高考生物第一轮复习知识拓展 4.11细胞的能量供应和利用课件 新人教版必修1

第第4章细胞的能量供应和利用章细胞的能量供应和利用本章包括本章包括4节：第节：第1节节降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶、第、第2节节细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP、第、第3节节ATP的主要来的主要来源源细胞呼吸细胞呼吸、第、第4节节能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用。酶的特性和酶的特性和ATP在每年各地的高考试题中出现的频率高，在每年各地的高考试题中出现的频率高，所占分值高。而细胞呼吸和光合作用是生物学的核心内容，所占分值高。而细胞呼吸和光合作用是生物学的核心内容，尤其是光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素及有关的实尤其是光合作用和细胞呼吸的过程、影响因素及有关的实验探究、在生产实践中的应用等都是高考的重点和热点。验探究、在生产实践中的应用等都是高考的重点和热点。试题常借助结构模式图、坐标曲线图、数据表格、装置图、试题常借助结构模式图、坐标曲线图、数据表格、装置图、实验设计等形式，以考查学生的理解能力、获取信息的能实验设计等形式，以考查学生的理解能力、获取信息的能力、综合运用的能力和实验与探究的能力。力、综合运用的能力和实验与探究的能力。题型涉及选择、简答、实验、图文转换，难度覆盖高、题型涉及选择、简答、实验、图文转换，难度覆盖高、中、低，尤其是与生产和生活实际密切联系的知识。中、低，尤其是与生产和生活实际密切联系的知识。在复习中应注意如下几个方面：在复习中应注意如下几个方面：1代谢与细胞的结构、生命活动的调节、遗传与变异、代谢与细胞的结构、生命活动的调节、遗传与变异、生物与环境等的关系。生物与环境等的关系。2代谢各组成方面之间的相互关系。代谢各组成方面之间的相互关系。3影响酶活性的一系列探究实验。影响酶活性的一系列探究实验。4光合作用、影响光合作用因子的探究及相关原理在农光合作用、影响光合作用因子的探究及相关原理在农业生产中的应用分析。业生产中的应用分析。5呼吸作用与光合作用的相互关系、影响呼吸作用的因呼吸作用与光合作用的相互关系、影响呼吸作用的因子、呼吸作用的实质与意义、呼吸作用在生产生活中的应子、呼吸作用的实质与意义、呼吸作用在生产生活中的应用与探究。用与探究。6相关曲线模型的分析。相关曲线模型的分析。尤其注意知识的整合，构建合理的知识结构。同时应尤其注意知识的整合，构建合理的知识结构。同时应用比较法或图解法，寻找各种生命现象的本质规律，发用比较法或图解法，寻找各种生命现象的本质规律，发掘知识本身或与其有关的生产与生活现象作素材进行探掘知识本身或与其有关的生产与生活现象作素材进行探究，以提高实验能力与探究能力。究，以提高实验能力与探究能力。本章知识与生产、生活联系较多，如加酶洗衣粉的使本章知识与生产、生活联系较多，如加酶洗衣粉的使用、多酶片、溶菌酶、含酶牙膏、生物体发电及发光、用、多酶片、溶菌酶、含酶牙膏、生物体发电及发光、农业上提高农作物产量、种子的储存等，要注意分析这农业上提高农作物产量、种子的储存等，要注意分析这些实际例子中生物原理的应用。些实际例子中生物原理的应用。第十一课时降低化学反应活化能的酶第十一课时降低化学反应活化能的酶考点一酶的作用和本质考点一酶的作用和本质【基础知识整合基础知识整合】1细胞代谢：细细胞代谢：细 胞胞 中中 每每 时时 每每 刻刻 都都 进进 行行 着着 许许多多 ，统称为细胞代谢。是细胞生命活，统称为细胞代谢。是细胞生命活动的基础。动的基础。化学反应化学反应2酶的作用机理：酶的作用机理：(1)活化能：分子从活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的 所所需要的能量称为活化能。需要的能量称为活化能。(2)催化剂的作用：提高催化剂的作用：提高 ，促进化学反应的进行。，促进化学反应的进行。(3)作用机理：作用机理： 。与无机催化剂相比，酶。与无机催化剂相比，酶 的作用更显著。的作用更显著。3酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是 ；在；在20世纪世纪80年代，又发现少数年代，又发现少数 也具有催化作也具有催化作用。用。4酶的本质：酶是酶的本质：酶是 产生的具有催化作用的产生的具有催化作用的 ，其中，其中绝大多数是绝大多数是 ，少数是，少数是 。5酶的作用：通过酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可实验，可以说明酶在细胞代谢中具有以说明酶在细胞代谢中具有 作用，同时证明，与无机催化剂相作用，同时证明，与无机催化剂相比，酶具有比，酶具有 的特性。的特性。常态常态 活跃状态活跃状态 化学反化学反 应速率应速率降低活化能降低活化能 蛋白质蛋白质 RNA 活细胞活细胞 有机物有机物 蛋白质蛋白质 RNA 催化催化 高效性高效性 降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能 【知识拓展知识拓展】1酶的本质及生理功能酶的本质及生理功能化学本质化学本质绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质少数是少数是RNA合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成场所合成场所核糖体核糖体细胞核细胞核(真核生物真核生物)来源来源一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶生理功能生理功能生物催化作用生物催化作用作用原理作用原理降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能2酶化学本质的实验验证酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液双缩脲试剂实验组：待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色反应是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液双缩脲试剂对照组：已知蛋白液双缩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：待测酶液吡罗红染液实验组：待测酶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溶液吡罗红染液溶液吡罗红染液出现红色出现红色特别提醒 酶的化学本质还可利用酶的专一性原理进行证明，其方法是将某一待测酶分别用蛋白酶和核糖核酸酶进行处理，然后观察该待测酶是否还具有催化作用。【典例精析典例精析】【例例1】(2011新课标卷新课标卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处甲、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右图所示。下列分析错理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是误的是( )A甲酶能够抗该种蛋白酶降解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乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变B【考查类型考查类型】本题主要考查酶的化学本质。本题主要考查酶的化学本质。【解析解析】首先需要了解大部分酶的本质是蛋白质，首先需要了解大部分酶的本质是蛋白质，少量的酶是少量的酶是RNA，用蛋白酶处理后，乙酶活性降低，用蛋白酶处理后，乙酶活性降低，说明乙酶的成分是蛋白质，被蛋白酶处理后被分解，说明乙酶的成分是蛋白质，被蛋白酶处理后被分解，而甲酶不变，则说明甲酶可能成分是而甲酶不变，则说明甲酶可能成分是RNA或者是能够或者是能够抗这种蛋白酶降解的蛋白质。抗这种蛋白酶降解的蛋白质。【方法归纳方法归纳】解答与本知识点有关的题目关键在于解答与本知识点有关的题目关键在于弄清相关概念。弄清相关概念。考点二酶的特性考点二酶的特性【基础知识整合基础知识整合】1 ：酶的催化效率大约是：酶的催化效率大约是 的的1071013倍。倍。2专一性：每一种酶只能催化专一性：每一种酶只能催化 化学反应。化学反应。3作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在比作用条件较温和：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的，较温和的条件下进行的， ，都会，都会使酶的使酶的 遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性酶的活性 ，但不会失活。，但不会失活。高效性高效性无机催化剂无机催化剂一种或一类一种或一类过酸、过碱或温度过高过酸、过碱或温度过高空间结构空间结构很低很低【知识拓展知识拓展】酶的专一性的验证实验分析：酶的专一性的验证实验分析：(1)实验原理实验原理用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，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，即可验证酶的专一性。化作用，即可验证酶的专一性。(2)实验程序实验程序序号序号项目项目试管试管121注入可溶性淀粉注入可溶性淀粉2mL无无2注入蔗糖溶液注入蔗糖溶液无无2mL3注入新鲜淀粉酶溶液注入新鲜淀粉酶溶液2mL振荡振荡2mL振荡振荡450温水保温温水保温5min5min5加斐林试剂加斐林试剂1mL振荡振荡1mL振荡振荡6将试管下部放入将试管下部放入60热水中热水中2min2min7观察实验结果观察实验结果有砖红色有砖红色沉淀沉淀无砖红色无砖红色沉淀沉淀结论结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解特别提醒特别提醒 (1)证明酶的专一性实验中，既可以用不同的底物作自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变量，也可以用不同的酶作自变量(底物相同底物相同)。即：。即：(2)实验所用淀粉酶的来源不同，则所需控制的温度也不实验所用淀粉酶的来源不同，则所需控制的温度也不同。若来源于植物，其最适温度为同。若来源于植物，其最适温度为4050；若来自；若来自人体，则最适温度为人体，则最适温度为37左右。左右。【典例精析典例精析】【例例2 2】取取1 15 5号五支试管，分别加入号五支试管，分别加入2mL 0.5mol/L2mL 0.5mol/L的的过氧化氢溶液，进行如下实验：过氧化氢溶液，进行如下实验：试管试管编号编号12345加入加入物质物质1mL唾液唾液锈铁钉锈铁钉生土豆块生土豆块熟土豆块熟土豆块生土豆块生土豆块和稀盐酸和稀盐酸实验实验结果结果几乎无气泡几乎无气泡少量气泡少量气泡大量气泡大量气泡几乎无气泡几乎无气泡少量气泡少量气泡根据上述实验，判断下列说法正确的是根据上述实验，判断下列说法正确的是( )能说明酶具有专一性的是能说明酶具有专一性的是1号和号和3号试管的实验号试管的实验能说明酶具有高效性的是能说明酶具有高效性的是3号和号和4号试管的实验号试管的实验2号实验说明氧化铁可将过氧化氢氧化成氧气号实验说明氧化铁可将过氧化氢氧化成氧气3号与号与5号实验说明酶的催化效率受溶液酸碱度的影响号实验说明酶的催化效率受溶液酸碱度的影响A BCDC【考查类型考查类型】本题通过实验的形式考查酶的特性，具本题通过实验的形式考查酶的特性，具有较强的综合性和较大的难度。有较强的综合性和较大的难度。【解析解析】1号加入的唾液含有唾液淀粉酶，没有过氧化号加入的唾液含有唾液淀粉酶，没有过氧化氢酶，由于酶具有专一性，因而几乎无气泡产生；氢酶，由于酶具有专一性，因而几乎无气泡产生；2号锈号锈铁钉是无机催化剂，反应速度慢；铁钉是无机催化剂，反应速度慢；3号生土豆块中有过氧号生土豆块中有过氧化氢酶，反应速度快，可产生大量的气泡；化氢酶，反应速度快，可产生大量的气泡；4号因高温使号因高温使酶变性失活；酶变性失活；5号因过酸使酶变性失活。由此可见，号因过酸使酶变性失活。由此可见，3号号是对照组，是对照组，1、2、4、5均为实验组。均为实验组。1、3号对照说明酶号对照说明酶的专一性，的专一性，2、3号对照说明酶的高效性，号对照说明酶的高效性，3、4号对照说号对照说明酶受温度的影响，明酶受温度的影响，3、5号对照说明酶受号对照说明酶受pH的影响。的影响。【方法归纳方法归纳】在草稿纸上画出在草稿纸上画出5支试管，标明加入的物支试管，标明加入的物质，然后进行比较，这样可以很直观地得出结论。质，然后进行比较，这样可以很直观地得出结论。课时练习十二一、选择题一、选择题(每小题只有一个正确选项每小题只有一个正确选项)1下列最能说明酶具有高效性的实验是下列最能说明酶具有高效性的实验是( )A将将FeCl3溶液和肝脏研磨液分别加入盛有等量的溶液和肝脏研磨液分别加入盛有等量的H2O2的甲、乙两支的甲、乙两支试管中，乙试管中释放氧气的速度远远大于甲试管试管中，乙试管中释放氧气的速度远远大于甲试管B将将10%的淀粉酶和稀释的淀粉酶和稀释10倍的淀粉酶分别加入盛有等量的倍的淀粉酶分别加入盛有等量的1%淀粉淀粉溶液的甲、乙两支试管，淀粉分解的速度基本相等溶液的甲、乙两支试管，淀粉分解的速度基本相等C将等量的人的唾液淀粉酶和萌发的小麦种子中的淀粉酶加入盛有将等量的人的唾液淀粉酶和萌发的小麦种子中的淀粉酶加入盛有等量的等量的1%的淀粉溶液的甲、乙两支试管中，发现甲试管中分解淀粉的的淀粉溶液的甲、乙两支试管中，发现甲试管中分解淀粉的速度比乙试管中的快速度比乙试管中的快D将淀粉酶液等量加入盛有等量将淀粉酶液等量加入盛有等量1%淀粉溶液的甲、乙两支试管中，淀粉溶液的甲、乙两支试管中，甲、乙分别保温在甲、乙分别保温在10和和30条件下，结果乙试管中淀粉分解的速度条件下，结果乙试管中淀粉分解的速度快于甲快于甲A【解析解析】用生物催化剂酶和无机催化剂用生物催化剂酶和无机催化剂FeCl3溶液比较溶液比较最能说明酶的高效性。最能说明酶的高效性。B选项是说明酶浓度对酶催化效选项是说明酶浓度对酶催化效率的影响，率的影响，C选项是说明酶的种类对酶催化效率的影响，选项是说明酶的种类对酶催化效率的影响，D选项是说明温度对酶催化效率的影响。选项是说明温度对酶催化效率的影响。2下列有关酶的叙述正确的结论有下列有关酶的叙述正确的结论有( )产生酶的细胞都有分泌功能产生酶的细胞都有分泌功能部分从食物中获得，部分从食物中获得，部分在体内转化部分在体内转化酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸酶是生物催化剂酶是生物催化剂生长激素与呼吸酶可来自于同一个生长激素与呼吸酶可来自于同一个细胞细胞能降低化学反应的活化能能降低化学反应的活化能A3个个B4个个C5个个D6个个B3下图表示一个酶促反应，它所能反映酶的一个特性下图表示一个酶促反应，它所能反映酶的一个特性和和A、B、C最可能的物质依次是最可能的物质依次是( )A高效性蛋白酶蛋白质多肽高效性蛋白酶蛋白质多肽B专一性淀粉酶淀粉麦芽糖专一性淀粉酶淀粉麦芽糖C专一性麦芽糖酶麦芽糖葡萄糖专一性麦芽糖酶麦芽糖葡萄糖D高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸B4下列需要核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜等下列需要核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜等的作用才能形成的酶是的作用才能形成的酶是( )A呼吸作用有关的酶呼吸作用有关的酶 B光合作用有关的酶光合作用有关的酶 C唾液淀粉酶唾液淀粉酶D过氧化氢酶过氧化氢酶C5下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )A当反应温度由当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由当反应温度由T1调到最适温度时，酶活性上升调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在酶活性在t2时比时比t1高，故高，故t2时更适合酶的保存时更适合酶的保存D酶活性在酶活性在t1时比时比t2低，表明低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重时酶的空间结构破坏更严重B6下列有关酶的叙述，正确的是下列有关酶的叙述，正确的是( )A高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质C细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D细胞质中没有作用于细胞质中没有作用于DNA的解旋酶的解旋酶【解析解析】只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是以是蛋白质，也可以是RNA。细胞质基质中可完成有氧。细胞质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候需要复制和转录的时候需要DNA解旋酶。解旋酶。C7(2011天津天津)下列有关酶的叙述正确的是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连接酶可连接连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸双链的氢键，使双链延伸【解析解析】酶是活细胞产生的具有催化能力的一类有机物，酶是活细胞产生的具有催化能力的一类有机物，大多数为蛋白质，少数为大多数为蛋白质，少数为RNA，所以酶的基本组成单位是，所以酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。酶的催化作用是通过降低化学反应氨基酸或核糖核苷酸。酶的催化作用是通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率的。在动物细胞培养中，将的活化能来提高化学反应速率的。在动物细胞培养中，将动物组织块制成细胞悬浮液所使用的方法是利用胰蛋白酶动物组织块制成细胞悬浮液所使用的方法是利用胰蛋白酶的酶解法。的酶解法。DNA连接酶是将连接酶是将DNA片段连接在一起，作用部片段连接在一起，作用部位是位是DNA主链上的磷酸二酯键。主链上的磷酸二酯键。C二、非选择题二、非选择题8过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，其催化活性可过氧化氢酶能催化过氧化氢分解为水和氧气，其催化活性可用如下方法测定：用打孔器将滤纸制成小圆片，浸泡在含酶的过用如下方法测定：用打孔器将滤纸制成小圆片，浸泡在含酶的过氧化氢缓冲液中。实验开始时，小圆片沉降在溶液底部，但后来氧化氢缓冲液中。实验开始时，小圆片沉降在溶液底部，但后来会浮出液面，记录小圆片上浮时间，用时间的倒数来表示过氧化会浮出液面，记录小圆片上浮时间，用时间的倒数来表示过氧化氢酶的催化活性。为研究底物浓度对酶催化活性的影响，在不同氢酶的催化活性。为研究底物浓度对酶催化活性的影响，在不同浓度的过氧化氢溶液中重复进行实验。结果如图所示：浓度的过氧化氢溶液中重复进行实验。结果如图所示：请分析并回答：请分析并回答：(1)滤纸小圆片进行到一定时间后开始上浮的原因是滤纸小圆片进行到一定时间后开始上浮的原因是(2)实验中过氧化氢溶液用缓冲液的目的是实验中过氧化氢溶液用缓冲液的目的是 。(3)据图中曲线描述底物浓度与过氧化氢酶催化活性间的据图中曲线描述底物浓度与过氧化氢酶催化活性间的关系：关系： 。H2O2分解产生分解产生O2，O2形成的气泡推动小圆片上浮形成的气泡推动小圆片上浮。维持维持pH稳定，稳定，保持酶的活性保持酶的活性随底物浓度的增大酶活性变大，到一定浓度后，随底物浓度的增大酶活性变大，到一定浓度后，酶的活性不再继续增大酶的活性不再继续增大(4)当底物浓度超过当底物浓度超过140molL1时，反应速率不再加快的时，反应速率不再加快的原因是原因是 。(5)若要研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，则实验若要研究温度对过氧化氢酶催化活性的影响，则实验的变量由的变量由 调整为调整为 ，根据，根据 原则，原则，各组实验的其他条件应保持一致。各组实验的其他条件应保持一致。酶的数量有限酶的数量有限底物浓度底物浓度温度温度单一变量单一变量9桃果实成熟后，如果软化快，耐贮运性就会差。下桃果实成熟后，如果软化快，耐贮运性就会差。下图表示常温下图表示常温下A、B两个品种桃果实成熟后硬度等变化两个品种桃果实成熟后硬度等变化的实验结果。的实验结果。据图回答：据图回答：(1)该实验结果显示桃果实成熟后硬度降低，其硬度该实验结果显示桃果实成熟后硬度降低，其硬度降低与细胞壁中的降低与细胞壁中的 降解有关，该物质的降降解有关，该物质的降解与解与 的活性变化有关；也与细胞壁中的活性变化有关；也与细胞壁中的的 降解有关，该物质的降解与降解有关，该物质的降解与 的活性的活性变化有关。变化有关。(2)A、B品种中耐贮运的品种是品种中耐贮运的品种是 。(3)依据该实验结果推测，桃果实采摘后减缓变软的依据该实验结果推测，桃果实采摘后减缓变软的保存办法应该是保存办法应该是 ，因为，因为 。(4)采摘后若要促使果实提前成熟，可选用的方法有采摘后若要促使果实提前成熟，可选用的方法有 和和 。(5)一般来说，果实成熟过程中还伴随着绿色变浅，一般来说，果实成熟过程中还伴随着绿色变浅，其原因是其原因是 。纤维素纤维素纤维素酶纤维素酶果胶质果胶质果胶酶果胶酶A适当降低温度适当降低温度低温可降低温可降低有关酶的活性，延缓果实软化低有关酶的活性，延缓果实软化用乙烯进行处理用乙烯进行处理适当提高贮存温度适当提高贮存温度叶绿素分解导致含量降低叶绿素分解导致含量降低