江苏省高考生物 热点预测 2.1酶和ATP精品课件.ppt

第1讲酶和atp 基础回顾 一 酶的概念与特性1 酶与激素的区分 活细胞 蛋白质 rna 不变 2 酶作用的特性将下列事例所能说明的酶的特性填入括号中 1 将fecl3溶液和过氧化氢酶分别加入盛有等量的过氧化氢的甲 乙两支试管中 乙试管中释放o2的速度远远大于甲试管 高效性 2 唾液淀粉酶进入胃后不再催化食物中的淀粉水解 3 果酒放久后易产生蛋白质沉淀而使酒混浊 加入少量菠萝蛋白酶可以分解蛋白质沉淀 防止混浊 而加其他的酶 如氨基酸氧化酶等 则无济于事 4 人在生病发烧时 常会发生食欲下降的现象 酶的作用条件较温和 专一性 酶的作用条件较温和 二 atp的分子结构和功能1 atp的结构组成判断结构简式中 a 的含义 腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤 核糖核苷酸 2 atp与adp的相互转化判断并填充atp与adp相互转化的场所及对应的生理过程 注 在生理过程空格中 发生画 不发生画 主动 一 光 暗 二 三 蛋白质 细胞壁 复制 转录 3 动物细胞中atp产生速率与o2供给量之间的关系 1 a点表示在无氧条件下 细胞可通过进行 分解有机物 产生少量atp 2 ab段表示随o2供给量增多 明显加强 分解有机物释放的能量增多 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 的产生速率不再加快 此时的限制因素可能是 等 无氧呼吸 有氧呼吸 atp atp 酶 adp 磷酸 易错判断 1 2011天津 t1b 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率 提示 酶通过降低活化能来提高化学反应速率 不能为反应物供能 2 2012江苏 t17b 作为消化酶使用时 蛋白酶制剂以口服方式给药 提示 消化酶在消化道内起作用 3 2009重庆 t1a 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 提示 高温使酶的结构被破坏失去活性 低温使酶活性降低 4 2009上海 t24a 适宜光照下 叶绿体和线粒体合成的atp都需要o2 提示 叶绿体合成atp不需要o2 线粒体基质中进行的有氧呼吸第二阶段也不需要o2 5 2008上海 t13b 半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖 但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖 这表明 半乳糖苷酶的催化作用具有稳定性 提示 酶的稳定性是指酶发挥作用前后的理化性质不变 酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应 6 2008天津 t6 人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成atp的量与安静时相等 提示 人在安静时只进行有氧呼吸 在剧烈运动时 骨骼肌细胞可进行无氧呼吸来获得部分能量 而有氧呼吸与无氧呼吸消耗相同葡萄糖时产生atp的量不相等 核心自查 1 与酶有关的图表 曲线解读 1 酶高效性的曲线解读 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 2 影响酶活性的曲线解读 在一定温度 ph 范围内 随着温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 超过酶的最适温度 ph 后 随着温度 ph 的升高 酶的催化作用减弱 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 反应物浓度和酶浓度对酶促反应的影响解读 在其他条件适宜 酶浓度一定条件下 酶促反应速率随反应物浓度增加而加快 但当反应物达到一定浓度后 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 在反应物充足 其他条件适宜的条件下 酶促反应的反应速率与酶浓度成正比 2 酶的本质 作用及特性的实验探究 1 酶是蛋白质的实验探究 2 酶的催化作用实验探究 3 酶的专一性探究 此实验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 设计思路一 换反应物不换酶 设计思路二 换酶不换反应物 4 酶的高效性实验探究 实验中自变量是无机催化剂和酶 因变量是反应物分解速率 5 酶的适宜条件的探究 实验的自变量 即单一变量 为温度或ph 因变量是反应物分解的速率或存在量 适宜的温度 设计思路 反应物 t1 酶溶液 t1 反应物 t2 酶溶液 t2 反应物 t3 酶溶液 t3 反应物 tn 酶溶液 tn 反应物分解的速率或存在的量 适宜的ph 设计思路 反应物 ph1 酶溶液 ph1 反应物 ph2 酶溶液 ph2 反应物 ph3 酶溶液 ph3 反应物 phn 酶溶液 phn 反应物分解的速率或存在量 3 atp的形成途径与供能 1 atp的形成途径 2 atp合成与水解的比较 3 生物界中能量代谢过程 热点考向1 酶的概念与特性高考频次3年6考预测指数 角度一 酶概念及本质的理解 典题训练1 2010 江苏高考 某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质 下列叙述正确的是 a 该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基酸和129个羧基b 该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用 产生紫色反应c 利用透析法纯化该蛋白酶时 应以蒸馏水作为透析液d 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 解题指导 解答本题的思路分析如下 解析 选b 本题考查蛋白酶的化学本质 组成 结构及鉴定等 该蛋白酶只有一条肽链时 氨基和羧基数目都至少含有1个 项错误 因其本质为蛋白质 故可与双缩脲试剂产生紫色反应 项正确 用透析法纯化蛋白酶时 应用缓冲液作透析液 可以保持蛋白酶的活性 c项错误 因为酶具有专一性 油渍为脂肪 所以利用蛋白酶去污比用含脂肪酶的效果差 d项错误 归纳总结 酶的概念的拓展 角度二 酶活性曲线分析 典题训练2 2011 全国课标卷 甲 乙两种酶用同一蛋白酶处理 酶活性与处理时间关系如图所示 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 乙酶的化学本质是蛋白质d 乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 解题指导 解答本题的关键是 根据坐标图中酶活性的变化 判断甲酶和乙酶的化学本质 基本思路是 解析 选b 本题以坐标图为信息载体 主要考查酶的本质 特点及功能的相关知识 观察曲线图看出 甲酶的活性始终保持不变 说明甲酶能抗该种蛋白酶的降解 从酶的化学成分上来看 绝大多数是蛋白质 极少数是rna 甲酶也可能是具有生物催化作用的rna 乙酶的活性不断降低 说明能被该种蛋白酶降解 其本质为蛋白质 乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变 思维拓展 1 酶的活性与酶促反应的速率是一回事吗 提示 酶的活性 酶催化效率的高低 酶促反应的速率 以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量表示 两者之间的差别如表 2 温度从0 100 和从100 0 胃蛋白酶的活性变化是否一致 提示 不一致 在0 时 胃蛋白酶活性被抑制 随着温度的上升 胃蛋白酶活性恢复并逐渐加强 在37 左右 胃蛋白酶活性最高 随后随着温度的上升 胃蛋白酶活性又下降 直至胃蛋白酶活性完全丧失即不可逆地破坏 如果从100 0 首先在高温条件下胃蛋白酶活性已完全丧失即不可逆地破坏 随着温度的下降 胃蛋白酶活性仍然完全丧失 归纳总结 分析与酶活性相关的问题 1 温度和ph是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的 2 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速率的 并不影响酶的活性 3 分析与酶有关曲线时首先要弄清横坐标 纵坐标表示的意义 其次再分析影响该曲线的因素有几个 一般情况下 曲线未达到饱和时 影响因素是横坐标的因素 达到饱和稳定状态后限制因素是除横坐标因素之外的其他因素 热点考向2 atp的分子特性与功能高考频次3年2考预测指数 典题训练3 2012 北京高考 细胞中不能合成atp的部位是 a 线粒体的内膜b 叶绿体中进行光反应的膜结构c 内质网的膜d 蓝藻 蓝细菌 中进行光反应的膜结构 解题指导 本题结合光合作用 细胞呼吸的过程 考查细胞内进行 adp atp 的结构 解答本题关键是理解细胞内合成的atp的途径是光合作用和细胞呼吸 结合内质网 线粒体内膜 叶绿体的类囊体薄膜的功能及蓝藻的结构 功能特点 对各选项做出判断 解析 选c 真核生物有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行 生成大量atp 绿色植物光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上将光能转化为电能再转化为储存在atp中的活跃化学能 蓝藻进行光合作用在光合片层的薄膜上 将光能转化为atp 内质网是有机物的合成场所 往往消耗atp 不能合成atp 误区警示 误区1atp就是能量吗 实际上atp是高能磷酸化合物 在生物体中与能量有关的物质很多 如葡萄糖 淀粉 糖原 脂肪等能源物质 这些能源物质中的能量都不能被生物体直接利用 必须氧化分解释放出来转移到atp中才能被生物体利用 所以说 新陈代谢所需要的能量是由细胞内的atp直接提供的 即atp是生物体新陈代谢的直接能源物质 误区2atp是生命活动惟一的直接能源物质吗 许多生命活动 如细胞分裂 根吸收矿质元素 肌肉收缩等所需能量直接来自atp 但科学家发现蛋白质合成时用到的供能物质是gtp 鸟苷三磷酸 磷脂合成用到的供能物质是ctp 胞苷三磷酸 可见 atp不是生命活动惟一的直接能源物质 1 基础判断题 2012 黄冈模拟 下列有关酶的叙述中 正确的是 a 酶的催化效率总是高于无机催化剂b 酶提供使反应开始所必需的活化能c 在叶绿体基质中不存在atp合成酶d 低温下酶的活性降低是因为酶的空间结构被破坏 题型分析 对酶相关的知识作出正误判断 是近几年常考的题型 考查形式相对固定 命题简捷 四个选项独立成句 内容可涉及酶的本质 作用 生物合成 影响因素等 往往渗透其他相关考点 如2011天津 t1 2011海南 t14等 解析 选c 酶的作用是降低化学反应的活化能 酶的催化需适宜的条件 如适宜的温度 ph 过酸 过碱或高温都会破坏酶的分子结构 从而使酶的催化效率降低或丧失 而低温只会抑制酶的活性并不破坏酶的空间结构 升温后酶的活性又会恢复 在叶绿体基质中进行的是光合作用的暗反应 暗反应需消耗atp而不会合成atp 故存在atp水解酶而不存在atp合成酶 2 曲线分析题 2012 日照模拟 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 题型分析 酶促反应速率相关曲线分析是近几年常考的题型 常给出曲线和相关反应的条件 要求对曲线进行分析和解释 如2011海南 t5 2011全国课标 t2等 解析 选b 在ab段 酶促反应速率随反应物浓度的增加而增加 说明限制曲线ab段反应速率的主要因素是反应物浓度 酶量减少时 在较低反应物浓度下 即可达到最高催化速率 因为该实验是在最适温度 最适ph条件下测得的相关数据 所以升高温度后 部分酶失活 酶促反应速率会下降 减小ph 酶的活性也下降 a b点位置发生变化 3 实验分析题 2011 江苏高考 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 题型分析 对与酶相关实验的分析 是近几年常考的题型 考查的形式常以给出实验步骤的表格或实验结果的曲线 考查影响酶催化效率的因素及相关实验的原理 结果预测等 如2011新课标全国卷 t2等 解析 1 由于本实验要探究植酸酶对鲈鱼生长的影响 鱼苗生长较快 利于在实验过程中较为明显地观察其效果 而成体生长缓慢 实验效果不明显 由于实验需要在网箱中进行较长的时间 题中介绍要8周 所以需要在开展实验前让鲈鱼适应实验养殖环境 否则有可能因为鲈鱼不适应新的环境而严重影响实验的科学性和结果的可靠性 2 实验目的是 探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响 其中实验变量为 植酸酶的有无 实验组的饲料中已添加了植酸酶 因此在烘干过程中要特别注意温度不能过高 否则会因高温处理使植酸酶变性而失去活性 3 题干中已提到该实验的无关变量有 体格健壮 大小一致的鲈鱼 随机分组 规格相同的浮式海水网箱 放养密度为60尾 箱 投喂等量加酶饲料 等 除此之外