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1、年高考生物二轮复习-专题-酶与ATP教学案 作者： 日期：2 专题03 酶与ATP1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷高考中考查的重点是酶，特别是有关酶的实验。2从命题形式上看，对ATP的考查主要以选择题的形式综合考查ATP的合成和利用；对酶的考查既有选择题也有非选择题，有关酶的实验设计和分析是难度大的试题。3备考时ATP的内容要结合代谢过程进行综合复习；酶的内容要理解酶的作用和特点，更重要的是要突破有关酶实验的复习。【知识网络】一 、酶的本质、特性以及酶促反应的因素1. 核酸与蛋白质的关系 1有关酶的实验探究思路分析 重点 (1)探究某种酶的本质(2)验证酶的专一性。 设计思路：酶相同，底
2、物不同(或底物相同，酶不同) 设计方案示例： 结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。(3)验证酶的高效性。 (4)探究酶作用的最适温度或最适pH。实验设计思路：操作步骤： 2影响酶促反应的因素(1)温度和pH： 低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶失活。温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH。(2)底物浓度和酶浓度： 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
3、物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。如图甲。 在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。如图乙。3有关酶的疑难问题点拨(1)酶并非都是蛋白质，某些RNA也具有催化作用，因此酶的基成单位是氨基酸和核糖核苷酸。(2)酶促反应速率不等同于酶活性。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。(3)在探究酶的最适温度(最适pH)时，底物和酶应达到相同温度(pH)后才混合，以使反应一开始便达到预设温度(pH)。二、ATP的合成利用与能量代谢1ATP的形成及与光合作用、细胞呼吸的关系(重难点) (1)A
4、TP的形成途径： (2)植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。注：浙科版把细胞基质称作细胞溶胶。(3)光合作用的光反应产生的ATP用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP用于除C3还原之外的各项生命活动。(4)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，而ATP是生命活动的直接能量来源。(5)光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。(6)能量在生物群落中具有单向流动、不可重复利用以及逐级递减的特点。2有关ATP的疑难问题点拨 (1)化合物中“A”的辨析(2)ATP与ADP的转化并不是完全可逆
5、的。 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，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。 (3)误认为ATP等同于能量。 ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为APPP，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。 (4)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ATP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。三
6、、验证酶的有关试验1酶的本质和生理作用的实验验证(1)酶是蛋白质设计思路：对照组：标准蛋白质溶液双缩脲溶液出现紫色反应；实验组：待测酶溶液双缩脲溶液是否出现紫色。通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是蛋白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量是待测酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量是否出现紫色反应。同理，也可用吡罗红来鉴定某些酶是RNA的实验。(2)酶的催化作用设计思路：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。实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底物是否被分解。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
7、物等量另一种酶溶液反应物不被分解。此实验过程中要注意：选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。(2)酶的高效性设计思路：对照组：反应物无机催化剂底物分解速度；实验组：反应物等量酶溶液底物分解速度。实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速度。(3)酶的适宜条件的探究实验的自变量(即单一变量)为温度或pH，因变量是反应物分解的速度或存在量。适宜的温度：设计思路：反应物 t1酶溶液，反应物 t2酶溶液，反应物 t3 酶溶液
8、， ，反应物 tn 酶溶液反应物分解的速度或存在的量在实验步骤中要注意：a.在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。适宜的pH：设计思路：反应物 pH1酶溶液，反应物 pH 2酶溶液，反应物 pH 3 酶溶液，反应物 pH n 酶溶液反应物分解的速度或存在的量设计与酶有关的实验时，实验设计的一般步骤为：取材分组编号不同处理平衡无关变量现象观察结果分析得出结论。特别提示：影响酶作用的因素分析酶的催化活性的强弱以单位时间(每
9、分)内底物的减少量或产物的生成量来表示。研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点：(1)酶浓度对酶促反应的影响：在底物充足，其他条件固定的情况下，反应系统中不含有影响酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶的浓度成正比。(2)底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就
10、达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎也不再改变。(3)pH对酶促反应的影响：一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围酶就失去活性。在一定条件下，一种酶在某一个pH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。(4)温度对酶促反应的影响：酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快，反而随着温度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。(5)激活剂对酶促反应速度的影响：能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂种类很多，有无机阳离子，如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等；无
11、机阴离子，如氯离子、溴离子、碘离子、硫酸盐离子、磷酸盐离子等；有机化合物，如维生素C、半胱氨酸、还原性谷胱甘肽等。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活性，这称为对酶的激活作用。而有些酶被合成后呈现无活性状态，它必须经过适当的激活剂激活后才具活性。这种酶称为酶原。(6)抑制剂对酶促反应速度的影响：能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促反应速度。酶的抑制剂有重金属离子、一氧化碳、硫化氢、氢氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物碱、染料、对氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性剂等。高频考点一ATP在代谢中的作用例1（2018浙江卷，10）AT
12、P是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是（）AATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量BATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATPCATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团DATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解【答案】C【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP-ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，B错误；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，C正确；ATP分子中含有2个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，D错误。【变式探究】如图是人体细胞代谢
13、部分简图。图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是()A甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B丙是RNA的基本组成单位之一 C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加【答案】D【变式探究】细胞代谢与酶和ATP密切相关，丹麦生物学家斯科因研究ATP合成酶，而获得1997年诺贝尔化 高频考点二酶在代谢中的作用例24（2018全国卷，1）生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是（）A叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶B溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏C细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道D线粒体DNA位
14、于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶【答案】D【解析】叶绿体是进行光合作用的场所的，光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，其中光反应阶段能合成ATP，而光反应的场所是类囊体膜，因此叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶，A正确；溶酶体是细胞的“消化车间”，溶酶体含有多种水解酶，溶酶体膜破裂后，释放水解酶会造成细胞结构的破坏，B正确；细胞核的核膜具有双层膜，核膜上存在核孔，核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，因此核孔是物质进出细胞的通道，C正确；线粒体DNA位于线粒体的基质中，D错误。【变式探究】（2017年新课标卷，3）下列关于生物体中酶的叙述，正确的是（）A在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶B由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 【答案】C【变式探究】为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问
