高三生物二轮复习课件： 酶与ATP.ppt

1 专题二细胞的代谢 第一讲酶与atp 一 酶的本质及作用1 酶的本质 1 来源 产生 2 作用 具有 3 成分 绝大多数是 少数为 2 酶的作用原理 1 酶与无机催化剂的催化作用原理相同 都是 2 同无机催化剂相比 酶降低的作用更显著 活细胞 催化作用 蛋白质 rna 低反应的活化能 活化能 降 2 二 酶的特性1 atp和adp能快速转化的一个重要原因是酶具有 2 生物体内各种复杂的代谢反应之所以能有条不紊地进行 与酶的有关 每种酶只能催化一种或一类化学反应 3 酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的 在的条件下 都会导致酶的空间结构遭到破坏 使酶永久失活 而在低温条件下 酶的活性降低 但不会失活 高效性 专一性 过酸 过碱或温度过高 3 三 atp的结构 功能及与adp的相互转化1 atp的结构与功能 1 atp的结构简式是 其中a代表腺苷 p代表磷酸基团 代表 2 atp是生物体进行各项生命活动的直接能源物质 2 atp与adp的相互转化 a p p p 高能磷酸键 酶 酶 细胞质基质 叶绿体 光合作用 高能磷酸键 4 考点一与酶有关的实验的设计思路总结 5 6 注意高考考查此知识时常以实验的形式出现 解答时需首先明确实验目的 在确定实验设计思路后 选择准确的实验衡量标准 08 广东卷 生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40 60 之间 而极端耐热淀粉酶在100 仍能保持较高的活性 因此具有更为广泛的应用前景 某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响 其中有些问题需要你的帮助 1 此实验中除自变量和因变量外 还需要考虑 及等因素 2 在此实验中 因变量可以用碘液和斐林试剂检测 两种试剂各与何种物质发生颜色反应 检测的是底物还是产物 7 3 假设实验结果如下表 请在所给出的坐标纸上绘图反映实验结果 8 解析酶的活性受多方面因素的影响 简单地说影响因素有 酶和底物的浓度以及他们之间的相对浓度 即它们数量的比例 温度 ph 激活剂 抑制剂等 实验操作顺序也会产生一定的影响 对于实验结果来说 可能检测底物的剩余量或产物的生成量 碘液检测的是底物 斐林试剂检测的是产物 绘坐标图时注意 注明纵 横轴的含义及单位 准确定制单位大小 曲线尽量平滑等 9 答案 1 ph酶浓度底物浓度 或产物浓度 2 碘液与淀粉反应 检测的是底物 斐林试剂与还原糖反应 检测的是产物 3 正确绘图 指明曲线 正确标出自变量和因变量数值及单位 10 下列有关酶特性的实验设计中 最科学 严谨的一项是 11 解析a是为了证明酶的高效性 而酶的高效性是通过和无机催化剂的对比体现出来的 对照组应加入fecl3溶液 b中变量的设计是正确的 但用碘液只能检测淀粉的存在 对于蔗糖溶液是否反应无法检测 应用斐林试剂检测 c选项前后温度的变化对实验有影响 应设计多组装置控制在不同温度下进行实验 答案d 12 考点二生物体内能源物质的相互关系及能量代谢1 生物体内的能源物质总结 1 细胞中重要的能源物质 葡萄糖 2 植物细胞中储存能量的物质 淀粉 3 动物细胞中储存能量的物质 糖原 4 生物体内储存能量的重要物质 脂肪 5 生物体进行各项生命活动的主要能源物质 糖类 6 生物体进行各项生命活动的直接能源物质 atp 7 生物体进行各项生命活动的最终能源 太阳光能 13 2 生物体内能源物质的相互关系脂肪糖类atp 主要储能物质 主要能源物质 直接能源物质 3 能量代谢过程 转化 细胞呼吸 光合作用的暗反应 14 1 光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源 植物的光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢 2 生物体不能直接利用有机物中的化学能 只有有机物氧化分解并将能量转移到atp中才能被利用 3 光能进入生物群落后 以化学能的形式储存于有机物中 以有机物为载体通过食物链而流动 4 能量在生物群落中不能重复利用 4 atp的来源及去路 1 来源atp在生物体内含量并不多 需要不断合成 其产生途径总结如下 15 2 去路 光合作用光反应过程中产生的atp 用于叶绿体基质内暗反应过程中c3化合物的还原 atp中的能量将被转移至暗反应所生成的有机物中 从而实现了将atp中活跃的化学能向有机物中稳定的化学能的转化 16 细胞呼吸转化产生的atp 细胞呼吸过程中分解有机物释放的部分能量 由adp转化为atp 作为细胞的能量通货 直接用于各项生命活动 误区警示高考考查此知识时可能会结合光合作用 细胞呼吸和能量流动过程来分析能量的代谢过程 08 天津卷 下列有关atp的叙述 正确的是 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 若细胞内na 浓度偏高 为维持na 浓度的稳定 细胞消耗atp的量增加 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 细胞产生atp 17 的量增加 人在饥饿时 细胞中atp与adp的含量难以达到动态平衡a b c d 解析na 进出细胞一般为主动运输 消耗能量 在体温调节中 肾上腺素和甲状腺激素是协同作用 都可以通过促进新陈代谢而达到增加产热的作用 答案b 18 08 广东卷 关于叶肉细胞在光照条件下产生atp的描述中 正确的是 a 无氧条件下 光合作用是细胞atp的唯一来源b 有氧条件下 线粒体 叶绿体和细胞质基质都能产生atpc 线粒体和叶绿体合成atp都依赖氧d 细胞质中消耗的atp均来源于线粒体和叶绿体解析叶肉细胞在光照条件下 叶绿体可通过光反应产生atp 在有氧条件下 细胞质基质 线粒体可通过呼吸作用产生atp 因此选b b 19 考点三影响酶促反应的因素分析1 温度和ph 1 温度对酶的影响 在较低温度时 随着温度的升高 酶的活性也逐渐增强 达到最适温度时 酶的催化能力最高 但高于最适温度后酶的催化能力会迅速下降 最后完全失去催化能力 如图甲所示 2 ph对酶的影响 酶的催化能力的发挥有一个最适ph 在低于最适ph时 随着ph的降低 酶的催化能力逐渐降低 高于最适ph时 随着ph的升高 酶的活性逐渐下降 如图乙所示 20 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 1 在其他条件适宜 酶量一定条件下 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 受酶量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 2 在底物充足 其他条件适宜的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 3 底物浓度或酶浓度没有改变酶分子的活性 21 将一个土豆 含有过氧化氢酶 切成大小和厚薄相同的若干片 放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中 如下图所示 以探究酶促反应的相关问题 根据实验现象与数据分析答题 1 若土豆片为4片时 每隔5分钟收集一次数据 根据数据绘制出如下曲线图 20分钟后 气体量不再增加的原因是 22 2 若土豆片为8片时 和上述实验所得的曲线 实线 相比 实验结果的曲线可能是下列图中的虚线 如果要获得更多的气体 在不改变溶液体积的条件下 可采取的方法是 其结果可用图中的虚线表示 23 解析 1 土豆片中含有过氧化氢酶 能将过氧化氢催化分解产生水和氧气而出现气泡 20分钟后气体不再增加 说明过氧化氢已经被完全分解 即所给的过氧化氢的量是有限的 2 增加土豆片数量后 酶量增加 反应速率加快 但是酶只能改变反应的速率 不改变反应结果 因此会出现如图c所示的结果 要获得更多的气体 则必须增加反应底物的量 不能改变溶液的体积 因此只能增加过氧化氢的浓度 其结果是气体总量增加 即图a所示的结果 答案 1 过氧化氢的量有限 2 c增加过氧化氢浓度a 24 例1在某细胞培养液中加入32p标记的磷酸分子 短时间内分离出细胞的atp 发现其含量变化不大 但部分atp的末端磷酸基团已带上放射性标记 该现象能够说明的是 atp中远离腺苷的磷酸基团容易脱离 32p标记的atp是新合成的 atp是细胞内的直接能源物质 该过程中atp既有合成又有分解a b c d 25 解析被标记的p在atp中出现 但atp含量变化不大 说明atp既有合成也有分解 两过程处于动态平衡 因放射性出现在atp的末端磷酸基团中 说明该磷酸基团容易脱离 否则就不会有放射性出现 答案c得分策略atp与adp之间的相互转化是细胞的供能机制 该题结合同位素标记法对二者之间的相互转化进行考查 新颖又具有很好的区分度 复习时要正确理解atp与adp之间的相互转化 同时根据高等植物不同部分的细胞结构 分析产生atp过程的差异 26 例2已知2h2o22h2o o2 可以通过观察反应过程中o2的生成速率 即气泡从溶液中释放的速率 来判断h2o2分解反应的速率 请用所给的实验材料和用具设计实验 使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性 要求写出实验步骤 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h2o2溶液 蒸馏水 3 5 fecl3溶液 0 01 过氧化氢酶溶液 恒温水浴锅 试管 1 实验步骤 27 2 实验结果预测及结论 整个实验中 不同处理的试管中o2的释放速度从快到慢依次是 由此可得出的结论是 3 如果仅将实验中的恒温水浴改为80 重做上述实验 o2释放的速率最快的是 原因是 28 解析 1 酶的高效性是指与无机催化剂相比而言的 所以该实验应分为三步 第一步 取三支试管 各加入等量的过氧化氢溶液 置于37 恒温水浴中 第二步 向三支试管中分别加入3 5 的fecl3溶液 等量的0 01 的过氧化氢酶溶液 等量的蒸馏水 最后观察气泡的释放速率 2 三支试管中氧气的释放速率由快到慢依次为加酶溶液的试管 加fecl3溶液的试管 加蒸馏水的试管 所以酶的催化效率最高 3 若将37 的恒温水浴改为80 后 过氧化氢酶因高温变性失活 而fecl3催化活性受热增强 所以加fecl3溶液的试管内氧气释放速率最快 29 答案 1 取3支试管 各加入等量且适量的h2o2溶液 放入37 恒温水浴锅中保温适当时间 分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水 fecl3溶液和过氧化氢酶溶液 观察各试管中释放气泡的快慢 2 加酶溶液的试管 加fecl3溶液的试管 加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性 3 加fecl3溶液的试管在此温度下 fecl3催化作用加快 而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性 方法点评验证性实验设计应遵循单一变量原则 对照原则 等量原则 具体步骤的设计一般包括 实验组 对照组分组 编号 对自变量处理的描述 注意体现等量原则 对因变量的处理 写清是观察什么现象 收集处理什么数据 30 1 09 重庆卷 下列有关酶的叙述 正确的是 a 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性b 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质c 细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶d 细胞质中没有作用于dna的解旋酶解析低温能够抑制酶的活性 但并不破坏其结构 酶是具有催化作用的有机物 绝大多数为蛋白质 少数为rna 细胞质基质中能进行无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段 有催化葡萄糖分解的酶 细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有少量的dna 能够进行自我复制及转录 在此过程中需要解旋酶将dna双链打开 c 31 2 09 辽宁 宁夏卷 右图表示酶活性与温度的关系 下列叙述正确的是 a 当反应温度由t1调到最适温度时 酶活性下降b 当反应温度由t2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解析酶活性受温度的影响 在低温时酶活性低 随着温度的升高 酶活性逐渐增强 到达最适宜温度后 再升高温度 酶活性下降 当温度过高时 酶的空间结构被破坏 酶变性失活 因此b项正确 酶在低温时活性降低 但空间结构不会被破坏 温度升高 酶活性恢复 因此常在低温下保存酶 b 32 3 09 济南模拟 下图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系 由图可知 有多种酶参与 最适ph是7 最适温度是40 50 时酶逐渐失活 0 时酶逐渐失活a b c d 33 解析分析坐标曲线图可知 40 时气体产生最多且平稳 可推断酶最适温度为40 仅限于实验数值 50 时逐渐失活 酶在0 时只是活性低 并未失活 图中无法知道有几种酶参与 本实验测定的是温度对酶活性的影响 没有涉及ph对酶活性的影响 答案c 4 如图一表示温度对酶促反应速率的影响示意图 图二的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图 则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是 34 a 曲线1b 曲线2c 曲线3d 曲线4解析最大生成物的量与温度无关 所以a错 从图一可以看到 温度为2a时反应速率比温度为a时要高 所以要比图二中的a曲线最先达到最大值 所以只有曲线2能表示温度为2a时生成物量与时间的关系 答案b 5 09 桂林模拟 为了认识酶作用的特性 以20 的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法及结果 通过分析实验结果 不能得出的结论是 35 a 酶的催化效率有高效性b 酶的催化条件有温和性c 酶的催化对象有专一性d 高温会使酶失去活性解析本题是以实验现象来分析酶的特征 在考试中比较常见 实验1是其它实验的对照 实验3与实验1比较可得出酶具有高效性的特点 实验4可得出酶发挥作用需要一定的条件 即必须是在常温下有效 实验3与实验2比较说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要强 但整个实验不能得出酶有专一性的特点 答案c 36 6 09 杭州质检 能够促使脂肪酶水解的酶是 a 脂肪水解酶b 淀粉水解酶c 蛋白质水解酶d dna水解酶解析本题审题是关键 脂肪酶的化学本质是蛋白质 因此能够促使脂肪酶水解的酶是蛋白质水解酶 c 7 关于人体细胞内atp的描述 正确的是 a atp主要在线粒体中产生b 它含有三个高能磷酸键c adp转变为atp的过程是一个释放能量的过程d 细胞内储存着大量的atp 以供生理活动的需要解析atp含两个高能磷酸键 atp转变为adp的过程是一个释放能量的过程 a 37 8 在物质的量相等的情况下 下列哪种物质在细胞代谢过程中释放的能量最少 a 葡萄糖分解成乳酸b 葡萄糖分解成co2和h2oc 丙酮酸彻底氧化分解d atp水解成adp和pi解析abc三项都属于呼吸作用的过程 都有大于一个的atp产生 所以多于atp水解释放的能量 d 38 9 下列有关atp的叙述 不正确的是 a atp是三磷酸腺苷的结构简式b 神经纤维兴奋后恢复为静息电位时需要消耗atpc 细胞内的放能反应一般与atp的合成相联系d atp水解释放的能量可用于生物发电 发光解析三磷酸腺苷的结构简式是a p p p 因此a项错误 a 10 猪笼草是一种食虫植物 为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶 某学生设计了两组实验 如图所示 在35 水浴中保温一段时间后 甲 乙中加入适量双缩脲试剂 丙 丁不加任何试剂 下列实验能达到目的的是 39 a 实验 b 实验 c 实验 实验 都能d 实验 实验 都不能解析因猪笼草分泌液中有蛋白酶 本质为蛋白质 甲 乙中加双缩脲试剂都有紫色反应 所以实验 不可以 而丙 丁中可以通过对比蛋白块的大小来看是否进行了反应 所以实验 可以 答案b 40 11 在生物体内能量的转换和传递中 atp是一种关键的物质 其分子结构式如下 1 从atp的分子结构式可知 去掉两个磷酸基后的剩余部分是 41 2 人体骨骼肌细胞中 atp的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给 在校运动会上 某同学参加100m跑过程中 其肌细胞中atp相对含量变化如图所示 试回答 由a到b的变化过程中 说明atp被水解 释放的能量用于 由整个曲线来看 肌细胞中atp的含量不会降为零 说明 3 某同学进行一项实验 目的是观察atp可使离体的 刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩现象 说明atp是肌肉收缩所需能量的直接来源 必须待离体肌肉自身的消耗之后 才能进行实验 42 在程序上 采取自身前后对照的方法 先滴加 葡萄糖溶液 或 atp溶液 观察与否以后 再滴加 填 葡萄糖溶液 或 atp溶液 解析 1 atp分子去掉两个磷酸基后的剩余部分是一分子磷酸 一分子核糖和一分子含氮碱基 腺嘌呤 组成的化合物 即腺嘌呤核糖核苷酸 2 atp是直接能源物质 在剧烈运动时会用于肌肉收缩等生命活动 atp在细胞内含量少 但可与adp之间快速转化 3 由于实验目的是证明atp是肌肉收缩所需能量的直接来源 所以实验时应以是否提供atp为自变量 但实验前必须要耗尽肌肉自身原有的atp 43 答案 1