高考生物一轮复习讲义第三单元细胞的能量供应和利用第07讲酶和ATP第2课时

2022届高考生物一轮复习知识讲义第三单元细胞的能量供应和利用第07讲酶和ATP第2课时考点三探究酶的特性及影响酶活性的因素Ⅰ.酶的作用原理与高效性实验1．实验原理(1)2H2O2eq\o(→,\s\up14(过氧化氢酶),\s\do5(或Fe3＋))2H2O＋O2↑。比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等条件下气泡产生的数量多少或卫生香燃烧的剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。①实验设计及现象分析试管号实验过程观察指标实验结果结果分析3%的过氧化氢(mL)控制变量H2O2分解速率(气泡多少)无火焰的卫生香检测12室温无无助燃性H2O2自然分解缓慢2290℃水浴加热很少有助燃性加热能促进H2O2分解32滴3.5%FeCl3溶液2滴较多助燃性较强Fe3＋能催化H2O2分解42滴加20%肝脏研磨液2滴很多助燃性更强过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高②实验过程中变量及对照分析自变量因变量无关变量对照组实验组2号9℃水浴加热3号加3.5%FeCl3溶液4号加20%肝脏研磨液H2O2分解速度用单位时间内产生的气泡数目多少表示加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3溶液和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管 ③实验结论酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。Ⅱ.证明酶的专一性实验酶实验原理酶酶（1）淀粉（非还原性糖）→麦芽糖酶蔗糖（非还原性糖）→葡萄糖+果糖还原性糖＋斐林试剂―→砖红色Cu2O↓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。2．实验流程序号项目试管号121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鲜的淀粉酶溶液2mL振荡2mL振荡460℃热水保温5min5min5加斐林试剂2mL振荡2mL振荡6将试管下半部放入热水中加热2min2min7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解注意：基本技术要求(1)保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。如果蔗糖中混有少量的葡萄糖或果糖或蔗糖放置久了受细菌作用部分分解成单糖，则与斐林试剂共热时能生成砖红色沉淀，而得不到正确的实验结论。为了确保实验的成功，实验之前应先检验一下蔗糖的纯度。(2)在实验中，质量分数为3%的蔗糖溶液要现用现配(以免被细菌污染变质)，取唾液时一定要用清水漱口，以免食物残渣进入唾液中。(3)制备的可溶性淀粉溶液，一定要完全冷却后才能使用，因为温度过高会使酶活性降低，甚至失去催化能力。(4)证明酶的专一性实验中，既可以用不同的底物作自变量，也可以用不同的酶作自变量(底物相同)：eq\a\vs4\al(底物1→,底物2→)eq\x(酶)eq\a\vs4\al(→结果1,→结果2)或eq\a\vs4\al(酶1→,酶2→)eq\x(\a\al(底,物))eq\a\vs4\al(→结果1,→结果2)注意：实验中所用酶的来源不同，则所需最适温度也不同。若淀粉酶为市售的α－淀粉酶，其最适温度为50～75℃；若淀粉酶来自人体或生物组织，则最适温度为37℃左右。Ⅲ.探究影响酶活性的条件1．实验原理2．实验流程(1)温度对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31加等量可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不同温度条件60℃热水(5分钟)沸水(5分钟)冰块(5分钟)3加等量新鲜淀粉酶溶液1mL(5分钟)1mL(5分钟)1mL(5分钟)4加等量碘液1滴1滴1滴5观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色)蓝色蓝色【特别提醒】(1)本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物是过氧化氢。在加热的条件下分解也会加快。(2)本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。本实验中第②、③步一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。(2)pH对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的新鲜淀粉酶溶液1mL1mL1mL2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸馏水1mLNaOH1mLHCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL4放60℃热水中相等时间5分钟5分钟5分钟5加等量斐林试剂并摇匀2mL2mL2mL6水浴加热2分钟2分钟2分钟7观察实验现象出现砖红色沉淀无变化无变化【特别提醒】(1)实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。(2)注意实验步骤的顺序：必须先将酶置于不同环境条件下(不同pH或不同温度)，然后再加入反应物。(3)注意选择检验实验结果的试剂3.实验结论酶的活性需要适宜的温度和pH，高温、低温以及过酸、过碱都将影响酶的活性。注意：(1)在探索温度与酶活性实验中，操作2与操作3一定不能颠倒顺序。(2)在探索pH与酶活性实验中，操作2与操作3顺序不能颠倒。考点四ATP在能量代谢中的作用一、ATP的结构和功能1、结构：ATP的结构简式是A—P～P～P，一个ATP分子中含有一个普通磷酸键，两个高能磷酸键，三个磷酸基。2、功能：直接给细胞的生命活动提供能量。二、ATP与ADP的相互转化1、ATP水解：在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。2、ATP形成：在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与磷酸结合，重新形成ATP。3、ATP形成的能量来源（1）对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于细胞呼吸，对于绿色植物来说，则来自于光合作用和细胞呼吸。（2）细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物体的共性。三、ATP的利用1、ATP可用于主动运输、生物发电和发光、肌细胞收缩、大脑思考等。2、细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的形成相联系。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。四、ATP产生速率与O2供给量之间的关系1、A点表示在无