高考生物二轮复习 第二单元 生命系统的代谢基础 专题一 酶与atp课件

第二单元 生命系统的代谢基础 专题一 酶与ATP u知识主线自主检索 u再悟高考重点提炼 考点一 酶在细胞代谢中的作用 要点再回扣 1.完善酶的概念关系图 【易错提醒】 明辨有关酶的“5个误区” (1)误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是 蛋白质，少数是RNA，进而引申为合成的原料有氨基酸、核 糖核苷酸，合成的场所有核糖体、细胞核。 (2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上 ，凡是活细胞都能产生酶。 (3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶 是生物催化剂，只起催化作用。 (4)误认为“只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在 细胞内，也可在细胞外发挥作用。 (5)误认为“低温引起酶的变性失活”，实际上低温影响 酶的活性，不破坏酶的结构，但高温能使酶失活。 2.高中生物常见酶整合 将双链DNA解旋为两单链；作用于氢 键；用于DNA复制 DNA解旋酶 把单个的脱氧核苷酸聚合成单链DNA ；催化形成磷酸二酯键；用于DNA复 制及逆转录 DNA聚合酶 连接DNA末端；催化形成磷酸二酯键 ；用于基因工程拼接目的基因和运载 体(连接不具特异性) DNA连接酶 作用种类 RNA聚合酶 把单个的核糖核苷酸聚合成RNA；催 化形成磷酸二酯键 ；用于转录 限制性内切酶 识别 特定的碱基序列并切割出末端； 作用于磷酸二酯键 ；用于基因工程( 切割具有特异性) DNA酶 水解DNA(如艾弗里实验 中“DNA DNA酶”组) Taq聚合酶 一般适用于DNA片段的PCR扩增(耐 90 以上高温) 唾液淀粉酶促进淀粉的水解 过氧化氢酶 催化H2O2分解为H2O与O2，可与Fe3+ 对比验证 酶高效性 3.读懂酶的三类曲线 (1)酶的作用原理： 由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能。 若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加 热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。 (2)酶的特性： 图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较：酶具有 高效性。 图2中两曲线比较表明酶具有专一性。 (3)影响酶促反应速率的因素： 分析图3和图4：温度或pH通过影响酶的活性来影响酶 促反应速率。 分析图5：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的 限制因素则是酶浓度。 考情考向扫描 考向1 酶的本质及作用 【典例1】 关于生物体产生的酶的叙述，错误的是 ( ) A.酶的化学本质是蛋白质或RNA B.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2 C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类 D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁 【解析】 酶的化学本质是蛋白质或RNA，A项正确；脲 酶能够将尿素分解成氨和CO2，B项正确；蛋白酶和淀粉酶 都属于水解酶类，C项正确；纤维素酶能够降解植物细胞壁 ，细菌细胞壁的成分是肽聚糖，需用肽聚糖酶降解，D项错 误。 【答案】 D 考向2 酶的有关曲线考查 【典例2】 (2017湖南六校联考)利用麦芽酿造啤酒时 ，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量。图为不 同pH和温度对PPO活性影响的曲线，有关叙述错误的是 ( ) A.PPO催化多酚类物质的生化反应 B.相同温度时，pH 7.8的酶促反应产物比pH 8.4的少 C.在制备麦芽过程中应将反应条件控制在温度80 、pH 8.4 D.高于90 ，若PPO发生热变性，一定温度范围内温度 越高变性越快 【解析】 在温度80 、pH 8.4的条件下，多酚氧化酶 (PPO)的活性高，降低啤酒质量，C项错误。 【答案】 C 考点题组集训 1.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 ( ) A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 C.RNA D.逆转录酶 答案 C 解析 A项，蛋白酶在蛋白质水解成多肽的过程中起催化作用 。B项，RNA聚合酶在转录的过程中起催化作用。C项，自然 界中的酶大多数是蛋白质，少数是RNA。核糖体是由RNA和 蛋白质组成的，用蛋白酶将其蛋白质除去后，处理后的核糖 体仍可催化氨基酸发生脱水缩合反应，说明起催化作用的成 分是RNA。D项，逆转录酶在逆转录(或反转录)过程中起催化 作用。 2.(2017安徽黄山高三第一次质检)图中，甲图表示某植物 淀粉酶与人的肠淀粉酶活性受pH影响的情况，乙图表示3种 脱氢酶(A、B、C)的活性受温度影响的情况。下面分析正确 的是 ( ) 两淀粉酶的活性相同时pH可以不同 若pH由中性变为酸性，淀粉酶的活性渐渐升高 A、B酶活性相同时，温度对酶的影响相同 C酶活性的最适温度等于或大于40 A. B. C. D. 答案 D 解析 由图甲可知，植物在达到最适pH之前，动物在达到最 适pH之后，两淀粉酶的pH不同但活性可相同，正确；pH 由中性变为酸性，人淀粉酶的活性渐渐降低，错；由图乙 可知，最适温度时酶的活性最高，高于或低于最适温度酶的 活性有所降低，A、B酶活性相同时，温度对酶的影响可能不 同，一个为高温，一个为低温，错；由于图中C酶的活性 一直在上升，所以C酶活性的最适温度等于或大于40 ， 正确。 考点二 有关酶的实验探究 要点再回扣 1.探究酶促反应影响因素应注意的几个关键点 (1)必须遵循的两大原则： 对照原则；单一变量原则。 (2)验证或探究酶具有高效性的实验关键点： 应设置酶与无机催化剂的对照实验。 (3)验证酶具有催化作用的实验关键点： 应设置等量酶液与蒸馏水的对照实验。 (4)常考验证或探究酶具有专一性的两大方法： 方法一：使用同种酶，不同反应底物作对照。 方法二：使用相同反应底物，不同酶作对照。 2.探究影响酶活性因素的4个注意点 (1)不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响，因为 加热会使过氧化氢分解。 (2)必须在达到预设的温度条件后，再让反应物与酶接触 ，避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影 响实验结果。 (3)在探究温度对淀粉酶活性影响的实验时，最好不用斐 林试剂来检测淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成麦芽糖等 还原糖。 (4)用不同底物、同种酶来探究酶的专一性时，若是用淀 粉酶和淀粉、蔗糖两种底物，则应用斐林试剂作为检测试剂 ，不能选用碘液作为检测试剂。 考情考向扫描 考向1 有关酶活性的实验分析 【典例1】 (2017江苏南京三模)下表是其他条件均为 最适情况下探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果，以下 分析正确的是 ( ) 6530%2005% 6520%1004% 5010%502% 255%251% 0000 相对反应速率乳糖浓度相对反应速率酶浓度 实验二 (酶浓度为2%) 实验一 (乳糖浓度为10%) A.实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再增大 B.实验二若继续增加乳糖浓度，相对反应速率会增大 C.实验二若将反应温度提高5 ，相对反应速率将增大 D.实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度 【解析】 在底物足够多的情况下，酶促反应速率会随酶 浓度增加而加快；当所有的酶都参与反应时，反应速率将达 到最大；本实验结果是在其他条件均为最适情况下获得的， 故再提高温度，反应速率会下降。 【答案】 D 考向2 有关酶活性的实验设计与评价 【典例2】 小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种 的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉 酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。 (1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子， 分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下 进行实验。实验分组、步骤及结果如下： 37 保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温，加适 量碘液显色 111加淀粉溶液(mL) 111加缓冲液(mL) C0.5 mL提取液0.5 mL提取液加样 +显色结果 对照管白粒管红粒管 分组 步骤 注：“+”数目越多表示蓝色越深 步骤中加入的C是_，步骤中加缓冲液的目 的是_。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是 _；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越 _。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显 色结果不变，则保温时间应_。 (2)小麦淀粉酶包括淀粉酶和淀粉酶，为进一步探 究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案： X处理的作用是使_。若中两管显色结果无明 显差异，且中的显色结果为红粒管颜色显著_白粒 管(填“深于”或“浅于”)，则表明淀粉酶活性是引起这 两种小麦穗发芽率差异的主要原因。 【解析】 (1)步骤中加入的C是0.5mL蒸馏水，以形成 对照实验；步骤中加缓冲液的目的是维持培养液中pH的相 对稳定。显色结果表明，红粒管中蓝色较深，说明此时淀粉 酶活性较低。据此推测，淀粉酶活性越低，穗发芽率也越低 。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小，为达到相同显色效 果的时间应当缩短。 (2)图中X处理的作用是使淀粉酶失活，若中两管显 色结果无明显差异，且中的显色结果为红粒管颜色明显较 深，表明淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的 主要原因。 【答案】 (1)0.5 mL蒸馏水 控制pH 红粒小麦 低 缩短 (2)淀粉酶失活 深于 考点题组集训 1.关于人体内激素和酶的叙述，错误的是 ( ) A.激素的化学本质都是蛋白质 B.高效性是酶的重要特性之一 C.酶可以降低化学反应的活化能 D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢 答案 A 解析 一些激素的化学本质是蛋白质，一些激素的化学成分 不是蛋白质，如性激素的成分是固醇，A项错误；酶具有高 效性、专一性和多样性的特点，B项正确；酶通过降低化学 反应的活化能提高反应速率，C项正确；激素通过与靶细胞 结合传递信息，影响靶细胞的代谢活动，D项正确。 2.某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如 下实验步骤： 在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0 、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为 1%的淀粉液1 mL。 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。 将5支试管放入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。 取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。 观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作 用的最适pH。 上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考 虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便 实验能得到正确的预期结果。 (1)_。 (2)_。 答案 (1)中70 应改为37 。因为人唾液淀粉酶作用的 最适温度为37 (其他合理答案也可) (2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管进行水浴加热 一段时间。因为只有在5065 水浴加热条件下斐林试剂才 可与还原糖反应显色(其他合理答案也可) 解析 因为题中已经提示不考虑试剂的浓度、剂量等，因此 就不用去分析这些数据是否错误，找主要的错误即可。(1)酶 的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因 此，温度应为无关变量，必须适宜，而70 恒温水浴的温度 过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终不同pH下 的实验结果一样。 (2)本题选择的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶 的活性高低，斐林试剂鉴定还原糖必须要经过水浴加热，如 果不加热，则任何一组都不会出现砖红色沉淀。 考点三 ATP的合成、利用及能量代谢 要点再回扣 1.ATP与ADP的相互转化图解 2.ATP产生量与O2供给量、呼吸强度的关系 甲图表示ATP产生量与O2供给量的关系，乙图表示ATP 产生量与呼吸强度的关系。 (1)A点表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有 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的产生量随之 增加。 (3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生量 不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 3.必须关注的几个关键句 (1)主要能源物质是糖类；主要储能物质是脂肪；直接能 源物质是ATP。 (2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于暗反应阶 段C3的还原，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。 【易错提醒】 明辨ATP的4个误区 (1)不同化合物中“A”的辨析： (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。 考情考向扫描 考向 从ATP的来源、去向及在生命活动中的作用进行考 查 【典例】 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 B.ATP可为物质跨膜运输提供能量 C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量 D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成 【解析】 酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成，A项 正确；ATP可为主动运输提供能量，B项正确；ATP中远离 腺苷的高能磷酸键水解可释放能量，为生命活动供能，C项 正确；ATP由腺