高考生物一轮复习 第5章 细胞的能量供应和利用 第12节 降低化学反应活化能的酶、细胞的能量“通货”ATP课件 新人教版必修1.pptVIP

第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶第2节细胞的能量 通货 atp 考点一酶的本质 作用与特性 核心知识通关 1 酶的作用和本质 1 基础知识 蛋白质 rna 核糖核苷酸 核糖体 催化 活化能 活细胞 2 比较过氧化氢在不同条件下的分解 少量 燃烧 猛烈 燃烧 3 变量分析及结论 加快 加快 无机催化剂 2 酶的特性 1 酶的高效性 图中曲线a b c代表酶的是 与 相比 的催化效率更高 酶只能缩短化学反应的 不改变化学反应的结果 a 无机催化剂 酶 时间 2 酶的专一性 写出图中所示的化学反应 图中c d表示 填 能 或 不能 被该酶催化的物质 不能 下图曲线甲表示酶a催化该化学反应的反应速率 直线乙表示无酶催化时的反应速率 若加入酶c 则最可能的曲线是 乙 结论 每一种酶只能催化 化学反应 一种或一类 3 酶的作用条件温和 下图为温度 ph对酶活性的影响 甲 乙两图横坐标分别表示 在适宜的温度 ph条件下 酶的活性最高 图中b e点分别表示 图中c d f点分别表示 过酸 过碱 都会使酶的 遭到破坏 使酶永久性失活 温度 ph 最适温度 最适ph 温度过高 空间结构 图中a点表示低温 此时酶的活性 但是酶的空间结构保持稳定 不会失活 下图为不同ph对酶促反应的影响 说明ph的变化 填 影响 或 不影响 酶的最适温度 显著降低 不 影响 3 关于酶的本质 作用和特性的实验验证 1 试剂对照法 验证酶的本质 蛋白质 rna 2 空白对照法 验证酶的作用 实验组 反应物 酶溶液 反应速度快 对照组 反应物 等量的蒸馏水 或溶剂 反应速度慢或无反应 结论 酶具有 作用 催化 3 对比分析法 验证酶的高效性 实验组 反应物 酶溶液 反应速度 对照组 反应物 等量的无机催化剂 反应速度 快 慢 4 对比分析法 验证酶的专一性 实验组 反应物 相应的酶溶液 反应速度 对照组 反应物 另一种酶溶液 反应速度慢或无反应 对照组 另一种反应物 与实验组相同的酶溶液 反应速度 或无反应 快 慢 特别提醒 酶在代谢中作用的几点提醒 1 酶并不改变反应的平衡点 不能提供能量 只降低反应的活化能 从而缩短反应达到平衡的时间 2 酶在反应后并不失活 反应前后酶的化学性质和数量均保持不变 3 产生激素的细胞一定产生酶 但是产生酶的细胞不一定产生激素 4 酶只有催化作用 无其他作用 5 酶是化合物 亦可以作为底物被其他酶催化分解 深化探究 1 加热提高化学反应速率的原理是 2 下图为底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 据图分析 酶活性强 酶促反应速率一定快吗 原因是酶促反应速率除受 的影响外 还受 的影响 提供化学反应的活 化能 不一 定 酶活性 底物浓度 酶浓度 典题技法归纳 2013 全国卷 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率d 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个反应的底物 解析 选b 有些酶是生命活动所必需的 如与呼吸作用有关的酶 在分化程度不同的细胞中都存在 a正确 导致酶空间结构发生破坏而变性的因素有过酸 过碱 高温等 低温能降低酶的活性 但不会破坏其结构 b错误 酶的作用实质是降低化学反应所需的活化能从而提高反应速率 c正确 酶是蛋白质或者rna 可作为催化剂 如淀粉酶 也可作为底物被蛋白酶或者rna酶降解 d正确 母题变式 1 高温 低温时 酶的活性均很低 将温度恢复为适宜温度 则能恢复活性的是 2 唾液淀粉酶进入胃液 将在胃蛋白酶的作用下被水解 原因是唾液淀粉酶的化学本质是 低温 蛋白质 方法规律 记忆酶本质 作用与特性的技巧 一 一 二 二 即 1 一个来源 活细胞产生的 2 一种作用 催化作用 3 二种化学本质 蛋白质或rna 4 二种主要影响因素 温度和ph 高考模拟精练 1 2015 海南高考 关于生物体产生的酶的叙述 错误的是 a 酶的化学本质是蛋白质或rnab 脲酶能够将尿素分解成氨和co2c 蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类d 纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁 解析 选d 本题考查酶的有关知识 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 其化学本质是蛋白质或rna a正确 尿素在脲酶的催化作用下分解成氨和co2 b正确 蛋白酶和淀粉酶都可以将生物大分子水解成小分子 属于水解酶类 c正确 植物细胞壁的主要成分是纤维素 细菌细胞壁的成分是肽聚糖 酶具有专一性 纤维素酶能够降解植物细胞壁而不能降解细菌细胞壁 d错误 2 2014 福建高考 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质 处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应 由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是 a 蛋白酶b rna聚合酶c rnad 逆转录酶 解题指南 1 隐含信息 用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质 处理后的核糖体只有rna 2 关键知识 核糖体主要由蛋白质和rna组成 是合成蛋白质的场所 解析 选c 本题主要考查核糖体的组成和功能 核糖体主要由rna和蛋白质构成 其功能是按照mrna的指令将氨基酸合成蛋白质 当用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质后 余下的物质主要是rna 故c项正确 知识总结 酶的化学本质及作用特点 1 绝大多数酶是蛋白质 基本组成单位是氨基酸 2 少数酶是rna 基本组成单位是核糖核苷酸 3 酶的作用具有专一性 酶只催化一种或一类化学反应 即一种酶只作用于对应的底物 3 2016 黄山模拟 图甲表示某植物淀粉酶与人的肠淀粉酶活性受ph影响的情况 图乙表示3种脱氢酶 a b c 的活性受温度影响的情况 下列分析正确的是 a 两种淀粉酶的活性相同时ph可以不同b 若ph由中性变为酸性 ph 5 淀粉酶的活性逐渐升高c a b酶活性相同时 温度对酶的影响相同d c酶活性的最适温度为40 解析 选a 由图甲可知 酶活性 纵坐标 相同时 两种酶的ph 横坐标 可以不同 a正确 ph由中性变为酸性时 人的肠淀粉酶活性由最高逐渐降低 b错误 由图乙可知 a b酶活性相同时 温度对酶的影响在b酶的最适温度之前相同 在b酶最适温度之后不同 c错误 由于图中c酶的活性一直在上升 所以c酶活性的最适温度等于或大于40 d错误 加固训练 1 2015 哈尔滨模拟 下图是生物体内常见的一种生理作用图示 下列叙述正确的是 a 图中显示a具有高效性 反应完成后 a的性质未发生改变b a成分均是蛋白质c 此类反应普遍在人体组织液中进行d 温度过高比温度过低对a的影响大 解析 选d 该反应的底物是由a的结构决定的 体现的是酶的专一性 a项错误 图中a为酶 酶的化学本质为蛋白质或rna b项错误 生物体内的酶促反应主要在细胞内进行 c项错误 温度过高会使酶失活 低温使酶的活性降低 因此高温比低温对酶的影响更大 d项正确 2 2011 全国卷 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 下列分析错误的是 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 解析 选b 由图可知 甲酶的活性始终保持不变 说明蛋白酶不能水解甲酶 a项正确 甲酶不能被蛋白酶水解 因此甲酶不是蛋白质 可能是rna b项错误 乙酶的活性不断降低 说明能被该种蛋白酶降解 其化学本质为蛋白质 c项正确 乙酶的活性降低 是因为蛋白酶分解破坏了乙酶的分子结构 d项正确 考点二探究影响酶活性的因素实验 核心知识通关 1 实验原理 1 酶活性 酶对化学反应的 称为酶活性 2 温度对酶活性的影响 催化效率 反应原理 鉴定原理 滴加碘液 根据淀粉遇碘 来判断酶的活性 变蓝色及蓝色 的深浅 3 ph对酶活性的影响 反应原理 鉴定原理 可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验 产生量的多少 o2 2 实验步骤及结论 1 温度对酶活性的影响 碘液 不变蓝 变蓝 变蓝 高温 低温 2 ph对酶活性的影响 h2o2溶液 猛烈 不燃烧 不燃烧 过酸 过碱 特别提醒 1 实验变量控制的三个原则 2 在探究温度或ph对酶活性影响的实验中 应先控制酶的温度或ph 再将酶与底物混合 而不能颠倒 否则酶会在调节温度或ph的过程中 先将底物分解 导致实验失败 3 实验用的淀粉酶最适温度不同 若用唾液淀粉酶进行实验 则应将60 水浴改为37 水浴 4 由于过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解 因此在探究温度对酶活性的影响实验中 不能选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解 5 探究温度对酶活性影响实验中不能用斐林试剂鉴定 因为使用斐林试剂时要水浴加热 会改变实验的自变量 创新探究 若要定量探究 淀粉酶的最适温度 请完善以下实验设计思路 1 自变量的设计 在一定温度范围内设置 2 因变量的定量检测 可以测定 也可以测定 温度梯度 反应相同的程度所需 的时间 反应相同时间内溶液颜色的深浅 3 下图为某研究小组根据实验结果绘制的曲线图 则该研究小组能否得出 淀粉酶的最适温度 试分析原因 不能 曲线最低点无转折 说明温度范围选择 偏低 应在更高的温度范围内设置温度梯度 重新进 行实验 高考模拟精练 1 2016 泰安模拟 下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案 a d代表试管 代表实验步骤 对该实验方案的有关评价 错误的是 a 淀粉酶的用量属于自变量b 和 会影响酶的活性c 的温度设置错误d 和 的顺序有误 解析 选a 该实验验证的是酶的专一性 自变量是底物的种类而不是淀粉酶的用量 a错误 该实验用唾液淀粉酶探究酶的专一性 唾液淀粉酶的最适温度约为37 因此 应该设置为37 恒温水浴 应该设置为50 65 温水中水浴加热10min b c d均正确 2 2016 郑州模拟 某人通过实验研究化合物x对淀粉酶活性的影响 结果如下图 下列分析正确的是 a 化合物x影响淀粉酶的最适温度b 曲线 作为对照实验c 化合物x能降低淀粉水解反应的活化能d 化合物x对淀粉酶的活性有抑制作用 使酶完全失活 解析 选b 图中曲线 和曲线 最高点对应的温度相同 说明化合物x不影响淀粉酶的最适温度 a项错误 该实验自变量为有无化合物x 因此实验目的是探究化合物x对淀粉酶活性的影响 曲线 作为空白对照 b项正确 曲线 比曲线 明显降低 说明化合物x抑制淀粉酶的活性 而不是降低淀粉水解反应的活化能 c项错误 化合物x对淀粉酶的活性有抑制作用 但酶没有完全失活 d项错误 方法技巧 用 四步法 分析酶促反应曲线 1 识标 识标明变量 明确酶促反应曲线坐标图中横坐标 自变量 和纵坐标 因变量 的含义 2 析线 析线理关系 分析酶促反应曲线走势 明确因变量怎样随自变量的变化而变化 上升 下降 先升后降 先升后稳 水平 等 3 明点 特殊点 抓点求突破 明确酶促反应曲线中起点 终点 顶点 拐点 交叉点 特殊条件下的交点等表示的生物学含义 4 判断 先分后合巧辨析 对多条酶促反应曲线图 根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义 有的曲线直接标出 先对每一条曲线单独分析 进行比较 判断曲线间有无联系或找出相互关系 然后综合分析 3 2013 江苏高考改编 为了探究温度 ph对酶活性的影响 下列实验设计合理的是 解题指南 解答本题 需要注意以下两点 1 斐林试剂鉴定过程需要水浴加热 2 斐林试剂需要在碱性环境中发挥作用 解析 选b 本题考查实验鉴定试剂的选择 a项中 过氧化氢受热会分解 所以不适合探究温度对酶活性的影响 b项中 在不同温度下 根据蓝色的深浅或是否变蓝 来确定淀粉在淀粉酶作用下的分解程度 c项中 淀粉不能被蔗糖酶分解 故该实验不能鉴定ph对酶活性的影响 d项中 酸性环境会破坏斐林试剂 因此斐林试剂不适合作探究ph对酶活性影响实验的鉴定试剂 加固训练 1 2015 苏州模拟 乳糖酶可催化乳糖水解 科研人员开展了相关的实验 其他实验条件均为最适条件 实验结果见下表 下列有关实验结果的分析正确的是 a 实验一中 导致各组别相对反应速率较低的原因是酶的空间结构被破坏b 实验一中 若提高乳糖浓度则各组别相对反应速率均将显著提高c 实验二中 限制组别5相对反应速率进一步提高的主要因素是酶浓度d 实验二中 若适当提高反应温度则各组别相对反应速率将会增加 解析 选c 实验一 乳糖浓度一定时 随酶浓度 0 5 的升高反应速率加快 所以酶浓度为反应速率限制因素 故a b项错误 实验二 酶浓度一定时 在一定范围内 0 20 随乳糖浓度的升高反应速率加快 所以限制组别5的因素是酶浓度 c项正确 由题意可知实验是在最适温度下进行 所以若提高反应温度 各组别反应速率都会下降 d项错误 2 2012 海南高考 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 解析 选c 温度 ph都会影响酶活性 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 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 3 2016 临沂模拟 两种微生物分泌的纤维素酶分别为a酶和b酶 下图是某课题组的实验结果 据图分析回答 1 本实验研究的课题是 2 图中80 时 彻底失活的酶是 其失活的原因是 3 下表是图中所示实验结果统计表 由图可知 表中 处应是 处应是 4 如果要研究ph对a酶和b酶活性的影响 应将温度控制在 左右 其中因变量为 温度为 变量 解析 1 通常坐标曲线的横坐标为自变量 而纵坐标为因变量 由图可知本实验的自变量为温度 因变量为酶的活性 研究对象为a酶和b酶 因此本实验研究的课题是探究温度对a酶和b酶活性的影响 2 酶彻底失活即活性为0 由图中曲线可知 80 时酶活性为0的是b酶 酶失活的原因是高温使酶的空间结构遭到破坏 3 根据图中曲线可知 该实验温度范围是20 80 温度梯度差是10 故 处应为20 则 处应是40 处应是50 对应b酶的活性 为5 0mmol s 1 4 要研究ph对a酶和b酶活性的影响 则温度为无关变量 应设置相同且适宜的温度 即50 其因变量仍是酶的活性 答案 1 探究温度对a酶和b酶活性的影响 2 b酶高温破坏酶的空间结构 3 405 0 4 50 酶活性无关 考点三细胞的能量 通货 atp 核心知识通关 1 atp的结构 腺嘌呤 腺苷 高能磷酸键 磷酸基团 1 atp的元素组成 2 atp的化学组成 一分子 一分子 和三分子 3 atp的结构简式 4 atp中的能量 主要储存在 中 c h o n p 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 a p p p 高能磷酸键 2 atp和adp的相互转化 1 转化原因 atp的化学性质不稳定 的高能磷酸键容易断裂 2 转化关系式及过程比较 远离腺苷 高能磷酸 键 合成atp 叶绿体 线粒体 3 atp的利用 1 主动运输 2 生物发光 发电 3 肌肉收缩 4 蔗糖合成 5 大脑思考 特别提醒 1 atp在细胞内含量很少 但是转化速度极快 可以满足细胞对能量的需要 2 atp分子脱去2个磷酸基团 称为腺嘌呤核糖核苷酸 它是rna分子的基本单位之一 3 atp与adp相互转化的供能机制是生物界的共性 思维拓展 细胞内产生与消耗atp的生理过程 高考模拟精练 1 2015 海南高考 atp是直接为细胞生命活动提供能量的有机物 关于atp的叙述 错误的是 a 酒精发酵过程中有atp生成b atp可为物质跨膜运输提供能量c atp中高能磷酸键水解可释放能量d atp由腺嘌呤 脱氧核糖和磷酸组成 解题指南 1 题干关键信息 atp 直接为细胞生命活动提供能量 2 关键知识 atp的结构和功能 解析 选d 本题考查atp的结构和功能 酒精发酵过程中 第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸的过程中有atp生成 a正确 物质的跨膜运输分为被动运输和主动运输 atp可为物质的主动运输提供能量 b正确 atp的两个高能磷酸键中远离腺苷的高能磷酸键容易水解 可释放能量 为生命活动供能 c正确 atp由腺嘌呤 核糖和磷酸组成 d错误 2 2016 淄博模拟 下列关于atp的叙述中 错误的是 a 合成atp的能量有化学能和光能b 一个atp可以水解为一个核苷酸和两个磷酸c 正常体细胞中atp和adp的比值在一定范围内变化d 细胞质中含有atp