高考生物一轮复习 31 酶和ATP课件 新人教版必修1.ppt

2 atp与adp的相互转化 1 关系式 2 能量来源 动 植物和微生物 分解有机物所释放能量 绿色植物 除细胞呼吸所释放的能量外 还包括光合用吸收 固定的光能 3 能量去向 用于生物体的 4 atp与adp的相互转化是生物界的共性 教材解读1 教材78 79页实验及控制变量 1 4号试管中 自变量是什么 因变量是什么 无关变量呢 实验组和对照组是 提示 自变量 加热 fe3 和 h2o2酶 因变量 产生气泡的数量及速度 无关变量 h2o2的量及浓度 肝脏研磨液的新鲜程度 实验组为2 3 4号试管 对照组为1号试管 2 根据教材81页 关于酶本质的探索 完成82页基础题第1题 生物史方面的考查 3 教材85页中间小字部分 不同生物酶的最适ph 温度及酶失活问题 4 教材86页中二拓展题 5 教材87页酶的实践应用 6 参考教材88页左下角atp分子的结构图解 辨析其与rna的关系 提示 atp水解脱掉两个磷酸基团后剩余腺苷 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 腺嘌呤核糖核苷酸 是rna的基本组成单位之一 7 参考教材90页图5 7 掌握消耗atp的生理过程 细胞的主动运输 胞吞 吐 生物发电及神经传导 发光 肌肉收缩及吸能反应 上述实验中的 2 和 3 对比 还可说明酶与无机催化剂相比 具有高效性 针对训练1 2011 天津 下列有关酶的叙述正确的是 a 酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 b 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 c 在动物细胞培养中 胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞 d dna连接酶可连接dna双链的氢键 使双链延伸 答案c 解析大多数酶的化学本质是蛋白质 少数酶的化学本质是rna 故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 酶不能为反应物供能 通过降低活化能来提高化学反应速率 dna连接酶可催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 从而使dna片段连接 在动物细胞培养中 胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞 故c正确 2 2013 四川市摸底考试 下图为酶作用的模式图 据图所示 下列叙述错误的是 a 甲多为蛋白质 b 此反应为分解反应 c 此反应中甲 乙为反应物 丙 丁为产物 d 甲与乙之间有专一性 答案c 解析图中甲为酶 其化学本质多为蛋白质 少数的酶是rna 该反应是在酶的作用下将乙分解成丙和丁 且酶与底物之间具有专一性 1 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 2 酶只能缩短达到化学反应平衡所需的时间 不能改变化学反应的平衡点 3 酶只能催化已存在的化学反应 3 表示酶专一性的曲线 1 分析图a b可知 在最适宜的温度和ph条件下 酶的活性最高 温度和ph偏高或偏低 酶活性都会明显降低 2 过酸 过碱 高温都会使酶的空间结构遭到破坏 使酶失去活性 而低温只是使酶的活性降低 酶的分子结构未遭到破坏 温度升高可恢复其活性 3 反应溶液中ph的变化不影响酶作用的最适温度 如图c所示 答案d 解析由图可以看出 在ab段 随着底物浓度的升高 反应速度不断增加 限制反应速度的主要因素是底物的浓度 在bc段 随着底物浓度的升高 反应速度不再增加 限制反应速度的主要因素不再是底物的浓度 而是酶量 曲线 和 的反应温度不一样 曲线的差异是由温度的差异引起的 只根据37 25 时酶促反应速度的比较无法确定酶作用的最适温度 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 之间 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 3 研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少 活性低 所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低 的比例 以减少对海洋的污染 答案 1 幽门盲囊蛋白酶 2 蛋白质双缩脲 2和8 恒温箱底物消耗量 或产物生成量 不能据图可知随着温度升高酶活性逐步升高 酶活性峰值未出现 3 淀粉 脂肪 解析 1 从图1可知 三种蛋白酶在各自最适ph值下 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 可用双缩脲试剂检测 由题目中的实验目的可知 此实验温度为自变量 ph值等为无关变量 为了排除ph值对实验结果的影响 ph值应为对应蛋白酶的最适值 由图1可知 胃蛋白酶最适ph值为2 幽门盲囊蛋白酶最适ph值为8 为了控制温度保持不变 底物和酶都应放在恒温箱中保温 酶的催化效率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示 由图2可以看出 当温度从15 18 梯度变化过程中 随着温度的升高 蛋白酶的活性一直在增强 酶活性峰值未出现 不能确定大菱鲆蛋白酶的最适温度在15 到18 之间 3 大菱鲆消化道内淀粉酶和脂肪酶少 对淀粉和脂肪的消化存在障碍 所以在人工投放饲料时要减少淀粉和脂肪的比例 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 因为转化过程中的反应类型 所需酶 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初步水解只能断裂远离腺苷 a 的高能磷酸键 若进一步水解则两个高能磷酸键全断裂 2 atp 能量 atp是一种高能磷酸化合物 其分子式可以简写为a p p p 高能磷酸键断裂时能够释放出高达30 54kj mol的能量 所以atp是与能量有关的一种物质 不能将两者等同起来 针对训练5 2012 杭州模拟 下列关于atp的叙述 错误的是 a atp分子中的 a 指腺嘌呤 b atp分子中含有两个高能磷酸键 c 有氧呼吸的三个阶段都能产生atp d atp转化为adp时要消耗水 答案a 解析atp分子中的a指腺苷 atp中含有两个高能磷酸键 三个磷酸基团 有氧呼吸的三个阶段都能产生atp atp转化成adp是atp的水解过程 要消耗水 6 2013 南京检测 下列adp含量增加的过程是 a k 进入肾小管壁的上皮细胞 b o2进入生物细胞 c 线粒体中的氢与氧结合 d 甘油被吸收进入小肠上皮细胞 答案a 解析由于atp水解才能产生adp 所以如果细胞中adp的含量增加 则说明发生了耗能反应 因为耗能反应过程中需要消耗atp k 的吸收方式为主动运输 需要消耗能量 而o2 甘油进出细胞属于自由扩散 不消耗能量 线粒体中的氢与氧结合则属于放能反应 要合成atp 在于获得和解释这种前因后果 例如 在 温度对酶活性的影响 的实验中 所给定的低温 冰块 适温 37 高温 沸水浴 就是自变量 而由于低温 适温 高温条件变化 唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化 这就是因变量 该实验即在于获得和解释温度变化 自变量 与酶的活性 因变量 的因果关系 2 无关变量与额外变量 无关变量 指实验中除自变量以外 可能还会存在一些可变因素 对实验结果造成影响 这些变量称为无关变量 额外变量 也称干扰变量 指实验中由于无关变量所引起的变化和结果 显然 额外变量会对因变量有干扰作用 例如上述实验中除自变量 低温 适温 高温 以外 试管洁净程度 唾液新鲜程度 可溶性淀粉浓度和纯度 试剂溶液的剂量 浓度和纯度 实验操作程序 温度处理的时间长短等等 都属于无关变量 要求对低温 适温 高温3组实验是等同 均衡 稳定的 如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件 对3个实验组的给定不等同 不均衡 不稳定 则会在实验结果中产生额外变量 出现干扰 造成误差 实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量 以减少误差 3 单一变量原则 在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量 其它因子不变 在此条件下 观察 研究该变量对实验材料和实验结果的影响 除了整个实验过程中欲处理的实验因素外 其他实验条件要做到前后一致 典例 2011 江苏 为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响 研究者设计并进行了相关实验 实验步骤及结果如下 鲈鱼的驯养 将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14d 用普通饲料投喂 备用 饲料的配制 在每千克普通饲料中添加200mg植酸酶 配制成加酶饲料 并将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒 烘干后储存 鲈鱼的饲养 挑选体格健壮 大小一致的鲈鱼随机分组 放养于规格相同的浮式海水网箱中 放养密度为60尾 箱 给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料 给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料 称重并记录 投喂8周后 从每个网箱中随机取20尾鲈鱼称重 结果显示 对照组 实验组鱼体平均增重率分别为859 3 947 2 制备鲈鱼肠道中消化酶样品 并分别测定消化酶的活性 结果如下表 根据上述实验 回答下列问题 1 步骤 中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是 实验前的驯养是为了 2 步骤 中将配制好的饲料进行烘干要特别注意 其原因是 3 步骤 中还应控制好的无关变量主要有 4 本实验得出的初步结论是 5 推测鲈鱼的食性并说明理由 课堂笔记 解析 1 因该实验的观察指标是鱼体的增重量 而成体鱼增重较慢 实验结果不明显 实验前 将鲈鱼放在网箱中驯养是为了让鲈鱼适应实验养殖环境 从而减小环境对鲈鱼的影响 2 植酸酶为蛋白质 高温会使其失去活性 因此烘干处理时需要注意温度不要过高 3 除植酸酶外 影响鲈鱼增重的外界环境因子还有水体温度 盐度和溶解氧等 根据实验设计的单一变量原则 实验过程中需要控制这些无关变量 4 因实验组的平均增重高于对照组的平均增重 可初步得出添加植酸酶的饲料可促进鱼体生长的结论 5 因动物蛋白质含量多 肉食性动物的消化酶中的蛋白酶活性应比脂肪酶或淀粉酶活性高 根据表格数据可知 鲈鱼的蛋白酶的活性高于其他两种消化酶的活性 因此鲈鱼应为肉食性动物 答案 1 成体生长缓慢 实验效果不明显让鲈鱼适应实验养殖环境 2 温度不能过高高温会使植酸酶变性而失去活性 3 水温 盐度和溶解氧等 4 添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长 植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性 而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小 5 肉食性 其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶 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 2 实验设计思路 3 实验注意问题 实验室使用的 淀粉酶最适温度为60 由于h2o2不稳定 因此探究温度对酶活性影响时 不选择h2o2作反应物 本实验不宜选用斐林试剂鉴定 温度是干扰条件 本实验中步骤2 步骤3一定不能颠倒顺序 否则会使实验失败 即先控制条件再混合 3 实验注意问题 实验程序中2 3步一定不能颠倒 否则实验失败 本实验中也可将过氧化氢酶和h2o2分别调至同一ph 再混合 以保证反应一开始便达到预设ph 本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解 因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应 3 实验注意问题 实验时必须用新鲜的 刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料 肝脏如果不新鲜 肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解 使组织中酶分子的数量减少且活性降低 实验中使用肝脏的研磨液 可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积 从而加速过氧化氢的分解 滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管 因为酶的催化效率具有高效性 少量酶带入fecl3溶液中就会影响实验结果的准确性 甚至使人产生错觉 作出错误的判断 h2o2分解过程有气泡冒出 若反应一段时间 不再有气泡冒出 说明反应结束 若在不增加h2o2量的前提下 使气泡 o2 的生成量增加 可采取的措施是提高h2o2浓度 4 酶的专一性 该实验探究中的自变量可以是不同反应物 也可以是不同酶溶液 因变量是反应物是否被分解 1 方案一 用同一种酶催化两种不同物质 1 实验设计中 因变量是 实验过程中选择37 恒温的理由是 2 3号试管加碘液后出现橙黄色 说明 3 如果反应速率过快 应当对唾液进行怎样的处理 4 该实验得出的结论是 为探究高温对酶活性的影响 某同学设计了如下实验 实验步骤与结果 1 取两支洁净试管 编号为1和2 在1号管中加入2ml3 的新鲜过氧化氢溶液 2号管中加入1ml20 的新鲜肝脏研磨液 分别置于100 恒温水浴5分钟 将2号管中的肝脏研磨液加入1号管 振荡摇匀 再置于100 恒温水浴5分钟 结果未观察到气泡产生 2 结果分析 推断观察不到气泡产生的两种可能原因 解析 本实验的目的是验证ph对酶活性的影响 所以在实验过程中 ph是唯一的自变量 其他的条件都是无关变量 应保持一致且适宜 从实验结果分析 第三组是对照组 选择37 的原因有两个 一是保证温度恒定 排除温度对实验过程的干扰 二是37 是唾液淀粉酶的最适催化温度 颜色变化为因变量 通过观察颜色的变化来判断淀粉的分解情况 如果反应速率过快 应适当地稀释酶溶液 降低反应速率 根据实验目的 从反应的结果分析 该实验的结论是唾液淀粉酶催化的最适ph是6 80 高于或低于此值 酶的活性都会降低 由于过氧化氢具有热不稳定性 实验过程中高温可使底物过氧化氢全部分解 从而观察不到气泡产生 也可能是因为高温使过氧化氢酶变性失活 不能催化过氧化氢分解产生气体 答案 1 颜色变化保证温度恒定 排除温度对实验过程的干扰 37 是唾液淀粉酶的最适催化温度 2 淀粉已经完全分解 3 适当稀释唾液 4 唾液淀粉酶催化的最适ph是6 80 高于或低于此值 酶的活性都会降低 2 高温使过氧化氢酶变性 失去活性高温使底物过氧化氢全部分解 或既有过氧化氢酶变性 又有底物被全部分解 高考随堂考向一酶相关知识的理解考查 1 判断正误 1 2010 山东高考理综 a 溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的 2 2010 江苏卷 d 某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质 用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍 效果比其他类型加酶洗衣粉好 3 2009 上海生命科学 d 将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻 可保持其甜味 这是因为加热会破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶 答案 1 2 3 解析 1 水解酶属于蛋白质 是在核糖体上合成的 2 因酶具有专一性 油渍为脂肪 故利用蛋白酶去污比用含脂肪酶的效果差 所以错误 3 甜玉米有 甜味 是因为可溶性糖的大量存在 在常温和酶的催化作用下 随着所采摘甜玉米的存放 其中的可溶性糖转化为淀粉 不甜 沸水 高温 能够使酶失去活性 2 2012 海南 下列操作中 不可能导致淀粉酶活性发生变化的是 a 淀粉酶溶液中加入强酸 b 淀粉酶溶液中加入蛋白酶 c 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 d 淀粉酶经高温烘干制成粉剂 答案c 解析温度 ph都会影响酶活性 a d不正确 淀粉酶的化学本质为蛋白质 蛋白酶会将其水解 从而使其活性发生改变 b不正确 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后 淀粉被水解 但是淀粉酶在反应前后结构和活性不变 c正确 综上 本题选c 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rna c 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 答案b 解析考查酶的本质 首先需要了解大部分酶的本质是蛋白质 少量的酶是rna 用蛋白酶处理后 乙酶活性降低 说明乙酶的成分是蛋白质 被蛋白酶处理后被分解 而甲酶不变 则说明甲酶可能成分是rna或者能够抗这种蛋白酶的降解 a 当反应温度由t2调到最适温度时酶活性下降 b 当反应温度由t1调到最适温度时酶活性上升 c 酶活性在t2时比t1高 故t2时更适合酶的保存 d 酶活性在t1时比t2低 表明t1时酶的空间结构破坏更严重 答案b 解析酶的活性受温度的影响 温度过低 酶的活性受到抑制 在一定范围内 随温度升高 酶的活性增强 达到最适温度时 酶的活性最高 超过最适温度后 随温度升高 酶的活性逐渐减弱 温度过高 酶将失去活性 考向三与酶相关的实验考查 5 2009 大纲全国 改编 请用所给的实验材料和用具 设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 要求完成实验设计 补充实验步骤 预测实验结果 得出结论 并回答问题 实验材料与用具 适宜浓度的蔗糖酶 唾液淀粉酶 蔗糖 淀粉4种溶液 斐林试剂 试管 37 恒温水浴锅 沸水浴锅 2 实验步骤 按照上表中的设计 取试管 加溶液 3 结果预测 4 结论 5 在上述实验中 如果仅将37 恒温水浴锅的温度调到20 而在其他条件不变的情况下重做上述实验 出现砖红色试管中的颜色会比37 时的浅 其原因是 2