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1、,必修1,第五章 细胞的能量供应和利用,导航课标考纲,第1节 降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”ATP,梳理双基基础,一、判断正误 1所有酶都含有C、H、O、N四种元素 ( ) 2多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，这种药片的功能是提供能量 ( ) 3高温、低温、过酸、过碱都会使酶永久性失活 ( ) 4荧火虫发光，光能是由ATP转化为ADP时释放的能量转化而来的 ( ),二、基础填空 (一)酶 1酶的作用机理 (1)活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的_ _所需要的能量。 (2)酶催化作用的原理是 。 2酶的概念,常态,活跃,状态,降低化学反应的活化能,3酶的特性 (1) ：催化效
2、率约是无机催化剂的1071013倍。 (2) ：每种酶只能催化 化学反应。 (3)作用条件较温和：在 条件下，酶的活性最高。,高效性,专一性,一种或一类,最适温度和pH,(二)ATP,2ATP与ADP的相互转化 (1)关系式： 。 (2)能量来源 动、植物和微生物： 分解有机物所释放的能量。 绿色植物：除细胞呼吸所释放的能量外，还包括光合作用吸收、固定的光能。 (3)能量去向：用于生物体的 。 (4)ATP与ADP的相互转化是生物界的共性。,细胞呼吸,各项生命活动,三、知识连线,精研核心考点,例1 (2012年海南单科，4)下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是( ) A淀粉酶溶液中加入
3、强酸 B淀粉酶溶液中加入蛋白酶 C淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 D淀粉酶经高温烘干制成粉剂,解析 本题考查了酶及其特性的相关知识。酶是有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，遇高温、强酸、强碱、重金属会发生变性，故A、D可能发生。淀粉酶是蛋白质，淀粉酶溶液中加入蛋白酶会使淀粉酶水解失活。淀粉酶能把淀粉水解成麦芽糖，且反应前后酶活性不变，C选项符合题意。 答案 C,1酶的本质及生理功能,2.酶是蛋白质的验证实验(利用双缩脲试剂) 实验结果分析：通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质；不出现紫色，则该酶液的化学本质不是蛋白质。,3酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析 实验结果分析：根
4、据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。,4酶的高效性比较过氧化氢在不同条件下的分解,(1)实验过程中的理论分析 (2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。,1(原创题)下图为酶作用的模式图。据图所示，下列叙述错误的是( ),A甲多为蛋白质 B此反应为分解反应 C此反应中甲、乙为反应物，丙、丁为产物 D甲与乙之间有专一性 解析：图中甲为酶，其化学本质多为蛋白质，少数的酶是RNA；该反应是在酶的作用下将乙分解成丙和丁，且酶与底物之间具有专一性。 答案：C,例2 (2011年海南单科，
5、5)某一不可逆化学反应(SPW)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。下图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( ),A甲 B乙 C丙 D丁 解析 酶能降低化学反应活化能，增大反应速率，故加入酶后；反应物浓度迅速下降，直至反应结束。 答案 D,1酶催化具有高效性 (1)酶的高效性 酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。 (2)曲线模型,图中显示：酶与无机催化剂均可加快化学反应速率，但与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 催化剂只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学化应的平衡点。,2酶催化具有专一性 (1)酶
6、的专一性(特异性) 酶的催化作用虽具高效性，但前提是该酶所作用的对象是与其相应的底物，若针对另类底物，酶将丧失催化能力，如过氧化氢酶对过氧化氢水解的催化具高效性，但对其他物质的水解则无效，由此，一种酶只能催化一种或一类化学反应，此即酶的专一性。,(2)曲线模型 图中显示：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的反应。 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的反应。 注：无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。,3酶催化需适宜的条件 (1)酶的催化反应须在适宜条件下发挥催化作用，
7、过酸、过碱和温度过高，会使酶的空间结构遭破坏，永久失活；温度过低时，酶的活性降低，但再逐渐升高温度时，酶的活性可以恢复。 (2)影响酶促反应的因素及相关曲线 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。其变化规律如下图所示：,底物浓度：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。,酶浓度：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。,温度：在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，酶促反应加快，超过最适温度，酶的活性随温度升高而减弱
8、，酶促反应速率随之减弱。如图丙。,pH：在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。如图丁。,反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度，反之亦然。如图戊。,2下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)变化。下列有关叙述中，不正确的是( ),A图虚线可以表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系 B图虚线可以表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与反应时间的关系 C图不能表示在反应开始的一段时间内，反应速率与时间的关系 D若图中的实线表示Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率,解析：本题主要考查影响酶促反应速率的因素，意在考查考生的理解能力
9、和识图分析能力。在适宜条件下，增加酶量(或浓度)，可以提高酶促反应速率，缩短酶促反应到达平衡的时间，故图中虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系，图中虚线可表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与反应时间的关系；在酶促反应过程中，随着反应时间的延长，反应速率逐渐降低，可以用图表示；酶具有高效性，过氧化氢酶的催化效率比Fe3的催化效率高，故若图中实线表示Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率。 答案：C,例3 (2012年北京理综，1)细胞中不能合成ATP的部位是( ) A线粒体的内膜 B叶绿体中进行光反应的膜结构 C内质网的膜 D蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构,解
10、析 本题主要考查细胞代谢过程中ATP合成的相关知识。细胞代谢产生ATP的生理过程主要是细胞呼吸和光合作用的光反应，所以A、B、D三个选项中所涉及的部位均可合成ATP；而内质网的膜上不能产生ATP，故C项符合题意。 答案 C,1结构式及各组分的含义,2ATP与ADP的相互转化过程分析,从上表可看出，ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。,精彩提示 (1)ATP的两个高能磷酸键全部水解后所剩的部分为AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，是RNA的基本组成单位之一。 (2)生物体内的各细胞
11、就是以ATP与ADP十分迅速的相互转化的方式及时储存能量和释放能量，它总是处在不停的动态平衡之中，不但可以源源不断地为生命活动提供能量，而且还可避免能量的浪费，这也是生命系统的稳态实现的条件之一。,3生物体内能源物质的相互关系及能量代谢过程 (1)生物体内几种能源物质 根本能源光能， 储备能源脂肪、淀粉、糖原， 主要能源糖类， 直接能源ATP。,(2)能源物质之间的关系,(3)能量代谢过程,(4)ATP的再生与利用情况,4ATP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。 (2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强
12、，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。 (4)不要把ATP产生量与O2供应之间的关系画成如图所示的曲线。,3(2012年皖南八校联考)ATP是细胞的能量“通货”，下列有关ATP的叙述正确的是( ) A三磷酸腺苷是生命活动的直接能源物质，其结构简式为ATP B蓝藻内产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体以及叶绿体 C植物细胞产生的ATP均可用于一切生命活动 DATP水解失去两个磷酸基团后，剩余部分是RNA的基本组成单位之一,解析：本题考查ATP的结构、产生场所及功能
13、。三磷酸腺苷是生命活动的直接能源物质，其结构简式为APPP，ATP是三磷酸腺苷的英文名字缩写，故A错误；蓝藻是原核生物，无线粒体和叶绿体，其产生ATP的场所是细胞质基质，故B错误；植物细胞光反应产生的ATP只能用于暗反应，故C错误；ATP失去两个磷酸基团后，剩余部分称为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，故D正确。 答案：D,剖析易混易错,一、判断正误 典例1 如图表示人体内某种酶促反应速率受温度和pH的影响情况，下列解释不正确的是( ),A在a点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大 B在b点，将酶的浓度增大一倍，反应速率不可能增大 C在c点，将酶的浓度增大一倍，反应速率可能增大
14、D该图不能反映唾液淀粉酶催化能力的变化特征 常见错误 错选C项。 错因分析 错选C项的原因主要是： 不能正确分析有关酶促反应的曲线图。看到图中c点化学反应速率已经达到最大，因此认为再增加酶浓度，不会提高反应速率，这种情况只发生在反应底物一定的条件下，但在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，还可以提高反应速率。,正确解答 选B。此图可以反映温度和pH对酶促反应速率的影响，但是影响反应速率的因素，不仅包括温度和pH，还有酶浓度等。在反应底物充足的条件下，增大酶浓度，可以提高反应速率，所以A、C正确，B项错误。题图显示，该酶在pH为2时活性较高，因此这种酶可能是胃蛋白酶，而不会是唾液淀粉酶，D项正确。
15、,典例2 下列关于ATP的叙述，正确的是( ) AATP脱去2分子磷酸后，剩余部分是构成DNA分子的基本单位之一 B人长时间剧烈运动时骨骼肌细胞中生成ATP的量比安静时少 C细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化 D长期不进食的病人，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡 常见错误 错选A、B。,错因分析 错选A、B项的原因主要是：,正确解答 选C。细胞进行分裂，伴随着有关生理活动的进行(如DNA复制，蛋白质的合成等)，需要ATP提供能量，ATP提供能量的方式是第三个高能磷酸键断裂，形成ADP，释放能量；而ADP又与磷酸在能量的参与下，形成ATP，从而形成ATP与ADP的相互转化，因此C选项正确。,探究实验专项,关于酶催化作用特点的实验 一、温度对酶活性的影响 1原理解读 (1)如图所示 (2)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。,2实验设计思路,3实验设计程序 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。,归纳 不同温度对酶的活性和结构的影响 低温(0 )升温最适温再升温高温 活性受抑制活性增
