2023高考生物二轮专题突破酶与ATP-完整版课件

酶的概念及作用特性

1.酶与激素的异同维度1——善归纳·基础回扣酶激素合成①植物激素：一定部位的细胞②动物激素：作用特性含量少，作用大化学本质①植物激素：有机小分子物质②动物激素：氨基酸衍生物、

等发挥作用反应前后理发挥作用后后的去向化性质不变活细胞生物催化催化效率高蛋白质、RNA调节作用内分泌腺的腺细胞蛋白质、固醇类被分解专一性

A

高效性

温度、pH

作用条件很温和

ATP的结构组成和功能

1.ATP的结构明确以下化合物中“A”的含义腺嘌呤核糖腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸2．ATP与ADP转化发生变化的场所及相关生理过程(在ATP与ADP转化的相应栏中填是或否)转化场所ATP→ADPADP→ATP主要生理功能细胞膜葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输细胞质基质细胞呼吸产生ATP，许多生化反应的进行消耗ATP叶绿体光反应产生ATP，暗反应消耗ATP线粒体细胞有氧呼吸第二、三阶段产生ATP，自身DNA复制等消耗ATP是否是是是是是是核糖体氨基酸合成蛋白质等消耗ATP高尔基体植物细胞形成细胞壁，动物细胞形成分泌物等物质消耗ATP内质网有机物的合成、运输等消耗ATP细胞核DNA的复制、转录等消耗ATP中心体形成纺锤体，牵引染色体移动等消耗ATP是否是否是否是否是否3.肌细胞中ATP产生量与O2供给量之间的关系无氧呼吸

有氧呼吸

酶、有机物、ADP、磷酸

1.单因子对酶促反应的影响(1)温度和pH解读与酶促反应速率有关的模型

维度2——巧深化·疑难突破2．多因子对酶促反应速率的影响图乙所示的变量有温度和pH；pH为7时，反应物的剩余量最少，说明反应速率最快，该pH为最适pH；在虚线对应的温度下，不同pH条件下的反应物的剩余量都最少，说明对应的温度为最适温度，且随着pH的变化，酶的最适温度不变。同样图甲酶的最适温度为35℃，最适pH为8。【解析】

在某种恒温动物如人体内各种酶的最适温度应为37℃左右，A项正确；随着温度降低，酶的活性下降，酶促反应的活化能不变，B项错误；低温有利于酶的保存，C项正确；高温下酶空间结构破坏导致酶失活，D项正确。【答案】

B1.验证类与酶有关的实验设计思路

实验名称实验组对照组实验组衡量标准验证酶是RNA待测酶液＋吡罗红染液待测RNA液＋吡罗红染液是否出现红色验证酶具有催化作用底物＋相应酶液底物＋等量蒸馏水底物是否被分解验证酶的专一性底物＋相应酶液另一底物＋相同酶液或同一底物＋另一酶液底物是否被分解验证酶具有高效性底物＋相应酶液底物＋等量无机催化剂底物分解速率2.探究类4．tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。5．抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。【误区警示】1．若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，应选用碘液检测底物的分解情况，不应该选用斐林试剂检测产物生成的情况，因用斐林试剂检测还原糖需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。2．探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H2O2分解，因为底物H2O2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。【解析】

据题干图可知纵坐标是底物的消耗总量，酶活性的大小可以用曲线上各个温度点切线的斜率大小来表示，从图中可知，35℃前底物的消耗越来越快，35℃是该酶作用的最适温度，在50℃时底物不再消耗，说明该温度时酶已经失活了。【答案】

B1.ATP与能量代谢ATP在能量代谢中的作用

(1)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，植物的光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。(2)生物不能直接利用有机物中的化学能，只有有机物氧化分解并将能量转移到ATP中，才能被利用。(3)光能进入生物群落后，以化学能的形式转移到有机物中，以有机物为载体通过食物链流动。2．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。【特别提醒】

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A—P～P～P，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。(1)ATP结构简式是________，神经细胞中的ATP主要来自________(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24h有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是___________________________________。(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的____________属于无关变量，应予以排除。【解析】

(1)神经细胞中的ATP主要来自线粒体，为了满足ATP的需要，机体内ATP与ADP之间进行着相互迅速转化。(2)每个ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基团，因此磷酸基团逐渐脱离下来后，剩下的是腺苷。(3)要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则ATP是自变量，神经元的变化是因变量，则图中的典型神经递质属于无关变量，应予以排除。【答案】

(1)A—P～P～P线粒体ATP与ADP相互转化迅速(2)腺苷(3)典型神经递质1．(2013·海南高考T3－B)随着温度降低，酶促反应的活化能下降。(×)【提示】

温度降低时，酶的活性降低，活化能不变。2．(2013·四川高考T4－D)利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率不涉及降低化学反应活化能。(√)【提示】

水浴加热只是提高了分子的热运动。3．(2013·江苏高考T23－D)探究pH对酶活性的影响时，选用的材料、试剂有新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂等。(×)【提示】

溶液的pH会影响淀粉的水解，斐林试剂可与酸反应。4．(2012·北京高考T1－C)内质网的膜不能合成ATP。(√)5．(2012·海南高考T4－C)淀粉酶溶液中加入淀粉溶液，不可能导致淀粉酶活性发生变化。(√)6．(2011·天津高考T1－B)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速度。(×)【提示】

酶只能降低活化能，不能为反应物供能。实验一：验证无氧条件下荔枝果皮中多酚氧化酶无活性材料仪器：新鲜荔枝、2%次氯酸钠溶液、氮气、保鲜袋、充气装置等。实验步骤：(1)预处理：将新鲜荔枝去柄，用2%次氯酸钠溶液浸果、晾干。(2)将处理后的荔枝随机分成两等份装入保鲜袋中，并标为A、B。(3)____________________；向B中充入足量的空气。(4)将A、B均放置在常温下保存5天后，观察荔枝褐变情况。结果预测：__________________________________。实验二：探究温度对荔枝果皮内多酚氧化酶活性的影响材料仪器：新鲜荔枝、2%次氯酸钠溶液、保鲜袋、恒温箱等。实验步骤：略。实验结果：组别温度(℃)褐变面积百分率(%)12一52.83.2二108.18.3三1510.313.7四2027.223.8五2568.772.3六309895(1)由表分析可知，该实验的测量指标是________，对荔枝具有较好保鲜效果所需的温度范围是________。(2)请根据表中数据，绘制坐标曲线并标明坐标含义。(3)根据以上两实验的研究结果，结合相关知识，荔枝储藏的适宜条件为________。【研析】

本题通过无氧条件下多酚氧化酶无活性的验证实验及温度的高低对多酚氧化酶活性影响的探究实验的实验设计，考查对实验变量的分析、描述及绘图能力。解题过程如下：审题信息1：由“验证无氧条件下荔枝果皮中多酚氧化酶无活性”——分析出A组应处理为充入足量的氮气信息2：由题干“优质荔枝果皮褐变面积的百分率应低于15%”——读表中数据知一、二、三组均符合标准即温度变化范围为5～15℃信息3：由氧气及温度对多酚氧化酶的活性的影响——推断出荔枝适宜储存条件为低氧、低温破题思考1：因变量与指示变量的区别与联系思考2：验证类实验与探究性实验的区别思考3：实验设计中的对照原则和等量原则思考4：环境因素如温度、pH、氧气等对酶活性的影响答题(1)验证实验的结论是唯一的即A组不变褐色，B组变褐色，而不能答为“A组变褐色，B组不变褐色；或A组与B组都变褐色或都不变褐色”(2)忽视实验二：设问(1)中“温度范围”和曲解题干的信息“优质荔枝果皮褐变面积的百分率应低于15%”，而将荔枝的保鲜温度误答为15℃左右(3)混淆测量指标和因变量，将该实验的测量指标“褐变面积的百分率(%)”错答为多酚氧化酶的活性【答案】

实验一(3)向A中充入足量氮气结果预测：A中荔枝未褐变，B中荔枝褐变实验二(1)褐变面积百分率(%)

5～15℃

(2)如下图(3)低温、低氧【方法总结】第一步：仔细审题，明确题目要求。第二步：分析实验变量，包括自变量、因变量及无关变量。第三步：根据实验目的，确定实验设计思路或分析方向。此步要注重借鉴教材中相关酶实验的方法步骤及注意事项。因为酶实验的相关试题都是根据教材实验改编或延伸而来的。第四步：根据实验设计原则及技巧，突破题设内容。第五步：明确结论，使用生物学术语答题。第六步：反思确认。利用实验材料和用具确定实验组数或判断对实验组和对照组的处理是否正确，检查实验用具是否都已使用，以此来判断实验步骤设计是否正确。【真题例证】(2012·广东高考)食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：(1)pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图可知，________更适宜作为食品添加剂，理由是_____________。蛋白酶的活力可用_____________________的量来表示。(2)该蛋白酶的提取工艺流程如下：兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。【解析】

(1)题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”，所以选择的食品添加剂应该有较广的酸碱度适应范围。由图可知，木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化，所以可以选作食品添加剂。酶的活力可用单位时间内、单位体积中底物的减少量(或产物的增加量)来表示。(2)由题中信息已知酶保护剂的适宜浓度范围和提取液pH的适宜范围，故实验的自变量是酶保护剂的浓度和提取液的pH，需在适宜范围内确定较小的梯度进行实验。实验结果记录表要包含自变量酶保护剂的浓度和提取液的pH以及因变量底物的减少量(或产物的产生量)。【答案】

(1)木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶的活力不随pH的变化而变化单位时间内、单位体积中底物减少(或产物增加)

(2)课题：探究酶保护剂的浓度和提取液的pH的最佳组合提取液的pH底物的减少量(或产物的产生量)酶保护剂浓度(mol/L)6.06.57.07.58.00.020.030.040.050.06【方法总结】1．探究酶作用特性的最适温度或最适pH的操作步骤2．验证酶的专一性：(1)设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。(2)设计方案示例：酶的本质和特性

考点频度3年12考考查特点8选择题＋4非选择题图1(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18℃之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃之间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是________，可用________试剂鉴定。②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________。③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的高低。④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？______。理由是：_______________________________________________________________________________。图2(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低________________的比例，以减少对海洋的污染。【解析】

(1)从图1可知，三种蛋白酶在各自最适pH下，幽门盲囊蛋白酶对应的酶活性最大，所以其催化效率最高。(2)①酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，干酪素的化学本质为蛋白质，可用双缩脲试剂鉴定。②验证大菱鲆蛋白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照等原则，并控制其他无关变量相同且适宜。由题意可知，此实验温度为自变量，pH等为无关变量，为了得到准确的结果，pH应为相对应蛋白酶的最适值，由图1可知，胃蛋白酶最适pH为2，幽门盲囊蛋白酶最适pH为8。③为了控制实验温度，底物和酶都应放在恒温箱中保温一段时间。酶的催化效率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。④由图2可以看出，当温度在15～18℃范围内时，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，并没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃之间这一结论。(3)大菱鲆消化道内淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，影响对淀粉和脂肪的消化，所以在人工投放饲料时要注意降低淀粉和脂肪的比例，以减少对海洋的污染。【答案】

(1)幽门盲囊蛋白酶(2)①蛋白质双缩脲②2和8③恒温箱底物消耗量(或产物生成量)④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(3)淀粉、脂肪角度备考看点酶的化学本质及酶的特性1.探究酶的化学本质。2.有关酶的特性和典例分析(表格及坐标曲线)影响酶促反应速率的曲线解读1.温度pH对酶活性的影响。2.底物浓度、酶浓度对酶促反应速率的影响。3.正确区分酶活性及酶促反应速率的影响因素的不同酶特性的有关实验分析1.验证酶的催化性、专一性的材料选择、变量分析等。2.探究温度、pH对酶活性影响的材料及检测试剂选取、自变量设置、步骤设计及观测指标分析、结果分析等实验材料：萌发3天的小麦种子(芽长约1cm)。实验原理：α－淀粉酶和β－淀粉酶都能将淀粉分解为麦芽糖，通过特定方法测定麦芽糖的含量。以5min内每克样品水解产生麦芽糖的毫克数表示酶活性的大小。实验步骤：步骤一、制备混合酶液：研磨萌发的小麦种子，获取混合酶液。步骤二、制备保持活性的α－淀粉酶溶液。步骤三、取6支规格相同的、有刻度的干净试管，编号1～6号，按下表要求加入试剂。试管编号1234561%的可溶性淀粉溶液(mL)555555恒温水浴5min(℃)020406080100保持活性的α－淀粉酶溶液(mL)111111恒温水浴5min(℃)020406080100溶液混合，振荡后恒温水浴5min(℃)020406080100麦芽糖含量(mg)X1X2X3X4X5X6步骤四、保温5min后取出，立即向6支试管中加入4mL0.4mol/L的NaOH溶液，以终止反应。并测定各试管中麦芽糖的含量。请回答下列问题：(1)选用萌发的小麦种子来提取酶液的主要理由是_________________________________________________。(2)步骤二的具体操作是________________________。(3)实验结果发现4号试管中麦芽糖含量最高，能否据此推断α－淀粉酶的最适温度一定是60℃？________，简述理由：___________________________________________。(4)有人对该实验设计的严密性提出了质疑，认为还必须在每组温度下增加一个对照实验，即加5mL蒸馏水和1mL酶液。你认为这样做的目的是_____________________________________________________________________。【解析】

选用萌发的小麦种子提取酶液的主要理由是小麦种子中含淀粉丰富，萌发时形成大量淀粉酶。该实验测定α－淀粉酶催化淀粉水解的最适温度，因此要使取得的酶液中的β－淀粉酶失去活性，而根据α－淀粉酶较耐热，β－淀粉酶不耐热的特性，将获得的酶液在70℃条件下处理15min，可使酶液中的β－淀粉酶失活。试管4中碘液不变色，说明该温度下的淀粉酶已经将试管中的淀粉水解，该实验只能说明60℃时该酶的活性比其他实验温度下高，而不能说明α－淀粉酶的最适温度在60℃。