高考生物一轮复习“学案”第9讲 酶与ATP课件 新人教版.ppt

学案9酶与atp 1 酶催化作用的原理 产生部位 作用 作用成分 绝大多数是 少数是 2 酶的概念 3 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 作用条件温和 在条件下 酶的活性最高 降低化学反应的活化能 活细胞 催化 蛋白质 rna 高效性 专一性 一种或一类 最适温度和ph 4 根据下图请回答下列问题 1 写出atp的结构简式和简式中a p的含义 结构简式 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 4 写出atp与adp相互转化的方程式 5 atp的来源 动物和人 绿色植物 呼吸作用和光合作用 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 呼吸作用 考点1酶概念的理解和酶催化作用的验证 考点精讲 1 酶概念的理解 2 酶的催化作用的实验验证 1 原理 2h2o22h2o o2 肝细胞中含有过氧化氢酶 2 实验设计及现象 3 实验结论 酶具有催化作用 同无机催化剂一样 都可以加快化学反应速率 酶具有高效性 同无机催化剂相比 酶的催化效率更高 说明 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 也可以在细胞外发挥作用 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 典例剖析 例1 2011年新课标全国卷 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 本题考查酶的化学本质以及酶的特性 意在考查学生对图表的判断分析能力 酶具有专一性 蛋白酶能催化蛋白质降解 在蛋白酶的作用下 甲酶的活性没有变化而乙酶的活性逐渐下降 故甲酶的本质不是蛋白质 有可能是rna 而乙酶的化学本质是蛋白质 在蛋白酶的作用下其空间结构发生了改变 b 知识链接 绝大多数酶的本质是蛋白质 只有少数的酶是rna 证明酶是蛋白质的依据有以下几条 酶水解的终产物是氨基酸 酶被蛋白酶水解后失活 酶是具有生物活性的大分子 凡是能使蛋白质变性的因素如强酸 强碱 高温等均可使酶变性失活 酶也具有蛋白质所具有的颜色反应 如与双缩脲试剂反应呈紫色 元素组成和蛋白质相似 也可用氨基酸人工合成 对应训练 1 下列关于酶的叙述 不正确的是 a 绝大多数酶的化学本质是蛋白质b 能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶c 酶的催化效率高是因为其降低活化能的作用显著d 酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 解析 绝大多数酶的化学本质是蛋白质 少数酶的化学本质是rna 故a正确 脂肪酶是蛋白质 能够催化脂肪酶水解的酶是蛋白酶 故b错误 由于酶能降低化学反应的活化能 所以酶具有高效性 故c正确 酶催化的反应需要温和的条件 故d正确 b 考点2与酶有关的曲线分析 考点精讲 1 表示酶高效性的曲线 如图所示 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 2 影响酶促反应的因素 1 温度和ph 如图所示 在一定温度 ph 范围内 随温度 ph 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 高温都会使酶失活 而低温只是抑制酶的活性 酶的分子结构未被破坏 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 如图所示 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的增加而加快 但当底物达到一定浓度后 受酶数量和酶活性的限制 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 说明 1 温度和ph通过影响酶活性而影响酶促反应速率 2 底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率 并不影响酶的活性 典例剖析 例2 某同学研究温度和ph对某酶促反应速率的影响 得到如图所示的曲线 下列分析正确的是 a 该酶催化反应的最适温度约为35 左右 最适ph为8b 当ph为8时 影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度c 随ph升高 该酶催化反应的最适温度也逐渐升高d 当ph为任何一固定值时 实验结果可以证明温度对反应速率的影响 解析 当ph为8时 影响反应速率的主要因素是底物浓度 酶浓度和温度 故b错误 随ph升高 该酶催化反应的最适温度不变 故c错误 当为最适ph时 实验结果都可以证明温度对反应速率的影响 故d错误 答案 a 知识链接 1 探究温度对酶活性的影响 不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响 因为加热本身也使过氧化氢分解加快 必须在达到预设的温度条件后 再让底物与酶接触 避免在未达到预设的温度时底物与酶接触发生反应 影响实验结果 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 因为加入斐林试剂后需要加热才能出现砖红色沉淀 这样原处于低温条件下的淀粉酶的活性会慢慢恢复 催化淀粉水解产生还原糖 从而得出错误结论 2 用不同底物 同种酶探究酶的专一性时 若用淀粉酶和淀粉 蔗糖两种底物 则应用斐林试剂作为检测试剂 不选用碘液为检测试剂 因为碘液无法检测蔗糖是否发生了水解 对应训练 2 下图中甲表示麦芽糖酶催化麦芽糖水解的模型 图乙表示某人通过实验研究化合物x对麦芽糖酶活性的影响结果 曲线i为底物中只加入麦芽糖酶 曲线 为在底物中加入麦芽糖酶和化合物x 下列分析错误的是 a 模型甲能解释酶的催化作用具有专一性 其中a代表麦芽糖酶b 化合物x未影响麦芽糖酶活性的最适温度c 可用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解d 化合物x对麦芽糖酶的活性有抑制作用 但未使酶完全失活 解析 麦芽糖和麦芽糖的水解产物都是还原糖 因此 不能用斐林试剂鉴定麦芽糖酶是否完成对麦芽糖的催化分解 答案 c 考点3atp的结构与转化 考点精讲 1 atp的结构式 如图 由图可看出 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 如图 3 atp产生量与o2供应量之间的关系模型分析 如图 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供应量增多 有氧呼吸明显增强 atp的产生随之增加 但当o2达到一定值时后 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的产生曲线应从原点开始 说明 atp是生命活动的直接能源物质 但它在细胞内的含量并不高 因此 细胞内atp的形成与分解相当频繁 典例剖析 例3 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 解析 线粒体的内膜是有氧呼吸第三阶段的场所 产生大量的atp 光合作用的光反应 能够利用光能 合成atp 内质网是有机物的合成场所 往往消耗atp 不能合成atp c 知识链接 关于atp的结构和功能 最容易出错的是其结构 如atp脱去两个磷酸基团后是rna的基本组成单位之一 腺嘌呤核糖核苷酸 平时复习中要从元素组成 组成物质 结构简式 字母含义等方面进行归纳 如图所示 以便解题需要时进行提取 对应训练 3 下列关于atp的叙述中 正确的是 a atp分子由1个腺嘌呤脱氧核苷酸和两个磷酸基团组成b 线粒体内大量合成atp的部位是基质c 在剧烈运动时 肌细胞产生atp的速率增加d 叶绿体内atp的运输方向是基质 类囊体薄膜 解析 atp分子由1个腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸基团组成 故a错误 线粒体内大量合成atp的部位是内膜 故b错误 在剧烈运动时 肌细胞消耗能量多 因此肌细胞产生atp的速率增加 故c正确 叶绿体内 atp的运输方向是类囊体薄膜 基质 故d错误 c 1 下列有关atp的叙述 正确的是 a 一个atp分子水解可以生成一个脱氧核苷酸分子和两个磷酸分子b 植物叶肉细胞的线粒体基质 叶绿体基质和细胞质基质中都能产生atpc 长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中平均每摩尔葡萄糖生成的atp量与安静时相等d 在耗氧量相同的情况下 植物叶肉细胞和根尖细胞产生的atp量可能相等 解析 一个atp分子水解可以生成一个核糖核苷酸分子和两个磷酸分子 a错 线粒体基质中进行的有氧呼吸的第二阶段可产生少量atp 细胞质基质中进行的无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段能产生少量的atp 叶绿体基质中进行的光合作用的暗反应过程消耗atp b错 长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞由于氧气供应不足而进行无氧呼吸 而安静时 几乎不进行无氧呼吸 所以平均每摩尔葡萄糖生成的atp量长时间剧烈运动时比安静时少 c错 黑暗的情况下 植物叶肉细胞和根尖细胞都只进行细胞呼吸 此时耗氧量相同 产生的atp量相等 d 2 下列有关酶的实验设计思路 正确的是 a 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响b 利用淀粉 蔗糖 淀粉酶和碘液验证酶的专一性c 利用过氧化氢 新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性d 利用胃蛋白酶 蛋清和ph分别为3 7 11的缓冲液验证ph对酶活性的影响 解析 温度升高会使过氧化氢分解 因此 不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 故a错误 利用淀粉 蔗糖 淀粉酶和斐林试剂验证酶的专一性 故b错误 胃蛋白酶的最适ph为1 7左右 故d错误 c 3 下列有关rna的叙述中 正确的是 a 有的rna能够降低化学反应的活化能b trna rrna和mrna都是基因表达的终产物c 分化后的不同细胞中信使rna的种类完全不同d 信使rna上有多少个密码子就有多少个转运rna与之对应 解析 有的rna是酶 酶能够降低化学反应的活化能 故a正确 基因表达的终产物是蛋白质 trna rrna和mrna都是基因转录的产物 故b错误 细胞分化的本质是基因的选择性表达 分化后的不同细胞中信使rna的种类并不是完全不同 也不是完全相同 故c错误 终止密码子不对应转运rna 故d错误 a 4 大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类 研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究 1 查询资料得知 18 时 在不同ph条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图所示 由图可知 在各自最适ph下 三种蛋白酶催化效率最高的是 2 资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15 18 之间 学习小组假设 大菱鲆蛋白酶的最适温度在15 18 间 他们设置15 16 17 18 的实验温度 探究三种酶的最适温度 探究试验中以干酪素为底物 干酪素的化学本质是 可用 试剂 鉴定 胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的ph应分别控制在 为了控制实验温度 装有酶和底物的试管应置于中以保持恒温 单位时间内可以表示蛋白酶催化效率高低 实验结果如图所示 据此能否确认该假设成立 理由是 解析 1 从图可知 三种蛋白酶在各自最适ph下 幽门盲囊蛋白酶对应的酶活性值最大 所以催化效率最高 2 酶具有专一性 蛋白酶只能催化蛋白质的水解 干酪素为蛋白质类化合物 可用双缩脲试剂鉴定 要验证大菱鲆蛋白酶的最适温度 要遵循单一变量 对照 重复等原则 并控制其他无关变量相同 由题意可知 此实验温度为自变量 ph等为无关变量 为了得到准确的结果 ph应为相对应的蛋白酶的最适值 由图可知 胃蛋白酶最适ph为2 幽门