高考生物一轮复习（抓纲扣本+剖题探法）第三单元 第1节 降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”ATP课件.ppt

第三单元细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶细胞的能量 通货 atp 判断正误 1 细胞代谢是生物体内化学反应的统称 2 酶在生物体内具有调节作用 3 酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能 4 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 5 活细胞都能产生酶 有些酶是核酸 抓纲扣本 夯实基础 一 酶的作用和本质 二 酶的特性 连线 思考 酶都在细胞内起作用 提示也可在细胞外 甚至生物体外起作用 1 atp的结构 三 细胞的能量 通货 atp 腺苷 磷酸基因 易断裂和重新形成 2 生物atp的途径 光合作用 细胞质基质 3 atp与adp的相互转化 4 atp的功能atp是细胞生命活动的能源物质 直接 吸能 主动 思考 新陈代谢旺盛的细胞中 atp的含量相对高吗 为什么 提示细胞内atp的含量极少 且相对稳定 新陈代谢旺盛的细胞中仅是atp与adp的相互转化迅速 但atp含量不会升高 典例1 如图表示人体内某种酶促反应速率受温度和ph的影响情况 下列解释不正确的是 剖题探法 突破考点 考点一与酶促反应相关的曲线分析 a 在a点 将酶的浓度增大一倍 反应速率可能增大b 在b点 将酶的浓度增大一倍 反应速率不可能增大c 在c点 将酶的浓度增大一倍 反应速率可能增大d 该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征 提示 酶在细胞内 外都能发生作用 且反应前后酶的数量和性质不变 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的速率 并不影响酶的活性 解析 此图可以反映温度和ph对酶促反应速率的影响 但是影响反应速率的因素 不仅包括温度和ph 还有酶浓度等 在反应底物充足的条件下 增大酶浓度 可以提高反应速率 所以a c正确 b项错误 题图显示 该酶的最适ph为2左右 因此这种酶可能是胃蛋白酶 而不会是唾液淀粉酶 d项正确 答案 b 考点突破 影响酶促反应的曲线1 表示酶的高效性的曲线 1 催化剂可加快化学反应速率 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 2 影响酶促反应的因素 1 温度和ph 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 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 酶促反应速度不再增加 乙图 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶促反应速度与酶浓度成正比 变式训练 1 如图表示某种酶在不同处理条件 a b c 下催化某反应反应物的量和反应时间的关系 据图可得的信息是 a 若a b c表示温度 则一定是a b cb 若a b c表示酶的浓度 则a b cc 若a b c表示底物的浓度 则a b cd 若a b c表示ph 则一定是a b c解析由图示曲线知 a b c最大反应速率依次减小 故a可表示相对最适温度 相对最适ph或较大的酶浓度 答案b 考点二酶的专一性及影响酶活性的条件实验分析 典例2 2013 龙岩教学质检 关于探究酶特性实验的叙述中 正确的是a 若探究ph对过氧化氢酶活性的影响 可选择可溶性淀粉溶液为底物b 若探究过氧化氢酶的高效性 可选择无机催化剂作为对照 c 若探究温度对淀粉酶活性的影响 可选择斐林试剂对实验结果进行检测d 若用淀粉 蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性 可用碘液对实验结果进行检测 提示 温度和ph通过改变酶的活性来影响酶促反应速率 探究温度和ph影响酶的活性时 注意设置的梯度要合理 解析 酶具有专一性 若探究ph对唾液淀粉酶活性的影响 可选择可溶性淀粉溶液为底物 若探究过氧化氢酶的高效性 可选择无机催化剂作为对照 若探究温度对淀粉酶活性的影响 不能选择斐林试剂对实验结果进行检测 因为使用斐林试剂必须水浴加热 一般选择碘液来检测实验结果 若用淀粉 蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性 可用斐林试剂对实验结果进行检测 答案 b 2 实验操作程序 如下图 2 温度对酶活性的影响 1 实验原理 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程度来判断酶的活性 2 实验设计思路 3 实验设计程序淀粉淀粉酶 各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合 在各自所控制的温度下保温一段时间 滴加碘液 观察颜色变化 4 实验的变量分析 3 ph对酶活性的影响原理解读 ph影响酶的活性 从而影响氧气的生成量 可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验o2生成量的多少 变式训练 2 2012 全国 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 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1ml 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2ml 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 解析解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件 1 唾液淀粉酶的最适温度是37 左右 70 时酶会变性失活 2 加入斐林试剂后 需要沸水浴加热才能看到砖红色沉淀 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 2 在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间 因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色 典例3 2012 北京 细胞中不能合成atp的部位是a 线粒体的内膜b 叶绿体中进行光反应的膜结构c 内质网的膜d 蓝藻 蓝细菌 中进行光反应的膜结构 考点三atp的结构与转化 提示 产生atp的部位 两膜 线粒体内膜 叶绿体类囊体膜 两质 细胞质基质 线粒体基质 解析 在线粒体内膜上会发生有氧呼吸的第三阶段 产生大量的atp 光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上 结果产生atp和 h 蓝藻 蓝细菌 虽然没有叶绿体 但有叶绿素等 其进行光反应的膜结构上也会产生暗反应所需的atp和 h 而选项c中的内质网是由膜连接而成的网状结构 是细胞内蛋白质合成和加工以及脂质合成的车间 atp不属于蛋白质和脂质 因此内质网的膜与atp合成无关 答案 c 考点突破 1 atp的结构方式由结构式可以看出 atp的结构特点可用 一 二 三 来总结 即一个腺苷 两个高能磷酸键 三个磷酸基团 2 atp的形成途径 3 atp产生量与o2供给量之间的关系模型分析 1 生物细胞可以通过无氧呼吸产生少量atp 因此在o2为0的时候 其产生量仍有一定数值 而非0 2 当o2供给量增多 有氧呼吸明显加强 atp的产生随之增加 但当o2供给量达到一定值后 其产生量不再增加 是由于酶 有机物 adp或磷酸的限制因素所致 3 当横坐标表示呼吸强度时 atp的产生量曲线应该从原点开始 变式训练 3 2013 西城区质检 下列关于细胞生命活动过程中atp adp的说法不正确的是a 细胞内的蛋白质合成总与atp的水解反应相关联b atp是高能化合物 其分子中有三个高能磷酸键c 细胞内有机物氧化分解时总是伴随有atp的合成d 细胞呼吸过程中产生大量atp的阶段需要氧气参与 解析蛋白质合成是一个需能过程 需要atp水解释放的能量 atp分子中含两个高能磷酸键 而不是三个高能磷酸键 细胞内有机物氧化分解时释放能量 伴随atp的合成 在有氧呼吸的第三阶段氢与氧结合生成水 并产生大量的能量 答案b 与酶有关的实验设计方法总结1 应遵循单一变量原则 同时还要设置对照实验 能力培养 技能过关 方法体验 2 实验设计的一般思路 分析课题 把握原理 确认变量 设置对照 一般步骤 其关键 实验变量如何操纵 无关变量如何控制 反应变量如何检测 在此分析的基础上 设计步骤 预测结果并得出结论 实施设计方法举例 1 验证或探究酶具有高效性 高效性是一种比较性概念 是指与无机催化剂相比具有高效性 因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照 不能用酶和蒸馏水做对照 若这样是验证酶的催化功能 2 验证或探究酶具有专一性 专一性是指一种酶只能催化一种或一类化合物的反应 因此验证酶具有专一性应设置一种酶对不同化合物反应的催化效果的对照 可用同一底物 两种不同酶 也可用不同底物 同一种酶来验证 3 验证或探究温度对酶活性的影响 自变量是温度 应设置具有一定梯度的多个不同温度条件 比较某种酶的催化效率 一般至少应设置 低温 适温 高温 三个指标 注意 淀粉酶最适温度是65 4 验证或探究ph对酶活性的影响 自变量是ph 应设置具有一定梯度的多个不同ph条件 比较某种酶的催化效率 一般至少应设置 低ph 最适ph 高ph 三个指标 注意胃蛋白酶最适ph在1 5左右 5 验证某种酶的化学本质是蛋白质 蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应 也可用水解的方法使酶失活来证明 跟踪练习 请用所给的实验材料和用具 设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 要求完成实验设计 补充实验步骤 预测实验结果 得出结论 并回答问题 实验材料与用具 适宜浓度的蔗糖酶 唾液淀粉酶 蔗糖 淀粉4种溶液 斐林试剂 试管 37 恒温水浴锅 沸水浴锅 1 若 代表加入适量的溶液 代表不加溶液 甲 乙等代表试管标号 请用这些符号完成下表实验设计 2 实验步骤 按照上表中的设计 取试管 加溶液 3 结果预测 4 结论 5 在上述实验中 如果仅将37 恒温水浴锅的温度调到20 而在其他条件不变的情况下重做上述实验 出现砖红色试管中的颜色会比37 时的浅 其原因是 解析酶具有专一性 一种酶只能催化一种或一类化学反应 唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖 但不能分解蔗糖 蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖 但不能分解淀粉 可溶性还原糖遇斐林试剂在沸水浴条件下出现砖红色沉淀 要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性 在实验中要体现等量原则和对照原则 实验时可设置四支试管 甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液 乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液 然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液 向乙和丙中加 入等量的唾液淀粉酶溶液 混合均匀后放在37 恒温水浴一段时间 然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖 哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37 当将水浴锅的温度由37 降至20 时 酶的活性会降低 分解速率减慢 产生的还原糖少 从而使出现砖红色试管中的颜色变浅 答案 1 2 混匀 37 恒温水浴一段时间 取出试管 分别加入适量的斐林试剂 混匀 沸水水浴一段时间 观察实验现象并记录实验结果 3 含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管 以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀 其他试管中不出现砖红色沉淀 4 酶的催化作用具有专一性 5 20 低于酶的最适温度 酶活性低 水解产生的还原糖少 例1 下列有关人体中酶和激素的叙述正确的是a 酶和激素都是蛋白质b 酶和激素都与物质和能量代谢有关c 酶和激素都由内分泌细胞分泌d 酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用 一 酶和激素易于混淆 易错警示 解析 酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 多数是蛋白质 少数是rna 大部分酶在细胞内发挥催化作用 消化酶需分泌到消化道内 激素是由内分泌细胞分泌的 产生后释放到血液中 进而运输到靶细胞或靶器官发挥调节作用 激素不全是蛋白质 酶直接催化物质与能量代谢过程 而激素对物质和能量代谢过程有调节作用 答案 b 纠错笔记 准确区分酶和激素的方法 1 从来源上看 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 激素是由内分泌细胞分泌的活性物质 能合成激素的细胞一定能合成酶 而能合成酶的细胞不一定能合成激素 2 从化学结构上看 酶一般是蛋白质类化合物 少量为rna 激素有的是固醇类 如性激素 有的是多肽或蛋白质 如胰高血糖素 生长激素等 有的是氨基酸或脂肪类的衍生物 3 从生理功能上看 酶起催化化学反应的作用 大部分在胞内起作用 少数在胞外起作用 激素起调节作用 4 从特性上看 都是高效能物质 例2 在下列四种化合物的化学组成中 与圆圈中 a 所对应的名称相符合的是 二 atp和rna的结构关系易于混淆 a 腺嘌呤核糖核苷酸b 腺苷c 腺嘌呤脱氧核苷酸d 腺嘌呤 解析 为双链结构 含t 为dna 是单链结构 为rna 四种化合物的 a 依次为腺苷 腺嘌呤 核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤 答案 d 纠错笔记 1 atp去掉二个磷酸基团后的剩余部分是组成rna的基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸 2 atp 能量 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 1 2013 沈阳 大连第二次联考 下列有关酶的叙述正确的是a 都能被蛋白酶水解而失去其活性b 都只能催化一种物质的化学反应c 高温和低温对酶空间结构的影响相同d 都能降低反应的活化能且具有高效性 随堂巩固 达标训练 技能过关 解析大多数酶是蛋白质类酶 少数是rna酶 a错误 酶能催化一种或一类物质的化学反应 b错误 高温能破坏酶的空间结构 使酶永久失活 低温仅仅限制酶的活性 不破坏酶的空间结构 c错误 酶通过降低反应的活化能来提高化学反应速率 d正确 答案d 2 2012 海南 下列操作中 不可能导致淀粉酶活性发生变化的是a 淀粉酶溶液中加入强酸b 淀粉酶溶液中加入蛋白酶c 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液d 淀粉酶经高温烘干制成粉剂 解析本题考查了酶及其特性的相关知识 酶是催化作用的有机物 大多数酶是蛋白质 遇高温 强酸 强碱 重金属会发生变性 故a d可能发生 淀粉酶是蛋白质 淀粉酶溶液中加入蛋白酶会使淀粉酶水解失活 淀粉酶能把淀粉水解成麦芽糖 且反应前后酶活性不变 c选项符合题意 答案c 3 双选 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 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 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