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1、第 五 章 细胞的能量供应和利用,考试大纲与高考命题分析,降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”ATP,一、酶的本质、作用及特性,活细胞,生物催化作用,降低化学反应的活化能,基础知识提要,1酶的本质与作用：,(1)、_：催化效率是无机催化剂的 1071013 倍。 (2)、_：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (3)、作用条件较温和：在温和条件下，酶的活性最_。,2、酶的特性：,高效性,专一性,高,（）结构简式： _ 。其中 “A” 代表 _ ， “”代表_。（）特点：远离 A 的那个高能磷酸键容易断裂和重新生成。（）主要功能：细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量的_。,
2、APPP,腺苷,高能磷酸键,直接来源,二、ATP 在能量代谢中的作用,1ATP 的结构及特点：,2ATP 的形成与利用：,3吸能反应和放能反应与 ATP 的关系：吸能反应一般与ATP 的_反应相联系，由 ATP 水解提供能量；放能反应一般与 ATP 的_相联系，释放的能量储存在_中。,水解,合成,ATP,热能(散失),能量,(CH2O)中稳定的化学能,1若要长期保存酶，应将其放在低温环境下。（ ） 2酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。（ ） 3ATP 中含有一个高能磷酸键。（ ） 4酶提供了反应过程所必需的活化能。（ ） 5随着温度降低，酶促反应的活化能下降。（ ）,判断正误,考点一 酶的
3、催化作用的实验验证,2实验设计及现象：,考点突破,3、实验结论：,(1)、酶具有催化作用，和无机催化剂一样，都可以加快化学反应速率。(2)、酶具有高效性，和无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,特别注意：酶发挥作用的场所,(1)、酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用，如细胞内的呼吸酶、RNA 聚合酶等；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶。(2)、在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。,考向 酶的概述,典 例、(2015年海南高考)关于生物体产生的酶的叙述，错误的是（ ）,A酶的化学本质是蛋白质或 RNA B脲酶能够将尿素分解成氨和 CO2 C蛋白酶和淀粉酶都属
4、于水解酶类 D纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁,高考题分析,解析、绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA；脲酶能够将尿素分解成氨和CO2；蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，纤维素酶不能降解细菌细胞壁。,答案、D,1(2016年烟台一模)下图是生物体内常见的一种生理作用图示，下列叙述不正确的是（ ）,A的成分有可能是蛋白质 B图中显示具有高效性，反应完成后，的性质未发生改变 C和的生成速率可以表示酶促反应的速率 D如果探究底物浓度对酶促反应速度的影响，的数量就是实验的自变量,【考点强化练】,解析：是酶，是底物，底物可能是蛋白质；图中显示具有专一性，反应完成后，的性质
5、未发生改变；生成物的生成速率可以表示酶促反应的速率；如果探究底物浓度对酶促反应速率的影响，的数量就是实验的自变量。,答案：B,考点二 与酶有关的曲线分析,(1)、与无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能的作用更显著，因而催化效率更高。(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。,1表示酶高效性的曲线：,2表示酶专一性的曲线：,在 b 反应中，加入酶 A 后的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶 A 不能催化 b 反应；在 a 反应中，加入酶 A后，反应速率在一定浓度范围内，随反应物浓度增大，反应速率明显加快；综上说明酶 A 只能催
6、化 a 反应，不能催化 b 反应，即酶具有专一性。,3影响酶促反应的因素：,、在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。、过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。、从图丙可以看出：反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度。,(1)、温度和 pH：,(2)、底物浓度和酶浓度：,、图甲：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，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。、图乙：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶
7、浓度成正比。,考向 影响酶促反应的相关曲线,典 例、(2016年新课标卷)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)，结果如下图。回答下列问题：,高考题分析,(1)、三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)、在时间 t1 之前，如果 A 组温度提高 10 ，那么 A 组酶催化反应的速度会_。(3)、如果在时间 t2 时，向 C 组反应体系中增加 2 倍量的底物，其他条件保持不变，那么在 t3 时，C 组产物总量_，原因是 。(4)、生物体内酶的化学本质是_，其特性有 _(答出两点
8、即可)。,60条件下，t2 时酶已失活，即使增加底物，产物总量也不会增加,B,不变,蛋白质或 RNA,高效性、专一性,加快,解析、(1)、曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40 时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而 B 组控制的温度是40 。(2)、A 组控制的温度是 20 。在时间t1 之前，如果A 组温度提高 10 ，则酶的活性增强，故A 组酶催化反应速度会加快。(3)、对比分析图示中的 3 条曲线可推知，在时间 t2 时，C组的酶在 60 条件下已经失活，所以如果在时间 t2 时，向 C组反应体系中增加 2 倍量的底物，其他条件保持不变，在 t3 时，C 组产物的总量不变。(4)、
9、绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和等特性。,特别注意：,2(2016年黄山质检)下图中，甲图表示某植物淀粉酶与人的肠淀粉酶活性受 pH 影响的情况，乙图表示 3 种脱氢酶(A、B、 C)的活性受温度影响的情况。下面分析正确的是（ ）,【考点强化练】,两淀粉酶的活性相同时 pH 可以不同 若 pH 由中性变为酸性，两种淀粉酶的活性渐渐升高 A、B 酶活性相同时，温度对酶的影响相同 C 酶活性的最适温度等于或大于 40 A B C D,解析：由图甲可知，植物和人的两淀粉酶的最适pH 不同，但活性在不同pH 时可相同，正确；pH 由中性变为酸性，人的肠淀粉酶
10、的活性渐渐降低，错误；由图乙可知，最适温度时酶的活性最高，高于或低于最适温度酶的活性降低，A、B酶活性相同时，温度对酶的影响可能不同，错误；由于图中C 酶的活性随温度的升高处于上升趋势，所以 C 酶活性的最适温度等于或大于 40 ，正确。答案：D,3(2016年湖北武汉模拟)下图表示的是在有酶催化和无酶催化条件下某化学反应过程的能量变化，下列有关说法正确的是（ ）,A曲线 A 表示有酶催化的化学反应 BE 表示酶降低的化学反应的活化能 C该化学反应常常伴随着 ATP 的合成 D该结果表示酶的催化作用具有专一性,解析：曲线A 表示没有酶催化时的化学反应；该化学反应需要消耗能量，常常伴随着ATP
11、的水解；该结果不能表示酶的催化作用具有专一性。,答案：B,考点三 ATP 来源与去路,(1)、ATP 在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的 ATP 供应稳定。(2)、ATP 与 ADP 的相互转化不是可逆反应，因为转化过程中的反应类型、所需酶、能量的来源和去路及反应场所都不完全相同，但是物质是可循环利用的。(3)、ATP 的形成需要 2 种原料(ADP 和 Pi)、能量和酶。另外合成 ATP 的过程中有水生成。(4)、ATP 初步水解只能断裂远离腺苷(A)的高能磷酸键；若进一步水解则两个高能磷酸键全断裂。,考向 ATP 的概述,典 例、(2015年海南卷)ATP 是直接为细胞生命活
12、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 BATP 可为物质跨膜运输提供能量 CATP 中高能磷酸键水解可释放能量 DATP 由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成,高考题分析,解析、酒精发酵为无氧呼吸过程，第一阶段中有ATP 生成，A 正确；ATP 作为直接能源物质，可为物质跨膜运输提供能量，B 正确；ATP 中高能磷酸键水解可释放能量，用于各项生命活动，C 正确；ATP 由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D 错误。,答案、D,ATP 产生量与O2 供给量之间的关系曲线解读,(1)、A 点表示在无氧条件下，细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物，产生少量 ATP。(
13、2)、AB 段表示随 O2 供应量增多，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 O2 供应量超过一定范围后，ATP 的产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。,知识拓展,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 CATP 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,【考点练】,4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（ ）,解析：甲中A 代表的是腺嘌呤；ATP
14、 水解一般是远离A 的高能磷酸键断裂，也就是c 键；酶催化作用的高效性可使ATP与ADP 进行快速转化；夜间有O2 存在时，ATP 合成的主要场所是线粒体。,答案：A,梯度法探究酶的最适温度和最适 pH,1设计思路：,实 验,2、实验操作：,(1)、探究酶的最适温度：,(1)、在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选用过氧化氢酶催化H2O2 分解，因为H2O2 在加热的条件下分解会加快。(2)、在探究酶的最适温度的实验中，不宜选用斐林试剂检测，因为斐林试剂与还原糖需要在水浴加热到50 65 的条件下才能生成砖红色沉淀，但该实验需要控制的变量是温度。(3)、实验中所用酶的来源不同，则最适温度也不
15、同。若淀粉酶为市售的淀粉酶，其最适温度为50 75 ；若淀粉酶来自人体或生物组织，则最适温度为37 左右。,、规律总结：,典例、重金属离子会导致蛋白质分子变性，某小组进行实验探究铜离子对唾液淀粉酶活性的影响，步骤如下。请回答：(1)、实验原理：、唾液淀粉酶可以催化淀粉水解为还原性糖；、 。(2)、实验步骤：、取两支洁净的试管，编号A、B，A试管加入1% CuSO4溶液和pH6.8缓冲液各1mL，B 试管中加入 。、向两支试管分别加入相同浓度的唾液淀粉酶溶液 1 mL。、向两支试管分别加入 1 mL。、放置适宜温度下保温一段时间。、取出试管，各加入斐林试剂 1 mL,50 65 水浴加热2 分钟，观察颜色变化。(3)、预估结果：A 试管： ；B 试管： 。(4)、实验结论： 。,还原性糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀,蒸馏水和 pH6.8缓冲液各1 mL,
