重庆市万州分水中学高考生物 第5章《细胞的能量供应和利用》复习考点一 聚焦酶的本质、作用和特性 新人教版必修1

1 重庆市万州分水中学高考生物重庆市万州分水中学高考生物 第第 5 5 章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 复复 习考点一习考点一 聚焦酶的本质 作用和特性聚焦酶的本质 作用和特性 新人教版必修新人教版必修 1 1 1 涵盖范围 本单元包括必修 1 第五章内容 即与能量供应和利用密切相关的两类重要物质 酶和 ATP 两种重要的生理过程 光合作用和细胞呼吸 2 考情分析 1 考查力度 重点必考内容 所占分值比重较大 2 考查内容 酶与 ATP a 通过与无机催化剂相比 理解酶的特性 结合图文转换 分析影响酶活性的曲线 图表 等 b 掌握 ATP 的结构 比较不同生物中 ATP 合成途径的不同 光合作用与细胞呼吸 a 运用图文结合法使光合作用与细胞呼吸的场所 物质变化的关系形象化 直观化 便于 理解和记忆 b 以图表 曲线形式表示环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响 强化坐标曲线的分析 关注曲线特殊点和线段的意义 掌握分析曲线的规律方法 c 归纳有关光合作用和细胞呼吸的实验设计的规律方法 注重实验过程中实验变量的确定 与控制 以及实验预测 推断及相关结论分析 3 考查题型 选择题考查某些小的考点 如 ATP 的分子结构 酶的本 质及特性等 简答题以图解 曲线 计算的形式考查两大生理过程 实验题考查酶活性 光合作用和细胞呼吸的影响因素 3 复习指导 1 复习线索 以上述能量的转化过程为线索 系统复习光合作用 细胞呼吸过程并辐射 ATP 和酶的有关 知识 CO2 H2OO2 CH2O 酶 CO2 H2O 能量 光能 叶绿体 以物质的合成与分解为主线 将光合作用与细胞呼吸有机联系起来进行复习 2 复习方法 图解法 光合作用 细胞呼吸过程图解以及与叶绿体 线粒体结构模式图有机结合 比较法 列表比较光合作用和细胞呼吸 光反应和暗反应 有氧呼吸和无氧呼吸等 实践联系 光合作用 细胞呼吸原理在实践中的应用 2 考纲要求 1 酶在代谢中的作用 2 实验 探究影响酶活性的因素 一 酶的作用与本质 1 酶催化作用的原理 降低化学反应的活化能 2 酶的概念Error Error 判一判 1 酶在生物体内有催化和调节作用 2 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 3 酶催化作用的实质是提高化学反应的活化能 使化学反应顺利进行 4 细胞质中没有作用于 DNA 的解旋酶 提示 在叶绿体 线粒体中含有 而叶绿体 线粒体都属于细胞质 5 细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶 3 酶本质的探索 连一连 二 酶的特性 1 高效性 催化效率约是无机催化剂的 107 1013 倍 2 专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 3 作用条件较温和 在最适温度和 pH 条件下 酶的活性最高 解惑 酶与无机催化剂的相同之处 1 化学反应前后数量和性质不变 2 加快化学反应的速度 缩短达到平衡的时间 但不能改变平衡点 3 都能降低化学反应的活化能 巧记 酶的来源与特性 活细胞内来合成 降低化能是本领 高效专一需温和 催化反 应属它行 3 考点一 聚焦酶的本质 作用和特性 结合教材完善下表内容 项目内容解读 化学本质 绝大多数是蛋 白质 少数是 RNA 合成原料为氨基酸或核糖核苷酸 产生部位活细胞 1 由活细胞产生 哺乳动物成熟的红细胞 除外 2 合成场所 核糖体或细胞核 3 作用场所 细胞内 细胞外或体外 生理功能催化作用反应前后其本身的量和化学性质不变 作用机理 降低化学反应 的活化能 使反应在温和条件下快速进行 高效性催化效率是无机催化剂的 107 1013 倍 专一性每种酶只催化一种或一类化学反应 酶的特性 温和性 1 强酸 强碱和高温能使酶永久失活 其 原因是能破坏蛋白质的空间结构 引起蛋 白质变性 2 低温仅是降低酶的活性 由低温恢复至 适宜温度时 酶活性可以恢复 易错警示 酶与激素的比较 项目酶激素 来源及 作用场所 活细胞产生 细胞内或细胞外 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生 细胞外发挥作用 化学本质绝大多数是蛋白质 少数是 RNA 固醇类 多肽 蛋白质 氨基酸衍生 物 脂质等 生物功能催化作用调节作用 共性在生物体内均 属高效能物质 即含量少 作用大 生物代谢不可缺少 4 1 2011 新课标全国卷 2 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右图所示 下列分析错误的是 A 甲酶能够抵抗该种蛋白酶降解 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 观察曲线图可知 甲酶的活性始终保持不变 说明甲酶能 抵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 甲酶有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 2 下列关于酶的叙述中 正确的是 A 人体中酶的活性受温度 pH 的影响 并只能在人体的内环境中起作用 B 酶的形成都要经过核糖体的合成 内质网和高尔基体的加工等几个阶段 C 与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中 D 酶均是由腺细胞合成的 具有高效性 专一性 答案 C 解析 酶的活性受温度 pH 的影响 消化酶在消化道内起催化作用 消化道不属于内环 境 有的酶是 RNA 不在核糖体上合成 活细胞能合成酶 哺乳动物成熟的红细胞除外 用于自身代谢需要 因此 A B D 所述错误 光合作用光反应的酶分布在类囊体薄膜 上 暗反应的酶分布在叶绿体基质中 C 正确 考点二 聚焦分析与酶有关的图像与曲线 1 酶高效性的曲线 1 如图表示未加催化剂时 生成物浓度随时间的变化曲线 请在图中绘出加酶和加无机 催化剂的条件时的变化曲线 答案 2 由曲线可知 酶比无机催化剂的催化效率更高 酶只能缩短达到化学平 衡所需的时间 不改变化学反应的平衡点 因此 酶不能 能 或 不 能 改变最终生成物的量 2 酶专一性的曲线 5 1 在 A 反应物中加入酶 A 反应速率较未加酶时的变化是明显 加快 说明酶 A 能催化该反应 2 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 不能催化该反应 3 影响酶活性的曲线 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 分析图 A B 中曲线的起点和终点有何特点 思考原因是什么 答案 过酸 过碱 高温都会使酶失去活性 而低温只是使酶的活性降低 前者都会使酶 的空间结构遭到破坏 而后者并未破坏酶的分子结构 3 分析图 C 中的曲线 反应溶液中 pH 的变化是否会影响酶作用的最适温度呢 不会 4 若将 A 图中的横坐标改为底物浓度或酶浓度 曲线又该如何画呢 请在下面的坐标系中 绘出 答案 文字说明 酶量一定的条件下 在一定范围内随着底物浓度的增加 反应速率也增加 但 达到一定浓度后不再增加 原因是受到酶数量和酶活性限制 在底物量充足 其他条件适 宜且固定的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 易错警示 温度 pH 和底物浓度 酶浓度影响酶促反应速率的机理 温度和 pH 是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的 而底物浓度和酶浓度是通过影响底物 与酶的接触来影响酶促反应速率的 并不影响酶的活性 3 用某种酶进行有关实验的结果如图所示 下列有关说法错误的是 6 A 该酶的最适催化温度为 30 左右 B 图 2 和图 4 能说明该酶一定不是胃蛋白酶 C 由图 4 实验结果可知酶具有高效性 D 由实验结果可知酶具有专一性 答案 C 解析 图 1 显示温度对酶活性的影响 从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为 30 左右 图 2 显示该酶的最适 pH 为 7 而胃蛋白酶的最适 pH 为 1 5 由图 4 可见该酶为麦 芽糖酶 图 3 能说明 Cl 是酶的激活剂 Cu2 是酶的抑制剂 图 4 说明酶具有专一性 4 如图表示在不同条件下 酶催化反应速率 或生成物量 的变化 下列有关叙述中 不 正确的是 A 图 虚线可表示酶量增加一倍时 底物浓度和反应速率的关系 B 图 虚线可表示增加酶浓度而其他条件不变时 生成物量与反应时间的关系 C 图 不能表示在反应开始后的一段时间内 反应速率与时间的关系 D 若图 中的实线表示 Fe3 的催化效率 则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 答案 C 解析 在图 中作垂直于横轴的一条直线来帮助理解 在底物浓度充足时 酶量增加一倍 反应速率则增加一倍 其他条件不变时 增加酶浓度 可明显缩短反应时间 当反应物的 量很少时 图 能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系 过氧化氢酶的 催化效率具有高效性 因此可用图 中的虚线表示 技法提炼 四看法 分析酶促反应曲线 1 一看两坐标轴的含义 分清自变量与因变量 了解两个变量的关系 2 二看曲线的变化 利用数学模型法观察同一条曲线的升 降或平的变化 掌握变量变化 的生物学意义 如在分析影响酶促反应的因素时 一般情况下 生成物的量未达到饱和时 限制因素是横坐标所表示的因素 当达到饱和后 限制因素是除横坐标所表示的因素之外 的其他因素 3 三看特殊点 即曲线的起点 终点 顶点 转折点 交叉点等五点 理解特殊点的意义 4 四看不同曲线的变化 理解曲线之间的内在联系 找出不同曲线的异同及变化的原因 实验七 与酶相关的实验探究 1 验证酶的本质 1 验证酶是蛋白质 7 实验组 待测酶溶液 双缩脲试剂 是否出现紫色反应 对照组 标准蛋白质溶液 双缩 脲试剂 紫色反应 变量分析 自变量为待测酶溶液和标准蛋白质溶液 因变量为是否有紫色反应 2 验证酶是 RNA 实验组 待测酶溶液 吡罗红试剂 是否出现红色 对照组 标准 RNA 溶液 吡罗红试剂 出现红色 变量分析 自变量为待测酶溶液和标准 RNA 溶液 因变量为是否出现红色 2 验证酶的催化作用 实验组 底物 相应的酶液 底物是否被分解 对照组 底物 等量蒸馏水 底物不被分 解 变量分析 自变量为相应的酶液的有无 因变量为底物是否被分解 3 验证酶的专一性 1 方案一 用同种酶催化两种不同物质 实验组 反应物 相应酶溶液 反应物被分解 对照组 另一反应物 等量相同酶溶液 反应物不被分解 2 方案二 用两种不同酶催化同一物质 实验组 反应物 相应酶溶液 反应物被分解 对照组 相同反应物 等量另一种酶溶液 反应物不被分解 变量分析 方案一中的自变量为反应物的不同 方案二的自变量为酶溶液的不同 因变量 均为反应物是否被分解 4 验证酶的高效性 案例 比较过氧化氢在不同条件下的分解 变量分析 5 探究温度对酶活性的影响 1 原理 完善下面的反应原理 鉴定原理 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 8 蓝色的深浅来判断酶的活性 2 步骤 步骤项目试管 1试管 2试管 3 1 加入可溶性淀粉溶液 2 mL2 mL2 mL 2 放置在不同温度环境 0 100 60 3 加入新配制的 淀粉 酶溶液 1 mL1 mL1 mL 4 完成反应 5 min5 min5 min 5 滴入碘液2 滴2 滴2 滴 6 观察结果变蓝变蓝不变蓝 变量分析 3 若要探究某种酶的最适温度 实验又该如何设计 请写出思路 答案 6 探究 pH 对酶活性的影响 1 原理 反应原理 H2O2H2O O2 过氧化氢酶 鉴定原理 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 2 步骤 步骤实验操作内容试管 1试管 2试管 3 1 注入等量过氧 化氢酶溶液 2 滴2 滴2 滴 2 注入不同 pH 的溶液 1 mL 蒸馏水1 mL 盐酸1 mL NaOH 溶液 3 注入等量的 H2O2 溶液 2 mL2 mL2 mL 4 观察现象 有大量气泡产 生 无气泡产生无气泡产生 3 若要探究该酶的最适 pH 实验又该如何设计 请写出思路 答案 9 易错警示 有关四类探究实验的注意事项 1 在验证酶的专一性实验中的注意事项 选择好检测反应物的试剂 如反应物选择淀粉和蔗糖 酶溶液为淀粉酶 则适宜选用斐 林试剂检测反应物是否被分解 不能选用碘液 因为碘液无法检测蔗糖是否被分解 保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键 2 在验证酶的高效性实验中的注意事项 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 3 在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项 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 4 在探究 pH 对酶活性的影响实验中的注意事项 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 5 某班同学进行了探究影响酶活性的因素的实验 1 某同学设计了如下实验方案和步骤 取 3 支大小相同的试管 编号为甲 乙 丙 分别 向 3 支试管中加入 3 mL 糨糊 再各加入 2 mL 新鲜的唾液淀粉酶溶液 振荡后 将甲 乙 丙 3 支试管分别置于 0 35 100 下约 5 min 取出试管 各加入 2 mL 斐林试剂 边加边振荡 50 65 水浴条件下观察试管内颜色的变化 同一小组的同学对此实验设 计进行了简要评价 其中正确的是 实验步骤不正确 温度设置不合理 不能用斐林试剂检验 2 某小组同学对过氧化氢酶的活性是否受 pH 影响的问题很感兴趣 并设计了实验操作步 骤 向甲 乙试管内各加入 2 mL 新配制的体积分数为 3 的过氧化氢溶液 向甲试管内加 入 1 mL 质量分数为 5 的盐酸 向乙试管内加入 1 mL 质量分数为 5 的氢氧化钠溶液 10 向甲 乙试管内各加入 2 滴新鲜的质量分数为 20 的猪肝研磨液 观察试管中发生的变 化 小组讨论 1 是本实验的因变量 可观测的指标是 小组讨论 2 操作步骤中存在缺陷 应该 小组讨论 3 若按改进后的方案进行实验 可能出现的实验结果和结论是 答案 1 和 2 小组讨论 1 过氧化氢分解速率 试管中产生的气泡数量 小组讨 论 2 增加丙试管 在第二步中加入 1 mL 蒸馏水 其他操作与甲 乙试管相同 小组讨论 3 甲 乙两试管中产生的气泡数量少 丙试管中产生的气泡数量多 则过氧化氢酶的活性 受 pH 影响 甲 乙 丙 3 支试管中产生气泡的情况基本一样 则过氧化氢酶的活性不受 pH 影响 答案合理即可 解析 1 实验步骤不正确 应先对底物和酶做同温处理再混合 温度设置合理 包括 了低温 唾液淀粉酶的较适宜温度和高温 不能用斐林试剂检验 斐林试剂检验还原糖 的实验需要加热 改变了本实验的自变量 因此 本小题的 3 种说法中 和 正确 2 小组讨论 1 随着自变量的变化而变化的变量称为因变量 本实验中随着 pH 的变化 过氧 化氢分解速率改变 所以过氧化氢分解速率是因变量 过氧化氢分解速率可以通过底物被 催化的速率 产物产生的速率得以表现 其中氧气的产生量即气泡的产生情况的观察更容 易操作 所以可以将试管中产生的气泡数量作为观测指标 小组讨论 2 本实验的自变量 为 pH 自变量具体值的设置要有代表性 需要增加中性环境下的实验 小组讨论 3 该小 组同学在进行实验前 并不明确实验结果 但结合所学知识 至少可以预测两种情况 甲 乙两试管中产生的气泡数量少 丙试管中产生的气泡数量多 则过氧化氢酶的活性受 pH 影 响 甲 乙 丙 3 支试管中产生气泡的情况基本一样 则过氧化氢酶的活性不受pH 影响 序号错因分析正确答案序号错因分析正确答案 不理解因变量 属于反应变量 过氧化氢分解 速率 不理解因变量 应如何观测 试管中产生的 气泡数量 没有审清题目 要求 再增加丙试管 第二步换为 1 mL 蒸馏水 第 没有审清该实 验属于探究类 结果要与结论 甲 乙 丙三 支试管中产生 的气泡量不同 11 三步不做处理 其他步骤不变 对应则过氧化氢酶 的活性受 pH 影响 没有审清该实 验属于探究类 结果要与结论 对应 甲 乙 丙三 支试管中产生 气泡的情况基 本一样 则过 氧化氢酶的活 性不受 pH 影 响 答题不规范冷藏 教师备课资源 与酶有关的曲线解读 1 曲线识别 首先 要识别曲线纵 横坐标的含义 然后对曲线中重要的 点和段进行理解 并结合酶特性方面的知识准确识别曲线 在如图所示的曲线中 用单位时间内生成物的生成量或达到 生成物的生成量的最大值所需要的时间来反映酶活性的高低 或酶促反应速率 三条曲线的最大值都一样 说明三组的反应底物含量一样 但是 生成物的量达到最大值 或底物被消耗完毕 时所用时间不一样 其中 a 的条件最有利于酶 发挥作用 最不利的是 c 三条曲线的差异可能是由温度 pH