高考生物一轮复习 131细胞与能量、酶课件 教科版.ppt

第1讲细胞与能量 酶 atp在能量代谢中的作用 酶的本质 特性 作用及影响因素 探究ph对过氧化氢酶的影响 探究酶的专一性 实验探究 知识点一细胞与能量1 吸能反应与放能反应 1 吸能反应 产物分子中的势能比反应物分子中的势能 2 放能反应 产物分子中的势能比反应物分子中的势能 3 所有细胞中最重要的放能反应是 也称为细胞 4 最重要的吸能反应是 最重要的放能反应是 5 吸能反应和放能反应的纽带是 高 低 糖的氧化 呼吸 光合作用 细胞呼吸 atp 腺苷 腺嘌呤 adp 能量 pi 能量 远离a 思考 若腺苷二磷酸再释放一个磷酸基团 将会变成什么物质 该物质与核酸有何关系 提示 adp释放一个磷酸基团 可成为腺嘌呤核糖核苷酸 该物质是rna的组成单位之一 3 判断正误 1 atp中a的含义是指腺嘌呤 2 能量只能从一种形式转变为另一种形式 既不会被消灭 也不会被创造 3 atp发生水解时 形成腺苷二磷酸 释放一个磷酸基团 同时释放能量 4 叶绿体产生atp必须有光 线粒体产生atp必须有氧 5 有光条件下只有叶绿体能产生atp 有氧条件下只有线粒体能产生atp 知识点二酶1 酶的发现 酵母菌代谢活动 化学反应 蛋白质 rna 2 酶的特性 连一连 巧记能源物质的 二与三个一 根本能源 太阳光能 主要能源物质 糖类 直接能源物质 atp 巧记各种能源物质在代谢中的地位的形象比喻atp是细胞能量流通中的 小额现金 糖类物质是常用的可随时支取的 信用卡 而油脂则是 定期存款 蛋白质则相当于 不动产 不到万不得已 不能 出售兑现 判断正误 1 细胞代谢的主要场所是线粒体 2 酶在生物体内有催化和调节等多种作用 3 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 4 活细胞都能产生酶 有些酶中含有核糖 5 细胞质中没有作用于dna的解旋酶 6 细胞溶胶中和线粒体中均含有催化葡萄糖分解的酶 连一连下列1 4曲线模型横轴标识可对应哪些内容 请连线 典例1 2012 北京理综 1 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 细胞与能量 高考地位 5年5考 2012 北京理综 2009 上海单科 破题关键解析本题主要考查细胞代谢过程中atp合成的相关知识 细胞代谢产生atp的生理过程主要是细胞呼吸和光合作用的光反应 所以a b d三个选项中所涉及的部位均可合成atp 而内质网的膜上不能产生atp 故c项符合题意 答案c 高能化合物与直接能源物质atp的区分 高能化合物在生物体内有很多种 如存在于各种生物体细胞内的utp gtp ctp及动物体内的磷酸肌酸 所以不能把atp理解成唯一的高能化合物 有关atp的知识考查 近年来出现的频率较低 多数都是融合到其他相关知识点考查 复习时注意atp与其他知识的综合 尤其与吸能反应 放能反应结合 1 atp结构式及各组分的含义 2 atp中能量的来源及去路 3 atp合成与水解的比较 特别提醒 由上表可看出 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完全相同 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 1 相关物质的关系 2 atp合成的 两大途径 与 三大场所 两大途径 光反应 细胞呼吸 三大场所 细胞溶胶 线粒体 叶绿体 原核生物可在 细胞膜 和 细胞溶胶 中产生atp 1 构建模型强化atp和adp相互转化的知识 2 认识吸能反应与放能反应 训练1 2013 浙江绍兴模拟 下列对atp的描述不正确的是 a k 进入肾小管壁的上皮细胞可使adp含量增加b 在有光条件下 叶绿体中才能合成atpc 萤火虫发光的能量是由adp转换成atp时提供的d 有机物的氧化分解总是与atp的合成相关联解析萤火虫发光的能量是由atp转换成adp时提供的 c错误 答案c 训练2 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代表的是腺嘌呤 b c为高能磷酸键b atp生成adp时图1中的c键断裂并释放能量c atp与adp相互转化过程中物质是可循环利用的 能量是不可逆的d 酶1 酶2具有催化作用 不受环境因素的影响 解析atp是由腺苷和三个磷酸基团组成的 腺苷由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成 酶具有催化作用 具有高效性 专一性及作用条件比较温和等特点 所以其发挥作用时要受到温度 酸碱度等其他因素的影响 答案d 典例2 2013 襄阳调研 某同学将马铃薯磨碎 过滤得到提取液进行以下实验 在30 的条件下 取等量提取液分别加到4支盛有等量过氧化氢溶液 ph分别为3 5 7 9的试管中 结果发现每支试管都产生气体 请回答下列问题 1 该实验的课题是 酶 高考地位 5年17考 2012 天津理综 福建理综 全国课标卷 2 该实验中的自变量是 3 各实验组均在30 下进行的原因是 将加入4支试管中的马铃薯提取液的量减半 重复实验 分别测定实验 中过氧化氢的含量在相同时间内的变化 绘制成如图所示曲线 请回答下列问题 4 曲线a是实验 填 或 的结果 5 曲线a和b中 过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是 解析 根据题干可知 该实验的自变量是ph 因变量是酶的活性 故该实验的研究课题是探究不同ph对酶活性的影响 除了ph外 其他影响酶活性的因素是该实验的无关变量 如温度 在实验过程中 各实验组的无关变量应保持一致且适宜 故均在30 下进行 马铃薯提取液的量减半 导致过氧化氢酶的量减半 酶促反应速率减慢 则在相同ph下 剩余的过氧化氢量较多 故曲线a是实验 的结果 两实验中 过氧化氢酶的最适ph是一样的 答案 1 探究不同ph对过氧化氢酶活性的影响 2 ph 3 30 是过氧化氢酶的适宜温度排除温度变化 无关变量 对实验结果的影响 4 5 同一种酶的最适ph是一定的 本考点一向是高考热点 题目重在考查酶作用特性及其影响因素和相关实验探究题型多以坐标曲线题 实验探究题形式呈现 1 酶的概念拓展 2 酶的作用 特性及相关曲线 1 表示酶高效性的曲线 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 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 酶只能催化自然条件下能发生的化学反应 2 表示酶专一性的曲线和图解 在a反应物中加入酶a 反应速率较未加酶时明显加快 说明酶a催化底物a参加反应 在a反应物中加入酶b 反应速率和未加酶时相同 说明酶b不催化底物a参加反应 3 影响酶促反应的因素 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 在一定浓度范围内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 1 酶分子有一定形状 只能与底物分子结合 而进行反应 犹如锁和钥匙的关系 反映了专一性 如图底物a与酶能吻合 b却不能 训练3 2011 课标 2 甲 乙两种酶用同一种蛋白酶处理 酶活性与处理时间的关系如图所示 下列分析错误的是 a 甲酶能够抗该种蛋白酶降解b 甲酶不可能是具有催化功能的rnac 乙酶的化学本质为蛋白质d 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 解析分析曲线可知 甲酶在蛋白酶的作用下 酶活性不改变 说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解 其化学本质不是蛋白质 应是rna 乙酶在蛋白酶的作用下 酶活性降低 说明该种蛋白酶能改变乙酶的分子结构 所以乙酶的化学本质是蛋白质 答案b 训练4 2013 浙南 浙北 下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案 a d表示4支试管 表示实验步骤 对该实验方案的有关评价 错误的是 a 唾液淀粉酶属于无关变量b 应将本尼迪特试剂改为碘 碘化钾溶液c 的温度设置有一处错误d 第 步操作可以省略 解析本实验为验证实验 实验方案设计为底物不同酶相同 即自变量为底物 包括酶量 反应温度 ph等影响实验结果的因素均为无关变量 第 步操作可以省略 本实验需要对产物进行检测以确定底物是否被酶催化水解 故用还原糖检测试剂 但需要80 100 水浴加热 答案b 易错点1混淆atp中 a 与dna rna 核苷酸中a的含义点拨不同物质中 a 代表的含义 规避2个易错点 辨析1个误区 误区混淆酶特性实验探究中的 变量 点拨酶的高效性 专一性及温和性实验探究中的 变量分析 易错点2错误的认为酶起催化 调节等多种作用点拨酶的唯一功能是起 催化 作用 起调节作用的不是酶而是 激素 现比较如下 纠错演练1 2013 金华月考 在下列四种化合物的化学组成中 对 中所对应含义的解释 正确的有 图甲中 a 表示腺嘌呤脱氧核苷酸 即腺苷 图丙和图丁中的 a 分别表示dna和rna的单体之一 但是其碱基种类相同 图甲中两个高能磷酸键断裂后形成的腺苷一磷酸等同于图乙所示化合物 图丙和图丁中单体种类共有5种 流感病毒的遗传物质中只有图丁中的4种单体 a 一项b 二项c 三项d 四项解析图甲中a为 腺苷 图丙中a为腺嘌呤脱氧核苷酸 图丁中a为腺嘌呤核糖核苷酸 二者中碱基相同 图甲中两高能磷酸键断裂后形成的腺苷一磷酸即图乙所示物质 图丙 丁中单体共8种 流感病毒的遗传物质为rna 其中只有图丁中的四种单体 故 正确 错误 答案b 2 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解析酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 多数酶是蛋白质 少数酶是rna 部分酶在细胞内发挥催化作用 消化酶需分泌到消化道内 人体中的激素是由内分泌细胞分泌的 产生后释放到血液中 进而被运输到靶细胞或靶器官发挥调节作用 激素不全是蛋白质 酶能催化物质和能量代谢 而激素对物质和能量代谢的相关反应起调节作用 答案b 高考常考的三种酶实验探究1 酶的专一性的实验探究方法 对比法 1 设计思路 常见的方案有两种 即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同 最后通过观察酶促反应能否进行得出结论 2 设计方案 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 碘化钾溶液 根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性 酶活性影响因素及相关实验探究一向是高考热点与焦点所在 题目多以非选择题 也可有选择题 形式呈现 考查点多集中于酶活性的影响因素及相关探究实验的设计程序 结果分析 评价等 相关内容也将是2014年高考的热点之一 备考时应多加关注 典例 2012 全国 33 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 分别加入本尼迪特试剂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 1 唾液淀粉酶的最适温度为37 70 环境中该酶将失活 2 本尼迪特试剂与还原糖在水浴共热条件下 才产生红黄色沉淀 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 因为在高温条件下本尼迪特试剂与还原糖反应显色 1 上海单科卷 下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中 正确的是 a 适宜光照下 叶绿体和线粒体合成atp都需要o2b 只要提供o2 线粒体就能为叶绿体提供co2和atpc 无光条件下 线粒体和叶绿体都产生atpd 叶绿体和线粒体都有atp合成酶 都能发生氧化还原反应 atp的结构与功能 解析适宜光照下 在叶绿体内进行光合作用 在其光反应阶段可产生atp 但不消耗o2 因可以合成atp 故叶绿体内有atp合成酶 若提供o2 在线粒体内可以进行需氧呼吸产生co2 提供给叶绿体 但产生的atp不能被叶绿体利用 叶绿体发生作用的光反应阶段会发生水的光解 产生nadph atp和o2 所以有atp合成酶并发生氧化还原反应 答案d 2 天津理综卷 下列有关atp的叙述 正确的是 人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成atp的量与安静时相等 若细胞内浓度偏高 为维持浓度的稳定 细胞消耗atp的量增加 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 细胞产生atp的量增加 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡a b c d 解析人体在剧烈运动时 肌细胞处于暂时相对缺氧状态 此时 肌细胞除进行需氧呼吸外 还进行厌氧呼吸 而安静状态下 骨骼肌细胞只进行需氧呼吸 因此 安静时骨骼肌细胞每摩尔葡萄糖生成atp的量相对较多 对正常生活的细胞来说 atp和adp的相互转化时刻不停地发生着并处于动态平衡之中 答案b 3 2011 上海理综 19 下图为酶催化反应的过程示意图 以数字编号的图形分别表示反应物 酶 生成物等反应要素 其中表示酶的图形编号是 a b c d 解析从图中可以看出图形 参与反应 并在反应后能保持数量和化学性质不变 故图形 应为酶 答案a 酶的本质 特性及影响酶活性的因素 4 2011 海南卷 14改编 关于酶的叙述 正确的是 a 酶的化学本质是蛋白质b 酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关c 酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失d 酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸解析酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物 其化学本质是蛋白质或是rna 高温 强酸 强碱 重金属盐等环境因素会破坏酶的结构 使酶完全变性或部分变性 酶分子在反应前后结构不会变化 一般不会立即被降解 答案c 5 20