少，酶的用量一定会影响实验结果C．该实验中，自变量有两个，分别为温度和酶的种类D．三种酶中较适宜高温环境的是c酶解析：选B。
从表中信息可知，a酶和b酶在20 ℃和40 ℃时对应的酶活性均比30 ℃时对应的酶活性低，可见这两种酶的最适温度为30 ℃左右，A项正确；在一个能使酶失活的高温条件下，酶的用量不会影响实验结果，B项错误；该实验中温度和酶的种类均为自变量，C项正确。
3．(2016·浙江金、丽、衢十二校一模)酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，ATP是一切生命活动的直接能源物质。
下图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图，以下说法不正确的是( )A．绿色植物叶肉细胞内，叶绿体合成的ATP比线粒体内合成的用途单一B．酶a～c催化的反应(底物的量相同)，产生⑤最多的是Ⅲ过程C．若要探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性D．酶a～c催化的反应体现了酶的专一性解析：选B。
绿色植物叶肉细胞内，叶绿体合成的ATP只用于暗反应，而线粒体内合成的ATP用于各种生命活动，A正确；图中①是ADP、②是AMP、③是腺苷、④为磷酸、⑤为能量，Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键，Ⅲ过程断裂的是普通化学键，Ⅲ过程产生的能量最少，B错误；由图可知，ATP逐步水解过程中会不断产生酸性物质，因此要探究酶b的最适宜pH，实验的自变量范围应偏酸性，C正确；酶a～c催化不同的反应，故体现了酶的专一性，D正确。
细胞的能量供应和利用第8讲酶和ATP考试说明 1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。
2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
3.实验:探究影响酶活性的因素。
考点一酶的本质、作用和特性1.酶本质的探索历程(连一连)2.酶的本质及生理功能(1)本质与作用化学本质绝大多数是少数是合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核来源一般来说, 都能产生酶生理功能具有作用作用场所细胞内、外或生物体外均可(2)作用机理: 化学反应的活化能。
图3-8-1①无酶催化的反应曲线是,有酶催化的反应曲线是。
②ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba段的含义是酶。
③若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴上将移动。
3.酶的特性(1) :酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化化学反应。
(3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的遭到破坏,使酶永久失活;低温时,酶的活性减弱,但不会失活。
正误辨析(1)酶在催化反应前后,其分子结构不变。
( )(2)一个细胞中酶的种类和数量是一定的,不会发生变化。
( )(3)酶可降低过氧化氢分解反应所需的活化能而无机催化剂不能。
( )(4)酶发挥作用后就会被降解。
( )(5)产生激素的细胞一定产生酶,但是产生酶的细胞不一定产生激素。
( )(6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后,再加入双缩脲试剂,由于蛋清液中的蛋白质被分解,因此不再发生紫色反应。
( )1.酶的高效性图3-8-2(1)由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。
因此,酶不能改变最终生成物的量。
2.酶的专一性(1)物理模型图3-8-3①图中A表示酶,B表示被催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被酶催化的物质。
②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
(2)曲线模型图3-8-4①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能催化底物A的反应。
细胞呼吸一、选择题1．(2016 ·大连摸底) 人体内以下反响可在线粒体中发生的是()①C3H6O3(乳酸)的生成②丙酮酸的氧化分解③氧气的生成④水的利用⑤二氧化碳的生成⑥ATP 的生成A．①②⑤⑥B．②④⑤⑥C．①②③⑤D．②③⑤⑥分析：①发生在细胞质基质中，③发生在叶绿体中，②④⑤⑥发生在线粒体中，应选B。
答案： B2．(2016 ·吉大附中模拟) 将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液( 细胞质基质 ) 和积淀物( 含线粒体 ) ，把等量的上清液、积淀物和不曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，而后置于有氧的条件下。
以下表达不正确的选项是( ) A．甲试管中最后产物为 CO2和 H2OB．乙试管中不发生反响C．丙试管中有大批的ATP产生D．丙试管中有CO2产生分析：有氧条件下葡萄糖在细胞质基质中只好分解形成丙酮酸， A 错误。
答案： A3．以下有关人体细胞呼吸的说法，正确的选项是()A． [H] 只在有氧呼吸的第二阶段产生，第三阶段与O2联合形成水B．无氧呼吸第二阶段能产生少许ATPC．以葡萄糖为底物时，若细胞CO2开释量等于O2汲取量则细胞只进行有氧呼吸D．有氧呼吸的第三阶段ADP的耗费量最大分析： [H] 可在有氧呼吸的第一和第二阶段产生， A 错误；无氧呼吸仅能在第一阶段产生少许 ATP，B 错误；人体细胞无氧呼吸不产生CO2，所以细胞CO2开释量等于O2汲取量时也可能在进行无氧呼吸，C错误；有氧呼吸的第三阶段产生大批ATP，此时 ADP的耗费量最大，D正确。
答案： D4．(2016 ·淮安调研) 以下对于细胞呼吸原理的应用，正确的选项是()A．水果蔬菜的保存要求零下低温、低氧、湿度适合B．用透气的纱布包扎伤口可防止组织细胞缺氧死亡D．温室栽种蔬菜，要提升产量，夜晚可适合降低温度分析：水果、蔬菜的保鲜应在零上低温保存， A 错误；用透气纱布包扎伤口是为了防止厌氧性微生物在伤口处生殖， B 错误；稻田按期排水可防备无氧呼吸产生的酒精对细胞造成迫害， C 错误；温室内栽种蔬菜时，夜晚适合降低温度，可降低呼吸作用的强度，减罕有机物的耗费，进而提升蔬菜的产量，D正确。
第1讲 ATP 和酶[最新考纲]1．酶在代谢中的作用 2.ATP 在能量代谢中的作用 3.实验：探究影响酶活性的因素[对应学生用书P 37]考点一 ATP 的结构与功能1．填写ATP 的结构概念图2．ATP 的转化和利用[深度思考](1)如何理解反应式ATP 水解酶合成酶ADP ＋Pi ＋能量为不可逆反应？提示：原因是：①所需酶不同；②反应场所不同；③能量的来源和去路不同，但物质是可以循环利用的。
(2)比较ATP 形成与水解的相关不同点。
提示：(3)根据下列图示说出ATP 、DNA 、RNA 、核苷酸结构中“A”的含义与组成。
提示：①ATP 结构中的A 为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。
②DNA 结构中的A 为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。
③RNA 结构中的A 为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。
④核苷酸结构中的A 为腺嘌呤。
(4)下图为ATP产生量与O2含量关系，据图回答：①AB段表示在一定范围内，ATP产生量随O2供应量的增大而增多，原因是什么？提示：原因是随O2浓度增大，有氧呼吸速率增大。
②BC段表示当O2供应量达到一定值时，ATP产生量不再增加，原因是什么？提示：这是由于细胞中ATP的量很少，且处于一种动态平衡中。
(因酶、有机物、ADP、磷酸有限)(5)A点表示什么？提示：表示无O2条件下，细胞进行无氧呼吸也能产生少量ATP。
(6)若横坐标为呼吸强度，ATP产生量曲线应从哪里开始？提示：从原点开始。
题组一考点诊断(1)DNA与ATP中所含元素的种类相同。
(2015·高考课标Ⅰ卷)()(2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。
(2014·高考新课标全国Ⅱ卷)()(3)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。
(2015·广州模拟)()(4)线粒体内膜上不能合成ATP。
(2012·高考北京卷)()(5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。
单元能力提升对应学生用书P066[技法集中营]酶实验的三种设计方法1．试剂检测法——鉴定酶的本质(1)设计思路从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。
因此，使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。
(2)设计方案2．对比法——验证酶的高效性和专一性(1)验证酶的高效性①设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂作比较)催化底物反应速率进行比较，得出结论。
②设计方案③实验操作(2)验证酶的专一性①设计思路验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：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结论。
②设计方案3.梯度法——探究酶的最适温度和最适pH(1)设计思路常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论：酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即最适温度(或pH)。
相邻组间的差值(即梯度值)越小，测定的最适温度(或pH)就越精确。
特别注意：在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列相互对照外，其他所有无关变量都必须相同且适宜(包括材料的大小、质量、生长状况等)。
(2)设计方案呼吸熵问题全突破呼吸熵，又称呼吸系数，是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一个指标。
植物组织在一定时间内，放出二氧化碳的摩尔数与吸收氧气的摩尔数的比值叫做呼吸熵(简称RQ)，呼吸熵能够说明呼吸作用的底物性质，但受氧气供应状态影响较大，因此由同一种现象可能得出不同的结论。
分析和研究呼吸熵，有利于解决关于呼吸作用的很多问题，所以呼吸熵是高考命题的切入点之一。
1．呼吸熵测定装置实验原理：在该呼吸熵测定装置中，装置1中加入NaOH 溶液的目的是吸收二氧化碳，根据着色液滴移动的刻度可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。
第8讲降低化学反应活化能的酶[基础题]1．下列关于酶的说法，正确的是( )A．都是由氨基酸组成的B．最适温度都是37 ℃C．只在活细胞内发挥作用D．都能降低化学反应的活化能解析：选D。
多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA，因此构成酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；不是所有酶的最适温度都是37 ℃，一般来说，人体内酶的最适温度是37 ℃，植物体内的酶最适温度在40～50 ℃之间，B错误；酶可以在细胞内、外发挥作用，C错误；酶的催化机理是降低化学反应的活化能，D正确。
2．某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的影响时，得到下图结果。
下列分析不正确的是( )A．Mn2＋降低了反应过程所必需的活化能B．Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使其活性降低C．不同离子对酶的活性有提高或降低作用D．该水解酶的用量是实验的无关变量解析：选A。
从图中可以看出，Mn2＋只是提高了某水解酶活性，但并不能降低反应过程所必需的活化能；Co2＋或Mg2＋可能导致酶结构的改变使某水解酶活性降低；从图中可以看出，有的离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量。
3．如下图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是( )A．若有大量气体产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B．若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度加快C．一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D．为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量解析：选C。
气体量不再增加可能是H2O2被完全分解了。
4．如图是人体内某种酶的活性曲线，这种酶可能催化下列哪一项化学反应( )A．葡萄糖合成糖原B．氨基酸合成蛋白质C．蛋白质分解成多肽D．葡萄糖分解成二氧化碳和水答案：C5．酶作为一种生命活动的催化剂，在生物的新陈代谢、物质合成、能量转化以及降解等各种反应中都起着重要作用，以下4种酶的作用对象或物质分别是( )①蛋白酶②RNA聚合酶③肽酶④解旋酶A．脂肪酶、磷酸二酯键、肽键、氢键B．淀粉酶、氢键、肽键、氢键C．蛋白质、磷酸二酯键、氢键、氢键D．蛋白质、磷酸二酯键、肽键、磷酸基团解析：选A。
蛋白酶能催化蛋白质分解。
RNA聚合酶用于DNA转录生成RNA的过程中，形成磷酸二酯键。
肽酶催化多肽中肽键的断裂。
解旋酶用于DNA分子复制过程中氢键的断裂。
6．如图表示某种酶催化某二糖的水解过程。
据图分析下列说法正确的是( )A．该过程可以表示麦芽糖的水解B．反应前后酶的化学性质没有发生改变C．该酶也可以催化其他二糖的水解D．该反应过程中的酶只能利用一次解析：选B。
由图可知，该二糖由两种不同的单糖构成，可能是蔗糖或乳糖。
反应前后酶的化学性质没有发生改变，该酶可以重复利用。
酶具有专一性，该酶不能催化其他二糖的水解。
7．下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，a～d代表试管，①～⑦代表实验步骤。
对该实验方案的有关评价，错误的是( )B．②和④会影响酶的活性C．②④和⑥的温度设置错误D．④和⑤的顺序有误解析：选A。
从表格中的操作方法可以看出，唾液淀粉酶的作用底物才是自变量。
该实验的温度控制错误。
四组试管应温度相等，酶加到底物后要保持恒温，无需加热，即②步骤错误。
其实验步骤应为①③⑥⑤④⑦。
8.(2016·吉林大学附中一模)右图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。
结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关说法正确的是( ) A．若在A点提高反应温度，反应速率会加快B．若在B点增加酶的浓度，反应速率不会加快C．若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快D．反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素解析：选D。
由于该图是在最适温度下绘制的，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率变慢，A错误；B点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，说明反应物浓度不是限制因素，可能受酶浓度的限制，因此当在B点及以后提高酶的浓度，反应速率加快，提高反应物浓度，反应速率不会变化，B、C错误；从曲线图可知，A点后B点前，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，说明此时的主要限制因素是反应物浓度，D正确。
9．(2016·广西桂林中学质检)某生物兴趣小组要设计实验验证酶的专一性。
请根据题意回答问题：备选实验材料和用具：蛋白质块，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸馏水，双缩脲试剂，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。
(1)该实验的自变量是________________。
(2)实验步骤：①取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。
②取5 mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。
③将两支试管置于恒温水浴锅中，保温(37 ℃)5分钟。
④分别加入等体积等质量的蛋白质块，其他条件相同且适宜。
⑤一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。
上述实验步骤中，有两处明显错误，请找出这两处错误并更正。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(3)如果想验证过氧化氢酶具有高效性的特点，应该用过氧化氢酶和________对________进行催化效率比较。
解析：(1)探究酶的专一性，需要设计对照实验，其实验变量是酶的有无及种类或者是底物种类。
(2)实验步骤中加入到乙试管中的牛胰淀粉酶溶液没有注明用量，不符合单一变量原则，两支试管中都有蛋白质类酶，遇双缩脲试剂呈紫色，因而两支试管都有紫色，不能用双缩脲试剂检测。
(3)验证过氧化氢酶具有高效性的特点，应该用过氧化氢酶和Fe3＋对H2O2进行催化效率比较。
答案：(1)酶的有无及种类(或酶的有无及底物种类)(2)①不符合单一变量原则(或不符合等量原则)，应取5 mL牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中②不能用双缩脲试剂检测，应直接观察蛋白质块体积的大小(3)Fe3＋H2O2[提升题]10．美国加州大学教授卢云峰做出一个纳米级小笼子，可把分解酒精的酶(化学本质不是RNA)装入其中，有了这身“防护服”，酶就不怕被消化液分解，可安心分解酒精分子。
下列推测合理的是( )A．该成果中分解酒精的酶位于细胞质基质中B．该酶进入人体后能分解体内无氧呼吸的产物C．纳米级小笼子可通过主动运输的方式被吸收进入血液D．“防护服”的主要功能是阻碍消化道内蛋白酶的作用解析：选D。
该成果中分解酒精的酶位于纳米级小笼子中，随着食物进入消化道分解酒精，A错误；该酶进入人体后能分解人体喝入的酒精，但是人体内无氧呼吸的产物乳酸不能被其分解，B错误；纳米级小笼子不进入血液，直接进入消化道分解喝入的酒精，C错误；纳米级小笼子可以防止消化道内蛋白酶将分解酒精的酶水解，D正确。
11．(2016·徐州模拟)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述正确的是( )A．酶1与产物B结合后失活，说明酶的功能由其氨基酸序列决定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的相互作用不能防止细胞产生过多的产物A解析：选B。
酶的功能由其空间结构决定，其变构位点与活性位点均取决于酶的空间结构；酶1有两种底物且能与产物B结合，不能说明酶没有专一性；从图中可知，酶1的活性与产物B的浓度有关，当产物B浓度高时，酶1无活性，因此酶1与产物B的相互作用能防止细胞内产生过多的产物A。
12．(2016·银川一中月考)酶促反应在细胞中往往不是独立发生的，酶促反应的序列性使得不同的酶促反应彼此按一定顺序相互联系，如图为嘧啶核苷酸的合成过程图，请分析下列有关酶的论述，不正确的是( )A．若控制图中某种酶的基因发生基因突变，则一定无法合成嘧啶核苷酸B ．若嘧啶核苷酸的数量过多，则“？”代表抑制酶1的活性C ．天冬氨酸和嘧啶核苷酸均可以与酶1结合，但效果不同D ．酶1～5可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用解析：选A 。
当控制题图中某种酶的基因发生了基因突变时，该基因控制的性状不一定改变，故突变后的基因可能仍能够合成相应的酶；为了防止嘧啶核苷酸数量过多，“？”代表的是抑制酶1的活性；酶1与天冬氨酸结合催化天冬氨酸合成中间体A ，嘧啶核苷酸与酶1结合抑制酶1的活性；只要提供适宜的条件，就能使酶发挥作用，因此酶促反应的场所可以是细胞内，也可以是细胞外。
13．研究化合物P 对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。
下列有关叙述不正确的是()A ．底物浓度可影响酶促反应速率B ．若反应温度不断升高，则A 点持续上移C ．P 对该酶的活性有抑制作用D ．曲线①所代表的反应比曲线②所代表的反应先达到反应平衡解析：选B 。
由图可知，底物浓度在一定范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快；酶促反应都有适宜的温度，超过这一温度时，酶的活性会降低，酶促反应速率下降，A 点不会持续上移；与仅有酶的曲线相比，加入化合物P 后酶促反应速率降低，说明P 对该酶的活性有抑制作用；从坐标图可以看出，曲线①条件下比曲线②条件下反应速率高，故达到反应平衡所需的时间要短。
14．(2016·贵阳监测)实验室中提供了新取的唾液(含唾液淀粉酶)、新鲜的肝脏研磨液、可溶性淀粉溶液、H 2O 2溶液、碘液及实验所需的全部仪器、工具等(溶液浓度符合要求)。
某研究性学习小组设计以下实验方案探究温度对酶活性的影响。
据此回答下列问题：注：“—”表示该步不处理。
(1)步骤1应选择________(填“H 2O 2溶液”或“淀粉溶液”)作为反应底物。
(2)步骤2加入的是含________酶的溶液；步骤3乙组C 、D 两试管的水浴温度应控制在________℃。
(3)请完善步骤4的操作：________________________________________________________________________。
(4)步骤5应选用________(填“碘液”或“带火星的木条”)进行检测。
解析：(1)本实验自变量是温度，而温度会影响过氧化氢的分解，所以，步骤1中的底物应选择淀粉溶液。
(2)步骤2应加入的是含唾液淀粉酶的溶液。
甲组的温度为9 ℃，温度较低，丙组的温度为65 ℃，温度较高，所以乙组温度应设置为唾液淀粉酶的最适温度，即在35～40 ℃范围内。
(3)在每组的两支试管中分别加入底物和酶溶液保温一段时间后，应将每组两支试管中的溶液混合，然后在对应温度下保温。
