大纲生物 第三章 第1、2节.ppt

1、第三章生物的新陈代谢,1酶的本质及生理作用的实验验证 (1)酶是蛋白质的实验验证 实验设计思路：,通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶液是蛋白质，不出现紫色，则该酶液不是蛋白质。 实验中自变量是待测酶液和已知蛋白液，因变量是是否有紫色反应。,酶的本质、生理作用及适宜 条件的实验分析,(2)酶的催化作用 实验设计思路：,实验中自变量是相应酶液的有无，因变量是底物是否被分解。,2酶的适宜条件的实验探究 (1)实验设计的基本思路 先设置较大梯度的实验组，初步确定最适值的范围，再缩小梯度，确定最适值。 明确每个实验的自变量与因变量，并且恰当处理自变量，确保其他无关变量的统一性，即：严格遵循单一变量原

2、则。,(2)最适温度的实验探究 实验设计思路：,特别提醒因变量应选择一种可观测、检验或易记录的指标，如气泡的生成量、颜色的明显变化等。 若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度时，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不应选择斐林试剂，因为斐林试剂需要加热，而该实验需要严格控制温度。 在探究最适pH时，必须先将酶液调节到所需pH，再加入底物，切不可将底物加入到酶液中再调节pH，以防止酶在未改变pH之前水解底物，从而无法证实pH改变对酶活性的影响。,1(2011年临汾质检)为了探究口腔的分泌液中有无蛋白酶，某学生设计了两组实验，如下图所示。在37 水浴中保温一段时间后，1,2中加入适量双缩脲试剂，3,4不加

3、任何试剂，下列实验能达到目的是(),A实验 B实验 C实验、实验都能 D实验、实验都不能 解析：实验无论口腔分泌液有无蛋白酶，加入双缩脲试剂后1、2都会发生紫色反应。正确的做法应该像实验一样，用蛋白块，直接用肉眼观察蛋白块是否消失，若消失，则表明口腔分泌液中有蛋白酶，若蛋白块没有变化，则表明口腔的分泌液中没有蛋白酶。 答案：A,1酶促反应的表示方法 单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量。 2研究影响酶促反应因素的方法 研究某一因素对酶促反应速率的影响，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。 3影响酶促反应的因素分析 (1)底物浓度和酶浓度对酶促 反应速率的影响,影响酶促反应的

4、曲线图分析,甲图中：在其他条件适宜，酶量一定的条件下，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，受酶数量限制，酶促反应速率不再增加。 在乙图中：在其他条件适宜，底物量一定时，酶促反应速率随酶浓度增加而加快，当酶达到一定浓度时，受底物数量的限制，酶促反应速率不再增加。 在其他条件适宜的情况下，若底物足量，则酶促反应速率与酶浓度成正比(丙图)，若酶足量，则酶促反应速率与底物浓度成正比(丁图)。,(2)温度和pH对酶促反应速率的影响,甲、乙曲线表明： a在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。 b过酸、过碱、高温都会使酶分子结

5、构被破坏而失活，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。 从丙图中可以看出： a图中反映出影响酶活性的两个因素：pH和温度。 b反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。,(3)反应时间与酶促反应速率之间的关系 Oa段由于底物充足，酶是限制因素， 酶促反应速率处于一个最大值水平。 ab段酶促反应速率下降的原因是： 随着时间的推移，底物越来越少， 在ab段限制因素不是酶，而是底物的量，即底物越来越少，酶促反应速率越来越慢，当达到b点时，底物变为0，酶促反应速率也变为0。 在ab段虽然酶促反应速率下降，但酶的催化效率没有发生变化。 特别提醒不同酶所需的最适温度不同，如人的

6、唾液淀粉酶最适温度一般为37 ，但市场上销售的淀粉酶最适温度却是60 。 不同酶所需的最适pH不同，如人的胃蛋白酶的适宜pH约为1.52.2，胰蛋白酶的最适pH约为8.09.0。,2(2009年高考宁夏理综)如图表示酶活性与 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：酶活性受温度的影响，在低温时酶活性低，随着温度的升高，酶活性逐渐增强，到达最适温度后，再升高温度，酶活性下降，当温度过高时，酶的空间

7、结构被破坏，酶变性失活，因此B项正确。温度由t2下降到最适温度，酶活性升高；酶在低温时活性降低，但空间结构不会被破坏，温度升高，酶活性恢复，因此常在低温下保存酶。 答案：B,1来源 ATP在生物体内含量不多，需要不断合成，其产生途径可总结如下：,(1)植物产生ATP的途径有光合作用与呼吸作用，动物产生ATP的途径有呼吸作用和磷酸肌酸的分解。 (2)热能是有机物氧化分解时与ATP同时产生的，热能不能转化为ATP中的能量。,ATP来源及去路的分析,(3)呼吸作用中ATP的产生速率与O2 供应量之间的关系可用如图表示： 在无氧条件下，可通过无氧呼吸 分解有机物，产生少量ATP。 随O2供应量增多，有

8、氧呼吸明显 加强，ATP产生速率随之增加，但 当O2供应量达到一定值后，ATP产 生速率不再增加，此时的限制因素 可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。 2去路 (1)光反应产生的ATP：用于暗反应过程中C3的还原，ATP中的能量被转移到暗反应所生成的有机物中。 (2)呼吸作用产生的ATP：作为细胞的能量通货，直接用于各项生命活动，如肌肉收缩、神经传导、主动运输、物质合成、发光、发电等。,3(2009年高考上海卷)下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是() A适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2 B只要提供O2，线粒体就能为叶绿体提供CO2和ATP C无光条件下，线粒体和叶绿体都产生

9、ATP D叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应 解析：适宜光照下，在叶绿体内进行光合作用，在其光反应阶段可产生ATP，但不消耗O2。因可以合成ATP，故叶绿体内有ATP合成酶。若提供O2，在线粒体内可以进行有氧呼吸产生CO2，提供给叶绿体，但不能为叶绿体提供ATP。无光条件下，叶绿体内不能进行光合作用，故不产生ATP。线粒体内进行有氧呼吸产生ATP，发生氧化还原反应。 答案：D,【实验原理】 1比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率,2.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用,(3)用淀粉酶分别催化淀粉溶液和蔗糖溶液后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，

10、从而探索酶的专一性。,比较过氧化氢酶和Fe 3+的 催化效率、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用,【实验流程】 1比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率,2探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用,【实验分析】 1比较过氧化氢酶和Fe3催化效率实验过程中应注意哪些问题？ 提示：(1)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液不能_。原因是_，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性。 (2)过氧化氢有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。 (3)观察实验现象时，通过观察同一时间内两支试管中_来比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率。观察指标：气泡产生速率、卫生香_等。 【答案】(1)合用一支滴管酶的催化效率具有高效性 (3)气泡产生

11、量和产生速率 燃烧程度,2探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验的自变量、因变量是什么？除教材实验设计思路外还有哪些设计思路？ 提示：(1)教材实验的自变量是_，因变量是_。 (2)该实验的另一设计思路为： 自变量是酶的不同，因变量是还原糖的产生情况。,【答案】(1)底物不同有无还原糖产生 (2)底物1酶2 底物1不被水解,3探索淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验中，应注意哪些问题？ 提示：(1)酶与底物混合后，应将试管在_(淀粉酶为60 ，唾液淀粉酶为37 )保持一段时间后，再加入斐林试剂共热，否则会导致酶因温度过高而失活。 (2)制备的可溶性淀粉溶液，必须_后才能使用，如果用刚煮沸的可溶性淀粉溶液进行

12、实验，会因温度过高而破坏淀粉酶的活性。 (3)鉴定试剂不能选用碘液，因_与碘液都无颜色变化，这样淀粉酶是否能催化蔗糖水解就得不到验证。,【答案】(1)相应温度下(2)完全冷却 蔗糖及其分解产物葡萄糖和果糖,4探索淀粉酶对淀粉和蔗糖作用实验时，加入蔗糖的试管内最终也出现砖红色沉淀，其可能原因有哪些？ 提示：(1)蔗糖不纯，混有还原糖。 (2)蔗糖溶液放置时间过长，被微生物分解生成还原糖。 (3)试管不干净，试管壁上带有还原糖。,4(2009年高考全国卷)已知2H2O2=2H2OO2，可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和

13、用具设计实验，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、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。 (1)实验步骤：_。 (2)实验结果预测及结论： 整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：_。由此可得出的结论是_。 (3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80 ，重做上述实验，O2释放的速度最快的是_，原因是_。,解析：(1)要验证过氧化氢酶具有催化作用，需将有无过氧化氢酶设置为单一变量进行对照实验。而验证过氧化氢酶具有高效性，则需要将催化剂的种

14、类(即：催化剂为过氧化氢酶或Fe3)设置为单一变量进行对照实验。(2)与Fe3相比，酶具有高效性，所以不同处理的试管中释放O2的速度从快到慢依次是：加酶溶液的试管，加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管。(3)在80 的高温环境中，酶因失活而失去催化作用，而FeCl3催化作用加快，故加FeCl3溶液的试管O2释放速度最快。而另两支试管O2释放速度无明显差异。 答案：(1)取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37 恒温水浴锅中保温适当时间； 分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和牛过氧化氢酶溶液； 观察各管中释放气泡的快慢 (2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的

15、试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性 (3)加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用加快，而牛过氧化氢酶因高温变性而失去了活性,(2009年高考全国卷)请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、试管、37 恒温水浴锅、沸水浴锅。 (1)若“”代表加入适量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。,酶活性实验的设计及分析,(2)实验步骤： 按照上表中的设计

16、，取试管、加溶液。 (3)结果预测：_。 (4)结论：_。 (5)在上述实验中，如果仅将37 恒温水浴锅的温度调到20 ，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37 时的浅，其原因是_。,【解析】本题主要考查酶的专一性的相关知识，考查考生的实验设计能力。本题要求考生完成实验设计、补全实验步骤、预测实验结果、得出实验结论，并回答相关问题，考查得比较全面。(1)对于本实验的设计，根据教材中实验的设计思路，结合题干中表格的设计提示，是很容易完成的。对照试管甲，易知试管乙要添加的是淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液；试管丙和试管丁就应该是试管甲和乙的交叉处理。(2)关于补充实验步骤，考

17、生一般要根据题目给定的器材及提出的实验目的，设计或补全实验步骤，并预期结果，分析原因。这类题目体现了高考试题理论联系实际的原则和学以致用的趋势。根据步骤的提示和题干所给的材料及用具，可以推出，接下来要做的是“恒温反应”、通过斐林试剂检测实验结果、观察实验现象和记录实验结果。(3)(4)根据实验设计，试管甲和试管乙的反应能够进行，会出现砖红色沉淀；其他实验处理反应不能进行，不会出现砖红色沉淀，因此，易得出“酶的催化作用具有专一性”的结论。(5)因为酶的活性受温度影响，20 低于酶的最适温度，酶的活性较弱，产生的还原糖较少，因此，试管中的颜色比37 时浅。,【答案】(1)如表：,(2)混匀，37C

18、恒温水浴一段时间 取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间 观察实验现象并记录实验结果 (3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀 (4)酶的催化作用具有专一性 (5)20C低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少,(2011年南京测试)为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见污垢的去除能力，洗衣粉中常常会添加各种酶类。请回答有关问题： (1)根据衣物上常见的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶类有碱性蛋白酶、_等。 (2)碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的_。 (3)如图为加

19、酶洗衣粉的包装袋上的产品说明，根据你所学习的有关知识，解释注意事项的原因：_。,酶在实际生活中的应用,(4)下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关探究实验，请据表回答：,该实验设计体现了_原则。 若1号实验组洗净所需时间接近7 min，请分析最可能的原因_。 (5)添加蛋白酶的加酶洗衣粉不适宜洗涤下列哪些衣料_。 棉织品毛织品腈纶织品蚕丝织品涤纶织品锦 纶织品,【解析】(1)血渍、奶渍的成分中主要是蛋白质，因此要加入蛋白酶，而油污的主要成分为脂肪，因此用脂肪酶催化其水解，土豆泥的主要成分为淀粉和纤维素，所以还应加上淀粉酶和纤维素酶等。(2)蛋白酶对蛋白质起作用，催化其水解形成多

20、肽，从而达到去污的效果。(3)由于酶的催化作用受温度的影响，因此需要适宜的温度，而注意事项中的3050 正是洗衣粉中的酶适宜温度范围。(4)设计实验时应遵循单因子变量原则和对照原则，由表可以看出1号和2号的差别是酶的有无，如果这两种洗衣粉洗净所需时间相同的话，则说明加酶洗衣粉中的酶没有起到相应的作用，这可能是因为酶失活了。由于毛织品和蚕丝织品的主要成分均为蛋白质，所以它们不能用添加蛋白酶的加酶洗衣粉来洗涤，以避免损坏衣物。 【答案】(1)(碱性)脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶 (2)多肽(氨基酸) (3)酶的催化作用易受温度影响，3050 是洗衣粉中的酶适宜温度范围，水温过高会使酶失活 (4)单一变

21、量与对照洗衣粉中的酶变性或失活(答案合理即可) (5),1(2009年高考上海卷)将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会() A提高淀粉酶活性 B改变可溶性糖分子结构 C防止玉米粒发芽 D破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶 解析：刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水(高温)处理后酶失活从而保持其甜味。 答案：D,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

22、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 AB C D 【解析】Na进出细胞一般为主动运输，消耗能量；在体温调节中，肾上腺素和甲状腺激素是协同作用，都可以通过促进新陈代谢而达到增加产热的作用。 【答案】B,ATP的应用,2关于ATP和ADP相互转化的关系式中酶1和酶2的叙述正确的是(),A在高等植物细胞中酶1和酶2是不同的酶，但分布的场所相同 B在高等动物细胞中酶l和酶2是同种酶，分布的场所也相同 C在原核细胞中酶1和酶2是不同的酶，但分布的场所可以相同 D在真核生物细胞中酶1和酶2是同种酶，分布的场所肯定不同 解析：ATP与ADP相互转化反

23、应式中酶1是水解酶，酶2是合成酶，在高等植物细胞中酶2主要分布在叶绿体、线粒体和细胞质基质中，酶1则分布在细胞所有耗能的部位。在高等动物细胞中酶2主要分布在线粒体和细胞质基质中，在原核细胞中酶1、酶2都分布在细胞质中。 答案：C,1关于酶的叙述正确的是() A酶的基本组成单位只能是氨基酸 B一种酶只能催化一种特定的化学反应 C酶能降低反应所需的能量，加快反应速度 D唾液淀粉酶到胃内仍能发挥作用 解析：酶可能是RNA，其单位是核糖核苷酸；一种酶能催化一种或一类化学反应；唾液淀粉酶到胃内由于pH不适合而丧失活性。 答案：C,2下列有关酶的叙述正确的是() A所有酶用双缩脲试剂进行检验都可以呈现紫色

24、反应 B酶催化的专一性表现在它对底物的选择具有专一性 C酶催化反应产物对酶的活性不具有调节作用 D酶分子结构在高温、低温、过酸、过碱条件下均会受到破坏而使酶失去活性 解析：双缩脲试剂只能检验蛋白质类的酶类，对于核酸酶(RNA酶)不能检验；酶的专一性是指一种酶只作用于一种或几种相关的化合物，这叫做酶对底物的专一性；酶的催化产物可以反馈调节酶的活性；酶在低温条件下可以保持活性。 答案：B,3(2011年天水测试)生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下四种酶的作用部位分别是() 转氨酶解旋酶肠肽酶ATP水解酶 A氨基、氢键、肽键、高能磷酸键 B氨基、氢键、羟基、腺苷 C氢键、肽键、氨基酸、磷酸基

25、团 D氨基、脱氧核苷酸、多肽、腺苷 解析：考查酶的作用。转氨酶将氨基转移到其它结构上；解旋酶将连接DNA双链之间的氢键断开进行解旋；肠肽酶作用于肽键将多肽水解为氨基酸；ATP水解酶作用于高能磷酸键将ATP水解为ADP和Pi。 答案：A,4如图表示某酶促反应中反应物剩余量随pH及温度的变化曲线，下列叙述不正确的是() A该酶的最适温度是35 B随着pH的升高，酶的活性先降低后增大 C随着温度的升高，酶的最适pH不变 D酶的活性受温度和pH影响 解析：从图中看出在35 时，反应物剩余量最小，该温度是酶的最适温度；在不同温度下，pH为8时反应物剩余量始终最少，即最适pH不随温度的变化而变化；酶的活性

26、易受温度和pH的影响，在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性先增大后降低，故B项所述错误。 答案：B,5下列关于ATP的描述正确的是() A结构简式为APPP，其中A表示腺嘌呤 BATP中的高能磷酸键储存的能量多且很稳定 C细胞中ATP含量很少，但总是处于动态平衡之中 D是高能磷酸化合物，只在线粒体、叶绿体中合成 解析：ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，A错误；ATP中远离A的那个高能磷酸键在一定条件下，很容易发生水解，B错误；ATP也可以在细胞质基质中合成，D错误；ATP在细胞内含量很少，时刻与ADP之间发生相互转化，保持生物体内稳定的供能环境。 答案：C,6在生物化学反应中，当底物

27、与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如图甲所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如图甲、所示。图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时，底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题：,(1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说明酶的催化作用具有_。 (2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，故能抑制细菌合成细胞壁相关的酶的活性，其原因是_。,(3)据图乙分析，随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小的是_抑制剂，原因是_。 (4)唾液淀粉

28、酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高5 ，请在图丙中绘出相应变化曲线。,解析：酶促反应的一个重要特点是具有专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。从分子水平上来讲，专一性产生的原因是底物与酶的催化活性位点具有互补的结构，因此，如果某些物质具有与底物相似的结构，如(2)中所列的青霉素与细菌合成细胞壁的底物，就会和底物竞争与酶结合的机会，导致酶催化活性的降低，这就是竞争性抑制。解除或减弱竞争性抑制的方法是增大底物浓度，以使底物与酶结合的机会更大。酶的催化效率在最适温度时最高，超过最适温度，酶促反应的速率会降低。 答案：(1)专一性 (2)青霉素能与这些酶的活性位点结

29、合(或：酶活性位点被封闭)，使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合机会下降 (3)竞争性 底物浓度越高，底物与酶活性位点结合机会越大，竞争性抑制剂和酶活性位点结合机会越小 (4)见下图,1(2010年高考全国卷)下列四种现象中，可以用右图表示的是() A理想条件下种群数量随时间的变化 B一个细胞周期中DNA含量随时间的变化 C条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化 D在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化 解析：理想条件下种群数量随时间的变化呈“J”型增长曲线，A项错；一个细胞周期中，DNA在分裂间期完成复制(n2n)，在分裂后期又平均分配到两个子细胞中(2nn)，不会从“O”点开始，也不会维持在一定水平，B项错；条件适宜、底物充足时，酶促反应速率随酶量的增加呈直线上升，C项错；在适宜条件下，光合作用强度在开始阶段随CO2含量的增加而上升，由于植物叶肉细胞的内在因素(如C5的含量、酶的数量等)的限制，在CO2含量增大到一定范围后光合作用强度不再上升，D项对。 答案：D,2(2010年高考全国卷)水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。右图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是() A甲B乙 C丙