2022年高三生物二轮复习 第一部分 知识落实篇 专题二 细胞的代谢 第1讲 酶和ATP讲解

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1、2022年高三生物二轮复习 第一部分 知识落实篇 专题二 细胞的代谢 第1讲 酶和ATP讲解 1．酶在代谢中的作用(Ⅱ)。 2．ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。 1．(xx·福建卷)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应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是(C) A．蛋白酶　　B．RNA聚合酶　　C．RNA　　D．逆转录酶 解析：核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒，主要由RNA和蛋白质构成，其功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链；当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后，余下的物质主要是RNA，且到目前为止，人们发现在生

2、物体内具有催化作用的物质大多数是蛋白质，其次是RNA。 2．(xx·江苏卷)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是(C) A．叶肉细胞合成的糖运输到果实 B．吞噬细胞吞噬病原体的过程 C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖 D．细胞中由氨基酸合成新的肽链 解析：主动运输、胞吞、蛋白质的合成都需要消耗ATP提供的能量，淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖不需要消耗ATP提供的能量。 3．(xx·大纲卷)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是(B) A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用 B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP C．在有氧与缺氧的

3、条件下细胞质基质中都能形成ATP D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用 解析：细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的ATP主要由线粒体提供，A正确；ATP是生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中有ATP形成，C正确；根细胞吸收矿质元素离子主要通过主动运输的形式，其消耗的能量主要是由细胞呼吸所提供的ATP，D正确。 4．(xx·海南卷)下列物质中，能够直接给细胞生命活动提供能量的是(D) A．脂肪　　　B．钙离子　　　C．糖　　　D．ATP 解析：脂肪是细胞内良

4、好的储能物质；钙离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；糖类是主要的能源物质；ATP是细胞生命活动的直接供能物质，选D。 5．(xx·江苏卷)下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是(C) A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好 B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用 C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用 D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用 解析：加酶洗衣粉中的酶在水温45～60℃时，能充分发挥洗涤作用，水温高于60℃时，碱性蛋白酶要失去活力，水温低于15℃时，酶的活性迅速下降，影响洗涤效果。低于40℃时，则酶

5、作用缓慢，但不易被破坏而失活，A错误；表面活性剂能影响碱性蛋白酶活性， 还会使酶失活，B错误；碱性蛋白酶适合的pH值为6.0～8.5，C正确；蛋白质是衣物上最普遍存在的污垢，而且是最难被表面活性剂和其他助洗剂所去除的。蛋白酶能把衣物上蛋白质先分解成可溶性的肽，然后再分解成氨基酸，从而很容易被洗去，D错误。 填充关键点 思考连接处 (1)酶与ATP有哪些共同特点？ 提示：含量比较少，代谢离不了。 (2)酶与ATP在细胞内的合成场所有什么不同？ 提示：酶的合成场所是核糖体、细胞核，ATP的合成场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。 1．低等植物细胞中心体移

6、向两极时，下列几种酶最活跃的是(D) A．RNA聚合酶和DNA聚合酶 B．解旋酶和淀粉合成酶 C．纤维素酶和果胶酶 D．ATP水解酶和ATP合成酶 解析：低等植物细胞中心体移向两极，表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合成酶很活跃，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。 2．(xx·潍坊二模 )下列关于酶和ATP的叙述，正确

7、的是(B) A．组成酶的元素只有C、H、O、N，组成ATP的元素有C、H、O、N、P B．酶的合成消耗ATP，ATP的合成需要酶的催化 C．在代谢旺盛的细胞中，酶和ATP的含量大量增加 D．酶和ATP均可降低反应的活化能 解析：有些酶化学本质是RNA，含有C、H、O、N、P 元素；酶的合成需要消耗能量；生物体内ATP与ADP含量保持动态平衡，不会大量增加；ATP不具有催化作用，不会降低活化能。 3．研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞无影响。进一步研究发现，发挥作用的物质是L－天冬酰胺酶，该酶能将L－天冬酰胺分解，因淋巴瘤细胞自身不能合成L－天冬酰胺，细胞增殖

8、而被抑制。 (1)为验证该酶对上述两种细胞的影响，某兴趣小组进行了以下实验。 实验材料：正常细胞、淋巴瘤细胞、L－天冬酰胺酶、培养基(含细胞生长所需物质)等 实验步骤： 实验组：培养基＋L－天冬酰胺酶＋淋巴瘤细胞 对照组：培养基＋________________________________________ 两个组在相同且适宜条件下培养后，观察细胞生长状况，检测L－天冬酰胺含量。 实验结果(如下表)。 实验分组 生长状况 L－天冬酰胺含量 培养基中 细胞内 实验组 抑制 缺乏 缺乏 对照组 ？ 缺乏 正常 结果分析： 对照组细胞生长状况为___

9、_____，细胞内L－天冬酰胺含量正常的原因是________________________________。两个组的细胞应保持大小相当、活力相同、________。 (2)患者多次静脉注射外源性L－天冬酰胺酶后疗效降低，经检测，在患者的血液发现了抗体与L－天冬酰胺酶结合物，说明患者产生了________免疫。 (3)L－天冬酰胺酶口服无疗效。兴趣小组依据上述研究结果设计了如下方案进行验证。 实验组： 步骤一：向2 mL的L－天冬酰胺酶溶液加入2 mL____________溶液(甲液)，将混合液(a液)pH调至1.5左右，37 ℃水浴保温10 min；向a液加入4 mL胰蛋白酶溶液

10、(乙液)，将混合液(b液)pH调至8左右，37 ℃水浴保温20 min； 步骤二：向b液中加入含量为A的L－天冬酰胺，将混合液(c液)pH调至8左右，37 ℃水浴保温20 min，检测c液中L－天冬酰胺的含量为B。 对照组：设置情况是____________________________________； 步骤二检测L－天冬酰胺的含量为C。 预期结果：若L－天冬酰胺的含量情况为________时，证明L－天冬酰胺酶口服无疗效。 解析：(1)实验设计应遵循单一变量原则——实验组中加入了淋巴瘤细胞，对照组应加入正常细胞。(2)与实验组相比，对照组细胞生长未受抑制(正常生长)，其原因是正

11、常细胞能正常合成L－天冬酰胺；为保证单一变量及等量原则，两个组的细胞应保持大小相当、活力及数量相同，产生“抗体”表明发生了“体液免疫”。(3)依据pH调至1.5左右，可推测所加酶液应为胃蛋白酶，加入胃蛋白酶，再加入胰蛋白酶模拟了由胃到小肠的消化液环境，若加入含量为A的L－天冬酰胺其含量与对照组(对照组仅有L－天冬酰胺＋L－天冬酰胺酶)相比，对照组中L－天冬酰胺被水解，即C量为0，而加入消化液处理的溶液中L－天冬酰胺几乎未变，即B＝A，则可表明L－天冬酰胺口服无疗效。 答案：(1)L－天冬酰胺酶＋正常细胞　正常　正常细胞能合成L－天冬酰胺/正常细胞有合成L－天冬酰胺的酶　数量相等　(2)体液

12、 (3)胃蛋白酶/胃液　步骤一中“不加入甲液，不加入乙液”，其他的设计与实验组相同　B与A接近，C为0(或“B与A相等，C比A少”) 4．为探究不同离子对肠淀粉酶(最适pH为8)活性的影响，某同学开展了相关的实验，其实验步骤和结果(见表)。请回答下面的问题： 试管编号及试剂 实验步骤 1号质量分数 为1%NaCl溶 液/mL 2号质量分 数为1%CuSO4 溶液/mL 3号质量分数 为1% Na2SO4 溶液/mL 4号蒸 馏水/mL ①加入试剂 1 1 1 1 ②加入pH为8 的缓冲液/mL 1 1 1 1 ③加入质量分

13、数为 1%淀粉溶液/mL 1 1 1 1 ④加入肠淀粉 酶溶液/mL 1 1 1 1 ⑤各试管室温下反应2 min ⑥加入刚配制好的斐林试剂1 mL ⑦将各试管放入盛有50～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min ⑧观察、记录结果 深砖红色 无砖红色(或 浅蓝色) 浅砖红色 浅砖 红色 (1)分析结果，得出结论： 比较3号与4号试管的实验结果，可得出的结论是___________________________________________________________ ________________________________

14、__________________________。 比较2号与3号试管的实验结果，可得出的结论是___________________________________________________________ __________________________________________________________。 比较1号与3号试管的实验结果，可得出的结论是___________________________________________________________ ____________________________________________

15、______________。 (2)本实验的自变量是________。 (3)四组实验中属于空白对照的是________号试管的实验。 (4)实验中加入缓冲液的作用是___________________________。 (5)实验步骤⑤和步骤⑥能否对调(即先做步骤⑥，再做步骤⑤)？请作出判断并简述理由：_____________________________________。 解析：(1)3号与4号试管的单一变量是是否加入Na＋、SO由实验结果推知两试管“无差异”，由此推测Na＋、SO对肠淀粉酶催化活性无影响。由2号试管加入CuSO4溶液导致“无砖红色”实验结果推测，此试管中

16、肠淀粉酶活性已受抑制，不再催化淀粉水解，结合3号试管可推测Cu2＋对肠淀粉酶有抑制作用。比较1、3号试管，二者均加入Na＋，不同之处是1号还加入了Cl－，3号还加入了SO，结合实验结果可推测Cl－可提高淀粉酶催化活性，产生更多的还原糖，从而呈现“深砖红色”。(2)本实验的自变量是各试管中加入的离子种类不同。(3)四组实验中，未加入离子(即加入蒸馏水)的组别为空白对照组。(4)本实验中加入缓冲液是为了维持反应液中pH稳定。(5)由于斐林试剂由NaOH溶液和CuSO4溶液混合配制而成，倘若⑤、⑥对调，则斐林试剂中Na＋、Cu2＋、SO等离子均会干扰实验结果，从而违背了“单一变量原则”。 答案：(1)Na＋和SO对肠淀粉酶催化活性没有影响　Cu2＋对肠淀粉酶的催化活性有抑制作用　Cl－对肠淀粉酶的催化活性有促进作用　(2)不同的离子　(3)4　(4)维持反应液中pH的稳定(答案合理即可)　(5)不能。因为斐林试剂中有Cu2＋，可参与反应；步骤⑤和⑥对调，其设计不符合单因子(单一变量)原则的要求(补充答案：斐林试剂中含有的Na＋、Cu2＋或SO，会对实验造成干扰)(判断要与理由一致，理由合理即可)