高考生物一轮复习 第三单元 第1讲 酶和ATP课件.ppt

第1讲酶和ATP 考点突破题型透析 实验探究素能提升 考点二ATP的组成 结构与功能 探究温度和pH对酶活性的影响 考纲原生态 备选素材 第三单元细胞的能量供应和利用 考纲原生态 1 酶在代谢中的作用2 ATP在能量代谢中的作用3 实验 探究影响酶活性的因素 考点一酶的本质 作用及特性 知识梳理考能诊断 1 酶的本质 蛋白质 核糖体 RNA 核糖核苷酸 活化能 催化 氨基酸 2 酶的作用机理分析 1 没有酶催化的反应曲线是 2 有酶催化的反应曲线是 3 AC段的含义是 4 BC段的含义是 5 若将酶催化改为无机催化剂催化该反应 则B点在纵轴上将如何移动 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 在无催化剂条件下 反应所需的活化能 酶降低的活化能 B点向上移动 3 表示酶高效性的曲线 1 曲线模型 与无机催化剂相比 酶的催化效率 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间 不能改变化学反应的 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 更高 平衡点 4 表示酶专一性的曲线曲线模型 加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同 说明 而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快 说明酶 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 酶B对此反应无催化作用 具有专一性 5 影响酶促反应的因素 1 温度和pH 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 在一定温度 pH 范围内 随温度 pH 的升高 酶的催化作用 超过这一范围 酶的催化作用 过酸 过碱 高温都会使酶 而 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 从丙图可以看出 反应溶液 的变化不影响酶作用的最适温度 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 增强 逐渐减弱 变性失活 低温 pH 2 底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 甲图 在其他条件适宜 酶量一定的情况下 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 限制 酶促反应速率不再增加 乙图 在底物充足 其他条件适宜的情况下 酶促反应速率与酶浓度成 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 数量和酶 活性 正比 1 酶通过降低活化能加快化学反应速率 2 在反应前后 酶的化学性质和数量将保持不变 3 酶既可在细胞内 也可在细胞外发挥催化作用 4 由于酶的催化作用 细胞代谢才能在温和条件下快速进行 5 影响酶促反应速率的因素不同 其作用机理也不同 温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的 底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的 并不影响酶的活性 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 1 细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与 2014 高考新课标全国 卷 2 酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质 2009 高考重庆卷 3 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性 2009 高考重庆卷 4 酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 2011 高考海南卷 知识梳理考能诊断 考点一酶的本质 作用及特性 5 酶提供了反应过程所必需的活化能 2011 高考海南卷 6 随着温度降低 酶促反应的活化能下降 2013 高考海南卷 7 酶活性最高时的温度不适合酶的保存 2013 高考海南卷 考点一酶的本质 作用及特性 1 下列有关酶的叙述正确的是 是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 一般都能产生酶 酶都是蛋白质 有的酶不是蛋白质 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生长发育中起调控作用 酶只是起催化作用A B C D 酶是由活细胞产生的 具有生物催化作用的有机物 就酶的化学本质而言 主要是蛋白质 还有RNA 错 对 就酶作用的场所而言 有胞内酶和胞外酶 活细胞一般都能产生胞内酶 错 对 代谢是细胞内全部有序化学变化的总称 在这一过程中 需要酶的催化 错 对 题组设计解题技法 解析 答案 题组一酶的本质 功能与特性的判断 C 2 正常人体内的激素 酶和神经递质均有特定的生物活性 这三类物质都是 A 在细胞内发挥作用B 由活细胞产生的蛋白质C 与特定分子结合后起作用D 在发挥作用后还能保持活性 酶可以在细胞外发挥作用 激素和神经递质都可以与细胞膜表面的受体相结合 从而起作用 激素中的性激素是固醇类物质 大部分酶的化学本质是蛋白质 少数是RNA 部分神经递质是单胺类物质 激素和神经递质与细胞膜上的受体识别并结合起作用 而酶的作用也具有专一性 激素和神经递质起作用后会在相应酶的作用下被处理而失去活性 即激素和神经递质起作用后会发生代谢性失活 题组设计解题技法 解析 答案 题组一酶的本质 功能与特性的判断 C 3 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下图所示 下列分析错误的是 A 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RNAC 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 由于酶的本质是蛋白质或RNA 根据题意和图形 用同一种蛋白酶处理 甲酶的活性不变 乙酶的活性降低 说明甲酶是RNA 乙酶是蛋白质 因此B项错误 C项正确 由酶的专一性可知 蛋白酶只能分解蛋白质 不能分解RNA 故甲酶能够抗该种蛋白酶降解 A项正确 结构决定功能 功能改变必然对应结构也发生改变 D项正确 解析 答案 图显 隐 题组设计解题技法 题组一酶的本质 功能与特性的判断 B 具有专一性的物质归纳 1 酶 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割DNA分子 2 载体 某些物质通过细胞膜时需要载体协助 不同物质所需载体不同 载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础 3 激素 激素特异性地作用于靶细胞 靶器官 其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体 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 题组设计解题技法 题组一酶的本质 功能与特性的判断 4 2015 广州模拟 下图1表示酶促反应 图2表示图1所示反应过程中有关物质的浓度随时间的变化 相关叙述不正确的是 A 如果图1中物质a为麦芽糖 则物质c1 c2为同种单糖B 图1中物质b能降低该化学反应的活化能C 图2中曲线可表示图1中物质a在不同条件下的浓度的变化D 图2中曲线 的差别可能是温度不同造成的 分析图1可知 a是底物 b是酶 c是酶解产物 一分子麦芽糖由两分子葡萄糖组成 酶作用的实质就是降低化学反应的活化能 分析图2可知 曲线 所示的物质浓度由0开始增加 说明三条曲线表示的是产物的物质浓度的变化 不可能是底物的物质浓度的变化 造成曲线 走势差异的因素有很多 如温度 即曲线 在最适温度条件下形成 曲线 形成的环境温度可能低于或高于最适温度 酶的浓度 pH等 题组设计解题技法 题组二影响酶促反应的曲线分析与判断 解析 答案 图显 隐 C 5 2015 南通模拟 为了比较甲 乙两种酶对温度和pH的耐受程度 即保持活性的范围 的差异 科研人员作了相关的研究 结果如下图 下列说法正确的是 A 甲酶对温度的耐受程度比乙酶大B 在pH为6 7的环境下 几乎测不到甲酶活性C 甲酶活性在任何环境中都比乙酶高D 测定pH对酶活性影响时温度应设为20 从温度对酶活性影响的曲线分析 乙酶保持活性的温度范围大于甲酶 从曲线趋势看出乙酶比甲酶的温度耐受程度大 从pH对酶活性影响的曲线分析 在pH为6 7的环境下 几乎测不到甲酶的活性 20 时甲 乙两种酶活性都较低 不宜用来测定pH对酶活性的影响 题组设计解题技法 解析 答案 图显 隐 题组二影响酶促反应的曲线分析与判断 B 1 在分析温度和pH对酶活性影响的曲线时 要借助数学中分段函数的思想 分段描述 即以最适温度 pH 为界限进行表述 2 要解答此类问题时 要特别关注纵坐标表示的是酶促反应速率 还是生成物的量 题组设计解题技法 题组二影响酶促反应的曲线分析与判断 考点二ATP的组成 结构与功能 知识梳理考能诊断 1 结构简式 其中 A 代表 代表 2 ATP的形成途径 A P P P 腺苷 高能磷酸键 3 ATP与ADP的相互转化 知识梳理考能诊断 考点二ATP的组成 结构与功能 ATP ADP Pi 能量 ATP合成酶 ATP水解酶 化学能 光能 高能磷酸键 用于各项生命活动 细胞质基质 线粒体 叶绿体 1 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 2 ATP 能量ATP是一种高能磷酸化合物 是与能量有关的一种物质 不能将两者等同起来 3 误认为细胞中含有大量ATP生命活动需要消耗大量能量 但细胞中ATP含量很少 由于ADP Pi等可重复利用 只要提供能量 光能或化学能 生物体就可不断合成ATP 满足生物体的需要 知识梳理考能诊断 考点二ATP的组成 结构与功能 1 ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应 2014 高考新课标全国 卷 2 1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团 2015 广州模拟 3 线粒体内膜上不能合成ATP 2012 高考北京卷 4 无氧条件下 光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源 2008 高考广东卷 5 人在饥饿时 细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡 2008 高考天津卷 6 在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中 不会同时发生ATP的合成与分解 2013 高考四川卷 知识梳理考能诊断 考点二ATP的组成 结构与功能 1 2015 云南师大附中模拟 下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式 有关说法不正确的是 A 图甲中的A代表腺苷 b c为高能磷酸键B 图乙中进行 过程时 图甲中的c键断裂并释放能量C ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D 夜间有O2存在时 图乙中过程 主要发生在线粒体 A项中A代表的是腺嘌呤 ATP水解一般是远离A的高能磷酸键断裂 也就是c键 ATP水解产生的能量来自ATP的高能磷酸键的水解 合成ATP的能量来自细胞呼吸和光合作用 酶的催化作用具有高效性 夜间有O2存在时 ATP合成的主要场所是线粒体 题组设计解题技法 题组ATP的结构与功能 解析 答案 图显 隐 A 2 2015 长安模拟 在下列四种化合物的化学组成中 中所对应的含义最接近的是 A 和 B 和 C 和 D 和 根据题意知 中所对应的含义分别为 一磷酸腺苷AMP 腺嘌呤 DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷 腺苷 题组设计解题技法 题组ATP的结构与功能 解析 答案 图显 隐 D 3 2015 宁夏银川一中月考 ATP 甲 是生命活动的直接能源物质 据图判断下列叙述正确的是 A 在主动运输过程中 乙的含量会明显增加B 丙中不含磷酸键 是RNA基本组成单位之一C 丁由腺嘌呤和核糖组成 而戊可用于甲的合成D 甲 乙和乙 丙过程中 起催化作用的酶空间结构相同 图中甲为ATP 乙是ADP 生物体内的ATP和ADP含量非常少 但二者含量都处于动态平衡状态 所以主动运输过程中 乙的含量不会明显增加 A错误 丙是腺嘌呤核糖核苷酸 含有一个磷酸键 B错误 丁为腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 而戊可用于甲的合成 C正确 催化甲 乙和乙 丙过程的酶不同 D错误 题组设计解题技法 题组ATP的结构与功能 解析 答案 图显 隐 C 4 请据图判断下列有关叙述正确的是 A 甲图中曝光处叶肉细胞中产生ATP的场所只有叶绿体和线粒体B 甲图中遮光处叶肉细胞生命活动所需ATP由曝光处细胞提供C 乙 丙两图中 酵母菌产生CO2的主要场所不同D 丙图瓶中的酵母菌和甲图中遮光处叶肉细胞中的ATP含量不能处于动态平衡中 甲图中曝光处叶肉细胞中产生ATP的场所有叶绿体 线粒体和细胞质基质 甲图中遮光处叶肉细胞生命活动所需ATP由自身呼吸作用提供 乙 丙图中产生CO2的主要场所分别为线粒体和细胞质基质细胞中ATP和ADP的转化是非常迅速的 故ATP含量总是处于动态平衡中 题组设计解题技法 题组ATP的结构与功能 解析 答案 图显 隐 C ADP与ATP形成的场所及相关生理过程 题组设计解题技法 题组ATP的结构与功能 探究温度和pH对酶活性的影响 实验探究规范步骤 1 温度对酶活性的影响 实验原理 温度影响酶的活性 从而影响淀粉的水解 滴加碘液 根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性 实验设计 淀粉淀粉酶 各自在所控制的温度下处理一段时间 淀粉与相应温度的淀粉酶混合 在各自所控制的温度下保温一段时间 滴加碘液 观察颜色变化本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解 因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快 实验探究规范步骤 探究温度和pH对酶活性的影响 2 pH对酶活性的影响 实验原理 实验探究规范步骤 探究温度和pH对酶活性的影响 pH影响酶的活性 从而影响O2的生成量 可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少 实验设计 实验探究规范步骤 探究温度和pH对酶活性的影响 实验归纳 1 在验证酶专一性实验中 若反应物选择淀粉和蔗糖 酶溶液为淀粉酶 则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解 不能选用碘液 因为碘液无法检测蔗糖是否被分解 2 在探究温度对酶活性影响的实验中 若选取淀粉和淀粉酶 则不宜选用斐林试剂 因为斐林试剂需加热 而温度是自变量 3 设计实验程序时 不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度 否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用 1 某生物课外活动小组在探究酶的特性时 实验员为其提供了如下材料用具 质量分数为3 的淀粉溶液 质量分数为5 的NaOH溶液 质量分数为5 的盐酸 质量分数为2 的淀粉酶溶液 体积分数为3 的过氧化氢溶液 新鲜的质量分数为20 的猪肝研磨液 质量分数为1 的碘液 蒸馏水 90 热水 冰水 试管 量筒 小烧杯 大烧杯 胶头滴管 试管夹 酒精灯 三脚架 石棉网 温度计 pH试纸 火柴 标签纸等 结合所学知识回答下列问题 1 探究pH对酶活性的影响 本实验选用的反应物和酶制剂分别是 该实验应该设置 组 题组设计解题技法 题组一探究pH 温度对酶活性的影响 在每组试管中加入药品或试剂的顺序是 用带 的语句表述 2 探究温度对酶活性的影响 本实验选用的反应物和酶制剂分别是 用带有标注文字的装置简图呈现分组情况 本实验的观测指标是 酶活性最高的一组的现象是 3 用上述实验材料还能探究酶的特性 选用的反应物和酶制剂的分组情况是 用甲 乙 表示分组情况 题组设计解题技法 题组一探究pH 温度对酶活性的影响 1 根据酶具有专一性的特点 选择试剂时注意底物和催化剂要对应 由于实验材料中给出了质量分数均为5 的NaOH溶液和盐酸 因此应设置3组实验 其中一组是空白对照组 滴加等量的蒸馏水 研究pH对酶活性的影响时 必须先将酶和酸或碱溶液混合 然后再与底物混合 2 探究温度对酶活性的影响的实验中 不能用过氧化氢溶液作为底物 因为加热会加快过氧化氢的分解 干扰实验现象的分析 画装置简图的时候 要特别注意将底物和酶同时 分别保温在三种温度下 而不能只保温底物 由材料用具中的碘液可知 本实验的观测指标是淀粉溶液的颜色变化 3 若要探究酶的专一性 设计思路应是 相同的底物 不同的酶溶液 或 相同的酶溶液 不同的底物 题组设计解题技法 解析 题组一探究pH 温度对酶活性的影响 1 体积分数为3 的过氧化氢溶液 新鲜的质量分数为20 的猪肝研磨液 或质量分数为3 的淀粉溶液 质量分数为2 的淀粉酶溶液 3 等量新鲜的质量分数为20 的猪肝研磨液 等量质量分数为5 的NaOH溶液 或盐酸或蒸馏水 等量体积分数为3 的过氧化氢溶液 或等量质量分数为2 的淀粉酶溶液 等量质量分数为5 的NaOH溶液 或盐酸或蒸馏水 等量质量分数为3 的淀粉溶液 等量质量分数为1 的碘液 前两步颠倒顺序也可 2 质量分数为3 的淀粉溶液 质量分数为2 的淀粉酶溶液 如下图所示 题组设计解题技法 题组一探究pH 温度对酶活性的影响 答案 淀粉溶液的颜色变化溶液不变蓝 或蓝色最浅 3 专一性甲组 体积分数为3 的过氧化氢溶液和新鲜的质量分数为20 的猪肝研磨液 乙组 体积分数为3 的过氧化氢溶液和质量分数为2 的淀粉酶溶液 合理即可 题组设计解题技法 题组一探究pH 温度对酶活性的影响 答案 关于酶特性的实验题的解题方法 1 认真审题 准确找出变量 围绕变量设置对照 如 探究酶作用的专一性时 应围绕底物或酶制剂设置变量 探究酶作用的高效性时 应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照 探究温度 pH 对酶活性的影响时 应设置不同温度 pH 处理进行对照 并确保变量控制的有效性 即应在底物与酶混合之前 先进行同温处理 或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH 后混合酶和底物 2 设置实验步骤时 应注意 根据试题要求 确定单一变量 依据实验变量进行合理分组 根据实验材料 结合实验原理 确定实验现象的观测手段 除单一变量外 确保其他实验条件相同且适宜 合理确定操作程序 确保程序合理 表达准确 题组设计解题技法 题组一探究pH 温度对酶活性的影响 2 为验证酶的专一性 采用的最佳实验方案是 解析 答案 题组设计解题技法 题组二有关酶特性的实验设计 C A选项中 由于麦芽糖和葡萄糖都是还原糖 因此使用斐林试剂鉴定 a b两组都会有砖红色沉淀生成 B选项中 蔗糖虽然没有还原性 但是被蔗糖酶水解后会有还原糖生成 因此也不合理 D选项中 淀粉可被淀粉酶催化水解 因此 反应完成后 a b两组都没有淀粉存在 用碘液检测也不合理 C选项中的淀粉和蔗糖都不具有还原性 在淀粉酶的催化下 淀粉水解生成麦芽糖和葡萄糖 而蔗糖不会被水解 因此可用斐林试剂进行检测 3 下列有关酶特性的实验设计最科学 严谨的是 题组设计解题技法 题组二有关酶特性的实验设计 答案 B 题组设计解题技法 题组二有关酶特性的实验设计 A错误 酶具有高效性是指酶与无机催化剂相比 用酶与蒸馏水的作用进行对照 只能证明酶具有催化作用 不能证明酶具有高效性 C错误 应取多支试管 分别设置不同的温度进行比较 D错误 蔗糖不与碘液反应 不应该用碘液检测 应用斐林试剂检测是否有还原糖生成 解析 1 实验设计应遵循单一变量原则 同时还要设置对照实验 实验设计的一般思路 分析课题 把握原理 确认变量 设置对照 实验步骤 关键点 实验变量如何操作 无关变量如何控制 反应变量如何检测 题组设计解题技法 题组二有关酶特性的实验设计 2 评价实验的答题技巧 1 看有无对照实验 如果有 看对照实验设计是否合理 2 看实验是否遵循了单一变量原则 如研究温度对酶活性的影响实验中 温度为自变量 除自变量外 其他条件应完全一样 包括 实验对象的一致性 等量原则 每次实验所加试剂的量要相等 实验控制时间的一致性 实验条件的一致性等 3 看实验步骤是否完整 顺序是否合理 4 看实验仪器 药剂的使用是否合理 包括药剂的配备 使用及用量的多少等 5 看实验结果的验证是否合理 题组设计解题技法 题组二有关酶特性的实验设计