高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第8讲 酶与ATP课件.ppt

第三单元细胞的能量供应和利用第8讲酶与atp 考情分析备考导航 考点一酶的本质 作用和特性 知识梳理自主学习夯实基础 1 酶的概念及作用 2 酶的特性 深挖教材 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 下图为酶降低化学反应活化能图解 ac和bc段的含义是什么 若将酶催化改为无机催化剂催化该反应 则b点在纵轴上如何移动 提示 ac段表示在无催化剂条件下 反应所需的活化能 bc段表示酶降低的活化能 b点将向上移动 重点透析剖析考点拓展深化 1 与酶相关的曲线解读 1 酶的高效性曲线 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 2 酶专一性的曲线 加入酶b的反应速率和无酶条件下的反应速率相同 说明酶b不能催化该反应 而加入酶a的反应速率随反应物浓度的增大明显加快 说明酶a能催化该反应 3 影响酶促反应速率的因素 温度和pha 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速率的影响 a 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 深化拓展 反应时间与反应物 生成物的量及反应速率的关系曲线分析 随着反应的进行 反应物因被消耗而减少 生成物因积累而增多 t0 t1段 因反应物较充足 所以反应速率较高 反应物消耗较快 生成物生成速率快 t1 t2段 因反应物含量较少 所以反应速率降低 反应物消耗较慢 生成物生成速率较慢 t2时 反应物被消耗干净 生成物也不再增加 此时反应速率为0 2 与酶的作用及特性相关的实验设计思路 1 酶具有催化作用的实验设计思路 2 酶的专一性实验设计思路或者 3 酶的高效性实验设计思路 深化拓展 实验设计思路 与 实验步骤 的区别实验设计思路字面上理解就是做实验的大致想法 其与传统的实验步骤的主要区别是实验设计思路不需要写出细致而具体的可供直接实验操作的步骤 而只要有一个大致的实验过程的设计 实验设计思路的要点是答出自变量 因变量及实验对象 而不是具体可操作性的设计 并且不同的人也许实验思路大致相同 但是实验步骤可能是不相同的 题组例练分类例练提炼方法 题组一酶本质与作用的判定 1 2015安徽淮北二模 下列有关酶的叙述正确的是 是有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得 有的在体内转化而来 凡是活细胞 一般都能产生酶 酶都是蛋白质 有的酶不是蛋白质 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生长发育中起调控作用 酶只是起催化作用a b c d 解析 酶是由活细胞产生的 不能来源于食物 错误 凡是活细胞都进行新陈代谢 新陈代谢离不开酶 所以活细胞一般都能产生酶 正确 少数酶是rna 错误 正确 酶在代谢中只有催化一种功能 没有调控作用 错误 正确 c 2 2015上海虹口区一模 用同一种蛋白酶 处理甲 乙两种酶 蛋白酶活性与处理时间的关系如图 下列叙述错误的是 a 甲酶已失活b 甲酶能够抗蛋白酶的降解c 乙酶的化学本质是蛋白质d 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 a 解题关键 1 酶具有专一性 蛋白酶能水解蛋白质 2 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是rna 解析 由图可知 甲酶的活性不变 甲酶用蛋白酶处理后 酶的活性不变 说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解 乙酶用蛋白酶处理后 随时间推移酶的活性降低 说明乙酶的化学本质是蛋白质 蛋白酶使乙酶分子结构改变 从而降低了乙酶的活性 题组二酶作用原理的考查及作用特性的实验分析 3 2015河北保定月考 细胞代谢中某种酶与其底物 产物的关系如图所示 下列有关叙述不正确的是 a 酶1与产物b结合后失活 说明酶的功能由其空间结构决定b 酶1有两种底物且能与产物b结合 因此酶1不具有专一性c 酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列d 酶1与产物b的相互作用可以防止细胞产生过多的产物a b 解析 根据题意和图示分析可知 酶1与产物b结合后失活 与有活性时相比结构发生了变化 说明酶的功能由其空间结构决定 a正确 酶1只催化两种底物合成产物a的反应 具有专一性 b错误 同一种酶 氨基酸种类和数目相同 所以酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列 c正确 酶1与产物b结合使酶1无活性 合成产物a的反应会中断 这样可以防止细胞产生过多的产物a d正确 4 2015黑龙江绥化一模 下列有关酶的特性及相关实验的叙述正确的是 a ph过高或过低以及温度过高或过低都能使酶变性失活b 在温度影响酶活性实验中 不适宜选择过氧化氢酶作为研究对象c 在研究温度影响淀粉酶活性实验中 可以用斐林试剂检测实验结果d 与无机催化剂相比 酶提高反应活化能的作用更明显 因而酶催化效率更高 b 解析 ph过高或过低以及温度过高都能使酶变性失活 但温度过低时 酶不会失活 温度会影响过氧化氢的分解 因此在温度影响酶活性实验中 不适宜选择过氧化氢酶作为研究对象 斐林试剂使用时需要水浴加热 因此在研究温度影响淀粉酶活性实验中 不宜用斐林试剂检测实验结果 应该用碘液检测实验结果 与无机催化剂相比 酶降低化学反应活化能的作用更明显 因而酶催化效率更高 题组三影响酶促反应因素的曲线分析 5 2015黑龙江大庆模拟 下图甲表示某酶促反应过程 图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线 物质a的起始浓度为10mmol l 下列叙述错误的是 a 物质a可能是麦芽糖但不可能是蔗糖b 在该实验条件下物质a在2min内可被完全分解c 若曲线 表示不同温度下酶促反应速率 则曲线 温度低于曲线 和 d 若曲线 表示不同酶浓度下酶促反应速率 则曲线 酶浓度大于曲线 和 c 解析 由图甲可知 物质a水解为两个相同的物质c 由图乙可知 曲线 表示物质a的水解情况 由于高于或低于最适温度 酶的活性都降低 所以曲线 温度高于或低于曲线 的温度 即曲线 温度可能低于或高于曲线 和 由于酶浓度与酶促反应速率成正相关 所以曲线 酶浓度高于曲线 和 6 2016湖南株洲月考 如图曲线b表示在最适温度 最适ph条件下 反应物浓度与酶促反应速率的关系 据图分析正确的是 a 酶量是限制曲线ab段反应速率的主要因素b 酶量减少后 图示反应速率可用曲线a表示c 升高温度后 图示反应速率可用曲线c表示d 减小ph 重复该实验 a b点位置都不变 b 解析 ab段随着反应物浓度升高 反应速率加快 限制因素是反应物的浓度 a项错误 酶量减少 在反应物浓度一定的条件下 反应速率下降 可用曲线a表示 b项正确 图中曲线b是最适温度 最适ph下的曲线 因此 升高温度 减小ph 酶活性下降 反应速率下降 c d项错误 方法突破 四看法 分析酶促反应曲线 考点二atp的结构 功能和利用 知识梳理自主学习夯实基础 1 atp分子的结构和功能 深挖教材 如图为atp的结构简图 请思考 1 图中框内 a 代表 腺苷 吗 2 图示a处应为 h 还是 oh 3 图示框c的名称是什么 它与dna rna有何关系 提示 1 图中 a 代表腺嘌呤 腺苷 应为a a所在的五碳糖 2 图示a处应为 oh 即该五碳糖为 核糖 3 图示框c为腺嘌呤核糖核苷酸 它是构成rna的单位之一 当发生转录或逆转录时 它可与dna链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对 场所 线粒体 叶绿体 2 进行 过程的能量来源和去向 来源 去向 用于形成atp中的 3 atp的利用主动运输 发光发电 肌肉收缩 物质合成 大脑思考等 细胞质基质 光能 有机物中的化学能 高能磷酸键 重点透析剖析考点拓展深化 1 细胞内产生与消耗atp的生理过程归纳 2 atp产生速率与o2供给量之间的关系分析 1 a点表示在无氧条件下 细胞可进行无氧呼吸分解有机物 产生少量atp 2 ab段表示随o2供给量增多 有氧呼吸明显加强 通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多 atp的产生速率随之增加 3 bc段表示o2供给量超过一定范围后 atp的产生速率不再加快 此时的限制因素可能是酶 adp 磷酸等 清错破疑 1 atp转化为adp也需要消耗水atp转化为adp又称 atp的水解反应 这一过程需要酶的催化 同时也需要消耗水 凡是大分子有机物 如蛋白质 淀粉等 的水解都需要消耗水 2 atp 能量atp是一种高能磷酸化合物 是与能量有关的一种物质 不能将两者等同起来 3 细胞中并非含有大量atp生命活动需要消耗大量能量 但细胞中atp含量很少且含量较稳定 细胞可以通过atp与adp的相互转化不断合成atp 满足生物体的需要 4 正确区分atp dna rna 核苷酸结构中 a 的含义atp结构中的a为腺苷 dna结构中的a为腺嘌呤脱氧核苷酸 rna结构中的a为腺嘌呤核糖核苷酸 核苷酸结构中的a为腺嘌呤 可见 它们的共同点是都含有腺嘌呤 题组例练分类例练提炼方法 题组一以图例为载体考查atp分子的结构和相互转化 1 2015四川德阳一诊 atp是细胞的能量 通货 是生命活动的直接能源物质 如图为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中进行 过程时 图1中的c键断裂并释放能量c atp与adp快速转化依赖于酶催化作用具有高效性d 夜间有o2存在时 图2中过程 主要发生在线粒体 解析 图1中a与核糖构成腺苷 其中的a代表腺嘌呤 atp水解时 远离腺苷的高能磷酸键 c键 断裂并释放能量 由于酶具有高效性 使atp与adp快速转化得以完成 保证细胞需要的能量供应 有氧条件下 线粒体是合成atp的主要场所 a 题组二结合代谢实例对atp分子的来源和利用进行判定 2 2016黑龙江齐齐哈尔月考 细胞中不能合成atp的部位是 a 内质网的膜b 叶绿体中进行光反应的膜结构c 线粒体的内膜d 蓝藻 蓝细菌 中进行光反应的膜结构 解析 内质网是蛋白质的加工和脂质合成的场所 消耗atp 叶绿体中进行光反应的场所是类囊体薄膜 能够形成atp 线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所 能够产生大量的atp 蓝藻属于原核生物 没有叶绿体 但是可以进行光合作用 光合作用中的光反应是在膜上进行的 也能够产生atp a 3 2015河南信阳一模 下列所述内容均需要atp参与的是 a 生长素的极性运输 生长激素的合成及释放过程b 离子的跨膜运输 大分子和颗粒性物质的囊泡运输c 酶催化的生化反应 抗原与抗体的识别及结合过程d 洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及复原过程 解析 生长素的极性运输属于主动运输方式 消耗能量 生长激素的合成及释放过程都需要消耗能量 某些离子通过协助扩散的方式进出细胞膜 不需要消耗能量 有些酶催化的生化反应如细胞呼吸过程 属于放能反应 产生atp 质壁分离及复原过程中水分子通过自由扩散进出细胞 不需要消化能量 a 考点三实验 探究影响酶活性的条件 实验基础吃透原理掌握步骤 蓝色 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来判断酶的活性 h2o o2 ph影响酶的活性 从而影响o2的生成量 可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检测的多少 o2生成量 2 实验步骤 1 温度对酶活性的影响 2ml 变蓝 不变蓝 2 ph对酶活性的影响 2滴 有大量气泡产生 透析实验积累技巧理解方法 1 在探究温度或ph对酶活性影响的实验中 步骤2和步骤3为什么一定不能颠倒顺序 透析 若颠倒顺序 则在未达到预设温度或ph时 酶已发生作用 故应先控制条件 再将酶与底物混合 2 在探究温度对酶活性影响的实验中 为什么不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解 在选用淀粉酶分解淀粉时 为什么不选用斐林试剂进行检测 透析 过氧化氢在加热的条件下会加快分解 斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下 才能生成砖红色沉淀 但实验需要控制温度 3 为什么不选用淀粉酶催化淀粉的水解 来探究ph对酶活性的影响 透析 底物淀粉在酸性条件下会发生水解反应 4 整个实验过程中 除温度或ph之外 其余的变量为什么相等或相同 透析 实验设计遵循单一变量原则 这样可以排除无关变量对实验结果的影响 误差分析 误差 探究温度和ph对酶活性影响的实验结果不明显原因分析 可能变量梯度设置不合适 三组温度应分别是高温 低温 最适温度 三组ph应分别是过酸 过碱 最适ph 可能实验步骤操作有误 应将酶和反应物放置在不同条件下处理后再混合 酶本身活性降低或失活 实验中的 淀粉酶由于贮存条件不佳或生产时间过长而导致活性丧失 肝脏不新鲜 肝脏研磨液中过氧化氢酶数量减少且活性降低 迁移应用知识迁移变式应用 某小组在探究 影响酶活性的条件 的实验时 提出 过氧化氢酶的活性是否受ph影响 的问题 并设计实验的操作步骤如下 向甲 乙试管内各加入2ml新配制的体积分数为3 的过氧化氢溶液 向甲 乙试管内各加入2滴新鲜的质量分数为20 的猪肝研磨液 向甲试管内加入1ml质量分数为5 的盐酸 向乙试管内加入1ml质量分数为5 的氢氧化钠溶液 观察试管中发生的变化 请依据该小组设计的实验操作步骤 回答下列问题 1 过氧化氢分解速率是本实验的因变量 可观测的指标是 2 找出上述操作步骤中存在的缺陷 并写出改进方案 在完成改进方案后 预期可能的实验结果及结论 若 则 若 则 3 在与其他小组进行交流时 有同学建议进行定量实验 以不同ph下出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性 并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图 该建议中 所需的时间越长 酶的活性越 4 能否用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 如能 请写出实验思路 如不能 请写出理由 解析 1 判断过氧化氢的分解速率可用生成物的产生量来表示 即单位时间内产生气泡的数量 2 由于酶具有高效性 过氧化氢溶液和猪肝研磨液混合时反