专题二 第1讲 物质迸出细胞的方式、酶与ATP
文档属性
| 名称 | 专题二 第1讲 物质迸出细胞的方式、酶与ATP |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 396.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2010-02-06 13:46:00 | ||
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文档简介
登陆21世纪教育 助您教考全无忧
细胞的代谢
放眼高考
考查点 2007 2008 2009
物质进出细胞的方式 江苏生物 T27广东理基 T42 江苏生物 T2、T33 辽宁、宁夏卷 T3广东生物 T2海南生物 T5
酶和ATP 海南生物 T4、T7广东生物 T6、T38 上海生物 T12、T13广东生物 T6 全国卷I T2、T31上海卷 T24
光合作用的概念与过程 全国ⅡT30海南生物 T3 山东理综 T7海南生物 T2、T3江苏生物 T5上海生物 T21 上海卷 T38海南卷 T15
影响光合作用的因素 全国Ⅱ T30江苏生物 T26海南生物 T1 宁夏理综 T2、T28上海生物 T36重庆理综 T4 辽宁、宁夏卷T29江苏卷 T25
呼吸作用 江苏生物 T36 宁夏理综 T28广东文旗 T71广东理基 T40上海生物 T29 全心卷Ⅱ T1安徽卷T29
光合作用与呼吸作用的关系 山东理综 T8上海生物 T7 广东生物 T4上海生物 T36 重庆卷 T30广东卷 T30
备考策略
1．读懂教材中各种模式图、示意图、坐标图、表格等所含信息，提炼出其中所含生物学知识。如将植物细胞吸水与失水与外界溶液浓度相联系。
2．重视本专题中探究与实践活动的复习。如植物细胞液浓度的估测、植物细胞活性的鉴定、植物对无机盐离子吸收的选择性、关于酶和ATP要注重影响酶活性因素的探究实验，影响酶反应的相关曲线的分析。21世纪教育网
3．理解实质、结合曲线分析影响的因素条件。如对光合作用中有关光反应和暗反应前后物质和能量变化及二者间的关系的理解，需掌握光合作用的实质；结合分析相关曲线，理解影响光合作用的因素。
4．要与生产、生活实际相联系；真正掌握本专题知识的内涵和外延，并将知识转变为能力。
5．采用比较、综合方法，掌握有氧呼吸、无氧呼吸，光合作用与呼吸作用的区别与联系。
第1讲 物质迸出细胞的方式、酶与ATP
考点整合
一、物质出入细胞的方式21世纪教育网
1．物质出入细胞方式的判断21世纪教育网
大分子、颗粒物质：胞吞或胞吐
不需：自由扩散
不需要：协助扩散
需要：
需要：主动运输
2．影响物质跨膜运输的因素
①物质浓度(在一定浓度范围内)
( http: / / www.21cnjy.com )
②O2浓度
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③温度
温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质运输速率。低温会使物贡跨膜运输速率下降。
二、酶在代谢中的作用：
1．有关酶的实验探究思路分析
(1)探究某种酶的本质
加入双缩脲试剂 出现紫色反应 酶是蛋白质
待测酶液
加入吡罗红染液 出现红色 酶是RNA
(2)验证酶的专一性
淀粉 蔗糖
↓ ↓
分别加入淀粉酶溶液
↓
加入斐林试剂并加热
↓ ↓
砖红色沉淀 无砖红色沉淀
结沦：淀粉酶只能能化淀粉水解不能催化蔗糖水解，酶具有专一性
(3)验证酶的高效性
H2 O2 加入Fe3+ 气泡产生慢且少 酶与无机催化剂
溶液 加入过氧化氯酶 气泡产生快且 相比其有高效性
(4)探究酶作用的最适温度或pH21世纪教育网
底物+T1(pH1)+酶液
底物+T2(pH2)+酶液 检测
底物+T3(pH3)+酶液 底物的分加速度或存在量
： ： ：
底物+Tn(pHn)+酶液
2．影响酶促反应的因素分析
(1)温度和pH
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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温度(pH)是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。
(2)底物浓度和酶浓度
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①在其他条件适宜，酶量一定条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
③底物浓度或酶浓度没有改变酶分子的活性。
三、ATP在能量代谢中的作用21世纪教育网
1．来源
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2．去路
①光合作用的光反应产生的ATP专用于暗反应中C3的还原，从而实现了ATP中活跃化学能向有机物中稳定化学能的转化。
②细胞呼吸三个阶段所产生的ATP均可作为细胞的能量通货，直接用于各项生命活动。
3．生物界中能量代谢过程
热能（散失） 机械能（如肌肉收缩）
电能（神经传导、生物电）
光能→ → → 渗透能（主动运输）
光能
物质合成所需能量
光合作用 细胞呼吸 ATP的利用
①光是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，植物的光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢。
②生物不能直接利用有机物中的化学能，只有有机物氧化分解并将能量转移到ATP中，才能被利用。
⑧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而流动。
④能量在生物群落中不能重复利用。
热点示例
热点① 物质的跨膜运输
[例1] (2009·辽宁、宁夏)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是 ( )
A．植物细胞积累K+需消耗能量21世纪教育网
B．细胞对离子的吸收具有选择性21世纪教育网
C．海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离21世纪教育网
D．液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性21世纪教育网
[解析] 本题主要考查了物质跨膜运输的有关知识。液泡膜选择性的吸收细胞所能利用的离子，婕液泡中的离子大量积累，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞才能发生渗透吸水，所以液泡膜具有选择性，D项错误。
[答案] D
变式①
如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是 ( )
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A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后，再上升后又下降
B．在玻璃槽中会测出蔗糖和蔗糖酶21世纪教育网
C．漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升21世纪教育网
D．在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶21世纪教育网
[答案] A21世纪教育网
[解析] 由于蔗糖溶液浓度大于蒸馏水，因而开始时水进入漏斗的速率大于外渗的速率，使液面上升。加入酶后，蔗糖水解为单糖，使浓度增大，导致继续吸水，液面继续上升，但由于单糖分子可通过半透膜进入蒸馏水中，使外界溶液浓度增大，水分子外渗速率加快，从而淡液面下降。蔗糖酶是蛋白质，是大分子物质，不能透过半透膜，因此在玻璃槽中不能测出蔗糖酶。
热点② ATP的形成和利用
[例2] (2008·天津)下列有关ATP的叙述，正确的是 ( )
①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP量与安静时相等
④若细胞内Na+ 浓度偏高，为维持Na+ 浓度的稳定，细H包消耗ATP的量增加
③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加
④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
A．①② B．②③
C．③③ D．①④
[解析] 人在安静状态时进行有氧呼吸，在剧烈运动时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。一分子葡萄糖在有氧呼吸时产生38分子ATP，在无氧呼吸时只产生2分子ATP，因此剧烈运动时每摩尔葡萄糖生成的ATP比安静状态时要少；Na+ 等无机盐离子跨膜运输方式是主动运输，需要ATP提供能量，细胞内Na+ 浓度偏高．为维持Na+ 浓度的稳定，需要将细胞内的Na+ 及时排到细胞外．消耗ATP的量增加0 2、在寒冷环境中．冷觉感受器受到刺激，产生兴奋并经传入神经传到下丘脑的体温调节中枢，体温调节中枢经过分析和综合后，产生兴奋，经过有关神经促进肾上腺和甲状腺的分泌活动，使肾上腺素和甲状腺激素分泌增加，导致体内代谢活动增强，产热量增加，同时细胞产生ATP的量增加；ATP在细胞内的含量很少，但转化速率很快，从而使细胞内的ATP与ADP的含量处于动态平衡之中。
[答案] B21世纪教育网
变式②
关于ATP的叙述中，错误的是 ( )
A．ATP分子水解去掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸
B．蓝藻细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATJ)
C．ATP分子中储存着大量的活跃化学能，是一种高能磷酸化合物 ’
D．小麦根尖成熟区细胞能产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质
[答案] B
[解析] 蓝藻是原核生物，无线粒体和叶绿体等复杂的细胞器。小麦根尖成熟区细胞无叶绿体。
热点③ 酶的作用特性：21世纪教育网
[例3] (2009·全国Ⅱ)请用所给的实验材料和用具，设计实验来验征哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试验结果、得出结沦，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
（1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计(把答案填在答题卡上相应的表格中)。
溶液试管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉酶溶液
甲 + - + -
× × × × ×
× × × × ×
× × × × ×
(2)实验步骤：21世纪教育网
①按照上表中的设计，取试管、加溶液；
② ；
③ ；
④ 。
(3)结果预测： 。
(4)结沦： 。
(5)在上述实验中，如果仅将370C恒温水浴锅的温度调到20。C，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37％时浅，其原因是 。
[解析] 该题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，因此应遵循对照性原则，科学性原则和单一变量原则。
(1)因此表格中所填内容如下
溶液试管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 淀粉酶溶液
甲 + - + -
乙 - + - +
丙 + - - +
丁 - + + -
(2)实验步骤21世纪教育网
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。21世纪教育网
②将上述溶液混合均匀，在37℃恒温水浴锅中保温适当时间。
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混合均匀，再在沸水浴中保温一定时间。
④观察现象并记录实验结果。
(3)应该在只有含蔗糖和蔗糖酶溶液的甲试管以及含淀粉和淀粉酶溶液的乙试管出现砖红色沉淀，其他试管不应该出现砖红色沉淀。21世纪教育网
(4)结论：说明酶的催化作用具有专一性。21世纪教育网
(5)如果将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，由于20c|C低于酶的最适温度，酶的活性会下降，水解产生的还原糖少，所以出现砖红色试管中的颜色会比370C时的浅。
[答案] (1)
溶液试管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 淀粉酶溶液
甲 + - + -
乙 - + - +
阿 + - - +
丁 - + + -
(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，沸匀，沸水水浴一段时间
④观察实验现象并记录实验结果21世纪教育网
(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀
(4)酶的催化作用有专一性
(5)20'C低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
变式③
(2008·广东)生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40％～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在lOOT,时仍能保持较高的活性。因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。
(1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑 及 等因素。
(2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测，两种试剂各与何种物质反应生色 检测的是底物还是产物
(3)假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。
温度／℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 lOO
普通淀粉酶相对活性% 6 25 43 67 83 65 22 2 O 0
耐热淀粉嗨相对活性% 6 1 25 48 76 92 100 98 82 65
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[答案] (1)底物淀粉液的浓度和数量pH及添加试剂的量、实验操作顺序。
(2)碘液与淀粉反应，检测的是底物；斐林试剂与还原性糖反应，检测的是产物。
(3)如图
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[解析] 通过分析我们发现，解答本题应注意自变量与因变量的区别以及实验的设计思路。(1)在这个实验中，温度是自变量，可以改变酶的催化活性。但在整个实验过程中，我们是通过测定反应速率来推知酶的活性的，因此，只要是影响酶活性的pH或直接影响反应速率的其他因素，如反应物的浓度，甚至实验的操作顺序都需要考虑在内。21世纪教育网
(2)碘液遇淀粉呈蓝色，该实验中，淀粉是反应物(即底物)。斐林试剂与还原糖在沸水浴的条件下生成砖红色沉淀，该实验中，淀粉在酶的催化下水解成麦芽糖，是还原糖，因此斐林试剂鉴定的是产物。
(3)自变量温度一般作为横坐标，酶的相对活性作为纵坐标。
热点④影响酶促反应的因素
[例4] 下面是探索影响酶活性的条件的两个实验：
Ｉ．在研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响实验中，某同学进行了如下操作：
①取6支洁净的试管，编上号，并且分剖注入2mL新鲜乳汁。
②将6支试管分别放人不同水浴温度下，维持各自的温度5 min。
③在6支试管中各注入1 mL新鲜凝乳酶溶液，摇匀后，在各自的水浴温度下保温。
④观察并记录凝乳所需要的时间，结果如表所示：
试管编号 水浴温度(℃) 凝乳时间 (min)
A 10 不凝固
B 20 7.O
C 30 4 0
D 40 1.5
E 50 4.O
F 60 不凝固
请回答：21世纪教育网
(1)将装有凝乳酶和新鲜乳汁的A、F两支试管在各自的水浴温度下保温20 min后，同时转入40qC的水浴温度下保温，两支试管内的反应为：A ，F 。
(2)根据对以上所有实验结果的分析，可以得出的实验结沦有：
① 。
② 。
③ 。
Ⅱ．受上述实验的启发，某同学设计了一个在室温20％条件下证明pH影响过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验方案。
实验材料和用具：(略) 21世纪教育网
实验方法和步骤：21世纪教育网
①取3支洁净的试管，编号A、B、C。
②向3支试管中分别注入体积分数为3％的过氧化氢溶液。
③向3支试管中分别注入新鲜的家鸡肝脏研磨液(其内含有过氧化氢酶)。
④向3支试管中分别注入蒸馏水、质量分数为5％的盐酸、质量分数为5％的氢氧化钠溶液。
⑤堵住试管口，轻轻振荡这3支试管，使试管内的物质混合均匀。
⑥将点燃但无火焰的卫生香分别放在3支试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。
该实验方案经过其他同学参与讨论后，一致认为：
(1)实验步骤的顺序出现了明显的错误。最佳的实验步骤应该是：①→ → → → 。
②实验方法上也有一处错误，即在整个实验过程中，应注意 。
[解析] 酶促反应需要适宜的温度，促进乳汁凝固的酶在40℃左右时活性最高。在证明pH对酶活性影响的实验时，在底物与酶接触之前，酶应当已经用设计的pH处理过。对照实验应遵循等量原则。
[答案] I．(1)反应速度加快(乳汁凝固) 无反应 (乳汁仍然不凝固)
(2)①40℃左右的水浴温度是凝乳酶催化乳汁凝固的最高温度。
②10℃～40℃的水浴温度下，随着温度升高，凝乳酶的活性逐渐增强
③0℃～60℃的水浴温度下，随着温度继续升高，凝乳酶的活性逐渐减弱至完全失去
Ⅱ．(1)③④②⑤⑥21世纪教育网
(2)遵循等量原则(即向3支试管中分别注入的肝脏研磨液、试剂、过氧化氢溶液都应等量)
变式④
过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，其催化活性可用如下方法测定：用打孔器将滤纸制成小圆片，浸泡在含酶的过氧化氢缓冲液中，实验开始时，小圆片沉降在溶液底部，但后来会浮出液面，记录小圆片上浮时问，用时间的倒数来表示过氧化氢酶的催化活性。为研究底物浓度对酶催化活性的影响，在不同浓度的过氧化氢溶液中重复进行实验。结果如图所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
请分析并回答：
(1)小圆滤纸片进行到一定时问后开始上浮的原因是 。
(2)实验中过氧化氢溶液用缓冲液的目的是 。
(3)据图中曲线描述底物浓度与过氧化氢酶催化活性问的关系 。
(4)当底物浓度超过140mol·L-1时，反应速率不再加快的原因是 。
(5)若要研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，则实验的变量由 调整为 ，根据 原则，各组实验的其他条件应保持一致。
[答案] (1)H2O2分解产生O2，O2形成的气泡推动小圆片上浮 (2)维持pH稳定，保持酶的活性
(3)随底物浓度的增大酶活性变大，到一定浓度后，酶的活性不再继续增大
(4)酶的数量有限21世纪教育网
(5)底物浓度温度单一变量21世纪教育网
[解析] 由于过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，氧气形成气泡，气泡不断冒出，可造成小圜片上下面压强不等，最终推动小圆片上浮。题图曲线的变化应分为两个部分，在一定浓度范围(0～l40 mol·L-1)内，随着底物浓度增大，酶活性增强；超过了一定浓厦(140 mol·L-1)后．底物浓度再增大，酶催化活性不再增强。底物浓度超过140 mol·L-1，反应速率不再加快的原因是酶的数量有限。研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响实验设计，关键是控制温度这个变量，其他变量应保持不变，同时，要特别注意的是先分别控制酶和过氧化氢缓冲渡的温度条件，再将两者相混合。
考情通报
1．“物质进出细胞的方式”考点的考查注重新情景材料的分析与判断，如2008广东生物.2考查失去载体蛋白的磷脂分子层对物质的运输情况；2008江苏生物.2考查线粒体功能受损对物质运输影响的判断。
2．“ATP”考点主要是和光合作用、呼吸作用等知识联系起来作为能量代谢的基础间接考查，如2008广东生物.4综合考查叶肉细胞的叫叶绿体和线粒体产生ATP的问题；2009上海.24考查叶绿体内能量代谢。21世纪教育网
3．“酶”考点则是以图表的形式联系生产生活实际综合考查酶的特性和酶活性的影响因素，如2008江苏生物.34以“探究洗衣粉加酶后的洗涤效果”的实验为载体考查学生对酶知识的再现与问题分析解决能力；2009全国卷I理综.31考查酶与桃的贮运情况。
4．考查题型上，山东、宁夏理综偏重选择题，广东、江苏、海南则是选择题和简答题都有出现，简答题主要以图表信窟、的呈现和实验分析为主。
同学们：针对你们复习内容的巩固与掌握，请认真完成课后强化作业(三)
据被运输物质大小
小分子、
离子
据是否需载体蛋白
据是否需能量
ATP等化合物中的能量
有机物种的化学能
ATP中的化学能
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 22 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 9 页 （共 10 页） 版权所有@21世纪教育网
细胞的代谢
放眼高考
考查点 2007 2008 2009
物质进出细胞的方式 江苏生物 T27广东理基 T42 江苏生物 T2、T33 辽宁、宁夏卷 T3广东生物 T2海南生物 T5
酶和ATP 海南生物 T4、T7广东生物 T6、T38 上海生物 T12、T13广东生物 T6 全国卷I T2、T31上海卷 T24
光合作用的概念与过程 全国ⅡT30海南生物 T3 山东理综 T7海南生物 T2、T3江苏生物 T5上海生物 T21 上海卷 T38海南卷 T15
影响光合作用的因素 全国Ⅱ T30江苏生物 T26海南生物 T1 宁夏理综 T2、T28上海生物 T36重庆理综 T4 辽宁、宁夏卷T29江苏卷 T25
呼吸作用 江苏生物 T36 宁夏理综 T28广东文旗 T71广东理基 T40上海生物 T29 全心卷Ⅱ T1安徽卷T29
光合作用与呼吸作用的关系 山东理综 T8上海生物 T7 广东生物 T4上海生物 T36 重庆卷 T30广东卷 T30
备考策略
1．读懂教材中各种模式图、示意图、坐标图、表格等所含信息，提炼出其中所含生物学知识。如将植物细胞吸水与失水与外界溶液浓度相联系。
2．重视本专题中探究与实践活动的复习。如植物细胞液浓度的估测、植物细胞活性的鉴定、植物对无机盐离子吸收的选择性、关于酶和ATP要注重影响酶活性因素的探究实验，影响酶反应的相关曲线的分析。21世纪教育网
3．理解实质、结合曲线分析影响的因素条件。如对光合作用中有关光反应和暗反应前后物质和能量变化及二者间的关系的理解，需掌握光合作用的实质；结合分析相关曲线，理解影响光合作用的因素。
4．要与生产、生活实际相联系；真正掌握本专题知识的内涵和外延，并将知识转变为能力。
5．采用比较、综合方法，掌握有氧呼吸、无氧呼吸，光合作用与呼吸作用的区别与联系。
第1讲 物质迸出细胞的方式、酶与ATP
考点整合
一、物质出入细胞的方式21世纪教育网
1．物质出入细胞方式的判断21世纪教育网
大分子、颗粒物质：胞吞或胞吐
不需：自由扩散
不需要：协助扩散
需要：
需要：主动运输
2．影响物质跨膜运输的因素
①物质浓度(在一定浓度范围内)
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②O2浓度
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③温度
温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质运输速率。低温会使物贡跨膜运输速率下降。
二、酶在代谢中的作用：
1．有关酶的实验探究思路分析
(1)探究某种酶的本质
加入双缩脲试剂 出现紫色反应 酶是蛋白质
待测酶液
加入吡罗红染液 出现红色 酶是RNA
(2)验证酶的专一性
淀粉 蔗糖
↓ ↓
分别加入淀粉酶溶液
↓
加入斐林试剂并加热
↓ ↓
砖红色沉淀 无砖红色沉淀
结沦：淀粉酶只能能化淀粉水解不能催化蔗糖水解，酶具有专一性
(3)验证酶的高效性
H2 O2 加入Fe3+ 气泡产生慢且少 酶与无机催化剂
溶液 加入过氧化氯酶 气泡产生快且 相比其有高效性
(4)探究酶作用的最适温度或pH21世纪教育网
底物+T1(pH1)+酶液
底物+T2(pH2)+酶液 检测
底物+T3(pH3)+酶液 底物的分加速度或存在量
： ： ：
底物+Tn(pHn)+酶液
2．影响酶促反应的因素分析
(1)温度和pH
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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温度(pH)是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。
(2)底物浓度和酶浓度
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①在其他条件适宜，酶量一定条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
③底物浓度或酶浓度没有改变酶分子的活性。
三、ATP在能量代谢中的作用21世纪教育网
1．来源
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2．去路
①光合作用的光反应产生的ATP专用于暗反应中C3的还原，从而实现了ATP中活跃化学能向有机物中稳定化学能的转化。
②细胞呼吸三个阶段所产生的ATP均可作为细胞的能量通货，直接用于各项生命活动。
3．生物界中能量代谢过程
热能（散失） 机械能（如肌肉收缩）
电能（神经传导、生物电）
光能→ → → 渗透能（主动运输）
光能
物质合成所需能量
光合作用 细胞呼吸 ATP的利用
①光是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，植物的光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢。
②生物不能直接利用有机物中的化学能，只有有机物氧化分解并将能量转移到ATP中，才能被利用。
⑧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而流动。
④能量在生物群落中不能重复利用。
热点示例
热点① 物质的跨膜运输
[例1] (2009·辽宁、宁夏)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是 ( )
A．植物细胞积累K+需消耗能量21世纪教育网
B．细胞对离子的吸收具有选择性21世纪教育网
C．海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离21世纪教育网
D．液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性21世纪教育网
[解析] 本题主要考查了物质跨膜运输的有关知识。液泡膜选择性的吸收细胞所能利用的离子，婕液泡中的离子大量积累，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞才能发生渗透吸水，所以液泡膜具有选择性，D项错误。
[答案] D
变式①
如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是 ( )
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A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后，再上升后又下降
B．在玻璃槽中会测出蔗糖和蔗糖酶21世纪教育网
C．漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升21世纪教育网
D．在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶21世纪教育网
[答案] A21世纪教育网
[解析] 由于蔗糖溶液浓度大于蒸馏水，因而开始时水进入漏斗的速率大于外渗的速率，使液面上升。加入酶后，蔗糖水解为单糖，使浓度增大，导致继续吸水，液面继续上升，但由于单糖分子可通过半透膜进入蒸馏水中，使外界溶液浓度增大，水分子外渗速率加快，从而淡液面下降。蔗糖酶是蛋白质，是大分子物质，不能透过半透膜，因此在玻璃槽中不能测出蔗糖酶。
热点② ATP的形成和利用
[例2] (2008·天津)下列有关ATP的叙述，正确的是 ( )
①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP量与安静时相等
④若细胞内Na+ 浓度偏高，为维持Na+ 浓度的稳定，细H包消耗ATP的量增加
③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加
④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
A．①② B．②③
C．③③ D．①④
[解析] 人在安静状态时进行有氧呼吸，在剧烈运动时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。一分子葡萄糖在有氧呼吸时产生38分子ATP，在无氧呼吸时只产生2分子ATP，因此剧烈运动时每摩尔葡萄糖生成的ATP比安静状态时要少；Na+ 等无机盐离子跨膜运输方式是主动运输，需要ATP提供能量，细胞内Na+ 浓度偏高．为维持Na+ 浓度的稳定，需要将细胞内的Na+ 及时排到细胞外．消耗ATP的量增加0 2、在寒冷环境中．冷觉感受器受到刺激，产生兴奋并经传入神经传到下丘脑的体温调节中枢，体温调节中枢经过分析和综合后，产生兴奋，经过有关神经促进肾上腺和甲状腺的分泌活动，使肾上腺素和甲状腺激素分泌增加，导致体内代谢活动增强，产热量增加，同时细胞产生ATP的量增加；ATP在细胞内的含量很少，但转化速率很快，从而使细胞内的ATP与ADP的含量处于动态平衡之中。
[答案] B21世纪教育网
变式②
关于ATP的叙述中，错误的是 ( )
A．ATP分子水解去掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸
B．蓝藻细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATJ)
C．ATP分子中储存着大量的活跃化学能，是一种高能磷酸化合物 ’
D．小麦根尖成熟区细胞能产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质
[答案] B
[解析] 蓝藻是原核生物，无线粒体和叶绿体等复杂的细胞器。小麦根尖成熟区细胞无叶绿体。
热点③ 酶的作用特性：21世纪教育网
[例3] (2009·全国Ⅱ)请用所给的实验材料和用具，设计实验来验征哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试验结果、得出结沦，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
（1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计(把答案填在答题卡上相应的表格中)。
溶液试管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉酶溶液
甲 + - + -
× × × × ×
× × × × ×
× × × × ×
(2)实验步骤：21世纪教育网
①按照上表中的设计，取试管、加溶液；
② ；
③ ；
④ 。
(3)结果预测： 。
(4)结沦： 。
(5)在上述实验中，如果仅将370C恒温水浴锅的温度调到20。C，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37％时浅，其原因是 。
[解析] 该题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，因此应遵循对照性原则，科学性原则和单一变量原则。
(1)因此表格中所填内容如下
溶液试管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 淀粉酶溶液
甲 + - + -
乙 - + - +
丙 + - - +
丁 - + + -
(2)实验步骤21世纪教育网
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。21世纪教育网
②将上述溶液混合均匀，在37℃恒温水浴锅中保温适当时间。
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混合均匀，再在沸水浴中保温一定时间。
④观察现象并记录实验结果。
(3)应该在只有含蔗糖和蔗糖酶溶液的甲试管以及含淀粉和淀粉酶溶液的乙试管出现砖红色沉淀，其他试管不应该出现砖红色沉淀。21世纪教育网
(4)结论：说明酶的催化作用具有专一性。21世纪教育网
(5)如果将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，由于20c|C低于酶的最适温度，酶的活性会下降，水解产生的还原糖少，所以出现砖红色试管中的颜色会比370C时的浅。
[答案] (1)
溶液试管 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 淀粉酶溶液
甲 + - + -
乙 - + - +
阿 + - - +
丁 - + + -
(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，沸匀，沸水水浴一段时间
④观察实验现象并记录实验结果21世纪教育网
(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀
(4)酶的催化作用有专一性
(5)20'C低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
变式③
(2008·广东)生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40％～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在lOOT,时仍能保持较高的活性。因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中有些问题需要你的帮助。
(1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑 及 等因素。
(2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测，两种试剂各与何种物质反应生色 检测的是底物还是产物
(3)假设实验结果如下表，请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。
温度／℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 lOO
普通淀粉酶相对活性% 6 25 43 67 83 65 22 2 O 0
耐热淀粉嗨相对活性% 6 1 25 48 76 92 100 98 82 65
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[答案] (1)底物淀粉液的浓度和数量pH及添加试剂的量、实验操作顺序。
(2)碘液与淀粉反应，检测的是底物；斐林试剂与还原性糖反应，检测的是产物。
(3)如图
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[解析] 通过分析我们发现，解答本题应注意自变量与因变量的区别以及实验的设计思路。(1)在这个实验中，温度是自变量，可以改变酶的催化活性。但在整个实验过程中，我们是通过测定反应速率来推知酶的活性的，因此，只要是影响酶活性的pH或直接影响反应速率的其他因素，如反应物的浓度，甚至实验的操作顺序都需要考虑在内。21世纪教育网
(2)碘液遇淀粉呈蓝色，该实验中，淀粉是反应物(即底物)。斐林试剂与还原糖在沸水浴的条件下生成砖红色沉淀，该实验中，淀粉在酶的催化下水解成麦芽糖，是还原糖，因此斐林试剂鉴定的是产物。
(3)自变量温度一般作为横坐标，酶的相对活性作为纵坐标。
热点④影响酶促反应的因素
[例4] 下面是探索影响酶活性的条件的两个实验：
Ｉ．在研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响实验中，某同学进行了如下操作：
①取6支洁净的试管，编上号，并且分剖注入2mL新鲜乳汁。
②将6支试管分别放人不同水浴温度下，维持各自的温度5 min。
③在6支试管中各注入1 mL新鲜凝乳酶溶液，摇匀后，在各自的水浴温度下保温。
④观察并记录凝乳所需要的时间，结果如表所示：
试管编号 水浴温度(℃) 凝乳时间 (min)
A 10 不凝固
B 20 7.O
C 30 4 0
D 40 1.5
E 50 4.O
F 60 不凝固
请回答：21世纪教育网
(1)将装有凝乳酶和新鲜乳汁的A、F两支试管在各自的水浴温度下保温20 min后，同时转入40qC的水浴温度下保温，两支试管内的反应为：A ，F 。
(2)根据对以上所有实验结果的分析，可以得出的实验结沦有：
① 。
② 。
③ 。
Ⅱ．受上述实验的启发，某同学设计了一个在室温20％条件下证明pH影响过氧化氢酶催化过氧化氢分解的实验方案。
实验材料和用具：(略) 21世纪教育网
实验方法和步骤：21世纪教育网
①取3支洁净的试管，编号A、B、C。
②向3支试管中分别注入体积分数为3％的过氧化氢溶液。
③向3支试管中分别注入新鲜的家鸡肝脏研磨液(其内含有过氧化氢酶)。
④向3支试管中分别注入蒸馏水、质量分数为5％的盐酸、质量分数为5％的氢氧化钠溶液。
⑤堵住试管口，轻轻振荡这3支试管，使试管内的物质混合均匀。
⑥将点燃但无火焰的卫生香分别放在3支试管内液面的上方，观察哪支卫生香燃烧猛烈。
该实验方案经过其他同学参与讨论后，一致认为：
(1)实验步骤的顺序出现了明显的错误。最佳的实验步骤应该是：①→ → → → 。
②实验方法上也有一处错误，即在整个实验过程中，应注意 。
[解析] 酶促反应需要适宜的温度，促进乳汁凝固的酶在40℃左右时活性最高。在证明pH对酶活性影响的实验时，在底物与酶接触之前，酶应当已经用设计的pH处理过。对照实验应遵循等量原则。
[答案] I．(1)反应速度加快(乳汁凝固) 无反应 (乳汁仍然不凝固)
(2)①40℃左右的水浴温度是凝乳酶催化乳汁凝固的最高温度。
②10℃～40℃的水浴温度下，随着温度升高，凝乳酶的活性逐渐增强
③0℃～60℃的水浴温度下，随着温度继续升高，凝乳酶的活性逐渐减弱至完全失去
Ⅱ．(1)③④②⑤⑥21世纪教育网
(2)遵循等量原则(即向3支试管中分别注入的肝脏研磨液、试剂、过氧化氢溶液都应等量)
变式④
过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，其催化活性可用如下方法测定：用打孔器将滤纸制成小圆片，浸泡在含酶的过氧化氢缓冲液中，实验开始时，小圆片沉降在溶液底部，但后来会浮出液面，记录小圆片上浮时问，用时间的倒数来表示过氧化氢酶的催化活性。为研究底物浓度对酶催化活性的影响，在不同浓度的过氧化氢溶液中重复进行实验。结果如图所示：
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请分析并回答：
(1)小圆滤纸片进行到一定时问后开始上浮的原因是 。
(2)实验中过氧化氢溶液用缓冲液的目的是 。
(3)据图中曲线描述底物浓度与过氧化氢酶催化活性问的关系 。
(4)当底物浓度超过140mol·L-1时，反应速率不再加快的原因是 。
(5)若要研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，则实验的变量由 调整为 ，根据 原则，各组实验的其他条件应保持一致。
[答案] (1)H2O2分解产生O2，O2形成的气泡推动小圆片上浮 (2)维持pH稳定，保持酶的活性
(3)随底物浓度的增大酶活性变大，到一定浓度后，酶的活性不再继续增大
(4)酶的数量有限21世纪教育网
(5)底物浓度温度单一变量21世纪教育网
[解析] 由于过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，氧气形成气泡，气泡不断冒出，可造成小圜片上下面压强不等，最终推动小圆片上浮。题图曲线的变化应分为两个部分，在一定浓度范围(0～l40 mol·L-1)内，随着底物浓度增大，酶活性增强；超过了一定浓厦(140 mol·L-1)后．底物浓度再增大，酶催化活性不再增强。底物浓度超过140 mol·L-1，反应速率不再加快的原因是酶的数量有限。研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响实验设计，关键是控制温度这个变量，其他变量应保持不变，同时，要特别注意的是先分别控制酶和过氧化氢缓冲渡的温度条件，再将两者相混合。
考情通报
1．“物质进出细胞的方式”考点的考查注重新情景材料的分析与判断，如2008广东生物.2考查失去载体蛋白的磷脂分子层对物质的运输情况；2008江苏生物.2考查线粒体功能受损对物质运输影响的判断。
2．“ATP”考点主要是和光合作用、呼吸作用等知识联系起来作为能量代谢的基础间接考查，如2008广东生物.4综合考查叶肉细胞的叫叶绿体和线粒体产生ATP的问题；2009上海.24考查叶绿体内能量代谢。21世纪教育网
3．“酶”考点则是以图表的形式联系生产生活实际综合考查酶的特性和酶活性的影响因素，如2008江苏生物.34以“探究洗衣粉加酶后的洗涤效果”的实验为载体考查学生对酶知识的再现与问题分析解决能力；2009全国卷I理综.31考查酶与桃的贮运情况。
4．考查题型上，山东、宁夏理综偏重选择题，广东、江苏、海南则是选择题和简答题都有出现，简答题主要以图表信窟、的呈现和实验分析为主。
同学们：针对你们复习内容的巩固与掌握，请认真完成课后强化作业(三)
据被运输物质大小
小分子、
离子
据是否需载体蛋白
据是否需能量
ATP等化合物中的能量
有机物种的化学能
ATP中的化学能
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