第8讲酶和ATP.docVIP

扬中市第二高级中学高二生物备课组第8讲酶和ATP考纲要求1.酶在代谢中的作用()。2.ATP在能量代谢中的作用()。3.实验：探究影响酶活性的因素。考点一聚焦酶的本质、作用和特性重要程度：来源:Zxxk.Com1 酶的作用：酶在细胞代谢中具有 作用。2 酶的作用机理(1)活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。(2)作用机理：降低化学反应所需要的 。来源:学_科_网Z_X_X_K3 酶的本质：酶是 产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是 ，少数酶是 。4 酶的特性(1) ：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。(2)专一性：每一种酶只能催化 化学反应。(3)作用条件较温和： 都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性 ，但不会失活。1 酶的作用原理下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。(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 。(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 移动。2 酶与激素的异同点项目酶激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用化学本质绝大多数是 ，少数是 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等生物功能 作用 作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少易错警示与酶和激素有关的2个误区(1)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，如证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。(2)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。1 判断下面与酶有关的叙述：(1)酶提供了反应过程所必需的活化能()(2)酶活性变化与酶所处环境的改变无关()(3)酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失()(4)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()(5)二肽酶可以水解含有一个肽键的肽()(6)同一生物体内各种酶的催化反应条件都相同()(7)任何一个活细胞都能产生酶，酶在细胞内才能起催化作用()(8)所有酶的合成都包括转录和翻译两个过程()(9)人体内酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用()(10)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()(11)与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中()(12)酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性()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甲酶能够抵抗该种蛋白酶降解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3 如图表示酶、激素、蛋白质三者之间的关系。下列叙述中正确的是()A物质1是激素，不一定是由专门器官产生的B能产生物质2的细胞肯定能产生物质3C物质3是酶，其基本组成单位是氨基酸D物质2是蛋白质，其合成部位是细胞中的核糖体对比法多角度理解酶错误说法正确理解产生场所具有分泌功能的细胞才能产生活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)化学本质蛋白质有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA)作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温和高温均使酶变性失活低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能酶只具有催化作用来源有的可来源于食物等酶只在生物体内合成考点二聚焦与酶有关的曲线分析重要程度：1 酶的高效性曲线(1)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。 (2)由曲线可知： 的催化效率更高；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。因此，酶 (“能”或“不能”)改变最终生成物的量。2 酶的专一性曲线(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时的变化是明显加快，说明 。(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明 。3 影响酶活性的曲线(1)分析图A、B可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性 。温度和pH偏高或偏低，酶活性 。(2)分析图A、B中曲线的起点和终点的特点，思考其原因。过酸、过碱、高温都会使酶失去活性，而低温只是使 。前者都会使 遭到破坏，而后者并未破坏酶的分子结构和空间结构。(3)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？ 。(4)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。易错警示影响酶的活性和酶促反应速率的因素的辨析温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的，而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。1 某一不可逆化学反应(SPW)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶，据图回答问题： (1)图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是 。(2)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗？(3)若将纵坐标改为生成物的量，其曲线变化趋势会改变吗？ (4)若在t时加入无机催化剂，反应物(S)的浓度达到0的时间点和丁曲线表示的时间点相同吗？2 图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pHb时H2O2分解产生的O2量(m)随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是(双选)()ApHa时，e点下移，d点左移BpHc时，e点为0C温度降低时，e点不移动，d点右移DH2O2量增加时，e点上移，d点右移3 如图所示为不同条件下的同种酶促反应速率变化曲线，下列有关叙述，错误的是()A影响AB段反应速率的主要因素是底物的浓度B影响BC段反应速率的主要限制因素是酶量C温度导致了酶促反应和的速率不同D曲线显示，该酶促反应的最适温度为37 分析酶促反应曲线的要点(1)首先要弄清横坐标和纵坐标表示的意义，相同的曲线在不同的坐标系中表示的含义不同。其次明确曲线中的几个关键点，如：起点、与纵横轴的交点、拐点、最低点、最高点等。(2)在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，影响因素是横坐标所表示的因素，在达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。考点三ATP的结构、转化、功能、来源重要程度：1 结构简式 ，其中“A”代表 ，“”代表 。2 ATP与ADP相互转化的反应式3 ATP的主要功能细胞内的一种 ，是细胞生命活动所需能量的 。4 ATP的主要来源(1)动物、人、真菌和大多数细菌的 。(2)绿色植物的 和 。1ATP的结构(1)元素组成： 。(2)化学组成：1分子腺苷和3分子磷酸基团。(3)结构式：由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个 、二个 、三个 。2 ATP与ADP的相互转化ATP的合成ATP的水解反应式 ATPATPADPPi能量所需酶ATP合成酶 能量来源光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存于高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中 反应场所 生物体的需能部位易错警示与ATP有关的5点总结：(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。因为转化过程中所需的酶、能量的来源和去路及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并不都是能用于各项生命活动，光合作用光反应产生的ATP只能用于暗反应，转化成有机物中的能量。(5)生物体进行生命活动主要由ATP直接提供能量。但ATP并非新陈代谢所需能量的唯一直接来源，其他核苷的三磷酸酯也可以直接为生命活动提供能量。1 判断下列与ATP有关的叙述：(1)ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求()(2)ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成()(3)ATP脱去两个磷酸基团后是RNA的基本组成单位()(4)ATP水解为ADP释放的能量来自于高能磷酸键()(5)ATP的合成与分解都需要酶的催化，但不都需要水作为反应底物()(6)ATP和葡萄糖都含有能量但不都是有机物()(7)ATP的合成不都需要有机物的氧化分解但都需要氧气()(8)线粒体和叶绿体都可以产生ATP，但不一定都能产生H()2 当你品尝各种美味佳肴时，你可能不得不感谢三磷酸腺苷(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是()AATP与能量供应相关 B作为信息分子的ATP不能提供能量CATP也可作为信息传递分子 D神经细胞膜外表面可能有ATP的受体3 将萤火虫腹部末端的发光器切下，干燥后研成粉末。将粉末装入试管，滴加蒸馏水，使之混合，则有淡黄色荧光出现，2 min后荧光消失了。接着若在试管中滴加葡萄糖溶液，荧光不能恢复，如果滴一点ATP溶液，荧光将恢复。下列相关叙述中，错误的是()A滴入蒸馏水发出荧光，是由于试管内有荧光物质和ATPB荧光消失是由于ATP水解酶的活性降低所致C滴加ATP溶液，荧光恢复，说明萤火虫发出荧光需要消耗ATPD滴加葡萄糖溶液，荧光不能恢复，说明葡萄糖不是直接能源物质实验六探究影响酶活性的因素重要程度：1 实验原理(1)探究温度对酶活性的影响反应原理：淀粉麦芽糖 碘液 碘液 鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响 ，滴加碘液，根据是否出现 来判断酶的活性。(2)探究pH对酶活性的影响反应原理(用反应式表示)：2H2O2过氧化氢酶,2H2OO2。鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响 ，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。2 实验步骤(1)温度对酶活性的影响步骤实验操作内容试管1试管2试管31加入等量可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同温度条件 (5分钟)沸水(5分钟) (5分钟)3加等量新鲜淀粉酶溶液1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)4加等量碘液2滴2滴2滴5观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色) 结论温度能影响酶的活性(2)pH对酶活性的影响步骤实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl 3注入等量3%的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象 产生 结论pH能影响酶的活性1 在探究影响酶活性的条件时，酶活性大小通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。2 在探究温度和pH对酶活性的影响实验时，不能先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理(即将两个实验步骤中的2、3顺序颠倒)，原因是酶具有高效性，把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。3 不能用H2O2为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，原因是温度升高时H2O2会分解，这样实验的变量不唯一。4 在探究温度对酶活性的影响实验中，不能利用斐林试剂检验产物的生成，原因是利用斐林试剂检验时需水浴加热到5065_，这样会导致试管中 发生变化，影响实验结果。5 探究某种酶的最适温度的实验设计思路如下：6 探究过氧化氢酶的最适pH的实验设计思路如下：易错警示与探究实验有关的4个注意点：(1)根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组。(2)根据实验材料，结合实验原理确定实验现象的检测手段。(3)除单一变量外，确保其他条件相同且适宜。(4)合理确定操作程序。1 下列关于酶特性实验设计的叙述，正确的是(双选)()A验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类或底物种类B验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C验证酶的高效性时，因变量是底物的消耗量，温度和底物的量为无关变量D探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，其他实验因素均设置为等量与酶有关的实验设计的五点归纳(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。用酶和蒸馏水作对照，可用来验证酶具有催化功能。(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学反应。因此验证或探究酶具有专一性应设置一种酶对不同化学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、同一种酶来验证或探究。(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。(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为1.5。(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，也可用蛋白酶水解的方法使酶失活来证明。高考模拟提能训练高考题组1 判断下列关于酶的叙述(2013新课标全国，6、2013安徽，2和2013海南，3)(1)同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中()(2)低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构()(3)酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度()(4)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物()(5)激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢()(6)代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率()(7)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同()(8)对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化()(9)不同酶的最适温度可能相同()(10)随着温度降低，酶促反应的活化能下降()(11)酶活性最高时的温度不适合该酶的保存()(12)高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果()2 (2013四川卷，4)下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是A利用果胶酶提高水果的出汁率 B滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解C滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率D利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率3 (2013海南卷，4)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是()ADNA复制需要消耗能量 B光合作用的暗反应阶段需要消耗能量C物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATPD细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生4 如图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是()A若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度加快C一段时间后气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量5 下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项 ()选项实验目的实验设计A验证酶的催化作用具有高效性实验组：2 mL 3%的H2O2溶液1 mL过氧化氢酶，保温5 min后观察对照组：2 mL 3%的H2O2溶液1 mL蒸馏水，保温5 min后观察B验证酶的催化作用具有专一性实验组：2 mL 3%的可溶性淀粉溶液1 mL新鲜唾液，保温5 min后，碘液检验对照组：2 mL 3%的蔗糖溶液1 mL新鲜唾液，保温5 min后，碘液检验C探究酶作用的适宜温度5 mL 3%的可溶性淀粉溶液2 mL新鲜唾液碘液，每隔5 min将溶液温度升高10 ，观察溶液颜色变化D验证pH对酶的催化速率的影响向三支试管分别加入1 mL不同pH的缓冲液，再依次加入1 mL新鲜唾液、2 mL 3%的可溶性淀粉溶液，适宜温度保温5 min后用斐林试剂检验6 图一曲线a表示在最适温度、最适pH条件下时间与生成物量的关系，图二曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，底物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是(双选) ()A图一曲线a中，A点后，限制生成物量不再增加的因素是底物的浓度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一、单项选择题1 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增加酶的物质的量，酶促反应的产物量随之增加2 下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果试管纤维素悬液(mL)222纤维素酶液(mL)111反应温度()304050斐林试剂(mL)222砖红色深浅注：“”的多少，代表颜色深浅。根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是()A该实验的自变量为温度 B该实验检测的因变量是还原糖的生成量C纤维素被水解成了还原糖 D该纤维素酶的最适温度为40 3 酶的活性部位往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。下列叙述能用图示解释的是()酶具有高效性发挥作用后酶被分解酶具有专一性酶的结构改变可能影响其活性A B C D4 下列关于酶的叙述中，正确的是()A酶是由具有分泌功能的细胞产生的B酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸C酶是通过降低化学反应的活化能发挥催化作用的D同一生物体内的各种酶催化反应的条件都相同5 图示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是()A胃蛋白酶能使抗体失活 B抗体的化学本质是蛋白质C木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质D胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶6 蔗糖酶能够催化蔗糖水解。下表是在同一温度下研究蔗糖酶和蔗糖含量(质量分数)对水解反应速率影响的系列实验结果。下列有关该实验说法，不正确的是()实验组实验一实验二编号12345678910蔗糖酶含量0%1%2%4%5%2%2%2%2%2%蔗糖含量10%10%10%10%10%0%5%10%20%30%相对反应速率02550100200025506565A实验一中，酶含量低于5%时限制反应速率的因素是蔗糖含量B实验二中，蔗糖含量高于20%后限制反应速率的因素是酶含量C两组实验的自变量不同，无关变量有差异，因变量相同D如果系列实验条件温度升高5 ，相对反应速率可能降低7 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中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量CATP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8 在下列实验中，试管内容物一定变成蓝色的是()试管号试管内容物条件检验12 mL糨糊2 mL纯唾液37 ，10 min3滴碘液22 mL糨糊2 mL清水37 ，10 min3滴碘液32 mL糨糊2 mL稀释10倍的唾液37 ，10 min3滴碘液42 mL糨糊2 mL纯唾液0 ，10 min3滴碘液52 mL糨糊