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细胞的代谢教案(高三生物)
所属科目:生物    文件类型:doc
类别:教案/同步练习
上传日期:2018/2/2  
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专题二 细胞的代谢
【备考策略】
根据近三年高考命题的特点和规律,复习本专题时,应注意以下几个方面:
1、结合光合作用与细胞呼吸分析ATP分子的合成与分解过程。
2、全面理解酶的概念,结合与酶的特性有关的实验,培养实验分析与探究能力。
3、充分利用细胞呼吸和光合作用的物质和能量转变的联系,培养获取信息和加工信息以及综合运用知识解决实际问题的能力。
4、结合酶活性及影响光合作用和细胞呼吸的曲线分析,培养识图能力。
【考纲点击】
1、酶在代谢中的作用。
2、ATP在能量代谢中的作用。
3、探究影响酶活性的因素。
【核心要点突破】
一、酶的本质、特性及探究影响酶促反应的因素
1、酶的本质及特性

2、影响酶促反应的因素
(1)温度和pH

①低温时,酶分子活性受到抑制,但并未失活,若恢复最适温度,酶的活性也升至最高;高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶失活。
②温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应的速率的。
(2)底物浓度和酶浓度

①图甲中OP段的限制因素是底物浓度,而P点之后的主要限制因素是酶浓度。
②底物浓度和酶浓度不改变酶分子的活性。
3、探究影响酶活性的因素
(1)探究酶的本质

(2)探究酶具有专一性
方法一:酶相同,底物不同

方法二:底物相同,酶不同

(3)探究酶作用的最适温度或pH

【典例1】某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时,得到如下图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是
A.在一定范围内,底物浓度影响着酶促反应速率
B.曲线①作为实验对照
C.P对该酶的活性有抑制作用
D.若反应温度不断升高,则A点持续上移
【解析】D。根据实验目的,及坐标曲线体现的实验结果分析,可推知①作为实验对照;P对该酶的活性有抑制作用;在一定范围内,底物浓度影响着酶促反应速率。但由于酶有最适温度,所以在一定范围内,酶的活性会随着温度的不断升高,A点会上移,但超过最适温度则会下降。
二、ATP的合成、利用与能量代谢

1、植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体,而动物产生产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。
2、光合作用的光反应产生的ATP用于暗反应中三碳化合物的还原,细胞呼吸产生的ATP用于除三碳还原之外的各项生命活动。
3、光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源,而ATP是生命活动的直接能量来源。
【典例2】反应式ADP+Pi+能量ATP是在所有生活细胞中均发生的反应,下列与反应式中“能量”相关的叙述正确的是
A.向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程
B.向右反应需要的能量可以来自乳酸的氧化分解
C.向左反应产生的能量可以用于叶绿体中H2O的分解或CO2的固定
D.向左反应产生的能量可以用于人体肺泡内的气体交换过程
【解析】B。 ATP只有在放能反应中才能合成,蛋白质水解为氨基酸不释放能量;乳酸绝大部分必须在肝细胞中转变成丙酮酸,丙酮酸再氧化分解释放能量。叶绿体中ATP水解释放的能量用于暗反应二氧化碳的固定。水的光解所需的能量来源于色素吸收的光能。肺泡内的气体交换过程是自由扩散,不消耗能量。
【高考真题探究】
1、(2009·宁夏高考)如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是

A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降
B.当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性上升
C.酶活性在t2时比t1时高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2时低,表明t1时酶的空间结构破坏更严重
【解题分析】选B。解答本题应首先明确低温和高温对酶活性影响的区别。低温(t1)只是酶活性受到抑制,空间结构并未受到破坏,调至最适温度时,酶活性逐渐增强,选项B正确,选项D错误。高温导致酶分子空间结构破坏而失活。在t2时如果酶分子仍有活性,若逐渐降温至最适温度,则酶活性升高,故选项A错误。酶更适于在低温下保存,选项C错误。
2、(2009·重庆高考)下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
【解析】选C。低温不会破坏酶的结构而使其失活,只会降低酶的活性,这是可恢复的改变;大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;能分解葡萄糖的场所就是细胞质基质,细胞呼吸第一阶段发生于此,故在细胞质基质中有分解葡萄糖的酶;在细胞质的线粒体、叶绿体及质粒中都有DNA,只要发生DNA的复制过程,就存在DNA的解旋酶,其作用部位是氢键,在DNA复制过程中边解旋边复制。
3、(2009·上海高考)下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中,正确的是
A.适宜光照下,叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2
B.只要提供O2,线粒体就能为叶绿体提供CO2和ATP
C.无光条件下,线粒体和叶绿体都产生ATP
D.叶绿体和线粒体都有ATP合成酶,都能发生氧化还原反应
【解题分析】选D。光合作用的光反应产生O2和ATP,但不消耗O2,在线粒体中进行的有氧呼吸消耗O2。线粒体产生的ATP并不用于光合作用,但线粒体可为叶绿体提供CO2。无光条件下,不进行光反应,因此叶绿体不产生ATP。线粒体和叶绿体都能产生ATP,都有ATP合成酶。
4、(2010·海南生物·T22)为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响,某同学进行了实验,实验步骤和结果见表。请回答:
试管编号
实验步骤
1
2
3
4

1%NaCl溶液(mL)
1




1% CuSO4溶液(mL)

1



1% Na2SO4溶液(mL)


1


蒸馏水(mL)



1

pH6.8缓冲液(mL)
1
1
1
1

1%淀粉溶液(mL)
1
1
1
1

唾液淀粉酶溶液(mL)
1
1
1
1

各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间

取出试管,加入1%碘溶液0.1mL

观察结果
无色
深蓝色
浅蓝色

(1)实验中加入缓冲液的作用是 。
(2)分析实验结果可知:对酶活性有影响的离子是 ,其中对酶活性有抑制作用的离子是 ,对酶活性有促进作用的离子是 。
(3)该实验中设置4号试管的目的是 ;设置3号试管的目的是 。
(4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测,1~4号试管中的颜色依次是 、 、 、 。根据上述实验结果,在操作过程中,保温之前不能加入斐林试剂,其原因是 。
【命题立意】本题以通探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响为材料,主要考察考生根据实验过程和结果,分析实验中所加各类试剂的具体作用的能力以及分析表格能力。
【思路点拨】解答本题的关键注意以下几点:
(1)根据实验的结果分析淀粉酶的活性情况:
①1号试管——酶活性加强
②2号试管——酶活性抑制
③3、4号试管酶活性正常
(2)1号和3号比较说明促进酶活性的离子是Cl-,Na+ 对酶活性不影响;2号和3号比较说明抑制酶活性的离子是Cu2+,SO42-对酶活性不影响。
(3)斐林试剂中含有Cu2+,使用时应注意,防止对实验造成干扰 。
【规范解答】该实验的大体思路是向1、2、3、4号试管中分别加入1%NaCl溶液、1% CuSO4溶液、1% Na2SO4溶液、蒸馏水来观测唾液淀粉酶水解淀粉的情况,以此判断NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响。
(1)实验的自变量是加入的1%NaCl、 1% CuSO4、1% Na2SO4溶液和蒸馏水,所以为保证无关变量适宜相同,实验中加入的缓冲液以维持PH的稳定;
(2)分析实验结果可知,加入1%NaCl溶液的1号试管中淀粉被淀粉酶水解了,所以可能是Na+或Cl-促进酶活性,如果是Na+能够促进唾液淀粉酶的活性,则3号试管中最后的结果应该也是无色,而3号试管中实验为浅蓝色,所以是Cl-能够促进唾液淀粉酶的活性;同理通过2和3试管的比较可知,Cu2+能够抑制唾液淀粉酶的活性;
(3)4号试管中加入的是蒸馏水起对照作用;3号试管与1号对照说明Na+对唾液淀粉酶的活性无影响,3号试管与2号对照说明SO42-对唾液淀粉酶的活性无影响;
(4)1号试管中的唾液淀粉酶的活性增强,淀粉被水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后由深砖红色沉淀生成,2号试管中的唾液淀粉酶的活性受抑制,淀粉未被水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后无砖红色,3号试管中的唾液淀粉酶的活性为受到影响,淀粉部分被水解成葡萄糖,所以加入斐林试剂后由浅砖红色沉淀生成,4号试管中的唾液淀粉酶的活性也未受到影响,结果同3号试管;斐林试剂中含有Cu2+,对淀粉酶的活性又影响,故保温之前不能加入斐林试剂。
【参考答案】
(1)维持反应液中pH的稳定(其他合理答案也给分)
(2)Cl-和Cu2+  Cu2+    Cl-
(3)对照  确定Na+ 和SO42-对唾液淀粉酶催化活性是否有影响
(其他合理答案也给分)
(4)深砖红色  无砖红色(或蓝色) 浅砖红色  浅砖红色(其他合理答案也给分)
斐林试剂中有Cu2+,其可抑制唾液淀粉酶的活性
【专题模拟演练】
一、选择题
(2011·河南省实验中学高三月考)酶具有极强的催化功能,其原因是
A.酶降低了化学反应的活化能 B.酶增加了反应物之间的接触面积
C.酶提高了反应物分子的活化能 D.酶提供反应所必需的活化能
下列关于酶的叙述中,正确的是
A.人体中酶的活性受温度、pH的影响,并且只在人体内的环境中起作用
B.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C.酶合成的调节增强的微生物对环境的适应能力
D.酶是由腺体合成的物质,具有高效性和专一性
用新鲜土豆片 (含有过氧化氢酶) 、一定体积和浓度的过氧化氢溶液为材料探究酶促反应的相关问题,下列说法正确的是
A.光照强度对该实验的结果没有影响
B.提高温度就可获得更多的气体
C.增加土豆片就可获得更多的气体
D.反应一段时间后气体量不再增加的原因可能足过氧化氢量有限
(2011·江西省南昌一中高三月考)下图表示在不同条件下,酶催化反应的速度(或生成物)变化。下列有关叙述中,不正确的是

A.图①虚线表示酶量增加一倍时,底物浓度和反应速度的关系
B.图②虚线表示增加酶浓度,其他条件不变时,生成物量与反应时间的关系
C.图③不能表示在反应开始的一段时间内,反应速度与时间的关系
D.若图②中的实线表示Fe3+的催化效率,则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
下表为学生探究影响酶活性因素的一组实验,请据表分析,如要探究 pH对酶活性的影响,应选择表中的哪些试管?

A. 4 和 5 B. 2 和 3 C. 5 和 6 D. 1 和 2
下列是有关某种淀粉酶的实验,处理方式及结果如下表及图所示。根据结果判断,有关叙述正确的是

A.此种淀粉酶在作用35min后便会失去活性
B.在60℃的环境中此种淀粉酶已失去活性
C.此种淀粉酶在中性环境中的催化速率比碱性中的快
D.物质甲对试管Ⅲ中淀粉酶活性的促进作用大于试管Ⅱ
(2011·泰兴市高三质检)在生物体的下列生理活动过程中,没有ADP生成的是
A.浆细胞分泌抗体
B.胃蛋白酶对蛋白质的分解
C.叶绿体内C5的生成 
D.番茄根细胞对Mg2+的吸收
ATP是生命活动的直接能源物质,下列有关ATP的叙述中,正确的是
A.ATP分子中含有3个磷酸基团,3个高能磷酸键
B.光合作用中,蓝藻细胞的叶绿体能产生ATP
C.细胞连续分裂时,伴随着ATP与ADP的相互转化
D.长期不进食的病人,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡
下列有关反应式“ADP+Pi+能量①②ATP”的叙述,错误的是
A.该反应中物质可逆,能量不可逆,且催化反应①、②的酶都具有专一性
B.肺泡内的气体交换时,没有发生反应②
C.反应①所需的酶和色素分布在叶绿体的基粒和基质中
D.有氧呼吸过程中,反应①主要发生在[H]与氧结合形成水时
如图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图,下列说法有误的是

A.A中合成ATP的部分是叶绿体类囊体薄膜上
B.B中的ATP用于还原三碳化合物
C.A、C中合成ATP所需的能量来源相同
D.D中能量的去向是用于耗能的生命活动
二、非选择题
酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物。对于生物的新陈代谢具有非常重要的作用,绝大多数酶属于蛋白质,具有高效性、专一性和作用条件比较温和等特性。根据起作用的部位不同,可以分为胞内酶和胞外酶。
(1)如图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系(在反应物足够多的情况下),从图中可以获得的信息有(至少写出两条):_______________________________________________;
_____________________________________________________。

(2)胞外酶如__________,在合成分泌过程中与之有关的细胞器有______________。
(3)酶的分布位置与它的作用体现出一定的适应性,如与光合作用光反应阶段有关的酶分布在____________,与无氧呼吸有关的酶分布在__________________。
(4)酶的作用具有专一性,生物体内进行着多种多样的反应,所以生物体内也有多种多样的酶,如连接两段DNA分子的____________,在DNA复制时起重要作用的________和_______,转录时起重要作用的酶有__________。
请你解读与酶有关的图示、曲线:
(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示.请回答下列问题

图1和图2分别表示了酶具有______的特性。洗衣服中加有的A,之所以能够耐酸碱.忍受表面活性剂和较高温度.是因为通过______精心设计改造生产出来的;控制其合成的直接模板主要分布在细胞的______中.
(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线,请分析回答:

当pH从5上升到7,酶活性的变化过程是____________;从图示曲线我们还可以得出的结论是______.
(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线,请分析回答:

图4中A点后酶促反应的速率不再增加,其限制性因素主要是______。从图5可以得出的结论是:在底物足量条件下,______。
【答案】
一、选择题
1-5 ACDCB 6-10BBCCC

二、非选择题
11、答案:(1)40 ℃左右时酶的催化效率最高
40 ℃以下时,随温度升高,酶的活性增强
50 ℃以上时,随温度升高,酶的活性逐渐降低(答其中任意两条即可)
(2)消化酶(合理即可)
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(缺一不可)
(3)叶绿体的类囊体薄膜上 细胞质基质
(4)DNA连接酶 DNA解旋酶 DNA聚合酶
RNA聚合酶(DNA解旋酶)
12、答案:

【备课资源】
1、(2009·广东高考)水稻细胞内合成的某物质,能够在常温下高效分解淀粉,该物质( )
A.在4 ℃条件下易变性
B.只含有C、H
C.也能催化淀粉合成
D.含有羧基
【解析】选D。能高效分解淀粉的物质是淀粉酶,淀粉酶是蛋白质,故含有氨基和羧基。低温时,酶不变性失活,蛋白质含C、H、O、N等元素。酶具有专一性,淀粉酶只能催化淀粉水解。
2、某同学进行以下实验:在2支试管中分别加入等量2%可溶性淀粉溶液,再分别加入等量稀释10倍的唾液和未稀释的唾液,然后分别滴入1滴碘液,37 ℃水浴恒温条件下,观察试管中蓝色消失所需时间,结果所需时间几乎相等。这项实验的目的是验证( )
A.唾液含有淀粉酶   B.淀粉遇碘变蓝
C.酶具有高效性  D.酶具有专一性
【解析】选C。这项实验的目的是验证酶具有高效性。由于酶具有高效性,所以唾液进行稀释的一组,也会在较短的时间内将淀粉分解。
3、把混有反应物的液体,加到捣碎的土豆汁液中(酶液),在37 ℃条件下观察到某一反应现象。为进一步探究,学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物,加入酶液中,也可观察到该反应现象;学生乙设计的对照实验是用蒸馏水代替酶液,加入反应物中,则观察不到该反应现象。对此问题的解释,最合理的是( )
A.即使没有反应物酶促反应仍可缓慢进行
B.酶被蒸馏水稀释,因而能进行反应
C.该酶液中混有与反应物相同的物质
D.该酶液中混有催化同一反应的多种酶
【解析】选C。酶是一种催化剂,在有反应物的同时可以观察发生的反应,正常情况下,蒸馏水和酶液混合以后是不会发生反应的,而蒸馏水和酶液混合以后仍可以发生反应,只能说明酶液中混有反应物或与反应物相同的物质。
4、当你在品尝各种美味佳肴时,你不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示,ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息不能推出的结论是( )
A.ATP与能量供应相关
B.作为信息分子的ATP不能提供能量
C.ATP也可作为信息传递分子
D.神经细胞膜外表面可能有ATP的受体
【解析】选B。由题干信息可知ATP也可作为信息传递分子,信息传递分子与受体结合可传递信息。ATP与能量代谢有关。
5、图甲表示温度对淀粉酶活性的影响,图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后麦芽糖的积累量随温度变化的情况。下列说法不正确的是( )

A.图甲中T0表示淀粉酶催化该反应的最适温度
B.图甲中在Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低,但对酶活性的影响有本质的区别
C.图乙Tb和Tc的曲线表示随着温度的升高,麦芽糖的积累量不再上升,酶的活性已达到最高
D.图乙中A点对应的温度为T0左右
【解析】选C。图甲中Ta表示低温抑制酶活性,Tb表示高温导致酶失活。图乙中Tb和Tc表示温度过高,导致酶失活,不再生成麦芽糖,故麦芽糖积累量不再增加。
6、(2009·江苏高考)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取;果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果,某实验小组取无菌烟草幼叶,切成相同大小的小片,等量放入6支试管中,试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。

注:“+”越多表示绿色越深,“-”表示颜色无显著变化
(1)实验过程中,需要轻摇试管,其目的是______________,使原生质体从小叶片中游离出来,以便观察悬浮液绿色的深浅。
(2)从绿色的深浅可推测:蜗牛酶液酶解效果最好,原因是蜗牛酶液含有________________等多种酶。该实验中___________是空白对照组,其设置意义是_____________。
(3)用网筛过滤原生质体到离心管内,离心后收集沉淀物,并用______________洗涤。
(4)原生质体是否符合要求还需进行检验,其检验的方法是____________________________。
【解析】(1)底物与酶接触的越充分,反应速度越快,从而可提高酶解的效果。
(2)细胞壁的成分为纤维素和果胶,蜗牛酶液酶解效果最好,则其必含纤维素酶和果胶酶。实验中,没有实验处理的为对照组,此实验中无酶处理的为对照组,目的是为了排除无关变量对实验结果的干扰。
(3)离心管内的沉淀物为原生质体,为防止洗涤时被破坏,可用等渗溶液洗涤。
(4)原生质体是否获得成功,即看植物细胞的细胞壁是否被去净。可以通过低渗吸涨,把获得的材料放到低渗溶液中,检测材料是否吸水涨破。
答案:(1)为了使细胞壁与酶充分接触,提高酶解效果
(2)果胶酶和纤维素酶 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
排除无关变量的干扰
(3)等渗溶液
(4)低渗涨破法
7、(2009·全国卷Ⅰ)桃果实成熟后,如果软化快,耐贮运性就会差。如图表示常温下A、B两个品种桃果实成熟后硬度等变化的实验结果。

据图回答:
(1)该实验结果显示桃果实成熟后硬度降低,其硬度降低与细胞壁中的_____降解有关,该物质的降解与_____的活性变化有关:也与细胞壁中的______降解有关,该物质的降解与_______的活性变化有关。
(2)A、B品种中耐贮运的品种是_____。
(3)依据该实验结果推测,桃果实采摘后减缓变软的保存办法应该是______,因为____________。
(4)采摘后若要促使果实提前成熟,可选用的方法有___和___________。
(5)一般来说,果实成熟过程中还伴随着绿色变浅,其原因是_________。
【解析】(1)从图中可以看出,果实成熟后硬度的变化与细胞壁中纤维素的含量变化基本一致,与果胶质水解产物含量变化相反,可见,其硬度的降低与纤维素和果胶质的降解有关,而纤维素的降解与纤维素酶的活性有关,果胶质的降解与果胶酶的活性有关。
(2)A品种在成熟后,其硬度变化比较小,较耐贮运。
(3)从(1)的分析可以看出:果实成熟采摘后要减缓变软就是要降低酶的活性,而要降低酶的活性,就要适当降低温度,从而延缓果实软化。
(4)采摘后要使果实提前成熟,可以根据以上分析,适当提高贮存的温度或用乙烯处理。
(5)果实成熟过程中绿色变浅是因为叶绿素转变成了其他色素,从而含量降低。
答案:(1)纤维素 纤维素酶 果胶质 果胶酶
(2)A品种
(3)适当降低温度 低温可降低有关酶的活性,延缓果实软化
(4)用乙烯进行处理 适当提高贮存温度
(5)叶绿素含量变低

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