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1、第三单元细胞的能量供应和利用第三单元细胞的能量供应和利用第第8 8讲酶与讲酶与ATPATP考情分析考情分析备考导航备考导航最新考最新考纲纲全国卷六年考全国卷六年考题统计题统计全国卷六年考全国卷六年考题题分分值值统计统计1.1.酶酶在代在代谢谢中的作中的作用用()()20162016全国全国卷卷T3;2016T3;2016全国全国卷卷T29;2013T29;2013全国全国卷卷T6T6、T29;2011T29;2011全国卷全国卷T2T22.ATP2.ATP在能量代在能量代谢谢中中的作用的作用()()20162016全国全国卷卷T4T4、T29;2014T29;2014全国全国卷卷T1T1、T6
2、T63.3.实验实验: :探究影响探究影响酶酶活性的因素活性的因素知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.1.酶的概念及作用酶的概念及作用考点一酶的本质、作用和特性考点一酶的本质、作用和特性活细胞活细胞 催化催化 蛋白质蛋白质 RNA RNA 核糖核甘酸核糖核甘酸 细胞核细胞核 活化能活化能 2.2.酶的特性酶的特性 连线连线 答案：答案： 【深挖教材】【深挖教材】同无机催化剂相比同无机催化剂相比, ,酶降低活化能的作用更显著。下图为酶降低化学反应酶降低活化能的作用更显著。下图为酶降低化学反应活化能图解活化能图解,AC,AC和和BCBC段的含义是什么段的含义是什么? ?若将酶催
3、化改为无机催化剂催化该反若将酶催化改为无机催化剂催化该反应应, ,则则B B点在纵轴上如何移动点在纵轴上如何移动? ?提示提示: :ACAC段表示在无催化剂条件下反应所需的活化能段表示在无催化剂条件下反应所需的活化能;BC;BC段表示酶降低段表示酶降低的活化能。的活化能。B B点将向上移动。点将向上移动。重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.酶相关曲线解读酶相关曲线解读(1)(1)酶的高效性酶的高效性与无机催化剂相比与无机催化剂相比, ,酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需时间酶只能缩短达到化学平衡所需时间, ,不改变化学反应的平衡点。不改变化学
4、反应的平衡点。(2)(2)酶的专一性酶的专一性加入酶加入酶B B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同的反应速率和无酶条件下的反应速率相同, ,说明酶说明酶B B不能催化该不能催化该反应。反应。而加入酶而加入酶A A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快的反应速率随反应物浓度的增大明显加快, ,说明酶说明酶A A能催化该能催化该反应。反应。(3)(3)影响酶促反应速率的因素影响酶促反应速率的因素温度和温度和pHpHa.a.在一定温度在一定温度(pH)(pH)范围内范围内, ,随温度随温度(pH)(pH)的升高的升高, ,酶的催化作用增强酶的催化作用增强, ,超过这超过这一范围一范围, ,酶的催化作
5、用逐渐减弱。酶的催化作用逐渐减弱。b.b.过酸、过碱、高温都会使酶变性失活过酸、过碱、高温都会使酶变性失活, ,而低温只是抑制酶的活性而低温只是抑制酶的活性, ,酶分酶分子结构未被破坏子结构未被破坏, ,温度升高可恢复活性。温度升高可恢复活性。c.c.从图丙可以看出从图丙可以看出:pH:pH的变化不影响酶作用的最适温度。的变化不影响酶作用的最适温度。底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响: :a.a.图甲图甲: :在其他条件适宜、酶量一定的情况下在其他条件适宜、酶量一定的情况下, ,酶促反应速率随底物浓度酶促反应速率随底物浓度增加而加快增加而加快, ,但当底物
6、达到一定浓度后但当底物达到一定浓度后, ,受酶数量和酶活性限制受酶数量和酶活性限制, ,酶促反应酶促反应速率不再增加。速率不再增加。b.b.图乙图乙: :在底物充足、其他条件适宜的情况下在底物充足、其他条件适宜的情况下, ,酶促反应速率与酶浓度成酶促反应速率与酶浓度成正比。正比。【深化拓展】【深化拓展】 反应时间与反应物的量、生成物的量及反应速率的关系反应时间与反应物的量、生成物的量及反应速率的关系曲线分析曲线分析:随着反应的进行随着反应的进行, ,反应物因被消耗而减少反应物因被消耗而减少, ,生成物因积累而生成物因积累而增多。增多。tt0 0t t1 1段段, ,因反应物较充足因反应物较充足
7、, ,所以反应速率较高所以反应速率较高, ,反应物消耗较快反应物消耗较快, ,生成物生成物生成速率快。生成速率快。t t1 1t t2 2段段, ,因反应物含量较少因反应物含量较少, ,所以反应速率降低所以反应速率降低, ,反应物消反应物消耗较慢耗较慢, ,生成物生成速率较慢。生成物生成速率较慢。t t2 2时时, ,反应物被消耗干净反应物被消耗干净, ,生成物也不再增生成物也不再增加加, ,此时反应速率为此时反应速率为0 0。2.2.与酶的作用及特性相关的实验设计思路分析与酶的作用及特性相关的实验设计思路分析(1)(1)酶具有催化作用的实验设计思路酶具有催化作用的实验设计思路【易错点拨】【易
8、错点拨】 (1) (1)并不是只有具分泌功能的细胞才能产生酶。活细胞并不是只有具分泌功能的细胞才能产生酶。活细胞( (不考虑哺乳动物成熟红细胞等不考虑哺乳动物成熟红细胞等) )都可产生酶。都可产生酶。(2)(2)酶并不是只在细胞内起催化作用。酶在细胞内、细胞外、体外均可酶并不是只在细胞内起催化作用。酶在细胞内、细胞外、体外均可发挥作用。发挥作用。(3)(3)低温和高温并不是均能使酶变性失活。低温只抑制酶的活性低温和高温并不是均能使酶变性失活。低温只抑制酶的活性, ,不会使不会使酶变性失活酶变性失活; ;高温使酶变性失活。高温使酶变性失活。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组
9、一题组一 酶的本质、作用和特性的分析酶的本质、作用和特性的分析1.(1.(20162016河北唐山二模河北唐山二模) )胰腺细胞中某种酶能催化肽键形成胰腺细胞中某种酶能催化肽键形成, ,该酶经蛋该酶经蛋白酶处理后活性不受影响白酶处理后活性不受影响, ,下列叙述错误的是下列叙述错误的是( ( ) )A.A.该酶在细胞核中形成该酶在细胞核中形成B.B.该酶的活性不受该酶的活性不受pHpH影响影响C.C.该酶在核糖体中发挥作用该酶在核糖体中发挥作用D.D.该酶的单体是核糖核苷酸该酶的单体是核糖核苷酸解析解析: :该酶经过蛋白酶处理后活性不受影响该酶经过蛋白酶处理后活性不受影响, ,则该酶的化学本质为
10、则该酶的化学本质为RNA,RNA,在细胞核中形成在细胞核中形成, ,其单体是核糖核苷酸其单体是核糖核苷酸; ;酶的活性受酶的活性受pHpH影响影响; ;该酶该酶能催化肽键的形成能催化肽键的形成, ,而肽键的形成场所是核糖体而肽键的形成场所是核糖体, ,因此该酶在核糖体因此该酶在核糖体中发挥作用。中发挥作用。B B 2.(2.(20132013全国全国卷卷,6,6) )关于酶的叙述关于酶的叙述, ,错误的是错误的是( ( ) )A.A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶
11、的空间结构C.C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.D.酶既可以作为催化剂酶既可以作为催化剂, ,也可以作为另一个反应的底物也可以作为另一个反应的底物解析解析: :同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中, ,无论细胞分化到无论细胞分化到何种程度何种程度, ,某些基本的代谢是细胞所共有的某些基本的代谢是细胞所共有的, ,如细胞呼吸、转录、翻如细胞呼吸、转录、翻译等译等, ,这些生命活动过程中的酶就是分化程度不同的细胞中所共有的这些生命活动过程中的酶就是分化程度不同的细胞中所共有的酶酶, ,如呼吸酶、如
12、呼吸酶、RNARNA聚合酶等。酶的作用条件比较温和聚合酶等。酶的作用条件比较温和, ,在最适温度和在最适温度和pHpH下下, ,酶的活性最强酶的活性最强, ,低温使酶的活性降低低温使酶的活性降低, ,但不会破坏酶的空间结构但不会破坏酶的空间结构, ,使酶失活。酶在生化反应中起着催化作用使酶失活。酶在生化反应中起着催化作用, ,其作用机理降低了化学反其作用机理降低了化学反应的活化能应的活化能, ,提高了化学反应速率。绝大多数酶的化学本质是蛋白质提高了化学反应速率。绝大多数酶的化学本质是蛋白质, ,酶在一些化学反应中可作为催化剂酶在一些化学反应中可作为催化剂, ,而在另一些化学反应中而在另一些化学
13、反应中, ,则可作则可作为底物被相关的蛋白酶水解为底物被相关的蛋白酶水解, ,如唾液淀粉酶可催化淀粉水解如唾液淀粉酶可催化淀粉水解, ,又可以又可以被胃蛋白酶水解。被胃蛋白酶水解。B B 题组二题组二 影响酶促反应速率因素的分析影响酶促反应速率因素的分析3.(3.(20162016江西上饶一模江西上饶一模) )图甲表示某种酶催化底物水解的模型图甲表示某种酶催化底物水解的模型, ,图乙表图乙表示在适宜条件下示在适宜条件下, ,相关酶的催化速率与底物量的关系。下列相关叙述正相关酶的催化速率与底物量的关系。下列相关叙述正确的是确的是( ( ) )A.A.若图甲中若图甲中C C和和D D均为葡萄糖均为
14、葡萄糖, ,则则A A为蔗糖酶为蔗糖酶B.B.若图甲中若图甲中A A为蛋白质为蛋白质, ,则双缩脲试剂可检测酶则双缩脲试剂可检测酶A A的催化效果的催化效果C.C.图乙中限制图乙中限制fgfg段酶促反应速率的因素为酶的用量段酶促反应速率的因素为酶的用量D.D.图乙中若温度升高图乙中若温度升高10 ,f10 ,f点上移点上移, ,降低降低10 ,f10 ,f点将下移点将下移解解析析: :蔗蔗糖糖是是由由1 1分分子子葡葡萄萄糖糖和和1 1分分子子果果糖糖形形成成的的, ,麦麦芽芽糖糖是是由由2 2分分子子葡葡萄萄糖糖形形成成的的, ,若若C C和和D D均均为为葡葡萄萄糖糖, ,则则B B为为麦
15、麦芽芽糖糖,A,A为为麦麦芽芽糖糖酶酶; ;双双缩缩脲脲试试剂剂可可用用于于检检测测A A是是否否是是蛋蛋白白质质, ,但但不不能能用用于于检检测测A A的的催催化化效效果果,A,A的的催催化化效效果果可可以以用用B B的的减减少少量量或或C C、D D的的增增加加量量来来检检测测;fg;fg段段底底物物量量增增加加, ,反反应应速速率率不不再再增增加加, ,说说明明限限制制酶酶促促反反应应速速率率的的因因素素不不再再是是底底物物量量, ,而而是是酶酶的的用用量量; ;由由题题意意知知, ,该该曲曲线线是是在在最最适适宜宜温温度度条条件件下下测测得得的的, ,升升高高或或降降低温度低温度, ,
16、酶活性降低酶活性降低, ,酶促反应速率下降酶促反应速率下降,f,f点下移。点下移。C C 4.4.图中甲曲线表示在最适温度下图中甲曲线表示在最适温度下, ,某种酶促反应速率与反应物浓度之间某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。乙、丙两条曲线分别表示该酶促反应速率随温度、的关系。乙、丙两条曲线分别表示该酶促反应速率随温度、pHpH的变化趋的变化趋势。下列相关分析错误的是势。下列相关分析错误的是( ( ) )A.A.在在B B点适当增加酶的浓度点适当增加酶的浓度, ,反应速率将增大反应速率将增大B.B.图中图中F F点和点和J J点酶的活性都很低点酶的活性都很低, ,酶的结构可能都遭到一定的破坏
17、酶的结构可能都遭到一定的破坏C.C.短期保存该酶短期保存该酶, ,适宜条件对应于图中的适宜条件对应于图中的D D、H H两点两点D.D.将处于将处于G G点条件下的该酶溶液调整到点条件下的该酶溶液调整到H H点条件下点条件下, ,酶活性显著升高酶活性显著升高解析解析: :甲曲线是在最适温度下测得的甲曲线是在最适温度下测得的,B,B点限制反应速率的是酶浓度点限制反应速率的是酶浓度, ,故故B B点适当增加酶的浓度点适当增加酶的浓度, ,反应速率会增大反应速率会增大; ;图中图中F F点和点和J J点酶的活性都点酶的活性都很低很低, ,是由于高温和碱性过强导致酶的结构遭到一定的破坏是由于高温和碱性
18、过强导致酶的结构遭到一定的破坏; ;酶的保酶的保存应该在最适存应该在最适pHpH、低温下保存、低温下保存;G;G点条件下点条件下, ,由于酸性过强酶失去活性由于酸性过强酶失去活性, ,故将处于故将处于G G点条件下的该酶溶液调整到点条件下的该酶溶液调整到H H点条件下酶活性不变。点条件下酶活性不变。D D 5.(5.(20162016全国全国卷卷,29,29) )为了研究温度对某种酶活性的影响为了研究温度对某种酶活性的影响, ,设置三个实设置三个实验组验组:A:A组组(20 )(20 )、B B组组(40 )(40 )和和C C组组(60 ),(60 ),测定各组在不同反应时间测定各组在不同反
19、应时间内的产物浓度内的产物浓度( (其他条件相同其他条件相同),),结果如图。回答下列问题结果如图。回答下列问题: :(1)(1)三个温度条件下三个温度条件下, ,该酶活性最高的是该酶活性最高的是组。组。解析解析: :(1)(1)在在60 60 条件下条件下, ,反应的最终产物浓度比反应的最终产物浓度比20 20 和和 40 40 条条件下小很多件下小很多, ,说明酶在说明酶在60 60 条件下最终失活。条件下最终失活。20 20 与与40 40 条件下条件下相比相比,40 ,40 时酶促反应到达反应平衡的时间短时酶促反应到达反应平衡的时间短, ,说明说明40 40 条件下酶条件下酶活性较高。
20、活性较高。答案答案: :(1)B(1)B(2)(2)在时间在时间t t1 1之前之前, ,如果如果A A组温度提高组温度提高10 ,10 ,那么那么A A组酶催化反应的速度会组酶催化反应的速度会 。(3)(3)如果在时间如果在时间t t2 2时时, ,向向C C组反应体系中增加组反应体系中增加2 2倍量的底物倍量的底物, ,其他条件保持不其他条件保持不变变, ,那么在那么在t t3 3时时,C,C组产物总量组产物总量, ,原因是原因是 。(4)(4)生物体内酶的化学本质是生物体内酶的化学本质是 , ,其特性有其特性有 ( (答出两点即可答出两点即可) )。解析解析: :(2)(2)在时间在时间
21、t t1 1前前, ,如果如果A A组温度提高组温度提高10 10 变成变成30 ,30 ,由该酶活性由该酶活性随温度的变化规律可知随温度的变化规律可知,30 ,30 条件下的该酶活性大于条件下的该酶活性大于20 20 条件下的条件下的, ,那么那么A A组酶催化反应的速度会加快。组酶催化反应的速度会加快。(3)t(3)t2 2时时C C组的产物浓度已不再增组的产物浓度已不再增加加, ,但由但由A A和和B B组组t t2 2时的产物浓度可知时的产物浓度可知,t,t2 2时时C C组底物并未全部被分解组底物并未全部被分解,C,C组产物浓度不再增加是由于组产物浓度不再增加是由于C C组温度条件下
22、组温度条件下t t2 2时酶已经变性失活。因时酶已经变性失活。因此如果在时间此如果在时间t t2 2时时, ,向向C C组增加组增加2 2倍量的底物倍量的底物, ,在其他条件不变的情况下在其他条件不变的情况下,t,t3 3时产物的总量也不会再增加。时产物的总量也不会再增加。(4)(4)生物体内酶的化学本质绝大多数生物体内酶的化学本质绝大多数是蛋白质是蛋白质, ,极少数是极少数是RNARNA。酶具有高效性。酶具有高效性, ,专一性等特性专一性等特性, ,并且需要适并且需要适宜的温度和宜的温度和pHpH等。等。答案答案: :(2)(2)加快加快(3)(3)不变不变60 60 条件下条件下,t,t2
23、 2时酶已失活时酶已失活, ,即使增加底物即使增加底物, ,反反应产物总量也不会增加应产物总量也不会增加(4)(4)蛋白质或蛋白质或RNARNA高效性和专一性高效性和专一性“四看法四看法”分析酶促反应曲线分析酶促反应曲线方法突破方法突破 题组三题组三 与酶相关的实验与酶相关的实验6.(6.(20162016广西贺州模拟广西贺州模拟) )下列关于探究酶的作用及特性的实验叙述中下列关于探究酶的作用及特性的实验叙述中, ,最最恰当的是恰当的是( ( ) )A.A.若验证酶的作用若验证酶的作用, ,则酶的种类可作为该实验的自变量则酶的种类可作为该实验的自变量B.B.若探究过氧化氢酶的高效性若探究过氧化
24、氢酶的高效性, ,可选择无机催化剂作为对照可选择无机催化剂作为对照C.C.若探究温度对淀粉酶活性的影响若探究温度对淀粉酶活性的影响, ,可选择斐林试剂对实验结果进行检测可选择斐林试剂对实验结果进行检测D.D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性, ,可用碘液对实验结果进行可用碘液对实验结果进行检测检测解解析析: :若若验验证证酶酶的的作作用用, ,则则酶酶的的有有无无作作为为该该实实验验的的自自变变量量; ;酶酶的的高高效效性性是是相相对对于于无无机机催催化化剂剂而而言言的的, ,所所以以探探究究过过氧氧化化氢氢酶酶的的高高效效性性时时, ,可可选选无无
25、机机催催化化剂剂作作为为对对照照; ;斐斐林林试试剂剂鉴鉴定定还还原原糖糖时时需需要要水水浴浴加加热热, ,所所以以探探究究温温度度对对淀淀粉粉酶酶活活性性的的影影响响时时, ,不不宜宜选选择择斐斐林林试试剂剂对对实实验验结结果果进进行行检检测测; ;用用淀淀粉粉、蔗蔗糖糖和和淀淀粉粉酶酶来来探探究究酶酶的的专专一一性性时时, ,不不宜宜用用碘碘液液对对实实验验结结果果进进行行检检测测, ,因因为为用用碘碘液液进进行行检检测测时时, ,实实验验结结果果均均相相同同, ,不不能能说说明明蔗蔗糖是否被水解。糖是否被水解。B B 7.(7.(20162016全国全国卷卷,3,3) )若除酶外所有试剂
26、已预保温若除酶外所有试剂已预保温, ,则在测定酶活力的则在测定酶活力的实验中实验中, ,下列操作顺序合理的是下列操作顺序合理的是( ( ) )A.A.加入酶加入酶加入底物加入底物加入缓冲液加入缓冲液保温并计时保温并计时一段时间后检测产物一段时间后检测产物的量的量B.B.加入底物加入底物加入酶加入酶计时计时加入缓冲液加入缓冲液保温保温一段时间后检测产物一段时间后检测产物的量的量C.C.加入缓冲液加入缓冲液加入底物加入底物加入酶加入酶保温并计时保温并计时一段时间后检测产物一段时间后检测产物的量的量D.D.加入底物加入底物计时计时加入酶加入酶加入缓冲液加入缓冲液保温保温一段时间后检测产物一段时间后检
27、测产物的量的量解析解析: :测定酶活力时测定酶活力时, ,在除酶外所有试剂均已预保温的情况下在除酶外所有试剂均已预保温的情况下, ,应先加应先加入缓冲液入缓冲液, ,其可以为酶提供一个相对稳定的环境其可以为酶提供一个相对稳定的环境, ,再依次加入底物和再依次加入底物和酶酶, ,保温并计时保温并计时, ,一段时间后检测产物的量。相同时间内产物的量越一段时间后检测产物的量。相同时间内产物的量越多多, ,酶活力越强。酶活力越强。C C 知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础1.ATP1.ATP的结构与功能的结构与功能考点二考点二ATPATP的结构、功能和利用的结构、功能和利用C C、H
28、 H、O O、N N、P P 腺苷腺苷 高能磷酸键高能磷酸键 【深挖教材】【深挖教材】如图为如图为ATPATP的结构简图的结构简图, ,请思考请思考: :(1)(1)图中框内图中框内“A”“A”代表代表“腺苷腺苷”吗吗? ?(2)(2)图示框图示框a a的名称是什么的名称是什么? ?它与它与DNADNA、RNARNA有何关系有何关系? ?提示提示: :(1)(1)图中图中“A”“A”代表腺嘌呤代表腺嘌呤,“,“腺苷腺苷”应为应为A+A+五碳糖。五碳糖。(2)(2)图示框图示框a a为腺嘌呤核糖核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸, ,它是构成它是构成RNARNA的单位之一的单位之一, ,当发生转录或当发生
29、转录或逆转录时逆转录时, ,它可与它可与DNADNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。2.ATP2.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化光合作用光合作用 细胞呼吸细胞呼吸 细胞呼吸细胞呼吸 场所场所: :线粒体、线粒体、 、叶绿体。、叶绿体。(2)(2)进行进行过程的能量来源和去向过程的能量来源和去向来源来源: : 。去向去向: :用于形成用于形成ATPATP中的中的 。细胞质基质细胞质基质光能、有机物中的化学能光能、有机物中的化学能高能磷酸键高能磷酸键【深挖教材】【深挖教材】ATPATP与与ADPADP的相互转化中的相互转化中, ,物质和能量都是可逆的吗物质和
30、能量都是可逆的吗? ?提示提示: :不都是。物质不都是。物质(ATP(ATP、ADPADP和和Pi)Pi)是可逆的是可逆的, ,而能量不可逆而能量不可逆( (来源和去路来源和去路均不同均不同) )。3.ATP3.ATP的利用的利用主动运输主动运输 物质合成物质合成 重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化细胞内常见产生与消耗细胞内常见产生与消耗ATPATP生理过程的归纳生理过程的归纳转转化化场场所所常常见见的生理的生理过过程程细细胞膜胞膜消耗消耗ATP:ATP:主主动动运运输输、胞吞、胞吐、胞吞、胞吐细细胞胞质质基基质质产产生生ATP:ATP:细细胞呼吸第一胞呼吸第一阶阶段段消耗消
31、耗ATP:ATP:一些吸能反一些吸能反应应叶叶绿绿体体产产生生ATP:ATP:光反光反应应消耗消耗ATP:ATP:暗反暗反应应和自身和自身DNADNA复制、复制、转录转录, ,蛋白蛋白质质合成等合成等线线粒体粒体产产生生ATP:ATP:有氧呼吸第二、三有氧呼吸第二、三阶阶段段消耗消耗ATP:ATP:自身自身DNADNA复制、复制、转录转录, ,蛋白蛋白质质合成等合成等核糖体核糖体消耗消耗ATP:ATP:蛋白蛋白质质的合成的合成细细胞核胞核消耗消耗ATP:DNAATP:DNA复制、复制、转录转录等等【易错点拨】【易错点拨】 (1)ATP(1)ATP转化为转化为ADPADP也需要消耗水也需要消耗水
32、ATPATP转化为转化为ADPADP又称又称“ATP“ATP的水解反应的水解反应”,”,这一过程需要酶的催化这一过程需要酶的催化, ,同时也需同时也需要消耗水。凡是大分子有机物要消耗水。凡是大分子有机物( (如蛋白质、淀粉等如蛋白质、淀粉等) )的水解都需要消耗水。的水解都需要消耗水。(2)ATP(2)ATP能量能量ATPATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物, ,是与能量有关的一种物质是与能量有关的一种物质, ,不能将两者等同不能将两者等同起来。起来。(3)(3)细胞中并非含有大量细胞中并非含有大量ATPATP生命活动需要消耗大量能量生命活动需要消耗大量能量, ,但细胞中但细胞中AT
33、PATP含量很少且含量较稳定。细胞含量很少且含量较稳定。细胞可以通过可以通过ATPATP与与ADPADP的相互转化不断合成的相互转化不断合成ATP,ATP,满足生物体的需要。满足生物体的需要。(4)(4)正确区分正确区分ATPATP、DNADNA、RNARNA、核苷酸结构中、核苷酸结构中“A”“A”的含义的含义ATPATP结构中的结构中的A A为腺苷为腺苷,DNA,DNA结构中的结构中的A A为腺嘌呤脱氧核苷酸为腺嘌呤脱氧核苷酸,RNA,RNA结构中的结构中的A A为腺嘌呤核糖核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸, ,核苷酸结构中的核苷酸结构中的A A为腺嘌呤。可见为腺嘌呤。可见, ,它们的共同点是它们的
34、共同点是都含有腺嘌呤。都含有腺嘌呤。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法题组一题组一 ATPATP结构与功能的分析结构与功能的分析1.ATP1.ATP是细胞的能量是细胞的能量“通货通货”。下列说法错误的是。下列说法错误的是( ( ) )A.ATPA.ATP的形成受温度和的形成受温度和pHpH的影响的影响B.ATPB.ATP中的能量可直接转化成光能中的能量可直接转化成光能C.ATPC.ATP脱去脱去2 2个磷酸基团后可形成腺嘌呤核糖核苷酸个磷酸基团后可形成腺嘌呤核糖核苷酸D.D.有氧呼吸及光合作用产生有氧呼吸及光合作用产生ATPATP均在膜上进行均在膜上进行解析解析: :合成合成
35、ATPATP的反应是发生在生物体内的生化反应的反应是发生在生物体内的生化反应, ,需要相应酶的催需要相应酶的催化作用化作用, ,而酶的催化活性受温度和而酶的催化活性受温度和pHpH的影响的影响; ;作为细胞生命活动的直作为细胞生命活动的直接能源物质接能源物质,ATP,ATP中的能量可直接转化成光能中的能量可直接转化成光能;ATP;ATP脱去脱去2 2个磷酸基团后个磷酸基团后形成的物质由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成形成的物质由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成, ,称为腺称为腺嘌呤核糖核苷酸嘌呤核糖核苷酸; ;光合作用合成光合作用合成ATPATP的场所是叶绿体的类囊体薄膜的场所
36、是叶绿体的类囊体薄膜, ,而而有氧呼吸合成有氧呼吸合成ATPATP的场所有细胞质基质、线粒体内膜及线粒体基质。的场所有细胞质基质、线粒体内膜及线粒体基质。D D 题组二题组二 ATPATP与与ADPADP相互转化过程的分析相互转化过程的分析2.ATP2.ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATPATP的叙述的叙述, ,错误的是错误的是( ( ) )A.A.线粒体合成的线粒体合成的ATPATP可在细胞核中发挥作用可在细胞核中发挥作用B.B.机体在运动时消耗机体在运动时消耗ATP,ATP,睡眠时则不消耗睡眠时则不消耗ATPATPC.C.在有氧与缺氧的条
37、件下细胞质基质中都能形成在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPATPD.D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATPATP来源于呼吸作用来源于呼吸作用B B 解解析析: :细细胞胞核核中中无无法法进进行行呼呼吸吸作作用用, ,它它所所需需要要的的ATPATP主主要要由由细细胞胞质质中中的的线线粒粒体体提提供供;ATP;ATP是是生生命命活活动动的的直直接接能能源源物物质质, ,机机体体时时刻刻都都在在消消耗耗ATP;ATP;有有氧氧呼呼吸吸和和无无氧氧呼呼吸吸的的第第一一阶阶段段均均在在细细胞胞质质基基质质中中进进行行, ,均均有有ATPATP形形成成;
38、;根根细细胞胞吸吸收收矿矿质质元元素素离离子子主主要要是是通通过过主主动动运运输输的的方方式式进进行行的的, ,其其消耗的能量来源于呼吸作用产生的消耗的能量来源于呼吸作用产生的ATPATP。3.ATP3.ATP是生物体内重要的能源物质是生物体内重要的能源物质, ,下列有关叙述不正确的是下列有关叙述不正确的是( ( ) )A.AMPA.AMP可以作为合成可以作为合成ADPADP及及mRNAmRNA的原料的原料B.B.甲过程中释放的能量可以用于甲过程中释放的能量可以用于C C3 3还原或细胞分裂还原或细胞分裂C.C.丁过程中合成丁过程中合成ATPATP所需能量可以是光能、化学能、热能所需能量可以是
39、光能、化学能、热能D.D.催化乙过程和丙过程的酶肯定不是同一种酶催化乙过程和丙过程的酶肯定不是同一种酶C C 解解析析: :ATPATP是是生生物物体体内内的的直直接接能能源源物物质质, ,其其水水解解释释放放的的能能量量可可以以用用于于各各项项生生命命活活动动; ;光光能能在在光光合合作作用用的的光光反反应应中中可可转转化化为为ATPATP中中的的能能量量, ,细细胞胞呼呼吸吸中中有有机机物物分分解解释释放放出出的的能能量量, ,也也可可合合成成ATP,ATP,但但热热能能无无法法用用于于合合成成ATP;ATP;酶具有专一性酶具有专一性, ,催化乙过程和丙过程的酶不是同一种酶。催化乙过程和丙
40、过程的酶不是同一种酶。解解析析: :被被动动运运输输过过程程不不需需要要消消耗耗能能量量, ,因因此此不不会会使使细细胞胞内内物物质质B B的的含含量量增增多多; ;酶酶c c催催化化的的反反应应过过程程为为ATPATP的的合合成成过过程程, ,该该过过程程可可发发生生在在细细胞胞质质基基质质、线线粒粒体体基基质质、线线粒粒体体内内膜膜、叶叶绿绿体体类类囊囊体体薄薄膜膜上上; ;酶酶a a在在ATPATP的的水水解解过过程程中中发发挥挥作作用用, ,而而ATPATP的的水水解解过过程程一一般般伴伴随随着着吸吸能能反反应应的的进进行行; ;噬噬菌菌体体的的遗遗传传物物质质是是DNA,DNA,其其
41、基基本本组组成成单单位位是是脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷酸酸, ,而而物物质质B B是是ADPADP。4.(4.(20162016山东潍坊模拟山东潍坊模拟) )如图为细胞中如图为细胞中ATPATP反应过程反应过程,A,A、B B为化合物为化合物,a,a、c c为酶。下列说法正确的是为酶。下列说法正确的是( ( ) )A B+Pi+A B+Pi+能量能量A.A.被动运输过程使细胞内物质被动运输过程使细胞内物质B B的含量增多的含量增多B.B.酶酶a a发挥作用时发挥作用时, ,一般伴随着放能反应的进行一般伴随着放能反应的进行C.C.物质物质B B是组成噬菌体的遗传物质的单体之一是组成噬菌体的遗传物质
42、的单体之一D.D.线粒体和叶绿体的生物膜上均可发生酶线粒体和叶绿体的生物膜上均可发生酶c c催化的反应过程催化的反应过程D D 实验基础实验基础 吃透原理吃透原理 掌握步骤掌握步骤1.1.实验原理实验原理(1)(1)温度影响酶活性的实验探究温度影响酶活性的实验探究考点三实验考点三实验: :探究影响酶活性的条件探究影响酶活性的条件蓝色蓝色 温度影响酶的活性温度影响酶的活性, ,从而影响淀粉的水解从而影响淀粉的水解, ,滴加碘液滴加碘液, ,根据是否出现蓝根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)pH(2)pH对酶活性的影响对酶活性的影响pHpH影响酶的活性影
43、响酶的活性, ,从而影响从而影响O O2 2的生成量的生成量, ,可用点燃但无火焰的卫生香燃可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检测烧的情况来检测 的多少。的多少。2.2.实验步骤实验步骤(1)(1)温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响步步骤骤项项目目试试管管1 1试试管管11试试管管2 2试试管管22试试管管3 3试试管管331 1加入可溶性加入可溶性淀粉溶液淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 2加入新配制加入新配制的的-淀粉淀粉酶酶溶液溶液1 mL1 mL1 mL1 mL1 mL1 mL2H2H2 2O+OO+O2 2 O O2 2生成量生成量3 3放置在不同放置在
44、不同温度温度环环境中境中0 0 100 100 60 60 4 4淀粉溶液与淀粉溶液与-淀粉淀粉酶酶溶液混合溶液混合混合混合混合混合混合混合5 5完成反完成反应应5 min5 min5 min5 min5 min5 min6 6滴入碘液滴入碘液2 2滴滴2 2滴滴2 2滴滴7 7观观察察结结果果变蓝变蓝0 01001006060变蓝变蓝不变蓝不变蓝(2)pH(2)pH对酶活性的影响对酶活性的影响步步骤骤项项目目试试管管1 1试试管管2 2试试管管3 31 1注入等量注入等量过过氧化氧化氢氢酶酶溶液溶液2 2滴滴2 2滴滴2 2注入不同注入不同pHpH的的溶液溶液1 mL1 mL蒸蒸馏馏水水1
45、mL1 mL盐盐酸酸1 mL1 mLNaOHNaOH溶液溶液3 3注入等量的注入等量的H H2 2O O2 2溶液溶液2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL2 mL4 4观观察察现现象象几乎无气几乎无气泡泡产产生生几乎无气几乎无气泡泡产产生生3.3.实验结论实验结论低温、高温、酸性、碱性条件下酶活性低温、高温、酸性、碱性条件下酶活性 , ,适宜温度、适宜温度、pHpH条件下酶条件下酶活性活性 。有大量有大量气泡产生气泡产生2 2滴滴下降下降最高最高透析实验透析实验 积累技能积累技能 理解方法理解方法1.1.在探究温度对酶活性影响的实验中在探究温度对酶活性影响的实验中, ,为什么不宜选用过氧化
46、氢酶催化过为什么不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解氧化氢分解? ?在选用淀粉酶分解淀粉时在选用淀粉酶分解淀粉时, ,为什么不选用斐林试剂进行检测为什么不选用斐林试剂进行检测? ?透析透析: :过氧化氢在加热的条件下会加快分解。斐林试剂与还原糖只有在加过氧化氢在加热的条件下会加快分解。斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下热的条件下, ,才能生成砖红色沉淀才能生成砖红色沉淀, ,但实验需要控制温度。但实验需要控制温度。2.2.为什么不选用淀粉酶催化淀粉的水解为什么不选用淀粉酶催化淀粉的水解, ,来探究来探究pHpH对酶活性的影响对酶活性的影响? ?透析透析: :底物淀粉在酸性条件下会发生水解反应。底
47、物淀粉在酸性条件下会发生水解反应。3.3.在探究温度对酶活性影响的实验中在探究温度对酶活性影响的实验中, ,能否向预保温的可溶性淀粉溶液中能否向预保温的可溶性淀粉溶液中直接加入未预保温的淀粉酶直接加入未预保温的淀粉酶? ?透析透析: :不能。加入未预保温的淀粉酶后不能。加入未预保温的淀粉酶后, ,试管中的温度会发生变化试管中的温度会发生变化, ,导致实导致实验出现误差。验出现误差。4.4.在探究在探究pHpH对酶活性影响的实验中对酶活性影响的实验中, ,步骤步骤2 2和步骤和步骤3 3为什么不能颠倒顺序为什么不能颠倒顺序? ?透析透析: :若颠倒若颠倒, ,则在未达到预设则在未达到预设pHpH
48、时时, ,酶已发生反应酶已发生反应, ,导致实验结果不准确。导致实验结果不准确。5.5.整个实验过程中整个实验过程中, ,除温度或除温度或pHpH之外之外, ,其余的变量为什么相同其余的变量为什么相同? ?透析透析: :实验设计遵循单一变量原则实验设计遵循单一变量原则, ,这样可以排除无关变量对实验结果的这样可以排除无关变量对实验结果的影响。影响。技能训练技能训练 巩固演练巩固演练 技能提升技能提升1.1.下列有关探究温度、下列有关探究温度、pHpH对酶活性影响的实验设计合理的是对酶活性影响的实验设计合理的是( ( ) )解析解析: :过氧化氢受热会加快分解过氧化氢受热会加快分解, ,不宜用于
49、探究温度对酶活性的影响不宜用于探究温度对酶活性的影响; ;淀粉不能被蔗糖酶水解淀粉不能被蔗糖酶水解; ;淀粉在酸性条件下会发生水解反应淀粉在酸性条件下会发生水解反应, ,且酸性且酸性环境会影响斐林试剂与还原糖的反应。环境会影响斐林试剂与还原糖的反应。B B 实验编实验编号号探究探究课题课题选选用材料与用材料与试剂试剂温度温度对对酶酶活性活性的影响的影响过过氧化氧化氢氢溶液、新溶液、新鲜鲜的肝的肝脏脏研磨液研磨液温度温度对对酶酶活性活性的影响的影响新制的淀粉新制的淀粉酶酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pHpH对对酶酶活性的活性的影响影响新制的蔗糖新制的蔗糖酶酶溶液、可溶性淀
50、粉溶液、碘液溶液、可溶性淀粉溶液、碘液pHpH对对酶酶活性的活性的影响影响新制的淀粉新制的淀粉酶酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂试剂A.A.实验实验B.B.实验实验C.C.实验实验D.D.实验实验2.2.下表是某同学探究温度对酶活性影响的实验操作和实验现象的记录。请回答下表是某同学探究温度对酶活性影响的实验操作和实验现象的记录。请回答: :实验实验操作分操作分组组甲甲组组乙乙组组丙丙组组向向试试管中加入唾液管中加入唾液淀粉淀粉酶酶溶液溶液1 mL1 mL1 mL1 mL1 mL1 mL向向试试管中加入可溶管中加入可溶性淀粉溶液性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2 mL
51、2 mL2 mL控制温度控制温度0 0 37 37 60 60 将唾液淀粉将唾液淀粉酶酶溶液与可溶性淀粉溶液混合振溶液与可溶性淀粉溶液混合振荡荡后分后分别别保温保温5 min5 min向向试试管中滴加碘液管中滴加碘液1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴观观察察实验现实验现象象变蓝变蓝不不变蓝变蓝变蓝变蓝(1)(1)为保证实验的科学性和严谨性为保证实验的科学性和严谨性, ,该同学在此实验操作过程中至少需要该同学在此实验操作过程中至少需要支支试管。试管。(2)(2)若实验结束后若实验结束后, ,将甲组的温度调节到将甲组的温度调节到37 ,37 ,保温一段时间后保温一段时间后, ,甲组的实验现象是甲组的实
52、验现象是 , ,原因是原因是 。(3)(3)在该实验的基础上要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度在该实验的基础上要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度, ,实验设计思路是实验设计思路是 . . 。(4)(4)若将实验中的唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和若将实验中的唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H H2 2O O2 2溶液溶液, ,你认为是否科学你认为是否科学? ?, ,为什么为什么? ? 。解析解析: :酶具有高效性酶具有高效性, ,为保证实验的科学性和严谨性为保证实验的科学性和严谨性, ,每种温度的淀粉每种温度的淀粉和淀粉酶溶液在混合前要分装在和淀粉酶溶液在混合前
53、要分装在2 2支不同的试管中进行恒温处理支不同的试管中进行恒温处理, ,因此因此该同学在此实验操作过程中至少需要该同学在此实验操作过程中至少需要6 6支试管。由以上分析知支试管。由以上分析知, ,甲组中甲组中的淀粉酶因温度低其活性受到抑制而不能将淀粉催化水解的淀粉酶因温度低其活性受到抑制而不能将淀粉催化水解, ,滴加碘液滴加碘液后会变蓝后会变蓝, ,若实验结束后若实验结束后, ,将甲组的温度调节到将甲组的温度调节到37 ,37 ,淀粉酶的活性会淀粉酶的活性会升高升高, ,保温一段时间后保温一段时间后, ,淀粉酶可将淀粉催化水解淀粉酶可将淀粉催化水解, ,蓝色褪去。要进一蓝色褪去。要进一步探究唾
54、液淀粉酶的最适温度步探究唾液淀粉酶的最适温度, ,应在酶的最适温度前后设计更多的温应在酶的最适温度前后设计更多的温度梯度度梯度, ,即在即在37 37 左右设置一定的温度梯度进行实验左右设置一定的温度梯度进行实验, ,其他条件不变。其他条件不变。高温会促进高温会促进H H2 2O O2 2的分解。的分解。答案答案: :(1)6(1)6(2)(2)蓝色褪去酶在低温时活性低蓝色褪去酶在低温时活性低, ,在适宜温度下活性升高在适宜温度下活性升高( (或低温抑或低温抑制酶的活性制酶的活性; ;或由或由0 037 ,37 ,酶的活性升高酶的活性升高) )(3)(3)在在37 37 左右设置一定的温度梯度
55、进行实验左右设置一定的温度梯度进行实验, ,其他条件不变其他条件不变(4)(4)不科学高温促进不科学高温促进H H2 2O O2 2的分解的分解构建知识网络构建知识网络 强化答题语句强化答题语句知识网络知识网络 填充填充: . . . . . .APAPP PP P光合作用光合作用蛋白质蛋白质RNARNA高效性高效性专一性专一性作用条件较温和作用条件较温和降低活化能降低活化能要语强记要语强记 1.1.一个本质一个本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物, ,其中绝大多数酶是蛋白质其中绝大多数酶是蛋白质, ,少少数是数是RNARNA。2.2.两个必清两个必清(
56、1)ATP(1)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。是细胞生命活动的直接能源物质。(2)(2)细胞内细胞内ATPATP与与ADPADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。相互转化的能量供应机制是生物界的共性。3.3.三个特性三个特性(1)(1)专一性专一性: :一种酶只能催化一种或一类化学反应。一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)(2)高效性高效性: :与无机催化剂相比与无机催化剂相比, ,酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。(3)(3)作用条件较温和作用条件较温和: :酶能催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进酶能催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。行的。4.4.四个条件四个条件(1)(1)低温抑制酶的活性低温抑制酶的活性, ,但不破坏酶的分子结构。但不破坏酶的分子结构。(2)(2)高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。
