高考生物一轮复习 第三单元 第8讲 ATP和酶课件 苏教版1.ppt

第三单元光合作用和细胞呼吸 第8讲atp和酶 2015高考导航 1 atp与adp的相互转化不是可逆反应 2 细胞内含有大量的atp 用于细胞的各项生命活动 3 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个反应的底物 2013新课标全国 6d 4 酶制剂适于低温下保存 是因为低温时酶活性很低 但空间结构稳定 5 同一个体各种体细胞酶的种类相同 数量不同 代谢不同 2013安徽 2c 6 代谢的终产物可反馈调节相关酶活性 进而调节代谢速度 2013安徽 2b 7 酶所催化的化学反应一般都是在比较温和的条件下进行的 8 酶只能在细胞内发挥催化作用 一 atp1 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 a p p p 腺苷 磷酸基团 2 图中 是 其中远离a的高能磷酸键易形成和断裂 3 图中 为高能磷酸键水解释放能量的过程 其作用是 巧记atp直接能源atp 五种元素来组成 腺苷磷酸高能键 易断重建行功能 高能磷酸键 为各项生命活动提供能量 二 酶与酶促反应1 酶的本质及生理功能 生物催化 蛋白质 核糖体 催化作用 2 酶的特性 1 例如 1个过氧化氢酶分子在25 条件下1min可催化500万个过氧化氢分子的分解反应 2 特异性 一种酶只能对 发生催化作用 酶具有一定的空间结构 酶的 往往与底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系 3 作用条件较温和 需要常温 常压 等 3 影响酶促反应速率的因素 ph 和底物浓度等 高效性 一定的底物 活性中心 适宜ph 温度 酶浓度 巧记酶的来源与特性活细胞内来合成 降低化能是本领 高效专一需温和 催化反应属它行 解惑 1 酶与无机催化剂的相同之处 化学反应前后数量和性质不变 加快化学反应的速率 缩短达到平衡的时间 但不能改变平衡点 都能降低化学反应的活化能 2 酶并不只在细胞内发挥作用 酶由活细胞产生 可以在细胞内发挥作用 如细胞内的呼吸氧化酶 也可以分泌到细胞外发挥作用 如各种消化酶 在生物体外适宜的条件下也能发挥作用 如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验 3 产生激素的细胞一定能产生酶 但产生酶的细胞不一定能产生激素 三 控制变量1 实验变量 1 变量 实验过程中可以变化的 2 自变量 人为改变的 3 因变量 随着 的变化而变化的变量 4 无关变量 除 外 其他对实验结果能造成影响的可变因素 2 对照实验除了一个因素以外 其余因素都 的实验叫做对照实验 对照实验一般要设置 和实验组 因素 变量 自变量 自变量 保持不变 对照组 b 解析 adp和pi合成atp过程所需的能量包括以下两种 动物 人 真菌等细胞呼吸释放的能量 绿色植物来源于光能和细胞呼吸释放的能量 叶绿体中水的分解过程所需的能量为叶绿素吸收的光能 细胞通过简单扩散方式吸收水分的过程不需要消耗能量 b 2 2014 江西会昌月考 人体中某一过程如下图所示 如果温度增加到45 引起酶的活性部位改变 会引起 a 蛋白质被消化得更快b 蛋白质被消化得较慢或不能被消化c 氨基酸缩合速度加快d 氨基酸缩合速度减慢或不能发生缩合 解析 本题考查酶发挥作用的条件及原理 温度升高 酶活性部位改变 使酶与底物不能正常结合 使蛋白质消化减慢或停止 b正确 b 3 2014 北京西城区期末 下列有关酶的叙述正确的是 a 酶都是在核糖体上以氨基酸为原料合成的b 人体内环境ph变化不影响细胞内酶的催化作用c 若要长期保存酶 应将其放在低温环境下d 酶在催化反应完成后立即被降解成为氨基酸解析 酶大多数是蛋白质 还有少量的酶是rna 而核糖体只能合成蛋白质 a错误 人体内环境条件变化对酶的催化能力有很大的影响 b错误 高温下酶会发生不可逆性失活 而低温有助于保护酶结构 失活也是可逆的 c正确 酶是可以反复使用的 反应结束后不会立即被降解 d错误 a 4 下列关于酶催化特性的叙述 正确的是 a 低温降低分子运动速度 抑制酶的活性b 高温激发酶的活性 提高酶促反应速率c 增大底物的浓度 酶促反应速率可以持续上升d 增加酶的物质量 酶促反应的产物量随之增加解析 低温降低分子运动速度 从而抑制酶的活性 a正确 温度过高使酶失活 可降低酶促反应速率 增大底物的浓度 酶促的反应速率还受酶浓度的影响 1 atp的分子结构 atp的结构和作用 2 atp的再生和利用 高考警示 atp和adp的相互转化过程中 反应类型 反应所需酶以及能量的来源 去路和反应场所都不相同 因此atp和adp的相互转化不是可逆反应 但物质是可循环利用的 3 细胞内产生与消耗atp的生理过程 消耗atp 主动运输 内吞 外排 产生atp 细胞呼吸第一阶段 产生atp 光反应消耗atp 暗反应和自身dna复制 转录等 产生atp 有氧呼吸第二 三阶段消耗atp 各项生命活动和自身dna复制 转录等 消耗atp 蛋白质的合成 消耗atp dna复制 转录等 4 atp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 a 图1中的a代表腺苷 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c atp与adp快速转化依赖于酶催化作用具有高效性d 酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能 尝试解答 a 解析 图1中a表示腺嘌呤 b c是高能磷酸键 atp水解时远离腺苷的高能磷酸键断裂 酶催化作用具有高效性 其催化作用的机理是降低反应的活化能 2014 阜宁中学高三月考 生物体内能量代谢中atp的合成和利用过程如图所示 以下说法正确的是 a a过程和b过程都有 h 的生成和消耗b 光合作用合成的产物只是糖类化合物c o2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体可使肝脏细胞内的adp含量减少d atp是由1分子腺嘌呤和3分子磷酸基团组成的 生物体的细胞内含有大量的atp 跟踪训练 a 解析 本题考查atp与adp的相互转化 atp合成所需能量 对人与动物来说 只能来源于细胞呼吸 对植物来说 既可以来自细胞呼吸 也可以来自光合作用 故a过程表示细胞呼吸 b过程表示光合作用 光合作用中 光反应生成 h 暗反应消耗 细胞呼吸过程中 第一 二阶段生成 h 第三阶段消耗 光合作用合成的产物除糖类外 也可以是蛋白质 脂质 线粒体利用o2有氧呼吸生成atp 使adp含量减少 o2来自细胞周围的组织液 atp由1分子腺苷和3个磷酸基团组成 细胞内atp含量很少 但atp与adp的相互转化速度很快 以满足细胞内不断的能量需求 1 酶的作用原理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 酶的作用原理及与酶特性有关的曲线分析 1 没有酶催化的反应曲线是 2 有酶催化的反应曲线是 3 ac段的含义是在无催化剂的条件下 反应所需要的活化能 4 bc段的含义是酶降低的活化能 5 若将酶催化改为无机催化剂催化该反应 则b点在纵轴上将向上移动 即反应需要的活化能要增大 2 表示酶高效性的曲线 1 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 2 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间 不改变化学反应的平衡点 3 酶只能催化已存在的化学反应 3 表示酶特异性的曲线 1 加入酶b的反应速率和无酶条件下的反应速率相同 说明酶b对此反应无催化作用 2 加入酶a的反应速率随反应物浓度的增大明显加快 说明酶具有特异性 4 影响酶促反应的因素 1 温度和ph 在一定温度范围内 随温度的升高 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 酶只有在最适温度和ph条件下 催化效率最高 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 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 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 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 b a 图一曲线a中 a点后 限制生成物量不再增加的因素是酶的数量不足b 图二曲线 酶减少后 图示反应速率可用曲线f表示c 分别在图二中取b c点的速率值 对应图一中的曲线c和dd 减小ph 重复该实验 图二曲线b应变为曲线f 增大ph 应变为曲线e 尝试解答 解析 图一曲线a中 a点后 限制因素为反应物的浓度 a项错误 图二曲线中当反应物浓度一定时 减少酶量 反应速率降低 b项正确 图二b c点的速率值是一个定值 无法用曲线c和d表示 c项错误 图二曲线b是在最适ph下测定的反应物浓度与酶促反应速率的关系 无论ph增大还是减小 曲线b都应变成曲线f d项错误 用某种酶进行有关实验的结果如图表示 下列有关说法错误的是 多选 跟踪训练 ac a 该酶的最适催化温度为30 b 图2和图3能说明该酶一定不是胃蛋白酶c 由图3实验结果可知酶具有高效性d 由图3实验结果可知酶具有专一性解析 本题考查酶的特性以及影响酶活性的因素 图1显示温度对酶活性的影响 但不能确定30 为该酶的最适催化温度 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3可知该酶为麦芽糖酶 说明酶具有专一性 1 酶化学本质的实验验证 与酶相关的实验分析 2 实验设计及现象 3 的h2o2溶液3ml 新鲜酵母菌液 并用棉花堵住管口 有大量气泡产生 能使点燃但无火焰的卫生香复燃 3 的h2o2溶液3ml 加等量蒸馏水 并用棉花堵住管口 无气泡产生 不能使点燃但无火焰的卫生香复燃 结论 酶具有催化活性 3 酶的高效性的实验验证对照组 反应物 无机催化剂 反应物分解速率 实验组 反应物 等量酶溶液 反应物分解速率 实验中自变量是无机催化剂和酶 因变量是反应物分解速率 4 酶的特异性的实验验证 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后 再用斐林试剂鉴定 根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用 从而探究酶的特异性 5 探究温度对酶活性的影响 1 原理 反应原理 鉴定原理 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 步骤 加入可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 2ml 放置在不同温度环境 0 100 60 加入新配制的 淀粉酶溶液 1ml 1ml 1ml 完成反应 5min 5min 5min 滴入碘液 2滴 2滴 2滴 观察结果 变蓝 变蓝 不变蓝 3 探究某种酶的最适温度的实验设计思路 将若干小滤纸片浸入酵母菌液中 然后取出晾干 备用 取三个相同烧杯 各注入等量体积分数为2 的不同ph的h2o2溶液 ph 5 ph 7 ph 9 将滤纸片逐片放入三个烧杯中 观察并记录现象 有少量气泡产生 并附在滤纸片上 滤纸片浮出液面的时间长 有大量气泡产生 并附在滤纸片上 滤纸片浮出液面的时间短 有少量气泡产生 并附在滤纸片上 滤纸片浮出液面的时间长 3 探究酶的最适ph的实验设计思路 1 在探究酶活性的最适温度时 需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间 2 在探究酶活性的最适ph时 需先将酶置于不同环境条件下 然后再加入反应物 如可溶性淀粉液 切记不能在加入酶后 先加入反应物 再加入盐酸或氢氧化钠 高考警示 d 尝试解答 解析 a是为了验证酶的高效性 而酶的高效性是通过和无机催化剂的对比体现出来的 对照组应加入fecl3溶液替代蒸馏水 b中变量的设计是正确的 但用碘液只能检测淀粉的存在 对于蔗糖溶液是否反应无法检测 c中h2o2容易分解 且随着环境温度的升高分解速度加快 2014 福建六校联考 有人做了下面的实验以研究ph对酶活性的影响 准备5支盛有等量胃蛋白酶溶液但ph各不相同的试管 每支试管加1块1cm3的正方体凝固蛋白质 试管均置于25 室温条件下 各试管蛋白块消失的时间记录于下表 1 请根据表中数据 在下面的坐标图中画出ph与酶活性的关系曲线 跟踪训练 2 提供两种使实验能在更短时间内完成的方法 3 如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用 还应补充怎样的对照实验 4 除了本实验外 请另外设计一种简便易行的方案来测定ph对酶活性的影响 解析 蛋白块消失的时间越短 对应酶的活性越大 酶的活性除了受ph影响之外 还受温度的影响 蛋白块消失的时间也与酶和反应物的接触面积大小有关 设置对照实验是为了排除酶之外的其他因素的作用 则对照组除不加入酶或使酶失活之外 其余条件都应与实验组相同 答案 1 如下图 2 适当提高温度以增加酶的催化活性 提高酶的浓度 或将蛋白块切小些 以增加蛋白酶和蛋白质的接触面积等 答对两点即可 其他答案合理亦可 3 将胃蛋白酶溶液加热 使酶失去活性后再加入试管 或将胃蛋白酶溶液改为清水或蒸馏水等 4 用过氧化氢酶催化h2o2分解 改变ph 检测氧生成量的变化 其他答案符合题意即可 典例示法 2012 高考大纲全国卷 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 e5支试管中分别加入ph5 0 6 0 7 0 8 0 9 0的适宜浓度缓冲液5ml 再分别加入质量分数为1 的淀粉液1ml