【三维设计】高中生物一轮复习 第三单元 第一讲 酶与ATP课件 新人教版必修1.ppt

明考向 忆教材 研考点 提能力 高考随堂体验 课时活页作业 第三单元细胞的能量供应和利用 第一讲酶与atp 一 酶的作用和本质 判断正误 1 细胞代谢是生物体内化学反应的统称 2 酶在生物体内具有催化作用 3 酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能 4 酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质 5 活细胞都能产生酶 有些酶是核酸 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 想一想 二 酶的特性 连线 酶作为生物催化剂 与无机催化剂相比有哪些相同之处 提示 化学反应前后数量和性质不变 加快化学反应速率 缩短达到平衡的时间 但不改变平衡点 都能降低化学反应的活化能 想一想 三 atp的结构和功能 填空 a p p p 高能磷酸键 磷酸基团 2 功能 是生命活动的物质 直接能源 atp水解掉两个磷酸基团后形成的化合物是什么 提示 腺嘌呤核糖核苷酸 是组成rna的单体之一 悟一悟 四 atp与adp的相互转化 填空 1 相互转化的反应式 2 atp形成的能量来源 动物 人 真菌等来身于释放的能量 绿色植物来源于和 细胞呼吸 光合作用 细胞呼吸 adp与atp相互转化反应式中 催化adp形成atp的酶存在于细胞的哪些结构中 提示 存在于线粒体 叶绿体 细胞质基质 悟一悟 1 酶的本质及生理功能 2 酶的特性 巧记酶的来源和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 1 酶化学本质的实验验证 2 酶高效性的曲线及实验验证 1 曲线模型 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 实验验证 对照组 反应物 无机催化剂 反应物分解速率 实验组 反应物 等量酶溶液 反应物分解速率 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 3 酶专一性的曲线及实验验证 1 曲线模型 在a反应物中加入酶a 反应速率较未加酶时明显加快 说明酶a催化底物a的反应 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不催化底物a的反应 2 实验验证 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后 再用斐林试剂鉴定 根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用 从而探索酶的专一性 特别提醒 本实验不能选用碘液作检测试剂 因为碘液无法检测蔗糖是否发生了水解 4 影响酶促反应的因素 1 温度和ph 在一定温度 ph 范围内 随温度 ph 的升高 酶的催化作用增强 超过这一范围 酶的催化作用逐渐减弱 过酸 过碱 高温都会使酶变性失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温度升高可恢复活性 从丙图可以看出 反应溶液ph的变化不影响酶作用的最适温度 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 甲图 在其他条件适宜 酶量一定的情况下 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 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 乙图 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶促反应速率与酶浓度成正比 特别提醒 动物体内的酶最适ph大多在6 5 8 0之间 但也有例外 如胃蛋白酶的最适ph为1 5 植物体内的酶最适ph大多在4 5 6 5之间 1 正确理解酶的作用 酶只能提高化学反应速率 缩短化学反应达到平衡所需要的时间 不能改变反应结果 即不能使反应的产物增加 2 温度 ph对酶活性的影响不同 ph过高 过低及温度过高都会使酶失活 温度过低只是使酶活性降低 酶并不失活 3 酶促反应速率不同于酶活性 温度 ph都能影响酶的空间结构 改变酶的活性 进而影响酶促反应速率 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 1 2011 菏泽质检 下列有关酶的叙述中 不正确的是 a 酶是活细胞产生的一类有机物b 酶催化功能的本质是提高反应的活化能c 过酸 过碱或温度过高会改变酶的空间结构d 酶不会因催化反应而减少解析 酶提高催化效率的本质在于降低反应的活化能 答案 b 2 2012 南京模拟 下图为不同条件下同种酶促反应速度的变化曲线 下列有关叙述错误的是 a 影响ab段反应速度的主要因素是底物的浓度b 影响bc段反应速度的主要限制因子是酶量c 温度导致酶促反应 和 的速度不同d 曲线 显示 该酶促反应的最适温度为37 解析 由图可以看出 在ab段 随着底物浓度的升高 反应速度不断增加 限制反应速度的主要因素是底物的浓度 在bc段 随着底物浓度的升高 反应速度不再增加 限制反应速度的主要因素不再是底物的浓度 而是酶量 曲线 和 的反应温度不一样 曲线的差异是由温度的差异引起的 只根据37 25 时酶促反应速度的比较无法确定酶作用的最适温度 答案 d 1 atp分子的结构 2 atp与adp的相互转化 由上表可看出 atp和adp的相互转化过程中 反应类型 反应所需酶以及能量的来源 去路和反应场所都不相同 因此atp和adp的相互转化不是可逆反应 但物质是可循环利用的 巧记atp直接能源atp 五种元素来组成 腺苷磷酸高能键 易断重建行功能 1 atp与光合作用及细胞呼吸的关系 1 与光合作用的关系 2 与细胞呼吸的关系 2 adp与atp转化发生的场所及相关生理过程 特别提醒 atp是生物界共用的主要直接能源物质 但不是唯一直接能源物质 如蛋白质合成中还可利用utp 1 不同物质中 a 代表的含义 2 atp 能量 atp是一种高能磷酸化合物 其分子式可以简写为a p p p 高能磷酸键断裂时能够释放出高达30 54kj mol的能量 所以atp是与能量有关的一种物质 不能将两者等同起来 3 2012 潍坊质检 下列关于人体内atp的叙述 错误的是 a 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由atp直接提供能量的b 线粒体中大量产生atp时 一定伴随着氧气的消耗c 在生命活动旺盛的细胞中atp的含量较多d 一分子atp脱去两个磷酸基团可形成一分子腺嘌呤核糖核苷酸 解析 atp是生命活动的直接能量来源 有氧呼吸的第三阶段消耗氧气 生成水 产生大量的atp atp在细胞中的含量很少 依靠转化速度快 来满足细胞的需要 答案 c 4 下列关于细胞生命活动过程中atp adp的说法中 不正确的是 a 细胞耗能时有atp水解的反应 细胞释放能量时有atp的合成b atp的a代表腺嘌呤 t代表三个 代表高能磷酸键 p代表磷酸基团c 进行光反应时 叶绿体中adp由叶绿体基质向类囊体膜运动 atp则向相反方向运动d 动物细胞产生大量atp的阶段有水的生成 解析 细胞内的反应分为耗能反应 吸能反应 和产能反应 放能反应 耗能反应总是与atp水解的反应相联系 产能反应总是伴随atp的合成 atp的a代表腺苷不是腺嘌呤 光反应过程中 叶绿体中atp由类囊体膜向叶绿体基质运动 供给暗反应的需要 暗反应产生的adp则由叶绿体基质向类囊体膜运动供给光反应产生atp 细胞呼吸作用产生大量能量的是有氧呼吸 有氧呼吸过程前两阶段产生的 h 和氧气结合生成水 同时释放大量的能量 答案 b 例1 竹纤维是一种新型的织物纤维 具有抗菌等功能 在竹纤维织物工艺流程中需要除去淀粉类浆料 目前常用耐热性强的枯草杆菌淀粉酶 淀粉酶 退浆 图中曲线表示在其他条件都适宜的情况下 淀粉酶浓度对退浆效果 失重率 的影响 下列有关说法不正确的是 a a b表示随着酶浓度的升高退浆效果越来越好b b c表示继续提高酶的浓度几乎不影响退浆效果c b c退浆效果无显著变化 说明底物几乎耗尽d b c表示底物与酶充分结合 失重率最大 解析 a b段随着酶浓度的增加 失重率呈线性增长 说明该浓度范围内 退浆效果与酶浓度呈正相关 b c段的退浆效果没有显著变化 说明底物与酶充分结合 达到最大反应速率 失重率达到最大 但是底物并没有耗尽 b c段酶浓度对退浆效果的影响已不明显 答案 c 例2 atp在生物体的生命活动中发挥着重要的作用 下列有关atp的叙述 不正确的有几项 人体成熟的红细胞 蛙的红细胞 鸡的红细胞中均能合成atp 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 atp中的 a 与构成dna rna中的碱基 a 不是同一物质 atp是生物体生命活动的直接供能物质 但在细胞内含量很少 能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体 但一定含有相关的酶 可产生atp 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 细胞产生atp的量增加 a 0项b 1项c 2项d 3项 解析 人体成熟的红细胞中无线粒体 但可以通过无氧呼吸产生atp 蛙的红细胞 鸡的红细胞中均有线粒体 可以通过有氧呼吸产生atp 故 正确 若细胞内na 浓度偏高 通过消耗能量的主动运输方式可以维持na 浓度的稳定 故 正确 atp中的 a 表示腺苷 由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成 dna rna中的碱基 a 表示腺嘌呤 故 正确 人在寒冷时 肾上腺素和甲状腺激素分泌增多 可以增加细胞代谢 产热量和atp增多 以维持体温稳定 故 正确 答案 a 1 温度对酶活性的影响 1 原理解读 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蓝色的深浅来判断酶的活性 2 实验设计思路 3 实验设计程序 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解 因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快 特别提醒 在温度对酶活性的影响实验中 只能运用碘液检测底物 不能利用斐林试剂检验产物的生成 因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50 65 导致低温下的实验组由于温度变化 影响实验结果 设计实验程序时 不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度 否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用 2 实验设计 例3 根据以下探究影响酶活性因素的实验 回答问题 为验证ph对唾液淀粉酶活性的影响 实验操作步骤如下 在1 5号试管中分别加入0 5 的唾液1ml 加完唾液后 向各试管中加入相应的缓冲液3ml 使各试管中的ph依次稳定在5 00 6 20 6 80 7 40 8 00 分别向1 5号试管中加入0 5 的淀粉液2ml 然后放入37 温水中恒温水浴 反应过程中 每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上 加1滴碘液显色 待呈橙黄色时 立即取出5支试管 加碘液显色并比色 记录结果如下表 注 表示蓝色程度 1 实验设计中 因变量是 实验过程中选择37 恒温的理由是 2 3号试管加碘液后出现橙黄色 说明 3 如果反应速率过快 应当对唾液进行怎样的处理 4 该实验得出的结论是 为探究高温对酶活性的影响 某同学设计了如下实验 实验步骤与结果 1 取两支洁净试管 编号为1和2 在1号管中加入2ml3 的新鲜过氧化氢溶液 2号管中加入1ml20 的新鲜肝脏研磨液 分别置于100 恒温水浴5分钟 将2号管中的肝脏研磨液加入1号管 振荡摇匀 再置于100 恒温水浴5分钟 结果未观察到气泡产生 2 结果分析 推断观察不到气泡产生的两种可能原因 解析 本实验的目的是验证ph对酶活性的影响 所以在实验过程中 ph是唯一的自变量 其他的条件都是无关变量 应保持一致 从实验结果分析 第三组是对照组 选择37 的原因有两个 一是保证温度恒定 排除温度对实验过程的干扰 二是37 是唾液淀粉酶的最适催化温度 颜色变化为因变量 通过观察颜色的变化来判断淀粉的分解情况 如果反应速率过快 应适当地稀释酶溶液 降低反应速率 根据实验目的 从反应的结果分析 该实验的结论是唾液淀粉酶催化的最适ph是6 80 高于或低于此值 酶的活性都会降低 由于过氧化氢具有热不稳定性 实验过程中高温可使底物过氧化氢全部分解 从而观察不到气泡产生 也可能是因为高温使过氧化氢酶变性失活 不能催化过氧化氢分解产生气体 答案 1 颜色变化保证温度恒定 排除温度对实验过程的干扰 37 是唾液淀粉酶的最适催化温度 2 淀粉已经完全分解 3 适当稀释唾液 4 唾液淀粉酶催化的最适ph是6 80 高于或低于此值 酶的活性都会降低 2 高温使过氧化氢酶变性 失去活性高温使底物过氧化氢全部分解 或既有过氧化氢酶变性 又有底物被全部分解 高考随堂体验 1 2011 新课标全国卷 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右图所示 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 因在蛋白酶的作用下 甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降 故甲酶的本质不是蛋白质 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 2011 天津高考 下列有关酶的叙述正确的是 a 酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸b 酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率c 在动物细胞培养中 胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞d dna连接酶可连接dna双链的氢键 使双链延伸 解析 酶的化学本质是蛋白质和rna 其基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸是dna的基本组成单位 酶只能通过降低反应物的活化能来提高化学反应速率 不能为反应物提供能量 胰蛋白酶可以促进细胞之间的粘连物质水解 使细胞分散开 dna连接酶可以催化脱氧核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键 答案 c 3 2010 上海高考 右图表示细胞中某条生化反应链 图中e1 e5代表不同的酶 a e代表不同的化合物 据图判断下列叙述中正确的是 a 若e1催化的反应被抑制 则a的消耗速度加快b 若e5催化的反应被抑制 则b积累到较高水平c 若e3的催化速度比e4快 则d的产量比e多d 若e1的催化速度比e5快 则b的产量比a多 解析 若e1催化的反应被抑制 则a的消耗速度变慢 因e2催化的反应并没有被抑制 所以b不一定会积累到较高水平 因b还会被e2催化反应 故e1的催化速度比e5快时 b的产量也不一定比a多 答案 c 4 2009 宁夏高考 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t2调到最适温度时 酶活性下降b 当反应温度由t1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 由图可知 在一定温度范围内 随温度的升高酶活性增强 t1属于此区间 超过适宜温度后 随温度升高而下降 t2属于此区间 在高温没有使酶失活的范围内 可随温度的变化而变化 只有较高的温度才能破坏酶的空间结构 酶更适合在较低温度下保存 答案 b 5 2008 广东高考 关于叶肉细胞在光照条件下产生atp的描述 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 无氧条件下 通过无氧呼吸可以产生atp 在有氧条件下 叶肉细胞进行有氧呼吸 细胞质基质 线粒体可以合成atp 在有光的条件下 叶绿体内在光反应阶段可以合成atp 叶绿体内合成atp不需要氧 细胞质中消耗的atp来源于细胞质基质 线粒体和叶绿体 答案 b 6 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 解析 1 该实验使用鲈鱼鱼苗而不是成体 主要原因是鱼苗生长较快 实验现象明显 而成体生长较慢 实验现象不明显 实验前要驯养鱼苗 目的是使鲈鱼适应实验养殖环境 排除因不适应环境而对实验结果造成的影响 2 由于饲料中添加了植酸酶 故对饲料进行烘干时温度不能过高 否则高温将会使植酸酶变性失活 3 该实验要控