高考生物一轮复习必修细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶

1、会计学1高考生物一轮复习必修细胞的能量供应高考生物一轮复习必修细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶和利用降低化学反应活化能的酶第1页/共61页热热 点点 提提 示示1.酶的化学本质、催化特性的实验探究酶的化学本质、催化特性的实验探究2.影响酶活性的曲线、图表分析及相关实验设计与分析影响酶活性的曲线、图表分析及相关实验设计与分析3.结合光合作用与细胞呼吸考查结合光合作用与细胞呼吸考查ATP与能量代谢的关系与能量代谢的关系4.光合作用与细胞呼吸过程中的物质转变及相互关系光合作用与细胞呼吸过程中的物质转变及相互关系5.影响光合作用和细胞呼吸的因素分析及相关实验设计影响光合作用和细胞呼吸的因素分

2、析及相关实验设计6.光合色素的种类、颜色、生理作用及实验光合色素的种类、颜色、生理作用及实验7.细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮存的原理与应用细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮存的原理与应用第1页/共61页第2页/共61页第1、2节 降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”ATP答案：第2页/共61页第3页/共61页第3页/共61页第4页/共61页显著地降低反应的活化能，提高反应显著地降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数。改变反应的方向和平衡常数。反应前后酶的性质和数量均没有变反应前后酶的性质和数量均没有变化。化。

3、高效性、专一性和易变失活性。高效性、专一性和易变失活性。答案：答案：第4页/共61页第5页/共61页ATP的结构的结构O、功能和利用、功能和利用答案：答案：第5页/共61页第6页/共61页ATP与与ADP的的相互相互转转化化答案：答案：第6页/共61页第7页/共61页第7页/共61页第8页/共61页上。例如：每摩尔的高能磷酸键放出上。例如：每摩尔的高能磷酸键放出的能量约是的能量约是30.54 kJ，而一般的，而一般的PO键只放出能量键只放出能量8.3720.92 kJ。思一思思一思：ATP是生命活动唯一直接供是生命活动唯一直接供能物质吗？能物质吗？答案：答案：直接供能物质还有三磷酸胞苷直接供能

4、物质还有三磷酸胞苷(CTP)、三磷酸鸟苷、三磷酸鸟苷(GTP)、三磷酸尿、三磷酸尿苷苷(UTP)。第8页/共61页第9页/共61页第9页/共61页第10页/共61页3酶与疾病（江苏教育版）酶与疾病（江苏教育版）人人体内的许多酶能促进体内代谢体内的许多酶能促进体内代谢活动的顺利进行。如果遗传活动的顺利进行。如果遗传因因素或环境因素影响了酶的合成或活素或环境因素影响了酶的合成或活性，就会引起疾病，甚性，就会引起疾病，甚至危及至危及生命。许多遗传病的发生与酶缺陷生命。许多遗传病的发生与酶缺陷有关有关第10页/共61页第11页/共61页某些有机磷农药，如敌敌畏等，能与某些有机磷农药，如敌敌畏等，能与神

5、经组织中胆碱酯酶的活性中心结合，神经组织中胆碱酯酶的活性中心结合，使酶失去活性，导致人体出现肌肉震使酶失去活性，导致人体出现肌肉震颤、瞳孔缩小、多汗、心跳减慢等症颤、瞳孔缩小、多汗、心跳减慢等症状。状。第11页/共61页第12页/共61页色。色。第12页/共61页第13页/共61页2ATP中的能量如何被利用？中的能量如何被利用？ 【提示提示】 ATP水解时形成二磷酸腺苷，释放一个磷酸基团，同水解时形成二磷酸腺苷，释放一个磷酸基团，同时释放能量用于另一吸能反应。例如，在肌肉收缩过程中，时释放能量用于另一吸能反应。例如，在肌肉收缩过程中，ATP先将组成肌肉的蛋白质磷酸化，使其中的能量增加从而改变形

6、状先将组成肌肉的蛋白质磷酸化，使其中的能量增加从而改变形状，这是吸能反应。然后磷酸化的蛋白质做功，失去磷酸基团，恢，这是吸能反应。然后磷酸化的蛋白质做功，失去磷酸基团，恢复原状，这就是放能反应。上述两个过程可用下图表示。复原状，这就是放能反应。上述两个过程可用下图表示。第13页/共61页第14页/共61页淀粉酶、蛋白酶用于助消化；淀粉酶、蛋白酶用于助消化；胰蛋白酶等用于化脓性伤口的净胰蛋白酶等用于化脓性伤口的净化；化；纤溶酶和尿激酶用于治疗血栓；纤溶酶和尿激酶用于治疗血栓；天冬酰胺酶具有抑癌功能。天冬酰胺酶具有抑癌功能。第14页/共61页第15页/共61页化学化学本质本质绝大多数绝大多数是蛋白

7、质是蛋白质少数是少数是RNA合成合成原料原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成合成场所场所核糖体核糖体细胞核细胞核(真核真核生物生物)来来源源一般来说，活细胞都能一般来说，活细胞都能产生酶产生酶第15页/共61页第16页/共61页脲试剂脲试剂出现紫色反应。出现紫色反应。(2)证明某种酶是证明某种酶是RNA实验组：待测酶液实验组：待测酶液+吡罗红染液吡罗红染液是否呈现红色。是否呈现红色。对照组：已知对照组：已知RNA溶液溶液+吡罗吡罗红染液红染液出现红色。出现红色。第16页/共61页第17页/共61页知识拓展：知识拓展：(1)证明酶是蛋白质的其它证据证明酶是蛋白质的其它证据酶经酸、碱水解后的最

8、终产物是酶经酸、碱水解后的最终产物是氨基酸。氨基酸。第17页/共61页第18页/共61页酶也有蛋白质所具有的化学呈色反酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。应。与蛋白质的分子量相似，结构相似。与蛋白质的分子量相似，结构相似。在物理、化学因素的作用下，也可在物理、化学因素的作用下，也可变性沉淀。变性沉淀。做元素分析，与蛋白质的元素含量做元素分析，与蛋白质的元素含量相似，可以用氨基酸人工合成。相似，可以用氨基酸人工合成。(2)证明酶是证明酶是RNA的其它证据的其它证据将某种酶液用核糖核酸酶处理，根据将某种酶液用核糖核酸酶处理，根据酶液是否被水解予以判断。酶液是否被水解予以判断。第18页/共61页第19

9、页/共61页C过酸、过碱的外界条件都能使过酸、过碱的外界条件都能使酶的分子结构遭到破坏而失酶的分子结构遭到破坏而失去活性去活性D酶的组成元素均为酶的组成元素均为C、H、O、N解析：解析：酶是活细胞产生的具生物酶是活细胞产生的具生物催化功能的有机物，酶的催催化功能的有机物，酶的催化具化具有高效性、专一性及作用条件温和有高效性、专一性及作用条件温和等特性，酶的化学本等特性，酶的化学本质一般为蛋质一般为蛋白质，极少数的酶为白质，极少数的酶为RNA，RNA的的组成元素应为组成元素应为 C、H、O、N、P，故故D选项不正确。选项不正确。答案：答案：D第19页/共61页第20页/共61页解析：解析：从酶的

10、化学本质来分析，从酶的化学本质来分析，绝大多数酶是蛋白质，蛋白质的绝大多数酶是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸。少数酶基本组成单位是氨基酸。少数酶是是RNA，RNA的基本组成单位是的基本组成单位是核糖核苷酸。要综合考虑该问题，核糖核苷酸。要综合考虑该问题，不要有遗漏。不要有遗漏。答案：答案：D第20页/共61页第21页/共61页(3)2表示酶专一性的曲线表示酶专一性的曲线(1)在在A反应物中加入酶反应物中加入酶A，反应速率，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶较未加酶时明显加快，说明酶A催化催化底物底物A参加反应。参加反应。第21页/共61页第22页/共61页3影响酶活性的曲线影响酶活性的曲

11、线(1)甲甲、乙曲线表明：、乙曲线表明：在一定温度在一定温度(pH)范围内，随温度范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。减弱。第22页/共61页第23页/共61页响响(1)甲甲图：在其他条件适宜、酶量一图：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，酶促度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。反应速率不再增加。第23页/共61页第24页/共61页底物浓

12、度和酶浓度是通过影响底物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的速率，与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。并不影响酶的活性。分析此类曲线时首先要弄清横坐标分析此类曲线时首先要弄清横坐标纵坐标表示的意义，其次再分析影响纵坐标表示的意义，其次再分析影响该曲线的因素有几个，一般情况下，该曲线的因素有几个，一般情况下，曲线未达到饱和时，影响因素是横坐曲线未达到饱和时，影响因素是横坐标的因素，达到饱和稳定状态后限制标的因素，达到饱和稳定状态后限制因素是除横坐标因素之外的其它因素。因素是除横坐标因素之外的其它因素。第24页/共61页第25页/共61页B图图虚线表示增加酶浓度，

13、其虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与时他条件不变时，生成物量与时间间的关系的关系C图图不能表示在反应开始后的不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间一段时间内，反应速率与时间的的关系关系D若图若图中的实线表示中的实线表示Fe3的催的催化效率，则虚线可表示过氧化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率化氢酶的催化效率第25页/共61页第26页/共61页1结构式及各组分的含义结构式及各组分的含义第26页/共61页第27页/共61页第27页/共61页第28页/共61页ATP的的合成合成ATP的水解的水解反应反应式式ADPPi能量能量 ATPATP ADPPi能量能量所需所需酶酶AT

14、P合成酶合成酶ATP水解酶水解酶能量能量来源来源光能光能(光合作用光合作用)，化学能化学能(细胞呼吸细胞呼吸)储存在高能储存在高能磷酸键中的磷酸键中的能量能量2ATP合成与水解的比较合成与水解的比较第28页/共61页第29页/共61页3ATP中能量的应用中能量的应用第29页/共61页第30页/共61页量，该能量主要由量，该能量主要由_来来提供，也可以由提供，也可以由_提供。提供。(2)在植物叶肉细胞内，形成在植物叶肉细胞内，形成ATP的的场所是场所是_、_、_。第30页/共61页第31页/共61页_。解析：解析：考查考查ATP和和ADP的相互转化关的相互转化关系。在动物体内，系。在动物体内，A

15、TP可以通过有氧可以通过有氧呼吸、无氧呼吸形成。结合细胞代谢呼吸、无氧呼吸形成。结合细胞代谢过程不难理解，在植物体内形成过程不难理解，在植物体内形成ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。体。答案：答案：(1)有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸(2)细胞质基质线粒体叶绿体细胞质基质线粒体叶绿体(3)呼吸生物体的各项生命活动呼吸生物体的各项生命活动第31页/共61页第32页/共61页B酶的形成都要经过核糖体的酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段加工等几个阶段C酶能降低化学反应的活化能，酶能降低化学反应的活化能，因此

16、能加快化学反应速率因此能加快化学反应速率D酶均是由具有分泌功能的腺酶均是由具有分泌功能的腺细胞合成的，具有高效性和细胞合成的，具有高效性和专一性专一性第32页/共61页第33页/共61页第33页/共61页第34页/共61页比较比较项目项目酶酶动物激素动物激素来来源源所有活细胞所有活细胞产生产生动物专门的动物专门的内分泌腺产内分泌腺产生生化学化学本质本质蛋白质或蛋白质或RNA多肽或蛋白多肽或蛋白质、固醇类、质、固醇类、氨基酸衍生氨基酸衍生物物第34页/共61页第35页/共61页(2)某人感冒发烧，其体温上升所某人感冒发烧，其体温上升所需要的热量是由图需要的热量是由图中中_过程释过程释放出来的。放

17、出来的。第35页/共61页第36页/共61页膜有膜有()A1层层 B2层层 C3层层 D4层层(5)经测定，正常成年人静止状态下经测定，正常成年人静止状态下24 h将有将有40 kg ATP发生转化，而细胞内发生转化，而细胞内ADP、ATP的总量仅为的总量仅为210 m mol/L，为满足能量需要，生物体内解决这一为满足能量需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是矛盾的合理途径是_。第36页/共61页第37页/共61页到到ATP中之后可以用于各种生命活动，中之后可以用于各种生命活动，如生物放电、肌肉收缩等。静脉滴注如生物放电、肌肉收缩等。静脉滴注ATP时，时，ATP要到达组织细胞内，首要到达组织

18、细胞内，首先要通过毛细血管的管壁细胞先要通过毛细血管的管壁细胞(2层层膜膜)，然后进入组织细胞，然后进入组织细胞(1层膜层膜)，共，共通过通过3层细胞膜。层细胞膜。自主解答：自主解答：_答案：答案：(1)(2)(3)(4)C(5)ATP与与ADP之间进行相互转之间进行相互转化化第37页/共61页第38页/共61页用所给的实验材料和用具设计实验，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、作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问预测实验结果、得出结论，并回答问题。题。实验材料与用具：适宜浓

19、度的实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，溶液，蒸馏水，3.5% FeCl3溶液，溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。试管。第38页/共61页第39页/共61页“等量等量”，而考生在这方面失分较，而考生在这方面失分较多，另外对于实验分析的原因，表多，另外对于实验分析的原因，表述不够全面，也是失分的重要原因。述不够全面，也是失分的重要原因。(1)实验步骤：实验步骤：_第39页/共61页第40页/共61页_。(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为如果仅将实验中的恒温水浴改为80，重做上述实验，重做上述实验，O2释放的速度释放的速度最快的是最快的是_，

20、原因是原因是_。第40页/共61页第41页/共61页二是验证酶具有高效性，结合实验材二是验证酶具有高效性，结合实验材料，可通过酶与无机催化剂的比较来料，可通过酶与无机催化剂的比较来实现。因此，本实验需要设置实现。因此，本实验需要设置3组：组：H2O2溶液溶液 蒸馏水、蒸馏水、H2O2溶液过溶液过氧化氢酶溶液、氧化氢酶溶液、H2O2溶液溶液FeCl3溶液。溶液。由于该实验属于验证性实验，实验结由于该实验属于验证性实验，实验结果是确定的，即加酶的一组中果是确定的，即加酶的一组中O2释放释放速度最快。高温使酶变性失活，故经速度最快。高温使酶变性失活，故经80处理后加有处理后加有FeCl3溶液的试管中

21、，溶液的试管中，O2释放速度最快。释放速度最快。第41页/共61页第42页/共61页各管中释放气泡的快慢各管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性用和高效性(3)加加FeCl3溶液的试管在溶液的试管在此温度下，此温度下，FeCl3催化作用加快，而催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性。过氧化氢酶因高温变性而失去了活性。第42页/共61页第43页/共61页还原糖还原糖用淀粉酶分别催化淀粉和蔗用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴糖后，再用斐林试剂鉴定，定，根据是否有

22、砖红色沉淀生成来判根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二断淀粉酶是否对二者都有催化作者都有催化作用，从而探究酶的专一性。用，从而探究酶的专一性。第43页/共61页第44页/共61页序序号号项目项目试管试管121注入可溶性注入可溶性淀粉溶液淀粉溶液2 mL/2注入蔗糖溶注入蔗糖溶液液/2 mL3注入新鲜的注入新鲜的淀粉酶溶液淀粉酶溶液2 mL振荡振荡2 mL振荡振荡460热水保热水保温温5 min5 min第44页/共61页第45页/共61页性。性。(2)实验设计思路实验设计思路第45页/共61页第46页/共61页提别提醒提别提醒 : 本实验不宜选用本实验不宜选用过氧化过氧化氢酶氢酶催化催

23、化H2O2分解，因为过氧化氢酶分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。分解也会加快。 淀粉淀粉酶淀粉淀粉酶 各自在所控制的温度下处理一段时间各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合淀粉与相应温度的淀粉酶混合 在各自所控制的温度下保温一段时间在各自所控制的温度下保温一段时间 滴加碘液，观察颜色变化滴加碘液，观察颜色变化第46页/共61页第47页/共61页根据根据2 产生量的多少可判断产生量的多少可判断PHPH对酶活性的影对酶活性的影响响第47页/共61页第48页/共61页序序号号实验操作内容实验操作内容试试管管1试管试

24、管2试管试管31注入等量过氧注入等量过氧化氢酶溶液化氢酶溶液2滴滴2滴滴2滴滴2注入等量不同注入等量不同pH的溶液的溶液1 mL蒸蒸馏馏水水1 mL盐酸盐酸1 mL NaOH(2)实验程序实验程序第48页/共61页第49页/共61页步步骤骤操作方法操作方法试管试管1注入可溶性淀注入可溶性淀粉溶液粉溶液2 mL2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液2 mL3注入斐林试剂注入斐林试剂2 mL2 mL第49页/共61页第50页/共61页现象：现象：_。原因：原因：_。(3)该实验步骤存在明显的缺陷，请写该实验步骤存在明显的缺陷，请写出正确的操作步骤。出正确的操作步骤。(注注：可直接用可直接用上表步骤中的数字表示

25、，需增加的步上表步骤中的数字表示，需增加的步骤用文字叙骤用文字叙述述)_。第50页/共61页第51页/共61页验过程中，应该先注入可溶性淀粉验过程中，应该先注入可溶性淀粉和蔗糖溶液，然后注入有关的酶，和蔗糖溶液，然后注入有关的酶，在适宜的温度下保温一段时间，最在适宜的温度下保温一段时间，最后加入斐林试剂并用酒精灯隔水加后加入斐林试剂并用酒精灯隔水加热。热。答案：答案：(1)蔗蔗糖酶淀粉酶糖酶淀粉酶(或答唾液或答唾液淀粉酶；淀粉酶；a淀粉酶淀粉酶)(2)现象：可现象：可能能A、B都不能形成砖红色沉淀原都不能形成砖红色沉淀原因：因：先加入斐林试剂再加酶，斐先加入斐林试剂再加酶，斐林试剂可能对酶活性

26、有影响；林试剂可能对酶活性有影响； 加加入酶溶液后，直接加热煮沸，既可入酶溶液后，直接加热煮沸，既可能使酶不能充分催化反应，能使酶不能充分催化反应，第51页/共61页第52页/共61页点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册点击此处进入点击此处进入 随堂双基演练随堂双基演练第52页/共61页第53页/共61页3酶与疾病（江苏教育版）酶与疾病（江苏教育版）人人体内的许多酶能促进体内代谢体内的许多酶能促进体内代谢活动的顺利进行。如果遗传活动的顺利进行。如果遗传因因素或环境因素影响了酶的合成或活素或环境因素影响了酶的合成或活性，就会引起疾病，甚性，就会引起疾病，甚至危及至危及生命。许多遗传病的发生与酶缺陷生命。许多遗传病的发生与酶缺陷有关有关第53页/共61页第54页/共61页脲试剂脲试剂出现紫色反应。出现紫色反应。(2)证明某种酶是证明某种酶是RNA实验组：待测酶液实验组：待测酶液+吡罗红染液吡罗红染液是否呈现红色。是否呈现红色。对照组：已知对照组：已知RNA溶液溶液+吡罗吡罗红染液红染液出现红色。出现红色。第54页/共61页第55页/共61页酶也有蛋白质所具有的化学呈色反酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。应。与蛋白质的分子量相似，结构相似。与蛋白质的分子量相似，结构相似。在物理、化学因素的作用下，也可在物理、化学因素的