安徽省高考生物一轮复习方案（基础知识梳理+核心考点突破+试验方略展示）第8讲 酶与ATP课件 新人教版.ppt

第8讲酶与atp第9讲细胞呼吸第10讲能量之源 光与光合作用考能专项提升2细胞的能量供应和利用 目录 第三单元细胞的能量供应和利用 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 高考纵览 返回目录 1 教学建议 1 用比较法学习酶的特性及相关实验设计 通过与无机催化剂的特点进行对比来理解酶的特性 与酶特性相关的实验要对其原理 步骤 结果进行比较 掌握与酶的相关实验设计 2 对atp知识的复习 应注意与光合作用 细胞呼吸过程进行联系 在具体的细胞代谢活动 如光反应 暗反应 有氧呼吸的各个阶段中理解atp和adp的相互转化及意义 增强知识的综合运用能力 使用建议 返回目录 3 运用图文转化 比较学习法复习光合作用与细胞呼吸 对光合作用和细胞呼吸的复习 可以结合图文将过程形象化 同时对这两个过程的场所 物质与能量转化 原理的应用等方面进行比较 并通过光合作用与细胞呼吸强度及影响因素的具体方法和实例强化实验与探究能力 4 重视坐标曲线图的分析 曲线图形式考查影响酶活性 光合作用 细胞呼吸的因素是本单元重要的命题方式 在复习过程中结合具体例题 加强训练教会学生曲线分析题的解答方法 2 课时安排 本单元分为3讲 建议用9课时完成 每讲2课时 单元卷 滚动卷和讲评各1课时 使用建议 第8讲酶与atp 返回目录 返回目录 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 考纲要求 第8讲酶与atp 知识梳理 一 酶的作用和本质1 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 返回目录 催化 常态 活跃状态 活化能 第8讲酶与atp 3 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 少数是 导思 能催化酶发生水解的酶是什么酶 请翻阅教材必修1p80 酶的本质 返回目录 活细胞 蛋白质 rna 第8讲酶与atp 二 酶的特性1 酶的催化效率大约是无机催化剂的107 1013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 都会使酶遭到破坏 使酶永久失活 在低温下 酶的活性 但不会失活 导思 人体内各种消化酶的最适ph分别是多少 请翻阅教材必修1p83 影响酶活性的条件 返回目录 高效性 一种或一类 高温 过酸 过碱 降低 第8讲酶与atp 三 atp的结构 功能和转化 返回目录 直接 a p p p 能量 吸能 放能 第8讲酶与atp 导思 atp中字母 a t p 代表的意义分别是什么 请翻阅教材必修1p88 atp分子中具有高能磷酸键 返回目录 网络构建 返回目录 第8讲酶与atp 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 北京卷 线粒体的内膜 叶绿体中进行光反应的膜结构 内质网的膜都是合成atp的部位 解析 线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所 有atp合成 光合作用的光反应过程也有atp的合成 内质网主要进行合成代谢 该处只能消耗atp 2 2012 海南卷 淀粉酶溶液中加入淀粉溶液不可能导致淀粉酶活性发生变化 解析 酶在化学反应中化学本质和数量不会发生变化 返回目录 第8讲酶与atp 3 2012 福建卷 一定条件下单位时间内底物消耗量 或产物生成量 可以表示酶催化效率高低 解析 酶催化效率可用一定时间内底物消耗量或产物生成量来表示 4 2011 课标全国卷 有的酶能在蛋白酶作用下分子结构发生改变而失去活性 解析 化学本质为蛋白质的酶在蛋白酶的作用下会发生水解 分子结构发生改变 从而失去活性 5 2011 天津卷 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 解析 酶的作用原理是降低化学反应所需要的活化能 而不能为反应物供能 返回目录 第8讲酶与atp 6 2010 山东卷 溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的 解析 溶酶体中的水解酶其本质是蛋白质 蛋白质是由核糖体合成的 7 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡 解析 细胞内atp含量很少 atp和adp处于动态转化平衡中是人体实现稳态的前提 返回目录 第8讲酶与atp 考点一酶的化学本质与作用1 酶的本质和作用 返回目录 第8讲酶与atp 警示 一般来说 活细胞都能产生酶 但也有例外 如哺乳动物成熟红细胞没有细胞核 也没有众多细胞器 红细胞一旦成熟 将不再合成酶 酶发挥作用需要适宜的外界条件 与场所无关 返回目录 第8讲酶与atp 2 酶的化学本质 催化作用和高效性的实验验证 1 酶是蛋白质的实验验证待测酶液紫色反应 该酶是蛋白质 2 酶的催化作用及高效性的实验验证 实验原理 2h2o22h2o o2 返回目录 第8讲酶与atp 实验设计与现象 对照组 h2o2溶液在常温下几乎不分解 实验结论 1 酶具有催化作用 同无机催化剂一样都可加快化学反应速率 2 酶具有高效性 同无机催化剂相比 酶的催化效率更高 返回目录 第8讲酶与atp 例1下列关于酶的叙述 不正确的是 a 酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物b 酶的催化作用具有专一性和高效性c 过酸 过碱的外界条件都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性d 酶的组成元素均为c h o n 返回目录 第8讲酶与atp 答案 d 解析 酶是活细胞产生的具生物催化功能的有机物 酶的催化具有高效性 专一性及作用条件温和等特性 大多数酶的化学本质是蛋白质 极少数的酶为rna rna的组成元素应为c h o n p 故d选项不正确 点评 本题综合考查酶的本质 作用特点 影响因素 本题易错的原因是对酶的化学本质掌握不扎实 返回目录 第8讲酶与atp 探究 能产生激素的细胞一定能合成酶吗 能合成酶的细胞一定能产生激素吗 能产生激素的细胞一定能合成酶 能合成酶的细胞不一定能产生激素 返回目录 第8讲酶与atp 变式题 2013 合肥月考 酶在酶促反应中能催化特定的底物反应 与酶的活性中心有关 酶的活性中心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 下列与图示反应类型相符的生理过程是 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 1 a 核糖体上多肽链的合成b 叶绿体内二氧化碳的固定c 线粒体内 h 的氧化d 肝细胞内过氧化氢的分解 答案 d 解析 酶在反应前后结构不变 从底物和产物的比较可以看出 底物分解产生了两种物质 符合条件的是d项中过氧化氢的分解 产物是水和氧气 返回目录 第8讲酶与atp 考点二与酶有关的曲线解读1 关于酶作用特性的图解 1 高效性 如图3 8 2 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 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 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 2 图3 8 3 2 专一性 如图3 8 3 在a反应物中加入酶a 反应速率较未加酶时明显加快 说明酶a催化底物a反应 在a反应物中加入酶b 反应速率和未加酶时相同 说明酶b不催化底物a反应 返回目录 第8讲酶与atp 提醒 下列图像也可以表示酶的专一性 图中a表示酶 b表示被催化的底物 e f表示b分解后的产物 c d表示不能被该酶催化的物质或不能催化底物发生反应的其他种类酶 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 4 2 外界因素对酶活性影响的图解 1 温度和ph对酶促反应的影响 在一定温度 ph 范围内 随温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 达到一定温度 ph 时 酶的活性最强 这一温度 ph 为该酶的最适温度 ph 当超过最适温度 ph 时 酶的催化作用将随温度 ph 的升高逐渐减弱 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 5 过酸 过碱 高温能破坏酶的分子结构 从而使酶变性失活 而低温不能破坏酶分子的空间结构 只是抑制酶的活性 因此当温度升高时 酶可恢复活性 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 返回目录 第8讲酶与atp 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 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 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 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 6 方法 底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率 并不影响酶的活性 酶的特性是与无机催化剂相比的 与无机催化剂一样 酶仅能改变化学反应的速率 并不能改变化学反应的平衡点 且性质在化学反应前后不发生改变 返回目录 第8讲酶与atp 例2 2012 大连模拟 图1表示某酶促反应过程 图2表示图1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 下列叙述不正确的是 返回目录 第8讲酶与atp 图1 图2 图3 8 7 a 物质a可以是麦芽糖但不可以是乳糖b 曲线 表示在某实验条件下物质a在2分钟时间内完全分解c 若曲线 表示不同温度下酶促反应速率 则曲线 温度一定低于曲线 和 d 若曲线 表示不同酶浓度下酶促反应速率 则曲线 酶浓度高于曲线 和 返回目录 第8讲酶与atp 答案 c 解析 图1中酶促反应后的两种产物是相同的 因此可以是麦芽糖但不可以是乳糖 因为乳糖水解后的产物为葡萄糖和半乳糖 a正确 曲线 中物质a在2分钟时间内物质浓度降为0 意味着被酶完全分解 b正确 若曲线 表示不同温度下酶促反应速率 如果曲线 代表的温度为最适温度 曲线 代表的温度可以在最适温度的同一侧或两侧 c错误 在底物一定的前提下 酶浓度越高 分解底物所用的时间越短 d正确 返回目录 第8讲酶与atp 点评 解答本题时 对图1的分析应注意物质a分解产生的两种产物分子是相同的 对图2的分析应注意分析某一变量对酶促反应影响时 应在其他变量完全相同的情况下进行 返回目录 第8讲酶与atp 变式题 2013 凤阳月考 如图所示为某种酶在不同处理条件 a b c 下催化某反应时 反应物的量和反应时间的关系 解读此图可获得的信息是 a 若a b c表示温度 则一定是a b cb 若a b c表示ph 则c b ac 若a b c表示酶的浓度 则a b cd 若a b c表示温度 则不可能是c b a 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 8 答案 c 解析 图中 反应物的量下降的速率是a b c 说明酶促反应速率a b c a项中若温度过高会导致酶失活而出现与图不符的结果 b项中若ph均小于最适ph 结果与条件不符 c项中 在一定条件下 酶浓度越高 反应速率也越快 d项中 当温度均大于最适温度时 温度c b a也会出现图示结果 返回目录 第8讲酶与atp 考点三atp在能量代谢中的作用1 atp的结构和功能 1 atp结构简式的理解 2 atp的生理功能 atp是细胞代谢所需能量的直接来源 返回目录 第8讲酶与atp 方法 atp adp amp 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷之间的关系 返回目录 第8讲酶与atp 即 一分子atp水解脱去一分子磷酸 形成adp 一分子adp水解脱去一分子磷酸 形成amp amp水解脱去一分子磷酸 形成腺苷 注意 atp中的五碳糖是核糖 而不是脱氧核糖 返回目录 第8讲酶与atp 2 atp与adp的相互转化 返回目录 第8讲酶与atp 由上表可看出 虽然从物质方面看 atp和adp的相互转化过程是可逆的 但酶 反应场所 能量来源不同 所以atp和adp相互转化不是可逆反应 返回目录 第8讲酶与atp 警示 atp产生量与o2供给量之间的关系曲线 如图3 8 9示 在无氧条件下 可通过无氧呼吸分解有机物 产生少量atp 因此氧气浓度为0时 atp产生量不为0 随o2供给量增多 有氧呼吸明显加强 atp产生量随之增加 但当o2供给量达到一定值后 atp产生量便不再增加 此时的限制因素可能是酶 adp 磷酸等 返回目录 第8讲酶与atp 图3 8 9 例3 2012 潍坊质检 下列关于人体内atp的叙述 错误的是 a 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由atp直接提供能量的b 线粒体中大量产生atp时 一定伴随着氧气的消耗c 细胞生命活动旺盛时 atp的含量相应增加d 一分子atp脱去两个磷酸基团可形成一分子腺嘌呤核糖核苷酸 返回目录 第8讲酶与atp 答案 c 解析 atp是生命活动的直接能量来源 有氧呼吸的第三阶段消耗氧气 生成水 产生大量的atp 其场所是线粒体 atp在细胞中的含量很少 依靠转化速度快来满足细胞的需要 点评 解答此题需要注意的是 一分子atp脱去一分子磷酸可形成一分子adp 脱去两分子磷酸可形成一分子amp 腺嘌呤核糖核苷酸 脱去三分子磷酸可形成腺苷 返回目录 第8讲酶与atp 变式题 2013 蚌埠检测 磷酸化是指在某些物质分子上加入一个磷酸基团 如三磷酸腺苷 atp 就是由二磷酸腺苷 adp 磷酸化而来 下列结构中不能发生adp磷酸化的是 a 细胞质基质b 叶绿体基质c 叶绿体类囊体薄膜d 线粒体内膜 答案 b 解析 本题考查的实质是各选项中哪种结构不能合成atp 细胞质基质和线粒体内膜都能进行相应的呼吸作用 都能合成atp 叶绿体类囊体薄膜是光反应场所 也能合成atp 叶绿体基质是暗反应的场所 需要消耗atp 返回目录 第8讲酶与atp 实验探究影响酶活性的因素一 探究温度对酶活性的影响1 实验原理 1 淀粉麦芽糖 淀粉遇碘变蓝色 麦芽糖遇碘不变蓝色 2 温度影响淀粉酶的活性 从而影响麦芽糖的生成量 滴加斐林试剂 根据生成沉淀的颜色深浅来判断麦芽糖的生成量 返回目录 第8讲酶与atp 2 实验设计步骤3 实验结论温度会影响酶活性 酶活性有一定的最适温度范围 返回目录 第8讲酶与atp 二 探究ph对酶活性的影响1 实验原理 1 2h2o22h2o o2 2 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验o2生成量的多少 返回目录 第8讲酶与atp 2 实验设计 返回目录 第8讲酶与atp 3 实验结论ph影响酶活性 酶活性有一定的最适ph范围 注意 在探究温度和ph对酶活性影响实验中 注意酶和底物混合之前 分别应达到实验温度或ph 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 探究温度对酶活性的影响实验中不宜选用过氧化氢为实验材料 因为过氧化氢在加热的条件下分解也会加快 返回目录 第8讲酶与atp 例4 2012 全国卷 某同学为了探究ph对人唾液淀粉酶活性的影响 设计了如下实验步骤 在a b c d e5支试管中分别加入ph5 0 6 0 7 0 8 0 9 0的适宜浓度缓冲液5ml 再分别加入质量分数为1 的淀粉液1ml 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1ml 摇匀 将5支试管放入70 恒温水浴中 保温时间相同且合适 取出各试管 分别加入斐林试剂2ml 摇匀 观察各试管溶液的颜色 通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适ph 返回目录 第8讲酶与atp 上述实验步骤中有两处错误 请更正并说明更正的理由 不考虑试剂的浓度和加入量 ph梯度以及实验重复次数 以便实验能得到正确的预期结果 1 2 返回目录 第8讲酶与atp 答案 1 中70 应改为37 因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 2 在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间 因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色 解析 本实验的实验目的为 探究ph对人唾液淀粉酶活性的影响 可知该实验的自变量为ph 因变量为酶活性 实验材料为唾液淀粉酶 而唾液淀粉酶的最适温度为37 在70 时 由于高温使酶失去活性 干扰了ph对人唾液淀粉酶活性的影响 同时斐林试剂的显色反应在沸水浴中进行 返回目录 第8讲酶与atp 对照实验设计的一般原则1 对照原则 在实验中 必须设置对照组 通过设置对照实验 既能排除无关变量对实验结果的影响 又能增加实验结果的可信度和说服力 2 对照类型按对照的内容和形式上的不同 分为四种 返回目录 第8讲酶与atp 返回目录 第8讲酶与atp 例5为验证酶的催化特性 有人做了以下实验 准备以下1 5支试管 容量20ml 分别装入下列物质 观察在不同条件下的反应情况 1号试管中加入3 的5mlh2o2后 再加入1gmno2 置于37 温度下 2号试管中加入3 的5mlh2o2后 再加入1g鲜猪肝 置于37 温度下 3号试管中加入3 的5h2o2后 置于37 温度下 4号试管中加入3 的5mlh2o2后 再加入1g熟猪肝 置于0 温度下 5号试管中加入 的 mlh2o2和2ml10 hcl或10 naoh 再加入 置于 下 返回目录 第8讲酶与atp 请回答 1 若1 2号试管中投入物品后立即用带火星的卫生香去试探管口 则会出现什么现象 2 若1 4号试管都是为了验证酶的某项特性而设置的对照实验 哪号试管设置得不科学 应如何改进 3 5号与 号试管可作为证明酶的活性受 影响的一组对照实验 请填写5号试管内应加入的物质及数量 并确定实验应控制的温度 通过这组实验可得出什么结论 返回目录 第8讲酶与atp 答案 5 31g鲜猪肝37 1 1号试管口的卫生香会变得更明亮 复燃 2号试管口的卫生香会迅速复燃 2 4号试管设置不科学 应将0 改为37 或将加入的熟猪肝改为鲜猪肝 3 2ph强酸或强碱会降低酶的活性 甚至使酶失去活性 解析 1 1号和2号试管是一组证明酶作为生物催化剂与无机催化剂相比具有高效性的对照实验 因此1号试管口的卫生香会变得更明亮 复燃 2号试管口的卫生香会迅速复燃 回答时要注意写出两卫生香发生现象的区别 返回目录 第8讲酶与atp 2 若1号和4号试管是一组对照实验 则两者要控制相同的实验条件 进行等量对照时只能有一个变量 此变量即为本实验研究的影响因素 因此4号试管设置不科学 应将0 改为37 或将加入的熟猪肝改为鲜猪肝 3 从5号试管加入的2ml10 hcl或10 naoh可见 此实验是证明酶的活性受酸碱性影响的实验 因而只能与2号试管作为一组对照实验 根据对照实验要控制在同一适宜条件下的单一变量原则 此题单一变量是有无酸或碱 其余实验条件与2号试管相同 需加入1g鲜猪肝 温度为37 根据等量对照原则 5号试管内应加入等量的反应物 h2o2 但5号试管内已加了2ml酸或碱 如果再加入5ml3 h2o2 则溶液总量变为7ml与2号试管体积不等 若加入3ml 返回目录 第8讲酶与atp 3 h2o2溶液 则两试管中h2o2溶液浓度不同 为了使两装置中溶液体积和h2o2浓度都相同 因此应加入3ml5 h2o2才能成为等量对照实验 通过这组实验可得出结论 强酸或强碱会降低酶的活性 甚至使酶失去活性 返回目录 第8讲酶与atp 备选理由 过氧化氢酶催化过氧化氢水解的实验内容虽然在高考试题中出现较少 但在其他性质考题中经常出现 本题可作为考点一例题的补充 1 2013 潍坊月考 为了认识酶作用的特性 以体积分数为3 的h2o2溶液为反应底物进行的一组实验结果见下表 通过分析实验结果 从表中可得到的实验结论是 返回目录 第8讲酶与atp 从化学本质看 酶是蛋白质或rna 从催化活性看 酶变性后就失去活性 从催化底物范围看 酶有专一性 从催化反应效率看 酶有高效性a b c d 答案 c 解析 该实验底物只有h2o2 不能说明酶具有专一性 若证明酶是蛋白质或rna 需要涉及物质鉴定的相关实验 表中方法 与 的实验结果说明酶在高温环境中变性而失去活性 方法 对照说明 酶催化反应具有高效性 返回目录 第8讲酶与atp 备选理由 影响酶活性的因素及相关实验分析是本讲次的难点 本题可作为考点二例题的补充 2 2012 莆田一模 图甲表示温度对淀粉酶活性的影响 图乙是将一定量的唾液淀粉酶和足量的淀粉混合后麦芽糖产生量随温度变化的情况 下列说法不正确的是 返回目录 第8讲酶与atp a t0表示淀粉酶催化该反应的最适温度b 图甲中 ta tb时淀粉酶催化效率都很低 但对酶活性的影响却有本质的区别c 图乙中 tb至tc的曲线表明随温度升高 麦芽糖的积累量不再上升 酶的活性已达到最高d 图乙中a点对应的温度为t0 返回目录 第8讲酶与atp 答案 c 解析 图甲中 t0表示酶的最适温度 ta tb时淀粉酶催化效率都很低 但ta时酶未失活 tb时酶已失活 因此两个温度值对酶活性的影响存在本质区别 a b正确 结合图甲分析可知图乙中tb至tc温度范围内曲线不再上升的原因是此时酶已失活 c错误 分析图乙可知 a点时酶促反应速率最快 此时对应温度应为最适温度 对应图甲中的t0 d正确 返回目录 第8讲酶与atp 备选理由 atp和adp的相互转化与细胞代谢知识联系密切 经常综合考查 本题可作为考点三例题的补充 3 人体成熟的红细胞产生atp的部位以及合成atp所需能量的来源主要是利用 a 线粒体 葡萄糖进行有氧呼吸b 细胞质基质 葡萄糖进行无氧呼吸c 线粒体 乳酸进行无氧呼吸d 细胞质基质 乳酸进行无氧呼吸 返回目录 第8讲酶与atp 答案 b 解析 人