酶和ATP专题PPT课件

酶与ATP专题,考试说明解读,1.酶的本质、来源、生理功能及作用原理,酶的本质、生理功能,更清晰,与酶相关知识的整合,考试说明酶在代谢中的作用(),1酶相关知识的理解(见下表),有机物,细胞外,抑制酶,催化,(整合题)下列有关酶的叙述，错误的是_。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(2011上海理综，19改编),酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(2011天津)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率(2011天津),知识点考查：生物催化剂的特点、化学本质及作用原理,【高考经典】,酶的特性及其实验验证,1表示酶高效性的曲线,(2)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。(3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。,实验探究：,体现酶高效性的实验对照：,体现酶具有催化作用的实验对照：,加快化学反应速率,加快化学反应速率,酶同无机催化剂一样也具有催化作用,化学反应速率更快，达到化学平衡所需时间更短,高效性,(1)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。,2表示酶专一性的曲线,加入酶B时底物的反应速率与空白对照（无酶）条件下底物的反应速率相同，而加入酶A时底物的反应速率在一定浓度范围内随反应物浓度增大明显加快。,实验探究：,酶B实验组,空白对照组,说明了什么？,酶B对该底物无催化作用,空白对照组,酶A实验组,说明了什么？,酶A对该底物有催化作用,酶与对应底物的催化作用具有专一性,举一反三：,验证酶的专一性，你还有其他的设计思路吗？,该底物只能由酶A来催化,(钥匙与锁的关系),设计思路,实验组：底物+相应酶液底物被分解,方案一,检测,对照组：另一底物+相同酶液底物不被分解,检测,方案二,检测,对照组：相同底物+另一种酶液底物不被分解,实验组：底物+相应酶液,底物被分解,检测,3.酶的作用条件较温和,定量分析法：分别用不同的温度和PH测定同一种酶的活性.,相同点：,异同点：,都有对应的最适温度和PH。在一定范围内，随温度（PH）的增大，酶的活性越高；超过最适温度（PH）,酶的活性降低。温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。,低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶彻底失活，而且失活不可逆。,3、探究温度对酶活性的影响（1）实验过程分析,（2）实验注意事项因为过氧化氢酶的反应底物过氧化氢受热会分解，所以用其做温度探究的实验，会对实验结果带来干扰。（建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响）因为斐林试剂在使用时需要加热，这对温度探究带来干扰，而使用碘液无需加热，对实验无干扰。4、探究pH对酶活性的影响思考：为什么不能用淀粉酶做探究pH的实验？答：因为淀粉在酸性条件下会分解，这对于判断淀粉酶能否使得淀粉水解出现干扰。故不能使用。（建议用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响）,【高考经典】,B,下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是(),温馨提示:注重教材实验的巩固复习，特别是实验原理，材料，条件及关键步骤。,酶促反应速率的影响因素,1.单因子对酶促反应的影响,(1)温度和pH（酶活性）,(2)反应物浓度,2.多因子对酶促反应的影响,a.两个变量同时存在，要遵行单一变量的原则，逐一分析。,b.甲图温度在改变，不影响最适PH;乙图PH在改变，不影响最适温度。,(3)酶浓度,注意：酶促反应速率快慢不等同于酶的活性高低，与底物和酶浓度也有关系。,具有专一性（特异性）的物质或结构酶膜载体激素tRNA抗原(或抗体)限制性核酸内切酶（限制酶）教材中见过/用过的酶(1)物质代谢中的酶淀粉酶：主要有唾液腺分泌的唾液淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶和肠腺分泌的肠淀粉酶。可催化淀粉水解成麦芽糖等还原糖。麦芽糖酶：主要有胰腺分泌的胰麦芽糖酶和肠腺分泌的肠麦芽糖酶。可催化麦芽糖水解成葡萄糖。（蔗糖酶能催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖）脂肪酶：主要有胰腺分泌的胰脂肪酶和肠腺分泌的肠脂肪酶。可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油。需要指出的是，脂肪分解前往往需要经过肝脏分泌的胆汁的乳化作用形成脂肪微粒。废弃动植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，需要先把植物油脂分解为甘油和脂肪酸，植物油脂的化学本质为脂肪，所以也需要脂肪酶水解。（H202酶催化H202分解成H20和02）,心堂亮,1,2,蛋白酶：主要有胃腺分泌的胃蛋白酶和胰腺分泌的胰蛋白酶。可催化蛋白质水解成多肽链。肽酶：由肠腺分泌。可催化多肽链水解成氨基酸。光合作用酶：叶绿体中有参与光反应形成ATP等有关的酶类和与暗反应有关的酶系。呼吸氧化酶：细胞质基质和线粒体中存在ATP合成酶等催化细胞呼吸进行的酶。ATP合成酶、ATP水解酶,(2)遗传变异中的酶DNA酶：催化DNA水解的酶（肺炎双球菌转化实验）。解旋酶：在DNA复制或者转录时，解旋酶可以使DNA分子的两条脱氧核苷酸链中配对的碱基从氢键处断裂，从而使DNA两条螺旋的双链解开。DNA/RNA聚合酶：分别催化脱氧核苷酸聚合成DNA链以及核糖核苷酸聚合成RNA链的反应。逆转录酶：催化以RNA为模板、以脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程。,(3)生物工程中的酶限制酶：DNA连接酶：纤维素酶和果胶酶：胰蛋白酶或胶原蛋白酶：Taq酶(热稳定DNA聚合酶),酶、激素与维生素的比较,请用圆画出酶、激素、膜载体、抗体与蛋白质关系的图示,(原创题)下列关于酶的叙述中，正确的是()。A所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应B生长激素与呼吸酶不可能来自同一个细胞C消化酶要经过核糖体的合成，内质网和高尔基体的加工等阶段，分泌到细胞外才发挥作用D与蓝藻光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上和基质中,强信心,C,更系统,考点,4,ATP的结构及ATP、ADP的相互转化,1.ATP的三大组成部件：,2.ATP化学元素组成：C、H、O、N、P（元素组成同核酸）,3.ATP的结构简式：,1分子核糖,1分子腺嘌呤,3分子磷酸基团,腺苷,三磷酸腺苷,4.ATP与ADP在能量代谢中的转化和利用,ATP合成代谢,ATP分解代谢,(1)此反应过程为非可逆反应，虽物质可逆，但能量、酶、进行场所不可逆。,(3)此过程的重点要结合具体的生理过程来了解ATP合成所需的能量来源和水解产生的能量去路及具体的反应场所。,(2)ATP在机体内含量少，但转化速度快，且处于动态平衡。,ADP+Pi+能量,ATP的形成及与光合作用、细胞呼吸的关系1ATP的形成途径,2与ATP的来源、去路有关的生理过程及发生场所,更系统,ATP的结构简式可以写成APPP，“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团，“”表示普通磷酸键；“”表示高能磷酸键。可通过下面的结构简图来理解：,心堂亮,有关ATP知识的易混辨析(1)化合物中“A”的辨析。,(2)ATP与ADP的转化并不是完全可逆的。ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。(3)误认为ATP等同于能量。ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为APPP，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。(4)ATP转化为ADP也需要消耗水。ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需ATP酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。,生物体内的能源物质归纳(见下表),淀粉,糖原,糖类,ATP,ATP是细胞的能量“通货”，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是(),A图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B图2中进行过程时，图1中的c键断裂并释放能量CATP与ADP快速转化与酶催化作用的高效性有关D夜间有O2存在时，图2中过程主要发生在线粒体,A,知识考查：ATP结构组成、ATP与ADP相互转化,强信心,1(2012海南高考)下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是()A淀粉酶溶液中加入强酸B淀粉酶溶液中加入蛋白酶C淀粉酶溶液中加入淀粉溶液D淀粉酶经高温烘干制成粉剂命题立意本题主要考查酶及其特性的相关知识。,C,2(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命题立意本题考查细胞代谢过程中ATP的合成。知识依托光合作用的光反应、呼吸作用均能合成ATP。有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。,C,例：（2012福建）回答下列.题.大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。,实验分析题：,（1）查询资料得知，18时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_。,幽门盲囊蛋白酶,（1）查询资料得知，18时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_。（2）资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在1518之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在1518间。他们设置15.16.17.18的实验温度，探究三种酶的最适温度。探究试验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是_,可用_试剂鉴定。,幽门盲囊蛋白酶,双缩脲,蛋白质,胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在_。,2和8,为了控制实验温度，装有酶和底物的试管应置于_中以保持恒温。单位时间内_可以表示蛋白酶催化效率高低。实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？_。理由是：_。,水浴,底物消耗量（或产物生成量）,不能,据图可知随着温度提高酶活性逐步升高，酶活性峰值未出现,(2011全国理综，31)某同学从温度为5565的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为_。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。在一定温度范围(包括5565)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。(其他合理答案也可)解析(1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解脂肪量为指标，因酶需要适宜的pH，故应加入缓冲溶液。(2)该酶与双缩脲试剂呈紫色反应，说明该酶的化学本质是蛋白质。(3)要测定该酶催化作用的最适温度，一般采用预实验，需在一定温度范围内设置温度梯度，对比不同温度下测得的酶活性，若不能测出峰值，则需扩大温度范围，继续实验。,实验与探究能力,.,作业：金版教程P93模拟训练题,例1(2012东北三省联考)下列有关酶的叙述正确的是()A都能被蛋白酶水解而失去其活性B都只能催化一种物质的化学反应C高温和低温对酶空间结构的影响相同D都能降低反应的活化能且具有高效性,解析大多数酶是蛋白质类酶，少数是RNA类酶；酶能催化一种或一类物质的化学反应；高温能破坏酶的空间结构，使酶永久失活，而低温仅仅限制酶的活性，不破坏酶的空间结构；酶通过降低反应的活化能来提高化学反应速率。答案D,解析因为题中已经提示不考虑试剂的浓度、剂量等，因此就不用去分析这些数据是否错误，找主要的错误即可。(1)酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而70恒温水浴的温度过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终不同pH下的实验结果一样。(2)本题选择的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，斐林试剂鉴定还原糖必须要加热，如果不加热，则任何一组都不会出现砖红色沉淀。答案(1)中70应改为37。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在5065水浴中加热一段时间。因为只有在高温条件下，斐林试剂才能与还原糖反应显色,例2下列有关ATP的叙述，不正确的是()A人体成熟的红细胞在O2充足时也只能通过无氧呼吸产生ATPBATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能CATP是生命活动的直接能源物质，其中两个高能磷酸键都易断裂易形成DATP中的“A”与构成RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质,.,解析A项中人成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，因而不能利用氧气进行有氧呼吸，但可在细胞质基质中通过无氧呼吸产生ATP；B项中ATP的形成途径可以是通过光合作用利用光能，也可以是通过呼吸作用利用化学能，ATP转化为ADP时，能量用于完成各项生命活动，可以转化为光能和化学能；C项中ATP是生命活动的直接能源物质，其中远离A的高能磷酸键易断裂和形成；D项中ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤和核糖形成，构成RNA中的碱基“A”只表示腺嘌呤。答案C,下列有关ATP结构与功能的叙述中，正确的是()AATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为DNA的基本组成单位中的一种BATP与ADP的转化过程是可逆反应CATP称为高能化合物，是因为第二个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量D催化ATP与ADP相互转化的酶不同,解析：选ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位中的一种；ATP与ADP的转化是不可逆的；ATP称为高能化合物，是因为远离A的磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量；由于ATP与ADP的转化发生的场所不同，催化的底物不同，故催化ATP与ADP相互转化的酶不同。,D,考试说明规定的能力点（四大能力）,能力要求(一)理解能力(二)实验与探究能力(三)获取信息的能力(四)综合运用能力,(2011海南生物，14)关于酶的叙述，正确的是()。A酶提供了反应过程所必需的活化能B酶活性的变化与酶所处环境的改变无关C酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失D酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸,酶与ATP,一、理解能力,1.,解析酶的催化作用是降低了反应的活化能；酶所处环境中温度和pH的改变会影响酶的活性；酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失；酶分子完成催化作用后其数量和结构均不发生改变。故C正确。答案C,(2008广东生物，4)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,2.,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,(2011上海理综，19)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()。,二、获取信息的能力,3.,ABCD解析从图中可以看出图形参与反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形应为酶。答案A,(2011新课标理综，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分析曲线可知：甲酶在蛋白酶的作用下，酶活性不改变，说明甲酶能够抗该种蛋白酶降解，其化学本质不是蛋白质，应是RNA；乙酶在蛋白酶的作用下，酶活性降低，说明该种蛋白酶能改变其分子结构，所以乙酶的化学本质是蛋白质。答案B,4.,(2011全国理综，31)某同学从温度为5565的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：(1)测定脂肪酶活性时，应选择_作为该酶作用的物质，反应液中应加入_溶液以维持其酸碱度稳定。(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为_。(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。解析(1)脂肪酶的活性以其单位时间内分解脂肪量为指标，因酶需要适宜的pH，故应加入缓冲溶液。(2)该酶与双缩脲试剂呈紫色反应，说明该酶的化学本质是蛋白质。(3)要测定该酶催化作用的最适温度，一般采用预实验，需在一定温度范围内设置温度梯度，对比不同温度下测得的酶活性，若不能测出峰值，则需扩大温度范围，继续实验。,三、实验与探究能力,5.,答案(1)脂肪缓冲(2)蛋白质(3)在一定温度范围(包括5565)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。(其他合理答案也可),(2011天津理综，1)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DDNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸解析大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA，故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸；酶不能为反应物供能，通过降低活化能来提高化学反应速率；DNA连接酶可催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，从而使双链DNA片段连接；在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞，故C正确。答案C,四、综合运用能力,6.,(2008天津理综，6)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ABCD解析安静时肌细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时肌细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，所以消耗等摩尔的葡萄糖生成的ATP的量比安静时少。Na主要维持细胞外液的渗透压，主要存在于细胞外液，若细胞内Na浓度偏高，为维持Na浓度的稳定，需经主动运输运到细胞外，此过程消耗ATP。人是恒温动物，当人在寒冷环境中时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，代谢增强，细胞产生ATP增加。饥饿状态下，ATP和ADP相互转化缓慢，但细胞中ATP与ADP的含量仍处于动态平衡。答案B,7.,设计思路,实验组：底物+相应酶液底物被分解,方案一,检测,对照组：另一底物+相同酶液底物不被分解,检测,方案二,检测,对照组：相同底物+另一种酶液底物不被分解,实验组：底物+相应酶液,底物被分解,检测,2酶的专一性、高效性(1)专一性：,图中A表示酶，B表示被催化的反应物。酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。,(2)高效性：,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的时间，不改变化学反应的平衡点。(3)实验验证：验证酶的专