高考生物大一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 第1讲 酶和ATP课件（必修1）.ppt

必修1分子与细胞 第三单元细胞的能量供应和利用 第1讲酶和atp 一 酶的作用与本质 特性1 酶的本质及生理功能 基础夯实 知识梳理 蛋白质 rna 氨基酸 核糖核苷酸 催化作用 2 酶的作用机理分析 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 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点在纵轴上将如何移动 b点将向上移动 在无催化剂条件下 反应所需要的活化能 酶降低的活化能 3 酶本质的探索历程 4 酶的特性 a p p p 腺苷 高能磷酸键 磷酸基团 直接能源 不是 酶1是atp水解酶 酶2是atp合成酶 储存在atp高能磷酸键中的能量 用于各项生命活动 在动 植物体内由酶2催化的反应式中的能量来源是什么 植物 动物 合成atp和atp分解的场所有哪些 合成atp 分解atp 生物体内需能部位 如细胞膜 叶绿体基质 细胞质基质 细胞核等 光能和细胞呼吸产生的化学能 细胞呼吸产生的化学能 细胞质基质 线粒体 叶绿体 1 判断正误 1 探究温度对酶活性的影响时 将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温 2014年山东 2 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 2013年新课标 3 同一个体各种体细胞酶的种类相同 数量不同 代谢不同 2013年安徽 4 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 2013年新课标 自练自测 5 酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 6 高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果 7 1个atp分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团 2015年广东广州模拟 8 线粒体内膜上不能合成atp 2012年北京 9 无氧条件下 光合作用是叶肉细胞产生atp的唯一来源 10 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 有关酶和atp的说法 正确的是 a 所有酶均在核糖体上合成b 检测蛋白酶的催化作用可用双缩脲试剂检验反应物是否完全分解c 有机物氧化分解释放出的能量少部分转移到atp中d 在atp中a代表腺苷 p代表磷酸基团 t代表三个高能磷酸键 答案 c 解析 酶的本质是有机物 大多数酶是蛋白质 合成场所是核糖体 极少数酶的本质是rna 合成场所不是核糖体 蛋白酶催化蛋白质水解 蛋白酶的本质是蛋白质 也可以与双缩脲试剂发生紫色反应 所以不能用双缩脲试剂检验蛋白酶催化的反应物是否完全分解 有机物氧化分解释放出来的能量大部分以热能的形式释放 少部分转移到atp中 atp中a代表腺苷 p代表磷酸基团 t代表三个 3 下列有关酶的叙述正确的结论有 产生酶的细胞都有分泌功能 部分从食物中获得 部分在体内转化 酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸 酶是生物催化剂 生长激素与呼吸酶可来自同一个细胞a 3个b 4个c 5个d 6个 答案 a 解析 错误 绝大多数活细胞都会产生酶 但不一定有分泌功能 如肌细胞 错误 酶不能从食物中获得 原因是食物都是在消化道内降解成小分子物质后被吸收的 正确 酶的本质为蛋白质或rna 正确 酶是生物体内产生的一种催化剂 正确 产生生长激素的细胞同样也需要呼吸酶 4 2016年辽宁沈阳模拟 酶能显著降低化学反应的活化能 适合在细胞内催化化学反应 有关叙述正确的是 a 细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的b 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c 酶具有高效性主要是因为酶一旦生成可以多次发挥作用d 人体中酶的活性受温度 ph的影响 只能在人体的内环境中起作用 答案 a 解析 细胞中的化学反应几乎都需要酶的催化 少数酶的本质是rna 其合成不需要核糖体 内质网和高尔基体 酶具有高效性是因为酶可以显著降低化学反应的活化能 酶可以在体内外发挥作用 5 如图所示为过氧化氢被分解的曲线 说明了酶的哪一种特性 专一性 高效性 催化特性 在温和条件下进行a b c d 答案 b 解析 加入酶与未加催化剂对比 到达反应平衡所需时间缩短 反应速度加快 说明酶具有催化特性 而加入酶与加入fe3 对比 反应速度加快 说明酶具有高效性 1 酶与激素的比较 考点精研 酶的本质 作用及实验验证 2 酶的作用机理酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较 如图所示 1 无催化剂催化的反应是曲线a 2 有无机催化剂催化的反应是曲线b 3 有酶催化的反应是曲线c 4 从三条曲线来看 发生反应所需的活化能 曲线a 曲线b 曲线c 5 无论是否有催化剂催化 反应的最终结果是不变的 考查酶的本质和作用特性 2015年江苏南京质检 关于酶的叙述 错误的是 a 同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中b 低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构c 酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度d 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个反应的底物 答案 b 解析 本题主要考查酶的相关知识 细胞生命活动所必需的酶 如呼吸氧化酶 会存在于分化程度不同的各类细胞中 哺乳动物成熟的红细胞除外 低温抑制酶的活性 在一定范围内 当温度升高后 酶的活性可以恢复 但酶的空间结构一旦被破坏 其活性将无法恢复 低温没有破坏酶的空间结构 酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的 酶在化学反应中充当催化剂 也可以作为另一个反应的底物 如化学本质为蛋白质的酶可被相关的蛋白酶分解 规律方法 具有专一性的物质归纳 1 酶 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 如限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列 并在特定的切割位点上切割dna分子 2 载体 某些物质通过细胞膜时需要载体协助 不同物质所需载体不同 载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础 3 激素 激素特异性地作用于靶细胞 靶器官 其原因在于靶细胞膜或细胞内存在与该激素特异性结合的受体 4 trna trna有61种 每种trna只能识别并转运一种氨基酸 5 抗体 一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合 考查酶的相关实验设计与分析 原创 如图为四支装有等量等浓度h2o2溶液的试管在不同条件下 相同时间内释放氧气量的柱状图 下列相关叙述 错误的是 a 组与 组中h2o2分解反应的活化能相同 组与 组中该反应的活化能相同b 与 组相比较 组的水浴加热为h2o2的分解提供能量c 综合分析 组 组和 组 说明过氧化氢酶具有高效性d 如要验证过氧化氢酶的专一性 则实验的自变量应为底物的种类 答案 a 解析 加热能为过氧化氢的分解提供能量 但不会改变该反应活化能的大小 而催化剂能降低活化能 其中酶降低活化能的效果更为显著 a错误 b c正确 要验证某种特定酶的专一性 设计思路只能是同一种酶加不同底物 所以相应实验的自变量为底物的种类 d正确 1 酶的高效性曲线 1 图中曲线a b分别表示加入酶和未加催化剂时 生成物浓度随时间变化的情况 与酶相关的曲线解读 酶只能催化已存在的化学反应 酶不能改变最终生成物的量 2 酶的专一性曲线 1 加入酶a 反应速率较无酶条件下的速率明显加快 说明酶a能催化该反应 2 在该反应物中加入酶b 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 3 综合 1 2 说明酶具有专一性 分析甲 乙图曲线的起止点可知 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 酶的空间结构未被破坏 温度升高可恢复活性 分析丙图可知 反应溶液ph的变化不影响酶作用的最适温度 考查对与酶有关曲线的分析1 2015年河北保定二模 某种酶的化学本质为蛋白质 下列符合其催化反应变化规律的曲线是 答案 d 解析 酶的活性随温度升高先升高 超过最适温度后 随温度升高活性降低 直至变性失活 故产物量先增加 后不变 a错误 超过最适ph后 随着ph的升高 酶活性应该逐渐降低 甚至失活 b错误 底物充足时 酶浓度越高 化学反应速率越快 因此酶量为2x时的反应速率大于酶量为x时的反应速率 所以两条曲线开始时不能重叠 且最终产物量相等 故曲线最后应重叠 c错误 在一定范围内 随着底物浓度的升高 酶促反应速率逐渐加快 底物浓度达到一定值后 由于酶的数量有限 随着底物浓度的升高 酶促反应速率不再改变 d正确 2 2015年辽宁沈阳东北育才学校一模 下图表示在最适温度和最适ph条件下 反应物浓度等与酶促反应速率的关系 据图分析不正确的是 a 形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温所致b 限制曲线b的ab段反应速度的主要因素为反应物浓度c 曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系d 若适当升高温度条件下重复该实验 图中a点位置将下降 答案 a 解析 曲线b表示在最适温度和最适ph条件下反应物浓度等与酶促反应速率的关系 适当提高温度 酶活性会下降 反应速率下降 因此形成曲线c的原因不可能是适当升温 解法提炼 四看法 分析酶促反应曲线 一看两坐标轴的含义 分清自变量与因变量 了解两个变量的关系 二看曲线的变化 利用数学模型法观察同一条曲线的升 降或平的变化 掌握变量变化的生物学意义 如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 限制因素是横坐标所表示的因素 当达到饱和后 限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素 三看特殊点 即曲线的起点 终点 顶点 转折点 交叉点等五点 理解特殊点的意义 四看不同曲线的变化 理解曲线之间的内在联系 找出不同曲线的异同及变化的原因 atp的结构与功能 1 atp与dna rna 核苷酸的联系atp与dna rna 核苷酸的结构中都含有 a 但在不同物质中表示的含义不同 如图 1 atp中的a为腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 2 dna分子中的a为腺嘌呤脱氧核苷酸 由一分子腺嘌呤 一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成 3 rna分子中的a为腺嘌呤核糖核苷酸 由一分子腺嘌呤 一分子核糖和一分子磷酸组成 4 核苷酸中的a为腺嘌呤 可见 它们的共同点是都含有腺嘌呤 2 atp与adp的相互转化 3 adp与atp转化发生的场所及相关生理过程 考查atp的结构及生理作用 2015年辽宁抚顺模拟 在某细胞培养液中加入被32p标记的磷酸分子 短时间内分离出细胞的atp 发现其含量变化不大 但部分atp末端的p已带上放射性标记 32p 该现象能够说明 atp中远离a的p容易脱落 部分被32p标记的atp是重新合成的 atp是细胞内的直接能源物质 该过程中atp既有合成又有分解a b c d 答案 c 解析 因为部分atp末端的p被标记 32p 说明这部分atp是新合成的 同时只有末端的p被标记 32p 说明atp的消耗和合成过程就是远离a的p脱落和连接的过程 实验前后atp的含量变化不大 说明atp在细胞中是不断地被消耗并不断地合成的 题干中没有涉及能量 不能说明atp是直接能源物质 结合生物体中发生的生理过程 考查atp相关知识 原创 下图为adp与atp的相互转化关系图 则相关说法错误的是 答案 b 解析 atp与adp的相互转化中的物质是可逆的 能量是不可逆的 atp中含有两个高能磷酸键 adp中含有一个高能磷酸键 反应 是atp合成 需要atp合成酶催化 反应 是atp水解 需要atp水解酶催化 反应 所需能量主要来自光合作用吸收的光能及细胞呼吸中有机物氧化分解释放的化学能 将能量储存在atp的高能磷酸键中 必备实验 探究影响酶活性的因素 2 实验流程 1 温度对酶活性的影响 2 ph对酶活性的影响 3 实验结论温度和ph都会影响酶的活性 酶活性的发挥需要较温和的条件 温度过高或过低 ph过大或过小都会影响酶的活性 1 实验变量的分析 1 自变量和无关变量 含义 实验要研究的引起实验结果改变的因素 确定方法 实验 验证什么 探究什么 其中 什么 所表示的因素即为自变量 如 验证淀粉酶能分解淀粉 而蔗糖酶不能分解淀粉 的实验中 酶的种类为自变量 探究不同ph对酶活性的影响 实验中 不同ph为自变量 控制方法 设置几组自变量不同的实验 如 探究温度影响酶活性 的实验中 其控制自变量的方法为设置几种不同的温度进行实验 2 无关变量 含义 可影响实验结果但不是实验要研究的因素 如 探究温度影响酶活性 的实验中 ph 试管的大小 实验试剂的量等都是无关变量 控制方法 等同法 即各组实验除自变量不同外 其他条件均要相同 如 探究不同ph对酶活性的影响 实验中 不同组之间除ph不同外 其他条件如温度 实验器具 实验试剂的量等都是无关变量 均要相同且适宜 2 温度和ph对酶活性影响的实验中变量分析 1 改编 下列有关探究温度 ph对酶活性影响的实验设计合理的是 a 实验 b 实验 c 实验 d 实验 答案 b 解析 过氧化氢受热会加快分解 不宜用于探究温度对酶活性的影响 探究ph对酶活性影响时若加入蔗糖酶溶液 底物应加蔗糖 检验时用斐林试剂需水溶加热会影响酶的活性 2 某同学进行了温度对酶活性影响的研究 设计了如下实验 实验原理 温度影响淀粉酶的活性 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 实验步骤 步骤一 取三支试管 分别加入质量分数为3 的可溶性淀粉溶液 另取3支试管 分别注入新鲜唾液淀粉酶溶液 步骤二 将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成三组分别放入100 60 的水中和冰水混合物中 维持各自的温度5min 分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中 前两支试管中的ph 6 8 第三支试管中的ph 4 摇匀后维持各自温度5min 步骤三 在三支装有淀粉溶液的试管中各滴一滴碘液 并摇匀 观察并记录 略 结论 温度过高或过低都影响酶的活性 请回答 1 该实验能否得出上述实验结论 2 指出步骤中不正确之处 并在此基础上加以纠正或补充相应的内容 改进措施 改进措施 改进措施 改进措施 答案 1 不能 2 试管上没有做标记应用字母或数字进行标记 如六支试管上分别标记a b c d e f 步骤一中加入试管中的两种溶液没有量的描述应改为 3 的可溶性淀粉溶液2ml 和 新鲜唾液淀粉酶溶液1ml 步骤二中没有设置最适温度应把60 改为37 实验组与对照组未遵循单一变量原则试管中淀粉溶液ph应均保持在6 8 解析 1 按此步骤不能得出以上实验结论 因为实验中有温度和ph两个自变量 2 在实验中用到两个或两个以上器皿的时候 一定要对器皿进行编号 这样无论是描述还是记录都比较方便 不容易出错 另外实验中要掌握单一变量原则 避免无关变量对实验的影响 一般情况下 除自变量外 其