新课标高考生物一轮复习分子与细胞第3单元细胞的代谢第8讲酶与ATP.ppt

,教材研读,考点突破,栏目索引,生物,课标版,第,8,讲酶与,ATP,考点一酶,教材研读,一、酶的作用与本质,1.酶的作用,酶在细胞代谢中具有,催化,作用。,2.酶的作用机理,(1)活化能是分子从,常态,转变为容易发生化学反应的,活跃,状态所需要的能量。,(2)酶的催化作用机理是,降低化学反应的活化能,。,3.酶的本质,(1)酶的本质与概念,(2)试剂检测法鉴定酶的本质,二、酶的特性及影响因素,1.酶的特性,2.影响酶活性的因素,(1)温度与酶活性:每种酶只能在一定限度的温度范围内起作用。酶表,现最大活性时的温度叫做酶的,最适温度,。低于这个温度,酶活性,受到抑制(或降低),温度过高,酶的,空间结构,遭到破坏,永,久失活。,(2)pH与酶的活性:每种酶只能在一定限度的pH范围内起作用。酶表现,最大活性时的pH叫做酶的,最适pH,。过酸或过碱,会使酶的,空间结构,遭到破坏,使酶永久失活。,考点二ATP,一、ATP的结构与功能,1.生物体中的能源物质,细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能,但是直接给细胞的生命,活动提供能量的却是,ATP,。,2.ATP分子的化学组成和结构,3.ATP分子的特点,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂,释放出,能量,也可以接受能量而重新形成。因此,ATP分子结构具有,不稳定性,。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol,所以说ATP是细胞内的,一种,高能磷酸化合物,。,二、ATP与ADP的转化,1.构成生物体的活细胞,内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化,同时也,就伴随有能量的,释放和储存,故把ATP比喻成细胞内流通着的,能量“通货”,。,2.反应式:ATP,ADP+Pi+能量。,3.植物细胞可以通过,光合作用,和,细胞呼吸,形成ATP,而动,物细胞只能通过,细胞呼吸,形成ATP。,1.判断下列有关酶的说法的正误。,(1)(2015海南单科,4A)酶的化学本质是蛋白质或RNA。,(),(2)(2015海南单科,4B)脲酶能够将尿素分解成氨和CO,2,。,(),(3)(2013课标,6D)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底,物。,(),(4)(2015海南单科,4C)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类。,(),(5)(2015海南单科,4D)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。,(,),(6)(2013安徽理综,2C)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同。,(,),(7)高温易使酶失活,因此冷水洗涤去污效果应该比温水好。,(,),2.判断下列有关ATP与能源物质说法的正误。,(1)每个ADP分子中含有两个高能磷酸键。,(,),(2)(2015海南单科,3D)ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成。,(,),(3)(2015海南单科,3B)ATP可为物质跨膜运输提供能量。,(),(4)(2015海南单科,3C)ATP中高能磷酸键水解可释放能量。,(),(5)(2014全国,2A)线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用。,(),(6)(2014全国,2B)机体在运动时消耗ATP,睡眠时则不消耗ATP。,(,),(7)(2014课标,1C)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。,(),(8)线粒体内膜上不能合成ATP。,(,),突破一有关,“,酶与ATP,”,的基础判断与曲线分析,考点突破,一、走出酶的,“,八个误区,”,项目,正确说法,错误说法,产生场所,活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等),具有分泌功能的细胞才能产生,化学本质,有机物(大多为蛋白质,少数为RNA),蛋白质,作用场所,可在细胞内、细胞外、体外发挥作用,只在细胞内起催化作用,温度影响,低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活,低温和高温均使酶变性失活,作用,酶只起催化作用,酶具有调节、催化等多种功能,来源,生物体内合成,有的可来源于食物等,合成原料,氨基酸、核糖核苷酸,只有氨基酸,合成场所,核糖体、细胞核等,只有核糖体,二、突破ATP的,“,三个重难点,”,1.规避ATP认识的四个误区,(1)ATP与ADP相互转化不可逆:ATP与ADP的相互转化,从物质方面来,看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。,(2)ATP是与能量有关的一种物质,不可等同于能量:ATP是一种高能磷,酸化合物,高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量。,(3)不可误认为细胞中含有大量ATP,事实上,细胞中ATP含量很少,只是,ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿,ATP与ADP含量,都保持动态平衡,(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水:ATP转化为ADP又称“ATP的水解,反应”,这一过程需ATP水解酶的催化,同时也需要消耗水。蛋白质、,脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。,2.不同物质结构中“A”的含义不同,3.能源物质的“一、一、一、二”,一、常考易错的,“,三类酶曲线,”,1.酶的作用原理,(1)由图可知,酶的作用原理是降低反应的活化能。,(2)若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能,降低活化能,但会提供活化能。,2.酶的特性,(1)图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明酶具有高效性。,(2)图2中两曲线比较表明酶具有专一性。,3.影响酶促反应速率的因素,(1)分析图1和图2:温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。,(2)分析图3:,O,P段酶促反应速率的限制因素是底物浓度,P点以后酶促反,应速率的限制因素则是酶浓度等。,二、,“,曲线法,”,分析ATP与O,2,供给量的关系,甲图乙图,1.甲图表示ATP产生量与O,2,供给量的关系,(1)A点表示在无氧条件下,细胞可通过无氧呼吸分解有机物,产生少量,ATP。,(2)AB段表示随O,2,供给量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解有,机物释放的能量增多,ATP的产生量随之增加。,(3)BC段表示O,2,供给量超过一定范围后,ATP的产生量不再增加,此时的,限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。,2.乙图可表示哺乳动物成熟红细胞,其ATP来自无氧呼吸,与O,2,无关。,考向一以基础判断的形式,考查酶与ATP知识,1.(2017湖北荆州中学摸底考,12)下列关于酶的叙述,正确的是,(),A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色,B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关,C.酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存,D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响,答案,B大多数酶是蛋白质,能与双缩脲试剂反应呈紫色,而少数酶是,RNA,RNA不能与双缩脲反应呈现紫色,A错误;每一种酶只能催化一种,或者一类化学反应,这是细胞代谢能够有条不紊地进行的重要原因,B正,确;在最适温度和pH条件下,酶的活性最强,不适合酶的长期保存,C错误;,过氧化氢高温易分解,所以一般不选择过氧化氢溶液作为底物来探究温,度对酶活性的影响,D错误。,2.(2015海南单科,3,2分)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机,物。关于ATP的叙述,错误,的是,(),A.酒精发酵过程中有ATP生成,B.ATP可为物质跨膜运输提供能量,C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量,D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成,答案,D本题主要考查ATP的相关知识。酒精发酵即无氧呼吸产生,酒精和二氧化碳,同时释放少量能量,该过程中有ATP生成,A项正确;物,质跨膜运输的方式如果是主动运输,需要消耗能量,这部分能量可由,ATP提供,B项正确;ATP中高能磷酸键水解可释放能量,C项正确;ATP由,腺嘌呤、核糖和磷酸组成,D项错误。,考向二借助曲线或模型,考查酶与ATP,3.(2016辽宁沈阳东北育才中学二模,13)下图表示的是在最适温度下,反,应物浓度对胃蛋白酶所催化的化学反应速率的影响。下列有关说法正,确的是,(),A.若在A点时温度升高10,则反应速率加快,B.若在A点时温度升高10,则反应速率不变,C.若在B点时往混合物内加入少量胃蛋白酶,则反应速率会加快,D.若在B点时往混合物内加入少量胃蛋白酶,则反应速率不变,答案,C图中曲线为最适温度下得到的,若温度升高10,酶促反应,速率会下降,A、B错误;B点时限制反应速率的因素包括酶的量,故往混,合物内加入少量胃蛋白酶,则反应速率会加快,C正确、D错误。,4.(2016河北定州中学第一次月考,13)据图判断,有关叙述错误的是,(),A.酶1能催化ATP甲,但不能催化甲乙,表明酶1具有专一性,B.图中含有磷酸键的化合物有三种,C.丙物质为腺苷,丁可用于某些脂质的合成,D.ATP为生命活动提供能量需要经过图示的整个过程,答案,D根据磷酸基团可判断甲、乙、丙、丁分别为ADP、AMP、,腺苷和Pi,酶13分别催化ATP、ADP和AMP的水解。不同种酶对应不,同底物,可反映酶的专一性,A正确;图中ATP、物质甲、物质乙均含有,磷酸键,B正确;丙物质为腺苷,丁物质为磷酸,磷酸可用于磷脂的合成,C,正确;ATP为生命活动提供能量需经过图示的ATP甲过程,D错误。,突破二分类突破酶的本质与特性的实验探究,1.梯度法探究酶的最适温度或最适pH,(1)实验设计思路,(2)实验设计程序,2.对比法验证酶的作用及高效性与专一性,(1)酶的催化作用实验探究,对照组:反应物+清水,反应物不被分解;,实验组:反应物+等量的相应酶溶液,反应物被分解。,(2)酶的专一性实验探究:此实验中的自变量可以是不同反应物,也可以,是不同酶溶液,因变量是反应物是否被分解。,设计思路一:换反应物不换酶,实验组:反应物+相应酶溶液,反应物被分解;,对照组:另一反应物+等量相同酶溶液,反应物不被分解。,设计思路二:换酶不换反应物,实验组:反应物+相应酶溶液,反应物被分解;,对照组:相同反应物+等量另一种酶溶液,反应物不被分解。,(3)酶的高效性实验探究,对照组:反应物+无机催化剂,底物分解速率;,实验组:反应物+等量酶溶液,底物分解速率。,实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是底物分解速率。,考向一借助实验分析或基础判断,考查有关酶的对照实验,1.(2016山东莱州一中第一次质量检测,20)下列有关酶的实验设计正确,的是,(),A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性,B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,C.利用过氧化氢、鲜肝匀浆和FeCl,3,研究酶的高效性,D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性,的影响,答案,C碘液不能用于检测蔗糖是否水解,A错误;过氧化氢在高温下,分解加快,从而影响实验结果,B错误;比较过氧化氢在过氧化氢酶(鲜肝,中)和Fe,3+,(无机催化剂)作用下分解的快慢可证明酶的高效性,C正确;胃,蛋白酶的最适pH为1.5,D项实验设计缺乏最适pH的组别,D错误。,2.(2016河北衡水中学四调,10)在研究不同金属离子对某水解酶活性的,影响时,得到如表结果。下列分析不正确的是,(),A.Mn,2+,降低了反应过程的活化能,B.Co,2+,或Mg,2+,可能导致酶结构的改变使其活性降低,C.不同离子对酶的活性有提高或降低作用,D.该水解酶的用量是实验的无关变量,金属离子(mmol/L),相对活性(%),对照组,100,Mn,2+,123,Co,2+,79,Mg,2+,74,答案,AMn,2+,提高了酶的活性,从而使酶更有效地降低反应的活化能,而Mn,2+,本身不能降低反应过程的活化能,A错误。,考向二以实验探究的形式考查探究影响酶活性的因素,3.(2016福建福州一中,41)为探究“影响酶活性的因素”,某同学设计了,一个实验方案,见表:,(1)请完成实验设计:应为,。,(2)2、3号试管为一组对照实验,本实验中要探究的自变量是,请为该组实验拟定一个课题名称,。,(3)本实验的因变量可以通过观察,来确定。,(4)在1、2号试管所研究的问题中,温度属于,变量。,试管,底物和试剂,实验条件,1,1 cm,3,瘦肉块+4 mL胃蛋白酶,37 水浴;pH=8,2,1 cm,3,瘦肉块+4 mL胃蛋白酶,3,1 cm,3,瘦肉块+4 mL胃蛋白酶,0 水浴;pH=1.5,答案,(1)37 水浴;pH=1.5(2)温度探究温度对胃蛋白酶活性的影,响,(3)相同时间内瘦肉块的体积变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)(4),无关,解析,(1)本实验自变量为温度和pH,1号和2号为一组自变量是pH的对,照实验,2号和3号为一组自变量是温度的对照实验,故应为37 水浴;,pH=1.5。(2)2、3号试管的单一变量是温度,所以该组实验研究的是温,度对胃蛋白酶活性的影响。(3)本实验的因变量是胃蛋白酶的活性,可,以通过观察相同时间内瘦肉块的体积变化(或记录瘦肉块消失所用的,时间)来确定。(4)1、2号试管组成的对照实验中单一变量是pH,温度等,属于无关变量。,