必修1 第三单元 细胞的能量供应和利用(2)

2019-03-23 13:39

来源 有的可来源于食物等 酶只在生物体内合成 2.易混淆实验试剂的选择

(1)在验证酶专一性实验中,若反应物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。

(2)在探究温度对酶活性影响的实验中,若选取淀粉和淀粉酶,则不宜选用斐林试剂,因为斐林试剂需加热,而温度是自变量。

[针对练习]

高考命题常从以下角度设置陷阱

(1)化学本质和分布方面:

以选择题形式考查酶的本质、基本组成单位,以及某种结构中是否有某种酶的存在。 (2)功能方面:

与激素相比较,考查酶在细胞代谢中的作用。 1.下列有关酶的叙述正确的是( )

①是有分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得,有的在体内转化而来 ③凡是活细胞,一般都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤有的酶不是蛋白质 ⑥酶在代谢中有多种功能 ⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用 ⑧酶只是起催化作用

A.①②⑤ C.③⑤⑧

B.①⑤⑧ D.①③⑤

解析:选C 酶是由活细胞产生的,具有生物催化作用的有机物。就酶的化学本质而言,主要是蛋白质,还有RNA,④错、⑤对;就酶作用的场所而言,有胞内酶和胞外酶,活细胞一般都能产生胞内酶,①错、③对;代谢是细胞内全部有序化学变化的总称,在这一过程中,需要酶的催化,⑥、⑦错,⑧对。

2.(2011·福建高考)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性,这三类物质都是( )

A.在细胞内发挥作用 B.由活细胞产生的蛋白质 C.与特定分子结合后起作用 D.在发挥作用后还能保持活性

解析:选C 酶可以在细胞外发挥作用,激素和神经递质都可以与细胞膜表面的受体相结合,从而起作用。激素中的性激素是固醇类物质;大部分酶的化学本质是蛋白质,少数是RNA;部分神经递质是单胺类物质。激素和神经递质与细胞膜上的受体识别并结合起作用,而酶的作用也具有专一性。激素和神经递质起作用后会在相应酶的作用下被处理而失去活性,即激素和神经递质起作用后会发生代谢性失活。

具有专一性的物质归纳

(1)酶:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。

(2)载体:某些物质通过细胞膜时需要载体协助,不同物质所需载体不同,载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。

(3)激素:激素特异性地作用于靶细胞、靶器官,其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。

(4)tRNA:tRNA有61种,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 (5)抗体:一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。

考点二|以能量代谢为依托,考查ATP的结构与功能

1.ATP的结构及组成部分的含义

2.ATP的再生和利用

3.细胞内产生与消耗ATP的生理过程

转化场所 细胞膜 细胞质基质 常见的生理过程 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐 产生ATP:细胞呼吸第一阶段 消耗ATP:一些需能反应 产生ATP:光反应 消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录,蛋白质合成等 产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP:自身DNA复制、转录,蛋白质合成等 叶绿体 线粒体 核糖体 细胞核 消耗ATP:蛋白质的合成 消耗ATP:DNA复制、转录等 4.ATP产生速率与O2供给量之间的关系

(1)A点表示在无氧条件下,细胞可进行无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。 (2)AB段表示随O2供应量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多,ATP的产生速率随之增加。

(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后,ATP的产生速率不再加快,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。

[典例2] (2014·云南师大附中模拟)下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。有关说法不正确的是( ) .

A.图甲中的A代表腺苷,b、c为高能磷酸键

B.图乙中进行①过程时,图甲中的c键断裂并释放能量 C.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性 D.夜间有O2存在时,图乙中过程②主要发生在线粒体 [思维流程]

[解析] A项中A代表的是腺嘌呤,ATP水解一般是远离A的高能磷酸键断裂,也就是c键;ATP水解产生的能量来自ATP的高能磷酸键的水解,合成ATP的能量来自细胞呼吸和光合作用;酶的催化作用具有高效性。夜间有O2存在时,ATP合成的主要场所是线粒体。

[答案] A

1.误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应 反应式 ATP的合成 ADP+Pi+能量――→ATP 酶ATP的水解 ATP――→ADP+Pi+能量 酶所需酶 能量来源 能量去路 反应场所 ATP合成酶 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存于形成的高能磷酸键中 细胞质基质、线粒体、叶绿体 ATP水解酶 储存在高能磷酸键中的能量 用于各项生命活动 生物体的需能部位 由表可以看出,ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不尽相同,因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应,但物质可重复利用。

2.ATP转化为ADP也需要消耗水

ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”,这一过程需酶的催化,同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。

3.ATP≠能量

ATP是一种高能磷酸化合物,是与能量有关的一种物质,不能将两者等同起来。 4.误认为细胞中含有大量ATP

生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用,只要提供能量(光能或化学能),生物体就可不断合成ATP,满足生物体的需要。

[针对练习]

高考命题常从以下角度设置陷阱

(1)结构方面:

结合DNA、RNA、核苷酸等结构,考查ATP的组成与结构。 (2)功能方面:

结合细胞代谢,考查ATP与ADP的相互转化。

3.(2014·黄山模拟)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.①和② C.③和④

解析:选D 根据题意知“○”中所对应的含义分别为:①一磷酸腺苷AMP,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。

4.(2014·武汉市武昌区联考)下列有关ATP的叙述,不正确的是( ) .

B.①和③ D.⑤和⑥

A.ATP中的能量可以来源于光能或化学能 B.ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分解

C.人体在紧张或愤怒状态下,细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率 D.人体剧烈运动过程中,机体通过神经调节和体液调节,使细胞产生ATP的速率迅速增加

解析:选C 光合作用光反应阶段产生的ATP中的能量来源于光能,该过程无有机物的氧化分解;呼吸作用过程中有机物分解释放出来的一部分能量储存于ATP中;在任何状态下,机体ATP的合成和分解都处于动态平衡状态;剧烈运动时,机体通过神经调节和体液调节使有机物分解加快,ATP合成加快。

一、实验探究能力|探究温度和pH对酶活性的影响(考纲要求实验)

[典例] 某生物课外活动小组在探究酶的特性时,实验员为其提供了如下材料用具: 质量分数为3%的淀粉溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、质量分数为5%的盐酸、质量分数为2%的淀粉酶溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液、质量分数为1%的碘液、蒸馏水、90℃热水、冰水,试管、量筒、小烧杯、大烧杯、胶头滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、pH试纸、火柴、标签纸等。 结合所学知识回答下列问题: (1)探究温度对酶活性的影响。 考查温度对酶活性影响实验的材料选择 (1) ?2?温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。

①本实验选用的反应物和酶制剂分别是 质量分数为 3% 的淀粉溶液、质量分数 为 2% 的淀粉酶溶液 。


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