导学教程高考生物一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 第1讲 酶和ATP课件.ppt

第三单元细胞的能量供应和利用 第1讲酶和atp 考纲要求 1 酶在代谢中的作用 2 探究影响酶活性的因素 实验 3 atp在能量代谢中的作用 1 酶的本质和作用 考点1聚焦酶的本质 作用和特性 蛋白质 rna 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 催化 思考 酶只能在生物体内起催化作用吗 提示不是 在适宜条件下 酶在生物体内和生物体外都能起催化作用 2 比较过氧化氢在不同条件下的分解 小 大 慢 燃烧 大 多 快 剧烈燃烧 变量分析 无机催化剂 fecl3 和过氧化氢酶 产生的气泡的数目多少 温度 新鲜程度 3 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活跃状态所需要的能量 2 作用机理 降低化学反应的 活化能 常态 4 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 都会使酶的空间结构遭到破坏 使酶永久失活 在低温下 酶的活性 但不会失活 高效性 一种或一类 高温 过酸 过碱 降低 1 正误判断 1 酶提供了反应过程所必需的活化能 2011 海南卷 2 酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质 3 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 4 酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 2011 海南卷 5 淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化 2012 海南卷 6 不同酶的最适温度可能相同 2013 海南卷 7 随着温度降低 酶促反应的活化能下降 2013 海南卷 8 酶活性最高时的温度不适合酶的保存 2013 海南卷 2 下图为酶催化反应的过程示意图 以数字编号的图形分别表示反应物 酶 生成物等反应要素 其中表示酶的图形编号是 a b c d 解析从图中可以看出 图形 参与酶催化的反应 并在反应后能保持结构和性质不变 故图形 应为酶 答案a 1 酶的作用原理酶与无机催化剂降低化学反应活化能的比较 如图 1 没有催化剂催化的反应曲线是 2 无机催化剂催化的反应曲线是 3 有酶催化的反应曲线是 4 由三条曲线可看出 发生化学反应所需的活化能 曲线 曲线 曲线 5 无论是否有催化剂催化 反应的 是不变的 最终结果 2 酶与激素的异同点 蛋白质 rna 催化 调节 易错警示 与酶和激素有关的2个误区 1 酶并不只在细胞内发挥作用 酶由活细胞产生 可以在细胞内发挥作用 如细胞内的呼吸氧化酶 也可以分泌到细胞外发挥作用 如各种消化酶 在生物体外适宜的条件下也能发挥作用 如证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验 2 产生激素的细胞一定能产生酶 但产生酶的细胞不一定能产生激素 考向一酶的本质 作用及特性1 经典题 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酶具有专一性 蛋白酶能催化蛋白质降解 由图可知 在蛋白酶的作用下 甲酶活性没有变化 而乙酶活性逐渐下降 说明甲酶的化学本质不是蛋白质 有可能是rna 而乙酶的化学本质是蛋白质 在蛋白酶的作用下其空间结构被改变 答案b 2 如图表示酶 激素 蛋白质三者之间的关系 下列叙述中正确的是 a 物质1是激素 不一定是由专门器官产生的b 能产生物质2的细胞肯定能产生物质3c 物质3是酶 其基本组成单位是氨基酸d 物质2是蛋白质 其合成部位是细胞中的核糖体解析部分激素的化学本质是蛋白质 绝大多数酶的化学本质是蛋白质 所以1是酶 2是蛋白质 3是激素 激素是由专门的内分泌腺或特定部位的细胞产生的 所以能产生蛋白质的细胞不一定能产生激素 a b c项错误 蛋白质是在核糖体上合成的 所以d项正确 答案d 走出误区 对比法多角度理解酶 考向二酶的催化特性及相关实验3 2016 惠州调研 如图表示 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验 有关分析合理的是 a 本实验的因变量是不同的催化剂b 本实验的无关变量有温度和酶的用量等c 1号与3号 1号与4号可分别构成对照实验d 分析1号 2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能 解析本实验的因变量是气泡的产生速率 即过氧化氢的分解速率 a错误 温度是自变量 酶的用量是无关变量 b错误 1号与3号 1号与4号中都只有一个实验变量不同 可分别构成对照实验 c正确 2号在高温下反应加快 是因为加热使过氧化氢分子得到能量 从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态 d错误 答案c 1 酶的高效性曲线 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 考点2聚焦与酶有关的曲线分析 提示 2 由曲线可知 的催化效率更高 酶只能缩短达到 所需的时间 不改变化学反应的平衡点 因此 酶 能 或 不能 改变最终生成物的量 酶比无机催化剂 化学平衡 不能 2 酶的专一性曲线 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 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a能催化该反应 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 温度和ph偏高或偏低 酶活性 2 分析图a b中曲线的起点和终点的特点 思考其原因 过酸 过碱 高温都会使酶失去活性 而低温只是使 前者都会使 遭到破坏 而后者并未破坏酶的分子结构和空间结构 最高 都会明显降低 酶的活性降低 酶的空间结构 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 会 或 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 不会 提示 考向一酶的作用特性1 2016 金华高三联考 在三支试管中加入等量的质量分数为5 的过氧化氢溶液 再分别加入适量的二氧化锰 新鲜猪肝研磨液 唾液 一段时间后测得底物含量变化如图所示 则下列叙述不正确的是 a 曲线乙表示二氧化锰的催化作用 曲线甲与曲线乙对照反映了无机催化剂具有专一性b 曲线丙表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用 曲线甲与曲线丙对照不能反映酶具有专一性c 曲线丙与曲线乙对照可以说明酶具有高效性d 曲线甲不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶 底物复合物 解析酶的高效性是指同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 由图分析 催化效率丙 乙 甲 则三条曲线对应的条件是 甲为唾液 乙为二氧化锰 丙为新鲜猪肝研磨液 专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应 曲线甲 乙对照不能得出无机催化剂具有专一性 同理 曲线甲表示唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解 曲线丙表示过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解 但二者对照并不能说明唾液淀粉酶或过氧化氢酶具有专一性 b正确 和乙相比 丙催化的时间短 效率高 因此可以说明酶具有高效性 c正确 曲线甲不下降的原因是酶具有专一性 唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解 d正确 答案a 考向二影响酶促反应速率的因素2 为了比较两种不同洗衣粉中添加的蛋白酶 分别含甲 乙 对温度和ph的耐受能力 即保持一定活性的范围 的差异 科研人员进行了相关的研究 实验结果如图所示 下列叙述中正确的是 a 甲酶对温度的耐受范围比乙酶的大b 乙酶对ph的耐受范围比甲酶的大c 两种酶都耐受碱性条件 在酸性条件下都失活d 在洗衣粉中同时添加甲 乙两种酶一定比只添加一种酶的洗涤效果好 解析从温度对两种酶活性的影响曲线图分析可知 甲酶耐受的温度范围大约是27 50 乙酶耐受的温度范围大约是25 58 因此 乙酶耐受的温度范围更广 从ph对两种酶活性的影响曲线图分析可知 甲酶耐受的ph范围大约是6 3 7 9 乙酶耐受的ph范围大约是6 5 8 6 因此 乙酶耐受的ph范围更广 从图中可以看出 在ph大约是6 5 7 0的酸性条件下 两种酶都具有一定的活性 酶具有专一性 如果洗涤物中只有一种污渍成分 那么只需要添加对应的酶即可 这种情况下同时添加其他种类的酶 并不一定能增强洗涤效果 另外 由于甲 乙两种酶都是蛋白酶 其化学本质都是蛋白质 因此 在洗衣粉中同时添加甲 乙两种酶 可能会因为酶的相互作用 而使洗涤效果不如只添加一种酶的好 答案b 3 2016 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点位置都不变解析ab段随着反应物浓度升高 反应速率加快 限制因素是反应物的浓度 a项错误 酶量减少 在反应物浓度一定的条件下 反应速率下降 可用曲线a表示 b项正确 图中曲线b是最适温度 最适ph下的曲线图 因此 升高温度 减小ph 酶活性下降 反应速率下降 应为曲线a c d项错误 答案b 1 结构简式 其中 a 代表腺苷 代表 2 atp与adp相互转化的反应式 3 atp的主要功能细胞内的一种 是细胞生命活动所需能量的 考点3atp的结构 转化 功能 来源 a p p p 高能磷酸键 atpadp pi 能量 高能磷酸化合物 直接来源 4 atp的主要来源 1 动物 人 真菌和大多数细菌的 2 绿色植物的 和 呼吸作用 呼吸作用 光合作用 1 atp的结构及组成部分的含义 2 辨析下列物质结构中 a 的含义 中的a为腺苷 由 和 组成 中的a为 由一分子腺嘌呤 一分子 和一分子磷酸组成 中的a为 由一分子腺嘌呤 一分子 和一分子磷酸组成 中的a为 atp与adp相互转化 腺嘌呤 核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸 脱氧核糖 腺嘌呤核糖核苷酸 核糖 腺嘌呤 1 反应式 atpadp pi 能量 2 根据写出的反应式回答 酶1 酶2是同一种酶吗 提示不是 酶1是atp水解酶 酶2是atp合成酶 酶1催化的反应式中能量来源和去路是什么 提示来源 储存在atp高能磷酸键中的能量 去路 用于各项生命活动 在动 植物体内由酶2催化的反应式中的能量来源是什么 提示植物 光能和细胞呼吸产生的化学能 动物 细胞呼吸产生的化学能 合成atp和atp分解的场所有哪些 提示合成atp 细胞质基质 线粒体 叶绿体 分解atp 生物体内需能部位 如细胞膜 叶绿体基质 细胞质基质 细胞核等 考向一atp的来源 结构及生理作用1 如图 atp 甲 是生命活动的直接能源物质 下列叙述正确的是 a 在主动运输过程中 细胞中乙的含量会显著增加b 甲 乙和乙 丙过程 起催化作用的酶空间结构相同c 丙中含高能磷酸键 是rna的基本组成单位之一d 丁由腺嘌呤和核糖组成 而戊可用于甲的合成 解析根据图示甲为atp 乙为adp 丙为amp 丁为腺苷 生物体内atp与adp的含量比较少 且处于动态平衡 故adp不会显著增加 a错误 甲 乙 乙 丙是不同的酶促反应 酶的种类不同 空间结构也不同 b错误 丙中含有一个普通磷酸键 c错误 atp合成要消耗磷酸基团 戊 d正确 答案d 考向二生物体中atp与adp的转化2 2015 济南模拟 下列有关 atp酶1酶2adp pi 能量 的反应 叙述不正确的是a 这一反应无休止地在活细胞中进行b 生物体内adp转化成atp所需能量都来自细胞呼吸c 在atp与adp的相互转化中 伴随着能量的储存和释放d 这一过程保证了生命活动顺利进行 解析活细胞中始终进行atp的分解与合成过程 并伴随能量的储存和释放 以保证生命活动顺利进行 植物体内合成atp所需能量来自细胞呼吸和光合作用 答案b 1 实验原理 1 探究温度对酶活性的影响 考点4探究影响酶活性的因素 鉴定原理 温度影响酶的活性 从而影响 滴加碘液 根据是否出现 来判断酶的活性 蓝色 淀粉的水解 无蓝色出现 蓝色及蓝色的深浅 2 探究ph对酶活性的影响 反应原理 用反应式表示 2h2o2过氧化氢酶 2h2o o2 鉴定原理 ph影响酶的活性 从而影响 可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验o2产生量的多少 氧气的生成量 2 实验步骤 1 温度对酶活性的影响 60 热水 冰块 碘液 蓝色 蓝色 2 ph对酶活性的影响 1ml5 的naoh 有大量气泡 无气泡产生 无气泡产生 1 在探究影响酶活性的条件时 酶活性大小通常以 来表示 2 在探究温度和ph对酶活性的影响实验时 不能先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理 即将两个实验步骤中的2 3顺序颠倒 原因是酶具有 把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应 3 不能用h2o2为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响 原因是温度升高时h2o2会 这样实验的变量不唯一 单位时间内底物的消耗量或产物的生成量 高效性 分解 检测反应物的分解速率或反应物的剩余量 或生成物的生成速度或生成量 4 在探究温度对酶活性的影响实验中 不能利用斐林试剂检验产物的生成 原因是利用斐林试剂检验时需 这样会导致试管中 发生变化 影响实验结果 水浴加热到50 65 温度 考向实验设计与分析1 原创题 下列关于探究酶活性实验的设计思路 最适宜的是a 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响b 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究ph对酶活性的影响c 利用淀粉 淀粉酶和斐林试剂探究温度对酶活性的影响d 利用淀粉 淀粉酶和斐林试剂探究ph对酶活性的影响 解析由于温度直接影响过氧化氢的分解 从而造成对过氧化氢酶活性测定的干扰 故探究温度对酶活性的影响实验宜采用淀粉 淀粉酶和碘液检测 a错误 利用过氧化氢和过氧化氢酶探究ph对酶活性的影响 b正确 斐林试剂使用时需要水浴加热影响淀粉酶的活性 对实验结果造成干扰 c错误 酸能催化淀粉水解 会改变实验中的自变量 ph 对实验结果造成干扰 d错误 答案b 2 2016 贵阳监测 实验室中提供了新取的唾液 含唾液淀粉酶 新鲜的肝脏研磨液 可溶性淀粉溶液 h2o2溶液 碘液及实验所需的全部仪器 工具等 溶液浓度符合要求 某研究性学习小组设计以下实验方案探究温度对酶活性的影响 请回答 注 表示该步不处理 1 步骤1应选择 填 h2o2溶液 或 淀粉溶液 作为反应底物 2 步骤2加入的是含 酶的溶液 步骤3乙组c d两试管的水浴温度应控制在 3 请完善步骤4的操作 4 步骤5应选用 填 碘液 或 带火星的木条 进行检测 解析 1 本实验自变量是温度 而温度会影响过氧化氢的分解 所以 步骤1中的底物应选择淀粉溶液 2 步骤2应加入的是含唾液淀粉酶的溶液 甲组的温度为9 温度较低 丙组的温度为65 温度较高 所以乙组温度应设置为唾液淀粉酶的最适温度 即在35 40 范围内 3 在每组的两支试管中分别加入底物和酶溶液保温一段时间后 应将每组两支试管中的溶液混合 然后在对应温度下保温 4 因所用底物为淀粉 而淀粉遇碘会变蓝 所以 检测时应加入碘液 答案 1 淀粉溶液 2 唾液 淀粉35 40 3 每组的两支试管的溶液混合 4 碘液 技法提炼 探究性实验的设计思路1 探究性实验概述探究性实验是实验者在不知晓实验结果的前提下 通过自己进行实验完成的探究活动 实验的目的是探究研究对象的未知属性 特征及与其他因素的关系 因为实验的结果及结论都是未知的 故需要对探究问题作出假设 3 设置对照实验 选择合理的实验对照方法 对照实验的设置 要确保一个实验自变量对应一个可观测的因变量 尽可能避免无关变量的干扰 4 选择实验材料 实验材料要根据原理来选择或根据题干所给的信息来确定 5 设计实验步骤 设计实验步骤时在理顺实验思路的基础上注意遵循实验设计的四个基本原则 对照原则 单一变量原则 等量原则 科学性原则 实验步骤基本模式如下 分组编号 变量操作 条件控制 观察记录 3 预测实验结果并得出结论结果的预测 要根据假说和原理 以实验可能出现的结果作出判断 并对应得出相应结论 1 2015 海南单科 关于人体内激素和酶的叙述 错误的是a 激素的化学本质都是蛋白质b 酶可以降低化学反应的活化能c 高效性是酶的重要特性之一d 激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢 真题集训 解析本题考查激素和酶的相关知识 激素的化学本质并非都是蛋白质 如性激素为固醇类 a错误 酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能 b正确 酶具有高效性 专一性等重要特性 c正确 激素具有调节作用 激素与靶细胞结合后 可以调节靶细胞的代谢 d正确 答案a 2 2013 海南高考 关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述 错误的是a dna复制需要消耗能量b 光合作用的暗反应阶段需要消耗能量c 物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗atpd 细胞代谢所需的atp可在细胞质基质中产生 解析小分子物质合成为大分子物质时需消耗能量 如dna复制是把单个脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸长链的过程 需要消耗能量 暗反应是把co2合成为有机物的过程 需消耗能量 且由光反应产生的atp提供 细胞呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中并可产生atp 协助扩散为被动运输 需要载体蛋白 不需要消耗atp 答案c 3 2013 课标 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度d 酶既可以作为催化剂 也可以作为另一个反应的底物 解析本题主要考查酶的相关知识 细胞生命活动所必需的酶 如呼吸氧化酶 会存在于分化程度不同的各类细胞中 低温抑制酶的活性 在一定范围内 当温度回升后 酶的活性可以恢复 但酶的空间结构一旦被破坏 其活性将无法恢复 低温没有破坏酶的空间结构 酶提高化学反应速度是靠降低化学反应的活化能实现的 酶在化学反应中充当催化剂 也可以作为另一个反应的底物 答案b 4 2015 海南单科 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 解析本题主要考查atp的相关知识 酒精发酵即无氧呼吸产生酒精和二氧化碳 同时释放少量能量 该过程中有atp生成 a项正确 物质跨膜运输的方式如果是主动运输 需要消耗能量 这部分能量可由atp提供 b项正确 atp中高能磷酸键水解可释放