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细胞的能量供应和利用,第5章,1本章内容较多，是高考的热点，主要考点有呼吸作用和光合作用的基本过程、影响光合作用速率的因素、酶与ATP在细胞代谢中的作用等。高考中涉及的实验主要有三个，分别是探究影响酶活性的因素、探究酵母菌的呼吸方式、叶绿体色素的提取和分离。 2预计本章内容依然是2016年高考的热点，命题时趋向于以生活实例或图表曲线为载体，考查对细胞呼吸和光合作用原理的理解与应用，或结合酶活性的影响因素，考查实验与探究能力。,本章内容是必修1的核心内容之一，在知识方面的要求较高，都属于理解或应用层次。在复习备考中要注意以下几个方面： 1理解酶和ATP的作用原理；在理解细胞呼吸和光合作用的原理的基础上熟悉有氧呼吸和光合作用的过程，以及有氧呼吸与无氧呼吸的联系，细胞呼吸与光合作用的联系；做到理论联系实际，掌握细胞呼吸和光合作用在生产实践中的应用。 2高考对本章的能力考查主要考查学生的文字理解能力；图表、曲线的分析能力；对细胞呼吸和光合作用的综合运用能力以及实验探究能力。,第1、2节 降低化学反应活化能的酶、 细胞的能量“通货”ATP,一、酶的作用和本质 1酶的作用 (1)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为_。细胞代谢是细胞_的基础。 (2)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_所需要的能量。 (3)催化剂(酶及无机催化剂)的作用机理是_。,细胞代谢,生命活动,常态,活跃状态,降低化学反应的活化能,(4)实验：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，证明酶具有_能力，而且酶比无机催化剂降低活化能的作用更显著，具有_。 (5)作用意义：细胞代谢能在_条件下快速进行，是由于酶的催化作用。,催化,高效性,温和,2酶本质的探索过程 (1)1857年，法国微生物学家巴斯德认为：没有_的参与，糖类是不可能变成酒精的。 (2)德国化学家李比希认为：引起发酵的物质是_裂解后释放出来的。 (3)毕希纳把从酵母细胞中提取出的引起发酵的物质称为_。,酵母活细胞,酵母细胞死亡,酿酶,(4)1926年，美国的萨姆纳第一个提取出_，并证明了脲酶是_，其作用是分解_。 (5)20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数_也具有生物催化功能。 3酶的本质(归纳)：酶是_产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是_，少数酶为RNA。,脲酶,蛋白质,尿素,RNA,活细胞,蛋白质,高效性,专一性,较温和,最适宜,明显降低,APPP,高能磷酸键,磷酸基团,提供能量,细胞的主动运输,肌肉收缩,远离腺苷,一个游离的磷酸(Pi),呼吸作用,呼吸作用和光合作用,共性,1酶的化学本质及作用,酶的化学本质及生理功能,2酶化学本质的实验验证 (1)证明某种酶是蛋白质 实验组：待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色反应。 对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色反应。 (2)证明某种酶是 RNA 实验组：待测酶液吡罗红染液是否呈现红色。 对照组：已知 RNA 溶液吡罗红染液呈现红色。,3酶与激素的比较,酶、激素、载体、抗体与蛋白质关系如下图所示,下列有关酶的叙述，正确的是( ) 是由有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得，有的在体内转化而来 凡是活细胞都能产生酶 酶都是蛋白质 有的酶是蛋白质 酶在代谢中有多种功能 酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用，其催化作用的实质是降低化学反应的活化能 病毒也能合成酶 A B C D,解析 酶是由活细胞产生的，食物中的酶经消化后变成氨基酸，所以酶本身不能被直接吸收；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA；酶只是起催化作用，其催化作用的实质是降低化学反应的活化能，对生命活动起调节作用的是激素；病毒只有核酸和蛋白质，其所需的酶在宿主细胞中合成。 答案 A,(2013贵州模拟)下面关于酶的表述中，全面而准确的是( ) A酶不能脱离生物体起作用 B酶都是蛋白质 C酶与无机催化剂没有本质区别 D酶是活细胞产生的有催化作用的有机物 【答案】D 【解析】酶在体外也能起催化作用。,常见的有关酶的错误说法,(2013安徽马鞍山二模)关于酶的性质，下列叙述错误的是( ) A一旦离开活细胞，酶就失去催化能力 B酶的催化效率很高，但受温度和酸碱度的影响 C化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变 D酶与双缩脲试剂不一定发生紫色反应,解析 在适宜的条件下，酶离开活细胞也有催化作用，如动物体内的消化酶。蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 答案 A,纠错 有关酶的几种说法辨析,(2013课标)关于酶的叙述，错误的是( ) A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中 B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构 C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度 D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 【答案】B 【解析】低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回复到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，所以B错。,1表示酶催化作用实质的曲线,与酶有关的曲线解读,(1)酶催化化学反应的过程，降低了化学反应的活化能，使反应物中的活化分子增多，反应更容易进行。 (2)没有催化剂时，化学反应需要的活化能最多。 (3)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。 2表示酶高效性的曲线,(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 (3)酶只能催化已存在的化学反应。 3表示酶专一性的曲线,(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。 (2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。 (3)表示酶专一性的图解 A表示酶，B表示被催化的反应物。 酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。,4影响酶活性的因素 (1)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 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的增加而加快；当底物浓度达到一定限度时，受酶量及酶活性的限制，酶促反应速率达到最大后不再增加。 在底物足够，其他条件不变且理想的条件下，酶促反应的速率与酶浓度成正比。,(2)温度和pH对酶活性的影响 在一定的温度范围内，酶活性随温度的升高而升高。酶活性最高时的温度，为酶的最适温度，若超过最适温度，酶活性随温度的升高而逐渐下降，甚至失活。 酶活性最强时的pH，为该酶的最适pH。若超过或低于最适pH，酶活性降低，甚至丧失。,每一种酶都有一个最适温度和最适pH。低温及温度略高和pH略微偏高或偏低都可抑制酶的活性；高温、过酸、过碱都会破坏酶的分子结构，将使酶永久失活，而低温只是抑制酶活性，酶的分子结构未被破坏，温度升高可恢复其活性。 反应液pH的变化不影响酶作用的最适温度。,(2013泉州质检)下图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pHb时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下变化正确的是( ),ApHa时，e点下移，d点左移 BpHc时，e点为0 C温度降低时，c点不移，d点右移 DH2O2量增加时，e点不移，d点左移 解析 甲图中的b点是其最适pH，a、c点的酶活性受到影响，乙图中的d点是氧气生成量达到最高值(e)所需的最少时间。当pHa时，酶活性下降，e点不变，d点右移。当pHc时，酶失活，e点将趋于0，但仍有少量O2来自于自然状态下的分解。当温度降低时，同样影响酶活性，但不影响pH对酶活性的影响，c点不移，d点右移。当H2O2量增加时，e点上移，d点右移。 答案 C,(2015届广州调研)(双选)用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是( ),A该酶的最适催化温度为30左右 B图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶 C由图4实验结果可知酶具有高效性 D由实验结果可知酶具有高效性 【答案】CD 【解析】图1显示温度对酶活性的影响，从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为30左右。图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5，由图4可见该酶为麦芽糖酶。图3能说明Cl是酶的激活剂、Cu2是酶的抑制剂。图4说明酶具有专一性。,1ATP的结构特点及生理功能 (1)ATP的结构,细胞的能量通货ATP,(1)ATP、DNA和RNA相关结构简式中“A”的含义。 下图中圆圈部分所代表的分别是：腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸。 (2)生物体内的能源物质：能源物质糖类、脂肪、蛋白质；主要能源物质糖类；主要储能物质脂肪；直接能源物质ATP(不是唯一的直接能源物质)；根本能源光能；植物细胞内的储能物质淀粉；动物细胞内的储能物质糖原。,(2)ATP的生理功能 细胞代谢所需的能量主要是由细胞内的ATP直接提供的，ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。 2ATP与ADP的相互转化和ATP的利用 (1)ATP与ADP的相互转化图解及ATP的利用,3细胞中ATP的来源、去路以及含量变化 (1)来源 植物：通过光合作用和细胞呼吸两条途径生成ATP。 动物、微生物：通过细胞呼吸途径生成ATP。 (2)去路 光合作用光反应阶段产生的ATP，用于暗反应过程中C3化合物的还原。,呼吸作用中产生的ATP，用于生物的各种生命活动，如腺体的分泌、物质的合成、肌肉收缩、神经传导、细胞分裂等。 (3)细胞中ATP的含量变化 细胞中ATP的含量很少，但是却不断发生着ATP与ADP之间的转化。因此，一般情况下细胞中ATP的含量相对稳定。一个成年人安静状态下，24 h内有40 kg的ATP发生转化。,(2013清远二模)ATP是细胞的能量“通货”，有关说法正确的是( ) A细胞需要储备大量的ATP BATP与ADP的相互转化是生物界生物能量利用的共性 CATP的合成总是伴随着有机物的氧化分解 D黑暗条件下，只有线粒体可以产生ATP,解析 细胞需要大量的ATP，ATP可由ADP转化而来，细胞中不储备大量的ATP；生物界的共性有很多，如：ATP与ADP的相互转化、核酸、细胞膜、核糖体等；合成ATP的能量来源：有机物的氧化分解、光能的吸收、无机物分解等；真核细胞在黑暗条件下，产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质。 答案 B,(2014连州质检)ATP是细胞内直接的能源物质，可通过多种途径产生，如图所示。以下说法正确的是( ) Aa过程和b过程都有H的生成 Ba过程和b过程都要在细胞器中进行 CO2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降 D、在物质和能量上都可成为互逆反应 【答案】A,实验：探究影响酶活性的因素 实例1：比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率。 1实验原理 鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶和Fe3都能催化H2O2分解放出O2。,2方法步骤,3实验结论 酶具有高效性。酶通过降低化学反应的活化能，使生物化学反应尽快达到平衡点，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。,实例2：温度(pH)对酶活性的影响。 1实验原理 (1)环境中的一些因素，如温度、pH、溶液浓度等对酶的催化作用有一定影响。 (2)淀粉遇碘后，形成蓝色的复合物。 (3)淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖(淀粉水解过程中，不同阶段的中间产物遇碘后，会呈现红褐色或红棕色)。麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。 注：市售淀粉酶的最适温度约60 。,2方法步骤 (1)温度对酶活性的影响,(2)pH对酶活性的影响,3实验结论 温度(或pH)会影响酶活性，酶活性有一定的最适温度(或pH)。 4注意问题 实验中要保证单一变量，即除了温度(或pH)是自变量外，其他条件均应一致。实验一般要求设计三组对比(即适宜、过高、过低三种情况)，实验成功的关键应是先确保反应所要求的条件，然后才让酶与底物混合。,(2014广东东莞检测)下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，ad表示4支试管，表示实验步骤。对该实验方案的有关评价，错误的是( ),解释 此题考查与酶有关的实验设计。此实验的自变量是所加底物不同，酶量属于无关变量，A项错误；不能将斐林试剂改为碘液，因为碘液无法检测蔗糖，且碘液只能证明淀粉的存在，对淀粉没有被水解和淀粉未完全水解的检测结果不容易区分，B项错误；处的温度应为5065，C项正确；第步操作省略不影响实验结果，D项正确。 答案 AB,(2013南京一模)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题： (1)由下图推知，该实验的目的是_。50 时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是_%。,(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请据表回答问题：,该实验设计体现了_原则。 若实验组1号洗净所需时间接近7 min，最可能的原因是_。 (3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有_。 棉织品 毛织品 腈纶织品 蚕丝织品 (4)根据以上实验结果，写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施_。,【答案】(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 06 (2)对照、单一变量 酶失活 (3)、 (4)用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可),【解析】由题图可知，实验中存在两个变量：温度与碱性蛋白酶含量，即实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。在50 时，洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6%时达到最大。由表中数据可知，1、3号为实验组，2、4号为对照组，1、2号与3、4号中只有是否加酶一个变量，该实验过程体现了对照原则和单一变量原则。若实验组1号加酶后洗净时间接近7 min，很可能的原因是酶已经失活。蛋白酶可分解蛋白质，故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。用温水浸泡(提高酶的活性)、延长浸泡时间(增加酶的催化时间)、增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。,
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