2020版高考生物一轮复习第3单元第1讲ATP和酶教学案苏教版必修.pdf

第 1 讲 ATP 和酶第 1 讲 ATP 和酶 考纲展示 1.ATP 在能量代谢中的作用() 2.酶在代谢中的作用() 3.实验：探究 影响酶活性的因素 考点一| ATP 的结构和功能 1ATP 的结构 (1)ATP 的元素组成：C、H、O、N、P。 (2)ATP 的化学组成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基团。 (3)ATP 的结构简式：APPP。 (4)ATP 中的能量：主要储存在高能磷酸键中。 2ATP 和 ADP 的相互转化 (1)转化原因：ATP 的化学性质不稳定，远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂与合成。 (2)转化关系及过程比较： 项目ATP 的合成ATP 的水解 反应式ADPPi能量ATP 酶 ATPADPPi能量 酶 所需酶ATP 合成酶ATP 水解酶 能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量 能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动 反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位 (3)ATP 与 ADP 相互转化的反应式 。 3ATP 的主要来源和功能 (1)来源 动物和人：呼吸作用。 绿色植物：呼吸作用和光合作用。) (2)功能：细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量的直接来源。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)1 个 ATP 分子中只含有 1 个腺嘌呤和 3 个磷酸基团。(×) 提示：1 个 ATP 分子中含有 1 个腺嘌呤，1 个核糖和 3 个磷酸基团。 (2)ATP 水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。() (3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有 ATP 的生成。(×) 提示：淀粉水解成葡萄糖时不合成 ATP。 (4)人在饥饿时，细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡。(×) 提示：细胞中的 ATP 与 ADP 的含量处于动态平衡状态。 (5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生 ATP 的唯一来源。(×) 提示：无氧呼吸也能产生 ATP。 2思考回答(规范表述) (1)ATP 由哪几个小分子组成？ 提示：由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成。 (2)人的心肌细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛，那么心肌细胞比口腔上皮细胞含有的 ATP 多吗？ 提示：ATP 在细胞中的含量很少，心肌细胞含有的 ATP 并不比口腔上皮细胞多，只是 ATP 与 ADP 的相互转化迅速。 1ATP 的再生和功能 (1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成 ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成 ATP。 (2)植物光合作用光反应阶段产生的 ATP 专用于暗反应，不用于其他生命活动；植物或动 物细胞呼吸产生的 ATP 才能用于多种生命活动。 (3)ATP 水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。 2ATP 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。 考法 1 考查 ATP 的结构及其合成和利用 1(2018·菏泽期中)下列关于 ATP 的叙述，正确的是( ) AATP 分子由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成 B细胞缺氧时细胞质基质中不能合成 ATP C细胞代谢加快时，ATP 与 ADP 间的转化加快 D线粒体和叶绿体合成的 ATP 均可用于物质跨膜运输 C ATP 分子由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成，A 错误；细胞缺氧时细胞质基质中进行无 氧呼吸，能合成 ATP，B 错误；细胞代谢加快时，ATP 与 ADP 间的转化也会加快，C 正确；叶 绿体合成的 ATP 只用于暗反应，D 错误。 2(2018·福建师大附中期中)ATP 是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，如 图为 ATP 的结构和 ATP 与 ADP 相互转化的关系式。下列说法不正确的是( ) 图 1 图 2 A图 1 中的 a 可以成为 RNA 的组成单位之一，b、c 为高能磷酸键 B图 2 中反应向右进行时，图 1 中的 c 键断裂并释放能量 CATP 与 ADP 快速转化依赖于酶的催化作用具有高效性 DATP 的合成总是伴随有机物的氧化分解 D a 表示腺嘌呤核糖核苷酸，b、c 为高能磷酸键，A 正确；ATP 水解时，远离腺苷的高 能磷酸键易断裂并释放能量，B 正确 ； 酶的催化具有高效性，可催化 ATP 与 ADP 的快速转化，C 正确；植物细胞中的 ATP 可通过光合作用产生，D 项错误。 误区警示 1误认为 ATP 与 ADP 的相互转化是可逆反应 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，满足生命活动的需要。 考法 2 ATP 和酶的综合考查 3(2019·长春高三质检)下列有关酶和 ATP 的叙述中，正确的是( ) A催化 ATP 合成和水解的酶相同 B酶合成过程伴随 ATP 的合成 C酶催化的化学反应都消耗 ATP DATP 和某些酶都含有腺嘌呤 D 酶具有专一性，催化 ATP 合成和水解的酶是不同的，A 错误；酶合成过程伴随 ATP 的 水解，B 错误；酶催化的化学反应不一定需要消耗 ATP，如催化的放能反应还能释放能量产生 ATP，C 错误；ATP 和某些酶(RNA)都含有腺嘌呤，D 正确。 4(2018·宁夏银川一中月考)ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述 正确的是( ) A在主动运输过程中，乙的含量会明显增加 B丙中不含磷酸键，是 RNA 基本组成单位之一 C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成 D甲乙和乙丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同 C 生物体内 ATP、 ADP 的含量比较少， 且处于动态平衡 ； 丙中含有一个普通磷酸键 ； 甲 乙和乙丙是不同的酶促反应，酶种类不同，其空间结构不同。 考点二| 酶的本质、作用和特性 1酶的本质与作用 (1)本质与作用 化学本质绝大多数是蛋白质少数是 RNA 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(真核细胞) 来源一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 作用场所细胞内、外或生物体外均可 生理功能催化作用 (2)作用机理 活化能：分子从常态转变为容易发生反应的活跃状态所需要能量。 作用机理：降低化学反应的活化能。 2酶的特性 (1)高效性 曲线分析：酶对应曲线 A，无机催化剂对应曲线 B，未加催化剂对应曲线 C。(填字母) 结论：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更明显，即酶的催化效率更高。 (2)专一性 图形分析 a写出图中所示的化学反应：BEF。 A b图中 C、D 表示不能(填“能”或“不能”)被该酶催化的物质。 结论：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (3)作用条件较温和：在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性最高。高温、过酸、过碱 会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)酶的基本组成单位是氨基酸。(×) 提示：酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。 (2)酶提供了反应过程所必需的活化能。(×) 提示：酶的作用是降低活化能。 (3)酶活性的发挥离不开其特定的结构。() (4)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。(×) 提示：低温不破坏酶的结构。 (5)酶活性最高时的温度适合酶的保存。(×) 提示：酶适合保存在低温条件下。 2思考回答(规范表述) 如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。 (1)图中 ab 段的含义是什么？ 提示：ab 段表示酶所降低的该化学反应所需的活化能。 (2)该反应是吸能反应还是放能反应？你判断的依据是什么？ 提示：放能反应。终态产物 P 所含的能量低于初态反应物 A 所含的能量。 影响酶促反应的因素 (1)温度和 pH 图甲和图乙显示： 在最适温度(pH)时，酶的催化作用最强，高于或低于最适温度(pH)，酶的催化作用都 将减弱。 在一定温度(pH)范围内，随温度(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。 过酸、过碱、高温都会破坏酶的空间结构使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分 子空间结构未被破坏，温度适当升高酶可恢复活性。从图丙和图丁可以看出：pH 或温度的变 化不影响酶作用的最适温度或 pH。 (2)底物浓度和酶浓度 甲 乙 甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，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，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。 乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 考法 1 考查对酶的本质、作用和特性的理解 1(2018·北京顺义区期末)下列有关生物体内的酶叙述，正确的是( ) A酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸 B酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关 C酶的空间结构破坏会导致其活性部分或全部丧失 D唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度均是 37 C 酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸， A 错误 ； 酶活性与其所处的作用条件有关， B 错误；酶的空间结构破坏会导致其活性部分或全部丧失，C 正确；唾液淀粉酶应低温保存，D 错误。 2(2018·潍坊期中联考)下列有关酶的叙述，正确的是( ) A在人体的生命活动中，酶可起到催化和调节作用 B与无机催化剂不同，酶能降低化学反应的活化能 C酶都是由内分泌细胞合成的，具有高效性 D酶的作用条件比较温和，高温可使酶失活 D 在人体的生命活动中，酶起催化作用，不起调节作用，A 项错误 ； 与无机催化剂相比， 酶降低化学反应的活化能更显著，B 项错误；一般来说，活细胞都能产生酶，具有高效性，C 项错误；酶的作用条件比较温和，高温会破坏酶分子的结构，使酶失活，D 项正确。 考法 2 结合坐标图考查酶的作用和特性 解题指导 “四步法”分析酶促反应曲线 1识标 ： “识标明变量” 。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量) 的含义。 2析线：“析线理关系” 。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而 变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。 3明点(特殊点)：“抓点求突破” 。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交 叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。 4判断：“先分后合巧辨析” 。对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲 线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间 有无联系或找出相互关系，然后综合分析。 3(2018·龙岩高三期末)图甲表示人和植物的淀粉酶在不同 pH 条件下的活性，图乙表 示 a、b、c 三种酶的活性受温度影响的情况。下列说法正确的是( ) 甲 乙 A若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐升高 B植物和人的淀粉酶活性相同时，pH 也可以相同 Ca、b 酶活性相同时，温度对酶的影响相同 Dc 酶的最适温度应大于 40 B 据图分析可知，人的淀粉酶在 pH 略微偏碱性的环境中活性最高，若环境由中性变成 酸性，人淀粉酶的活性逐渐降低，A 错误；植物和人的淀粉酶活性相同时，pH 也可以相同， 如图中两条曲线的交点， B 正确 ； a、 b 酶活性相同时， 温度对酶的影响可能相同， 也可能不同， C 错误；c 酶的最适温度可能等于或大于 40 ，D 错误。 4如图甲是 H2O2酶活性受 pH 影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pHB 时 H2O2分解产 生的 O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是( ) ApHA 时，E 点下降，D 点左移 BpHC 时，E 点为 0 C温度降低时，E 点不移动，D 点右移 DH2O2量增加时，E 点不移动，D 点左移 C O2的最大释放量只与 H2O2的量有关，与酶的活性无关，与 pHB 时相比，pHA 时酶 的活性下降，E 点不变，D 点右移；H2O2不稳定，在过氧化氢酶失活时，H2O2仍能分解；温度 降低时酶的活性降低，E 点不变，但 H2O2完全分解所用的时间延长，D 点右移 ； 增加 H2O2量，E 点上移，D 点右移。 考法 3 考查酶特性的相关实验探究 5(2018·潍坊期中)取 5 支试管，编号 1、2、3、4、5，分别加入 1.0 mol/L 的过氧化 氢溶液 2 mL，进行下列实验，据表分析下列叙述错误的是( ) 试管编号12345 加入物质蒸馏水锈铁钉 肝脏研 磨液 煮沸冷却的肝 脏研磨液 肝脏研磨液 NaOH 实验结果无气泡 少量气 泡 大量气 泡 无气泡无气泡 A在 1 号、2 号、3 号组成的对照实验中，温度是重要的无关变量 B2 号和 3 号对照，说明酶有高效性 C3 号比 1 号反应速率快是因为酶为反应过程供能 D3 号和 4 号、5 号对照，说明温度、pH 会影响酶活性 C 酶不能为化学反应提供能量， 3 号比 1 号反应速率快是因为酶降低了化学反应的活化 能。 6(2019·湖北模拟)某同学进行了下列有关酶的实验： 甲组：淀粉溶液新鲜唾液加入斐林试剂出现砖红色沉淀 乙组：蔗糖溶液新鲜唾液加入斐林试剂不出现砖红色沉淀 丙组：蔗糖溶液蔗糖酶溶液加入斐林试剂？ 下列叙述正确的是( ) A丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀” B三组实验都应始终在 37 条件下进行 C该同学的实验目的是验证酶的专一性 D可用碘液代替斐林试剂进行检测 C 丙组的实验结果应是“出现砖红色沉淀” ，A 项错误；三组实验加入斐林试剂后还应 进行水浴加热，B 项错误；甲组和乙组对照，乙组和丙组对照验证了酶的专一性，C 项正确； 碘液只能检测淀粉是否分解，不能检测蔗糖是否分解，因此不能用碘液代替斐林试剂进行检 测，D 项错误。 方法总结 对比法验证酶的高效性和专一性 1验证酶的高效性 设计思路：将用酶催化的反应与用无机催化剂催化的反应进行对照，验证酶的催化效率 比无机催化剂高。 设计方案示例： 2验证酶的专一性 设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。 设计方案示例： 结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。 说明：若验证某种具体酶的专一性，设计思路应该是该种酶作用与不同种底物。 考点三| 探究影响酶活性的因素(实验) 1实验原理 (1)酶活性：酶对化学反应的催化效率。 (2)探究温度对酶活性的影响 反应原理 鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉水解，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。 (3)探究 pH 对酶活性的影响 反应原理：2H2O22H2OO2(反应式)。 过氧化氢酶 鉴定原理：pH 影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情 况来检验 O2产生量的多少。 2实验流程与结论 (1)探究温度对酶活性的影响 试管编号 实验操作 123变量分析 加入 ­淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL无关变量 控制温度60 水浴沸水浴冰水浴自变量 加入淀粉溶液2 mL2 mL2 mL无关变量 一段时间后混合混合混合 滴加碘液1 滴1 滴1 滴 无关变量 实验现象不变蓝变蓝变蓝因变量 实验结论高温、低温都影响酶的活性 (2)探究 pH 对酶活性的影响 实验操作内容试管 1试管 2试管 3 注入等量的过氧化氢酶溶液2 滴2 滴2 滴 注入等量的不同 pH 的溶液1 mL 蒸馏水1 mL 5%的 HCl1 mL 5%的 NaOH 注入等量的 3%的过氧化氢溶液2 mL2 mL2 mL 观察实验现象 有大量气泡产 生 无气泡产生无气泡产生 将点燃的卫生香插入试管内液面的 上方 燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱 实验结论过酸、过碱都影响酶的活性 1实验变量控制的三个原则 实验变量控制原则实 例 自变量单一变量原则探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量 无关变量等量适宜原则 探究温度对酶活性的影响实验中 pH 为无关变量，不但相 同，还要适宜 因变量可观测性原则 探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝的 颜色反应将不可观测地反应直观地显现出来，便于实验 结果的观测 2.实验材料的选择 (1)若选择淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液， 不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 (2)在探究酶的适宜温度的实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料， 因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 (3)不选用淀粉酶探究 pH 对酶活性的影响，因为强酸强碱催化淀粉水解，这样实验中就 存在两个实验变量，使实验结果受到干扰。 3实验操作过程 (1)影响酶活性的因素主要有温度、pH 等。当考查其中一种因素对酶活性的影响时，其他 因素是无关变量，要在实验过程中保持相同且适宜。 (2)在探究温度或 pH 对酶活性的影响时，一定要把酶和底物在各自的温度或 pH 下处理一 段时间，然后再混合。 1(2019·龙岩高三质检)某研究小组利用 3%鸡肝匀浆、3% H2O2溶液、pH 缓冲液等，在 适宜温度下探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响， 实验结果如下表。 该实验能得出的结论是( ) pH3.05.07.09.011.0 酶活性(产生的气泡个数 /30) 48252010 A过氧化氢酶具有高效性 B鸡肝匀浆中过氧化氢酶最适 pH 一定为 7.0 CpH 为 7.0 时提高温度，酶活性会提高 D过氧化氢酶对酸性环境的耐受性低 D 此实验不涉及无机催化剂催化过氧化氢，无法说明过氧化氢酶具有高效性，A 错误； 表中设置的 pH 梯度不是足够小，因此过氧化氢酶的最适 pH 不一定是 7，B 错误；题目给定的 为适宜温度，因此当温度提高时，酶的活性会降低，C 错误。 2(2019·福建模拟)某生物兴趣小组为了探究 pH 对某种酶活性的影响，做了如下实验。 实验步骤： 一、取 3 支洁净的试管，编号为 A、B、C，分别加入等量的酶溶液； 二、在每支试管中加入等量的底物溶液； 三、在 A、B、C 试管中加入等量的缓冲液，使 pH 分别稳定在 5.0、7.0、9.0； 四、将 3 支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。 请回答下列问题： (1)上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正。 _ _。 (2)在实验操作正确的情况下，实验结果如图。 该实验中酶促反应速率用_表示。 实验开始 1 min 后 A 组产物 浓度不再增加的原因是_。 为进一步探究该酶作用的最适 pH，应在 pH 为_范围开展实验。 解析 ： (1)实验步骤中，酶溶液和底物溶液混合后再用缓冲液调 pH，这样在达到设定的 pH 之前酶就发挥了作用，实验结果不准确。实验研究的是 pH 对酶活性的影响，温度是无关变量， 应适宜且相同。 (2)该酶促反应速率是用单位时间内产物的生成量来表示的。1 min 后 A 组产物不再增加 的原因是底物完全分解。该酶的最适宜 pH 在 07 之间。 答案：(1)应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：将 3 支试管置于最适温度(或相同 且适宜温度)下，定时检测产物浓度 (2)单位时间内产物的生成量(或单位时间内产物浓度的变化量) 底物的量有限(或底物 浓度是一定的) 07.0(或大于 0 小于 7) 真题体验| 感悟高考 淬炼考能 1(2017·全国卷)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是( ) A在细胞中，核外没有参与 DNA 合成的酶 B由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度都是 37 C 本题考查酶的种类、分布、特性与保存。在细胞核外，叶绿体和线粒体中也含有参 与 DNA 合成的酶，A 错误；由活细胞产生的酶，在生物体外适宜的条件下也有催化活性，如唾 液淀粉酶在适宜条件下可催化试管中的淀粉水解，B 错误；盐析可使蛋白质沉淀，但不会破坏 蛋白质的空间结构，析出的蛋白质仍可以溶解在水中，其化学性质不会发生改变，C 正确；唾 液淀粉酶催化反应的最适温度是 37 ，但保存时应在低温条件下，D 错误。 2(2016·全国卷)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作 顺序合理的是( ) A加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量 B加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量 C加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量 D加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量 C 在测定酶活力的实验中，酶与底物混合后再用缓冲液调 pH，这样在达到设定 pH 之前 酶就发挥了作用， 实验结果不准确， 故缓冲液应在加入底物和酶之前加入， 只有 C 项符合要求。 3(2015·海南高考)ATP 是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于 ATP 的叙述， 错误的是( ) A酒精发酵过程中有 ATP 生成 BATP 可为物质跨膜运输提供能量 CATP 中高能磷酸键水解可释放能量 DATP 由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成 D ATP 由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。 4(2016·全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A 组(20 )、B 组(40 )和 C 组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结 果如图。回答下列问题： (1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。 (2)在时间t1之前，如果 A 组温度提高 10 ，那么 A 组酶催化反应的速度会_。 (3)如果在时间t2时， 向 C 组反应体系中增加 2 倍量的底物， 其他条件保持不变， 那么在t3 时，C 组产物总量_，原因是 _。 (4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有 _ _(答出两点即可)。 解析：(1)在 60 条件下，反应的最终产物浓度比 20 和 40 条件下小很多，说明酶 在 60 条件下最终失活。 20 与 40 条件下相比， 40 时酶促反应到达反应平衡的时间短， 说明 40 条件下酶活性较高。(2)在时间t1前，如果 A 组温度提高 10 变成 30 ，由该酶 活性随温度的变化规律可知，30 条件下的该酶活性大于 20 条件下的，那么 A 组酶催化反 应的速度会加快。 (3)t2时C组的产物浓度已不再增加， 但由A组和B组t2时的产物浓度可知，t2 时 C 组底物并未全部被分解，C 组产物浓度不再增加是由于 C 组温度条件下t2时酶已经变性 失活。因此如果在时间t2时，向 C 组增加 2 倍量的底物，在其他条件不变的情况下，t3时产 物的总量也不会再增加。(4)生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质，极少数是 RNA。酶具 有高效性、专一性等特性，并且需要适宜的温度和 pH 等。 答案：(1)B (2)加快 (3)不变 60 条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产 物总量也不会增加 (4)蛋白质或 RNA 高效性和专一性 第 2 讲 光合作用() 考纲展示 1.光合作用的基本过程() 2.实验：叶绿体色素的提取和分离 考点一| 捕获光能的色素和叶绿体的结构 1叶绿体中色素的种类和颜色 色素的种类色素的颜色 叶绿素 a蓝绿色 叶绿素 叶绿素 b黄绿色 叶黄素黄色 类胡萝卜素 胡萝卜素橙黄色 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 由图可以看出：(1)色素的功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝 紫光。 (2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是 390790 nm，一般叶绿体中的色素只 吸收可见光，对红外光和紫外光不吸收。 3叶绿体的结构与功能 (1)结构 外部：双层膜 内部 基质：含有与暗反应有关的酶 基粒：由类囊体堆叠而成，分布有 色素和与光反应有关的酶) 决定 (2)功能：进行光合作用的场所。 证明 (3)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)叶绿素 a 和 b 主要吸收红光和蓝紫光。() (2)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×) 提示：叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。 (3)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。(×) 提示：叶片黄化，说明叶绿体中的叶绿素减少，所以吸收红光减少。 (4)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(×) 提示：基质中有酶分布，但没有色素。 (5)没有叶绿体，细胞不能进行光合作用。(×) 提示：蓝藻细胞没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素能进行光合作用。 2思考回答(规范表述) (1)为什么高等植物的叶片一般呈现绿色？说出你的理由。 提示：因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来，所以叶片一般呈现绿色。 (2)入秋后，叶片逐渐变黄，试解释其原因。 提示：入秋后，气温逐渐降低，低温可导致叶绿素被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，叶 片中叶绿素含量减少，类胡萝卜素含量增加，导致叶片变黄。 (3)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择什么颜色的玻璃或塑料薄膜？说明原因。 提示：无色透明 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光 照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光，光 照强度较大，有利于光合作用的进行。 1叶绿体中的色素与叶片的颜色 色素 与叶 片颜 正常 绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为 31，且对绿光吸收最 少，所以正常叶片总是呈现绿色 色 叶色 变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜 素的颜色，叶子变黄 叶色 变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利 于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色 2.影响叶绿素合成的三大因素 3叶绿体的结构与其功能相适应的特点 (1)叶绿体的基粒由类囊体堆叠而成，有巨大的膜面积。 (2)叶绿体的类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素。 (3)叶绿体的类囊体薄膜和基质中有催化光合作用进行的酶。 考法 1 考查叶绿体中色素的种类和作用 1 (2018·淄博模拟)下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述， 错误的是( ) A叶绿体色素与 ATP 的合成有关 B叶绿体色素参与 ATP 的分解 C叶绿体色素与 O2和H的形成有关 D叶绿体色素能吸收和传递光能 B 叶绿体色素具有吸收、 传递和转化光能的作用， 并伴随着水的光解和 ATP 的合成过程， 故 A、C、D 项正确，B 项错误。 2将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱 (图中的数字表示光的波长，单位为 mm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该 色素是( ) A类胡萝卜素 B叶黄素 C胡萝卜素D叶绿素 a D 叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。从图中可 以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素 a。 考法 2 考查叶绿体的结构和功能 3(2019·重庆南开中学月考)下列关于叶绿体的叙述，正确的是( ) A叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积 B叶绿体基质中 NADP能形成 NADPH C类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光 D类囊体薄膜中的酶可催化 CO2的固定和还原 C 叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体薄膜，A 项错误 ； NADP形成 NADPH 的场所是基粒，B 项错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C 项正确； 催化 CO2的固定和还原的酶存在叶绿体的基质中，D 项错误。 4(2018·福建泉州模拟)在水稻叶肉细胞的叶绿体中，不会都发生的生理过程是( ) A二氧化碳的生成与利用 B遗传信息的转录与翻译 CNADPH 的生成与利用 DATP 的合成与水解 A 叶绿体的基质可以发生二氧化碳的利用，但叶绿体中不会有二氧化碳的生成，A 符合 题意。叶绿体中因为含有少量 DNA 和 RNA，所以能进行遗传信息的转录和翻译，B 不符合题意。 叶绿体中进行光合作用的光反应会产生 NADPH，然后在暗反应中会利用 NADPH，C 不符合题意。 在光反应中能合成 ATP，在暗反应中会利用 ATP，D 不符合题意。 考点二| 光合作用过程 1光合作用的总反应式 CO2H2O(CH2O)O2。 光能 叶绿体 2光合作用的过程 (1)根据上图分析光反应与暗反应的区别 过程.光反应.暗反应 场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质 条件光、色素和酶多种酶 原料水、NADP、ADP、PiH(NADPH)、ATP、CO2 产物H(NADPH)、ATP、O2(CH2O)、ADP、Pi 物质变 化 水的光解：H2OHO2 光能 ATP 的合成： ADPPiATP 光能 酶 CO2的固定：CO2C52C3 酶 C3的还原：2C3 ATP、H 酶 (CH2O)C5 能量变 化 光能ATP 中活跃的化学能 ATP 中活跃的化学能有机物中稳定的 化学能 (2)根据如图分析光反应与暗反应的联系 光反应为暗反应提供 ATP 和 NADPH。 暗反应为光反应提供 ADP、Pi、NADP。 判断与表述 1判断正误(正确的打“” ，错误的打“×”) (1)光合作用光反应阶段产生的H可在叶绿体基质中作为还原剂。() (2)H2O 在光下分解为H和 O2的过程发生在叶绿体基质中。(×) 提示：H2O 在光下分解为H和 O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上。 (3)只提供光照，不提供 CO2，植物可独立进行光反应。(×) 提示：在暗反应不能进行时，因光反应产生的H和 ATP 的积累，光反应也要停止。 (4)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中 立即开始连续取样分析，在短时间内，叶绿体中 C3和 C5化合物含量都迅速增加。(×) 提示：突然停止光照后，C3增加，C5减少。 (5)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，其叶绿体内 CO2 的固定立即停止。(×) 提示：光反应停止后，光反应产生的H和 ATP 仍可被暗反应利用一段时间。 (6)土壤中的硝化细菌可利用 CO2和 H2O 合成糖。() 2思考回答(规范表述) (1)光合作用过程中产生的 ATP 与细胞呼吸过程中产生的 ATP 的利用有什么不同？ 提示：光反应阶段产生的 ATP 用于暗反应阶段 C3的还原和叶绿体中蛋白质、核酸的合成。 细胞呼吸产生的 ATP 可用于除光合作用以外的生命活动。 (2)若突然停止对某正常植物的 CO2供应，则该植物的叶绿体中 C3的含量如何变化？尝试 分析其变化原因。 提示：略微减少。当 CO2供应停止时，叶肉细胞间隙 CO2浓度降低，CO2的固定速率降低。 而光照强度不变的情况下，H、ATP 的供应速率不变，C3的还原速率几乎不变，这样，短时 间内，C3的生成量减少，消耗量不变，故叶绿体中 C3的含量会略有减少。 1光合作用 C、H、O 的转移途径 (1)H：3H2O3H(C3H2O)。 光反应 暗反应 (2)C：14CO2 14C3 (14CH2O)。 CO2的固定 C3的还原 (3)O：H O 18O2；C18O2 C3(CH O)。 18 2 光反应 CO2的固定 C3的还原 18 2 2环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。 示例：CO2供应正常，光照停止时 C3的含量变化 (2)物质含量变化的比较 条件 光照由强到弱， CO2供应不变 光照由弱到 强，CO2供应 不变 CO2供应由充足 到不足，光照不 变 CO2供应由不足到 充足，光照不变 C3含量增加减少减少增加 C5含量减少增加增加减少 H和 ATP 的含 量 减少增加增加减少 (CH2O)的合成量减少增加减少增加 (3)“模型法”表示 C3和 C5的含量变化 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。 以上各物质变化中，C3和 C5含量的变化是相反的，H和 ATP 含量变化是一致的。 考法 1 考查光合作用过程 1(2018·临沂市期末)如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中 AC 表示相关 物质。有关分析错误的是( ) A图中 A 为氧气，可部分释放到空气中 B图中 B 为 NADPH，外界 CO2浓度升高时，B 的含量暂时升高 C该过程消耗的 NADP和 C 来自于叶绿体基质 D该过程将光能转化为化学能储存在 B 和 ATP 中 B 水的光解产物是氧气和H，若光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气会部分释放到 空气中，A 正确；图中 B 是在 NADP、H和电子参与下形成的，为 NADPH，当外界 CO2浓度升 高时， 暗反应中生成的三碳化合物增多， 则消耗的 NADPH 增多， 导致 NADPH 的含量暂时降低， B 错误；叶绿体基质中，暗反应消耗 NADPH、ATP 产生 NADP、ADP，C 正确；光合作用光反应过 程中，将光能转化成化学能储存在 ATP 和 NADPH 中，D 正确。 2.如图为大豆叶片叶肉细胞光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是( ) ACO2的固定实质上是将 ATP 中的化学能转变为 C3中的化学能 BCO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类 C被还原的 C3在有关酶的催化作用下，可再形成 C5 D光照强度由强变弱时，短时间内 C5含量会升高 C 1 分子 C5与 1 分子 CO2结