高考生物大一轮总复习 3.7 酶和ATP课件 新人教版必修1 .ppt

第七讲酶和atp 回扣基础 一 酶的作用和本质1 酶的作用 1 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 统称为 细胞代谢是细胞的基础 2 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的所需要的能量 催化剂 酶及无机催化剂 的作用机理是 细胞代谢 生命活动 活跃状态 降低化学反应的活化能 3 实验 通过 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 证明酶具有 而且酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著 具有 4 作用意义 细胞代谢能在温和条件下快速进行 是由于酶的作用 催化能力 高效性 催化 2 酶的本质 归纳 酶是产生的具有催化作用的有机物 其中绝大多数酶是 少数酶为rna 解惑 在适宜条件下 酶在生物体内和生物体外都能起催化作用 活细胞 蛋白质 二 酶的特性1 催化效率约是无机催化剂的107 1013倍 2 每一种酶只能催化化学反应 3 作用条件较温和 在条件下 酶的活性最高 解惑 酶与无机催化剂的相同之处 1 化学反应前后数量和性质不变 2 加快化学反应的速度 缩短达到平衡的时间 但不能改变平衡点 3 都能降低化学反应的活化能 高效性 专一性 一种或一类 最适温度和ph 三 atp的结构和功能1 写出atp的结构简式和简式中a p所代表的含义 1 结构简式 2 a p 2 图中 是 其中易形成和断裂 3 图中 为的过程 其作用是 a p p p 腺苷 磷酸基团 高能磷酸键 远离a的高能磷酸键 高能磷酸键水解释放能量 为各项生命活动提供能量 5 atp的来源 1 动物和人 2 绿色植物 解惑 adp与atp相互转化反应式中 催化adp形成atp的酶存在于细胞的线粒体 叶绿体 细胞质基质中 呼吸作用 呼吸作用和光合作用 优化落实 一 酶的作用和本质1 判一判 1 酶在生物体内有催化和调节作用 2 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 3 酶催化作用的实质是提高化学反应的活化能 使化学反应顺利进行 4 细胞质中没有作用于dna的解旋酶 提示在叶绿体 线粒体中含有 而叶绿体 线粒体都属于细胞质 5 细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶 二 酶本质的探索2 连一连 关键点击 1 酶的本质及特性 酶的本质及特性 2 酶和一般催化剂的比较 用量少而催化效率高酶与一般催化剂一样 虽然在细胞中的相对含量很低 却能使一个慢速反应变为快速反应 反应前后酶的性质和数量均没有变化和一般催化剂一样 酶仅能改变化学反应的速度 并不能改变化学反应的平衡点 酶本身在反应前后不发生变化 可降低反应的活化能催化剂包括酶在内 能降低化学反应的活化能 如图所示 由于在催化反应中 只需较少的能量就可使反应物进入 活化态 所以和非催化反应相比 活化分子的数量大大增加 从而加快了反应速度 4 与酶有关的曲线 1 酶高效性的曲线 如图表示未加催化剂时 生成物浓度随时间的变化曲线 请在图中绘出加酶和加无机催化剂的条件时的变化曲线 提示 2 酶专一性的曲线 3 影响酶活性的曲线 提示 过酸 过碱 高温都会使酶失去活性 而低温只是使酶的活性降低 前者都会使酶的空间结构遭到破坏 而后者并未破坏酶的分子结构 分析图c中的曲线 反应溶液中ph的变化是否会影响酶作用的最适温度呢 提示 不会 若将a图中的横坐标改为底物浓度或酶浓度 曲线又该如何画呢 请在下面的坐标系中绘出 提示 文字说明 酶量一定的条件下 在一定范围内随着底物浓度的增加 反应速率也增加 但达到一定浓度后不再增加 原因是受到酶数量和酶活性限制 在底物量充足 其他条件适宜且固定的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 4 与影响酶促反应有关的曲线 温度和ph a 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 b 过酸 过碱 高温都会使酶变性失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温度升高可恢复活性 c 从丙图可以看出 反应溶液ph的变化不影响酶作用的最适温度 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 a 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 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 b 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 误区警示 解题技巧 1 不同生物酶的最适温度不同 动物体内的酶最适ph大多在6 5 8 0之间 但也有例外 如胃蛋白酶的最适ph为1 5 植物体内的酶最适ph大多在4 5 6 5之间 2 正确理解酶的作用酶只能提高化学反应速率 缩短化学反应达到平衡所需要的时间 不能改变反应结果 即不能使反应的产物增加 3 温度 ph对酶活性的影响不同ph过高 过低及温度过高都会使酶失活 温度过低只是使酶活性降低 酶并不失活 4 酶促反应速率不同于酶活性 温度 ph都能影响酶的空间结构 改变酶的活性 进而影响酶促反应速率 底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的 并不影响酶的活性 演练提升 1 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 并只能在人体的内环境中起作用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 与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中d 酶均是由腺细胞合成的 具有高效性 专一性 c 酶的活性受温度 ph的影响 消化酶在消化道内起催化作用 消化道不属于内环境 有的酶是rna 不在核糖体上合成 活细胞能合成酶 哺乳动物成熟的红细胞除外 用于自身代谢需要 因此a b d所述错误 光合作用光反应的酶分布在类囊体薄膜上 暗反应的酶分布在叶绿体基质中 c正确 2 2013 山东临沂模拟 下图是在最适温度下 麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖量的关系 有关叙述正确的是 a 如果温度上升5 b点向左下方移动b a点时 麦芽糖酶全部参与催化c 可用斐林试剂鉴定麦芽糖的分解情况d 因受酶活性的限制 bc段催化速率不再增加a 最适温度时酶的活性最高 升高或降低温度 酶的活性都会降低 因此 如果温度上升5 曲线上每一点都会下移 a正确 b点表示麦芽糖酶全部参与催化 b错误 麦芽糖及其产物葡萄糖都具有还原性 因此不能用斐林试剂进行鉴定 c错误 bc段催化速率不再增加是因为酶的数量有限 而不是酶活性受限制 d错误 关键点击 1 atp的结构图示 atp的结构与功能 2 atp的形成途径 3 atp与adp的相互转化注意酶1 酶2不同 酶1 合成酶 酶2 水解酶 转化式 adp pi 能量atp 误区警示 1 atp在生物体内含量少 但转化十分迅速 从而使细胞中的atp总是处于一种动态平衡中 2 atp与adp的相互转化不是可逆反应 因为转化过程中的所需酶 能量的来源和去路和反应场所都不完全相同 但是物质是可循环利用的 3 atp的形成需要满足4个条件 2种原料 adp和pi 能量和酶 另外合成atp的过程中有水生成 4 atp是一种高能磷酸化合物 其分子式可以简写为a p p p 高能磷酸键断裂时能够释放出高达30 54kj mol的能量 所以atp是与能量有关的一种物质 不能将两者等同起来 解题技巧 不同物质中 a 代表的含义 演练提升 3 atp是细胞的能量 通货 是生命活动的直接能源物质 下图为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 a 图1中的a代表腺苷 b c为高能磷酸键b 图2中进行 过程时 图1中的c键断裂并释放能量c atp与adp快速转化依赖于酶催化作用具有高效性d 夜间有o2存在时 图2中过程 主要发生在线粒体a a项中a代表的是腺嘌呤 a错误 atp水解一般是远离a的高能磷酸键断裂 也就是c键 所以b项正确 atp水解产生的能量来自atp的高能磷酸键的水解 合成atp的能量来自细胞呼吸和光合作用 酶的催化作用具有高效性 夜间有o2存在时 atp合成的主要场所是线粒体 4 下列有关atp的叙述 不正确的是 a 人体成熟的红细胞在o2充足时也只能通过无氧呼吸产生atpb 在平静和剧烈运动状态 细胞内atp的含量都能保持动态平衡c atp是生命活动的直接能源物质 其中两个高能磷酸键都易断裂 易形成d atp中的 a 与构成rna中的碱基 a 表示的不是同一种物质 c atp是生命活动的直接能源物质 atp中有两个高能磷酸键 但只有远离a的那个高能磷酸键易断裂 易形成 实验七探究影响酶活性的条件 关键点击 一 温度对酶活性的影响1 原理解读 温度影响酶的活性 从而影响淀粉的水解 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 2 实验设计思路 3 实验步骤 变量分析 3 实验步骤 误区警示 1 验证酶的专一性实验 选择好检测反应物的试剂 如反应物选择淀粉和蔗糖 酶溶液为淀粉酶 则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解 不能选用碘液 因为碘液无法检测蔗糖是否被分解 保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键 2 验证酶的高效性实验 实验时必须用新鲜的 刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料 肝脏如果不新鲜 肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解 使组织中酶分子的数量减少且活性降低 实验中使用肝脏的研磨液 可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积 从而加速过氧化氢的分解 滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管 因为酶的催化效率具有高效性 少量酶带入fecl3溶液中就会影响实验结果的准确性 甚至使人产生错觉 作出错误的判断 h2o2分解过程有气泡冒出 若反应一段时间 不再有气泡冒出 说明反应结束 若在不增加h2o2量的前提下 使气泡 o2 的生成量增加 可采取的措施是提高h2o2浓度 3 在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项 实验室使用的 淀粉酶最适温度为60 由于h2o2不稳定 因此探究温度对酶活性影响时 不选择h2o2作反应物 本实验不宜选用斐林试剂鉴定 温度是干扰条件 本实验中步骤2 步骤3一定不能颠倒顺序 否则会使实验失败 即先控制条件再混合 4 在探究ph对酶活性的影响实验中的注意事项 实验程序中2 3步一定不能颠倒 否则实验失败 本实验中也可将过氧化氢酶和h2o2分别调至同一ph 再混合 以保证反应一开始便达到预设ph 本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解 因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应 解题技巧 1 在温度对酶活性的影响实验中 只能运用碘液检测底物 不能利用斐林试剂检验产物的生成 因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50 65 导致低温下的实验组由于温度变化 影响实验结果 2 设计实验程序时 不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度 否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用 演练提升 1 2013 大连质检 在 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 中 对实验的处理如表所示 对该实验的有关分析不正确的是 a 在上表的实验处理中 研究了温度和催化剂两个自变量b 试管2中因为没有加入任何试剂 所以应为空白对照组c 若试管4和试管1组成对照实验 可说明酶具有催化作用d 若要研究酶的高效性 可选用的实验组合是试管4和试管3 b 根据表格信息 试管1和试管2的变量为温度 试管3和试管4的变量为催化剂种类 二者均是自变量 其他因素如反应物浓度 ph等为无关变量 试管2虽没有添加任何试剂 但是温度与试管1不同 因此也是实验组 试管1和试管4的不同点为是否添加了酶 由此可以证明酶具有催化作用 试管3和试管4的不同点是催化剂的种类 酶或无机催化剂 因此可以证明酶的高效性 2 2013 烟台检测 猪笼草以其分泌物消化所捕食的昆虫 为检测此分泌物的性质 有个同学做了如下实验 取甲 乙两支洁净的试管 分别加入1cm3瘦肉块 向甲试管中注入2ml新鲜的分泌物 向乙试管中注入2ml清水 振荡两支试管 然后将两试管下半部浸入35 左右的温水中 2小时后观察发现 甲试管内瘦肉块明显变小 乙试管内肉块无明显变化 请回答下列问题 1 该分泌物中可能含有 酶 2 甲 乙两试管中 为对照组 3 若要验证温度对分泌物活性的影响 可再取丙 丁两支洁净的试管 两试管内均应加 并将两试管分别放入 中 2小时后观察试管内瘦肉块的变化 4 若要验证ph对分泌物活性的影响 可再取戊 己两支洁净的试管 两试管所加入的成分与丙 丁试管相同 向戊 己两试管中分别加入 溶液 然后将两试管下半部放入 的温水中 2小时后观察两试管瘦肉块的变化 5 该同学为鉴定该分泌物含蛋白质 向试管中加入1ml双缩脲试剂a液和4滴双缩脲试剂b液 振荡均匀 然后加入2ml新鲜的分泌物 在水浴中加热到60 以上 观察溶液的颜色 请指出其中两处错误 解析 1 瘦肉的主要成分是蛋白质 瘦肉块变小说明瘦肉被蛋白酶分解 因此该分泌物中可能含有蛋白酶 2 实验目的是探究分泌物内所含的酶 故加分泌物的甲组是实验组 不加分泌物的乙组为对照组 3 若要验证温度对分泌物活性的影响 变量是温度 因此两支试管里加入的物质以及物质的量应相同 即都加入1cm3瘦肉块 2ml新鲜的分泌物 甲试管为适宜温度条件 因此另外两支试管放入沸水和冰水中 以探究温度对酶活性的影响 4 若要验证ph对分泌物活性的影响 则变量是ph 因此戊 己试管内需分别加入适量且等量的naoh和hcl 营造不同的ph环境 为防止温度对酶活性的影响 需将试管都放入适宜的温度 35 环境中进行实验 5 使用双缩脲试剂时 需先加a液 振荡后滴加b液 双缩脲试剂在常温下使用 不需要加热 答案 1 蛋白 2 乙试管 3 1cm3瘦肉块 2ml新鲜的分泌物沸水和冰水 4 适量且等量的naoh和hcl35 左右 5 不应把双缩脲试剂a液和2ml双缩脲试剂b液先混合不用加热 高考回顾 2013新课标卷 卷 江苏卷 安徽卷 四川卷 海南卷 上海卷2012天津卷 海南卷 全国卷 福建卷2011全国卷 海南卷 天津卷 江苏卷 典题例析 考向一影响酶活性的因素用某种酶进行有关实验的结果如图所示 下列有关说法错误的是 a 该酶的最适催化温度为30 左右b 图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶c 由图4实验结果可知酶具有高效性d 由实验结果可知酶具有专一性 思路点拨 酶在最适温度是时催化效率最高 在最短的时间就可以达到平衡 在最适ph时催化效率最高 底物剩余量最少 酶的催化作用受多种因素的影响 某些因素可以提高或降低酶的催化效率 一种酶只能催化一种或一类化学反应 解析 图1显示温度对酶活性的影响 从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为30 左右 图2显示该酶的最适ph为7 而胃蛋白酶的最适ph为1 5 由图4可见该酶为麦芽糖酶 图3能说明cl 是酶的激活剂 cu2 是酶的抑制剂 图4说明酶具有专一性 答案 c 易错辨析 由图1只能判断出在20 30 40 三个温度中30 是最适温度 具体最适温度是多少 需进一步实验才能确定 酶的最终条件是随外界环境变化发生变化的 而不是固定不变的 考向二atp的结构和功能atp是细胞内直接的能源物质 可通过多种途径产生 如右图所示 以下说法正确的是 a a过程和b过程都有 h 的生成b a过程和b过程都要在细胞器中进行c o2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体内使肝脏细胞内的adp含量迅速下降d 在物质和能量上都可成为互逆反应 思路点拨 光合作用在叶绿体中进行 光反应阶段为水的光解和atp的生成 暗反应阶段为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原 有氧呼吸主要发生在线粒体中 第一阶段为葡萄糖分解为丙酮酸和 h 第二阶段为丙酮酸与水生成二氧化碳