《生物一轮复习 第一讲 新陈代谢与酶和ATP同步课件 大纲人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物一轮复习 第一讲 新陈代谢与酶和ATP同步课件 大纲人教版（118页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本单元包括生物必修本的第三章和选修本的第二、五章内容。作为整个高中生物课程中的重点内容，本单元系统介绍了生物的新陈代谢的过程、特点以及与人类生产、生活密切相关的实际问题，并注重运用这些知识解决问题的能力。生物的基本特征是新陈代谢。在这个由无数个化学反应组成的新陈代谢过程中，起重要作用的是酶和ATP。在此基础上，重点介绍了植物的光合作用、水分代谢和矿质代谢、动物体内三大营养物质的代谢和细胞呼吸、微生物代谢及发酵工程。本单元是前面学习的细胞结构和功能的深化和扩展，同时又是生命活动的调节和生物的生殖与发育的基础，起到承前启后的作用。本单元的重点和难点是植物的光合作用、细胞呼吸和动物体内三大营养物质的
2、代谢。生物体内的物质代谢过程是极其复杂的。如动物从外界摄取的营养物质经过转化成为动物自身的组成物质，组成物质又经过氧化分解成为代谢的最终产物而排出体外。这些过程中包括着许许多多的生物化学反应。据估计，人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应。这么多的化学反应之所以能够在常温常压下迅速顺利地完成，完全是依靠酶的催化作用。正因为如此，所以生物体自我更新的速度是很快的。“植物的新陈代谢”单元是高中生物知识体系的核心，是历年来高考命题的重点和热点。由于新陈代谢是一切生命活动的基础，因此这部分内容与其他章节的内容有着密切的联系，为学科内综合提供了丰富的教材。其次，这部分知识有许多与工农业生产实际相联
3、系的切入点，可以此为背景，进行理科综合或大综合试题的命制。另外，这部分内容涉及生物学实验较多，这些都为高考命题提供了丰富的材料。本单元知识相互连贯，逻辑性强，结合实际紧密 ，富有较强的实用价值。它描述了生命的最基本特征新陈代谢的方方面面，从而为学习其他生命活动现象奠定了基础。从考点内容来看，本单元的每个知识点均有考查的可能性。其中光合作用和细胞呼吸则是考试命题的焦点(几乎每年都考)，有着不容忽视的重要地位。从考查角度上看，多围绕光合作用和细胞呼吸的过程展开，通过考查两项生理过程的产物，限制两种生理过程的条件，以及光合作用与细胞呼吸的综合运用来进行全方位考查。从近年来的高考命题分析，还可以看出，
4、考查有关光合作用、细胞呼吸(包括有氧呼吸、无氧呼吸)的题目设计多趋向于与其他知识的综合，甚至出现跨学科综合。人和动物的新陈代谢，从知识内容上看主要涉及物质代谢、能量代谢，每个知识点都极其重要。尤其糖类、脂肪、蛋白质三大营养物质的消化、吸收、代谢的全过程是常考的内容。本章涉及相当多的初中知识，诸如呼吸、消化、循环、排泄四大系统等。从能力要求上，它要求学生能解释和说明所学自然科学基本知识的含义，并能运用适当的形式(如文字、图或表)进行表达。本章内容重要概念多，如消化、吸收、代谢、同化作用、异化作用、自养型、异养型、需氧型、厌氧型、兼性厌氧型生物、脱氨基作用、转氨基作用等重要概念，三大营养物质代谢等
5、图解，内环境中的成分、三大营养物质之间的关系图解，都要求学生重点掌握。 1解决本单元重点、难点问题，首先理清植物体内各种代谢之间的关系，以及植物体与环境因素之间的相互关系，然后自我设置各种变化条件，分析植物代谢活动的变化，归纳出一般规律。本单元的复习策略之一是挖掘植物三大代谢之间的内在联系，形成知识网络。绿色植物的新陈代谢是以水分和矿质元素为原料，通过以光合作用为主的同化作用来合成体内有机物，并把光能转变为化学能贮藏在有机物中；又通过以细胞呼吸为主的异化作用分解体内有机物，释放能量，生成ATP，供给生命活动的需要。水分代谢、矿质代谢、光合作用和细胞呼吸之间的关系可用下图表示：在这六种联系中，各
6、种代谢之间相互影响、相互依赖，共存于同一植物体内。在复习这一部分时，要结合复习初中植物学有关知识，明确高等植物吸收水分、矿质元素及光合作用、细胞呼吸的主要部位。注意有机物运输分配的“就近运输”“优先生长中心”两个基本原则，分别分析水分、矿质元素、有机物的运输方向。本单元复习策略之二是要结合生物选修教材中光合作用与生物固氮内容。知道生物固氮的微生物种类；了解根瘤菌和圆褐固氮菌的形态、结构、生理特点；知道生物固氮的简要过程；了解生物固氮的重要意义；了解生物固氮在农业生产中的应用。始终围绕提高粮食等农作物的产量这个主题进行复习和归纳专题内容。进一步深化对光合作用的认识，特别是光能在叶绿体中转换的三个
7、步骤。本单元复习策略之三是清楚植物代谢与环境因素之间的联系，特别是非生物因素对植物体的光合作用和细胞呼吸的影响及产生的变化。在历年高考题以及复习题中，常见的有关植物代谢的综合题通常以曲线、图表等形式从多种角度命题，考查同学们的审题、识图、分析综合、文字及图形表达能力；有时结合生产实践命题，也有结合实验或实验设计命题。本单元复习策略之四是纵横联系植物细胞亚显微结构的功能、植物的激素调节、植物的生殖与发育、生物与环境等内容。复习时应从植物的细胞水平、个体水平、种群水平、生态学水平等四个方面进行教学设计，将植物体的能量代谢、物质代谢与细胞器密切联系，分析并归纳出植物体内的主要变化。2在进行人和动物新
8、陈代谢有关内容复习时，要注重以下几点：(1)掌握三大有机物在体内的消化过程及消化部位，以及各消化腺分泌消化酶的种类。三大有机物在消化道内的化学性消化部位是口腔、胃和小肠。消化腺主要有消化道外的唾液腺、胰腺、肝脏和消化道内的胃腺、肠腺。其中，肝脏分泌的胆汁不含消化酶，但可以对脂肪起乳化作用。(2)掌握营养物质的吸收部位、方式和途径。营养物质的吸收部位是胃、小肠和大肠。主要以渗透扩散和主要运输两种方式吸收各种营养物质。各种营养物质中的脂质有一部分先被小肠壁内毛细淋巴管吸收，经淋巴循环再回到血液，其余部分脂质和其他营养物质都是直接被毛细血管吸收。(3)掌握小肠作为主要的消化和吸收场所的结构特点。从结
9、构上来讲，小肠壁内含有肌肉层，可以通过蠕动对食物进行物理性消化；小肠内含有多种消化液和肠液、胰液、胆汁，可以对食物进行化学性消化，所以小肠是主要的消化部位。小肠是消化道中最长的一段，有皱襞、绒毛和微绒毛，增大了吸收面积；小肠壁内含有丰富的毛细血管和毛细淋巴管，且小肠绒毛、毛细血管和毛细淋巴管的壁都很薄，只由一层细胞构成，吸收特别方便，所以小肠是主要的吸收部位。 (4)掌握糖类、脂质和蛋白质代谢的途径，即血糖和体内氨基酸的三个来源和三条去路，血糖的三个来源是：来自食物(主要是淀粉的分解)、肝糖元分解以及蛋白质和脂肪的转化；三条去路是：氧化分解、合成糖元(肝糖和肝糖元)以及转变为脂肪和非必需的氨基
10、酸。体内氨基酸的三个来源是：来自食物(主要是蛋白质的分解)、氨基转换作用(包括必需的氨基酸及糖类、脂质代谢中间产物丙酮酸转变为非必需的氨基酸)和自身蛋白质的分解；氨基酸的三条去路是：合成各种机体的组织蛋白质及特殊蛋白质(如酶、抗体和激素等)、氨基转换作用、脱氨基作用后的氧化分解及转变为糖类与脂肪。(5)掌握动物体内能量的释放、转移和利用的内容和过程，了解动物细胞进行无氧呼吸的特点。动物和人体细胞内的三大机物被氧化分解时，就会释放出供给各项生命活动利用的能量。而动物和人体细胞的无氧呼吸只能产生乳酸，并释放出少量的能量。(6)掌握自养型、异养型、需氧型、厌氧型生物的特点，了解厌氧型生物的主要特征。
11、同化作用可分为自养型和异养型两种。自养型又分为光能自养型和化能自养型。异化作用分为需氧型和厌氧型两种。厌氧型生物的一个主要特征是，在有氧气时，发酵作用就会受到抑制。(7)学习本单元要加强与实际、日常生活等的联系。要理解剧烈运动的糖代谢，关心减肥与瘦身等热点问题。新陈代谢是每年高考的重点，而动物的代谢部分也常被考到。命题的中心在本章，也兼顾细胞、生殖和发育、遗传、进化、生态等章的有关知识点。因此，复习时，根据知识普遍联系的规律，要把知识联成网络，要按知识的结构，把重要的概念和基本的知识点列成提纲。1了解酶的发现过程。2阐明酶的概念及其来源。3举例说明酶的特性。4写出ATP的结构简式。5说明ATP
12、与ADP的相互转化。6阐明植物体与动物体ATP的形成途径。7比较过氧化氢在自然状态、加入Fe3及加入过氧化氢酶后的分解状况，验证酶的高效性。8通过探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化状况，验证酶的专一性。一、酶二、ATP 1.酶概念的理解化学本质化学本质绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质少数是少数是RNA合成原料合成原料氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成场所合成场所核糖体核糖体细胞核细胞核来源来源一般说来，活细胞都能产生酶一般说来，活细胞都能产生酶生理功能生理功能具有生物催化作用具有生物催化作用2.酶的生理作用生物催化剂(1)具有催化剂的一般特性在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，能显著降低反
13、应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数。反应前后酶的性质和数量均没有变化。(2)具有一般催化剂所不具备的以下特征高效性。专一性：酶对反应底物具有专一性，任何一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。酶需要适宜的环境条件：酶促反应一般在常温、温压及生理pH条件下进行。多样性。归纳总结1酶知识的正误辨析正确说法正确说法错误说法错误说法产生场所产生场所凡是活细胞都能产生凡是活细胞都能产生(不考虑人的成熟不考虑人的成熟红细胞红细胞)具有分泌功能的细胞才能产具有分泌功能的细胞才能产生生化学本质化学本质有机物有机物(或多数是蛋白质，少数为或多数是蛋白质，少数为RNA)
14、蛋白质蛋白质基本单位基本单位氨基酸或核糖核苷酸氨基酸或核糖核苷酸氨基酸氨基酸合成场所合成场所核糖体或细胞核核糖体或细胞核核糖体核糖体作用场所作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用挥作用只在细胞内起催化作用只在细胞内起催化作用温度影响温度影响低温影响酶的活性，低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，高温使酶变性失活不破坏酶的结构，高温使酶变性失活低温引起酶变性失活低温引起酶变性失活作用作用酶只起催化作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功酶具有调节、催化等多种功能能来源来源生物体内合成生物体内合成有的来源于食物有的来源于食物2.教材中涉及到的酶及其作用的归
15、纳总结分类分类酶的名称酶的名称酶的作用酶的作用消消化化水水解解酶酶唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖将淀粉分解为麦芽糖胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶胰麦芽糖酶、肠麦芽糖酶将麦芽糖分解为葡萄糖将麦芽糖分解为葡萄糖胃蛋白酶、胰蛋白酶胃蛋白酶、胰蛋白酶将蛋白质分解为多肽将蛋白质分解为多肽肠肽酶肠肽酶将多肽分解为氨基酸将多肽分解为氨基酸胰脂肪酶、肠脂肪酶胰脂肪酶、肠脂肪酶将脂肪分解为脂肪酸和甘油将脂肪分解为脂肪酸和甘油分类分类酶的名称酶的名称酶的作用酶的作用其其他他水水解解酶酶DNA酶酶分解分解DNA纤维素酶纤维素酶分解纤维素分解纤维素果胶酶果胶酶分解果胶分解果胶青
16、霉素酶青霉素酶分解青霉素分解青霉素其其他他代代谢谢酶酶谷丙转氨酶谷丙转氨酶将谷氨酸转化为丙氨酸将谷氨酸转化为丙氨酸酪氨酸酶酪氨酸酶利用酪氨酸合成黑色素，衰老的细胞中酪利用酪氨酸合成黑色素，衰老的细胞中酪氨酸酶活性降低，白化病人体内不能合成氨酸酶活性降低，白化病人体内不能合成酪氨酸酶酪氨酸酶固氮酶固氮酶生物固氮生物固氮其其他他酶酶解旋酶解旋酶解开解开DNA碱基间的氢键碱基间的氢键逆转录酶逆转录酶催化催化RNA形成形成DNA单链单链RNA聚合酶聚合酶催化催化DNA分子转录形成信使分子转录形成信使RNA限制性内切酶限制性内切酶切割切割DNA形成黏性末端形成黏性末端DNA连接酶连接酶将将DNA分子的黏
17、性末端连接起来分子的黏性末端连接起来溶酶体酶溶酶体酶水解细胞中的代谢废物、衰老的细胞组织水解细胞中的代谢废物、衰老的细胞组织以及外源杂质以及外源杂质3.酶与激素的比较酶酶激素激素来源来源活细胞产生活细胞产生专门的内分泌腺或特定部专门的内分泌腺或特定部位细胞产生位细胞产生化学本质化学本质绝大多数是蛋白质，少数绝大多数是蛋白质，少数是是RNA固醇类、多肽、蛋白质、固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸、脂质等氨基酸、脂质等生物功能生物功能催化作用催化作用调节作用调节作用共性共性在生物体内均属高效能物质，在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少即含量少、作用大、生物代谢不可缺少【例1】(2
18、010武汉模拟)在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆点位置，分别用不同的方法处理，如图所示。将上述实验装置放入37恒温箱中，保温处理24小时后，用碘液滴在琼脂块上，可见其上面呈蓝色的斑块个数是()A1个B2个C3个D4个解析：唾液煮沸或与酸混合，唾液淀粉酶失去活性，淀粉不水解；酶具有专一性，蔗糖酶不催化淀粉水解，所以圆点1、2、3遇碘液均变蓝；圆点4中淀粉会被水解，遇碘液不变蓝。答案：C(2010海淀一检)通常情况下，正常动物细胞中不具有的酶是()A复制DNA所需的酶B转录合成RNA所需的酶C翻译合成蛋白质所需的酶D逆转录合成DNA所需的酶解析：逆转录酶是某些病毒所特有的，正常动物细胞中没有。答案：
19、D1.酶的活性酶是一种高分子有机物，绝大多数是蛋白质，蛋白质的分子结构和功能状态受到温度、pH、抑制剂、激活剂等因素的影响，酶活性大小直接影响酶促反应速率。(1)酶催化活性的表示方法：酶催化活性的强弱以单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。(2)研究影响酶作用的因素与方法：研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持基他因素不变的情况下，单独改变研究的因素，即遵循某一变量原则，如研究温度对酶的活性影响时，除温度为实验变量外，其他实验因素都应控制相同。另外，在设计实验研究影响酶活性的因素时，还应设置对照实验。(3)温度对酶活性的影响：在较低的温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐增强，达到
20、最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后酶的催化能力会迅速下降，最后完会失去催化能力。(如图甲所示)(4)pH对酶活性的影响：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的降低，酶的催化能力逐渐降低；高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降。(如图乙所示)(5)激活剂、抑制剂对酶的影响：激活剂可使酶活性增强，抑制剂可使酶的催化活性受到抑制。2底物浓度酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的限制。(如图丙所示)3酶浓度在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质
21、及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。(如图丁所示)影响酶促进反应速率的因素可归纳如下：曲线解度1表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)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。(3)酶只能催化已存在的化学反应。2表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性。3影响酶活性的曲线反应溶液酸碱度的变化一般不影响酶作用的最适温度。【例2】(2010沈阳检测)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速率
22、和温度的关系的是()解析：本题考查识图判断能力。胰蛋白酶作用的最适温度是37左右，图中给出的反应温度最大为30，还没有达到胰蛋白酶作用的最适温度，所以曲线的走势应该是一直上升的，多数学生受习惯的影响，而误判为B选项。答案：C(2010金华一中期中)如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是()Aa、b、c表示温度，则一定是abcBa、b、c表示酶的浓度，则abcCa、b、c表示底物的浓度，则abcDa、b、c表示温度，则不可能是abc解析：本题考查反应物的量随时间变化的曲线，在同一反应时间内，a中反应物的量最低，c中反应物的量最高，则可
23、能是a中酶浓度高，c中酶浓度低。答案：B一、实验原理二、实验流程1比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率步骤步骤1号号2号号各注入各注入2mL H2O2加入不同催化剂加入不同催化剂2滴肝脏研磨液滴肝脏研磨液2滴滴Fe3溶液溶液观察观察产生气泡的速度和多产生气泡的速度和多少少快且多快且多慢且少慢且少卫生香燃烧卫生香燃烧剧烈燃烧剧烈燃烧燃烧不剧烈燃烧不剧烈结论结论酶的催化作用具有高效性酶的催化作用具有高效性2.“比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率”实验应注意的问题(1)实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中
24、酶分子分数量减少且活性降低。(2)实验中使用肝脏的研磨液，可以加大肝细胞内过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。(3)滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液不能合用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入溶液中会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。3探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用1号号2号号注入物质注入物质2mL可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液2mL蔗糖溶液蔗糖溶液加入酶加入酶2mL新鲜淀粉酶新鲜淀粉酶2mL新鲜淀粉酶新鲜淀粉酶振荡振荡60温温水处理水处理保温保温5min保温保温5min加斐加斐林试剂林试剂2mL振荡振荡2mL振荡振荡煮沸煮沸1min1min观
25、察观察砖红色沉淀砖红色沉淀无变化无变化4.“淀粉酶对淀粉和蔗糖的分解作用”实验应注意的问题(1)保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。这是因为蔗糖是非还原糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了受细菌作用部分分解成单糖，则与斐林试剂共热时能生成砖红色沉淀，使人产生错觉。为了确保实验成功，实验之前应先检验一下蔗糖的纯度。可用市售大块冰糖，用水洗去其表面葡萄糖得到纯净的蔗糖。(2)实验中所用酶的来源不同，则所需最适温度也不同。若淀粉酶为市售的淀粉酶，其最适温度为5075；若淀粉酶来自人体或哺乳动物组织，则最适温度为37左右。(3)在实验中，质量分数为3%的蔗糖溶液要现用现配(以免被细
26、菌污染变质)，实验中若用唾液来完成实验，则取唾液时一定要用清水漱口，以免食物残渣进入唾液中。(4)制备的可溶性淀粉溶液，一定要完全冷却后才能使用，因为温度过高会使酶活性降低，甚至失去催化能力。(5)实验结果分析若加入蔗糖的试管内最终也出现砖红色沉淀，其原因可能是：蔗糖不纯，混有还原糖；蔗糖溶液放置时间过长，被微生物分解生成还原糖；试管不干净，试管壁上沾有还原糖。深化拓展1探索酶具有专一性的实验设计思路(1)用同一种酶分别催化不同的底物，如教材实验中用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖。(2)用不同种类的酶处理同一种反应底物，如用淀粉酶和蛋白酶分别处理淀粉溶液。2探究类实验设计的解题思路(1)从已知入手，
27、分析确定自变量、因变量、控制变量。(2)分析确定自变量对因变量的影响程度以及它们之间的关系。(3)合理安排各变量“出场”顺序，写出实验步骤。例如，实验的已知条件是“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”。自变量是两种底物即淀粉溶液、蔗糖溶液。因变量是淀粉、蔗糖水解的产物、水解的速度等变化的结果。控制变量(无关变量)为淀粉、蔗糖溶液的浓度及用量，淀粉酶的浓度、用量、水解过程中的温度及酸碱度等。【例3】(2010长沙月考)把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中(酶液)，在37下观察到某些反应现象。在这种情况下，学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可观察到该反应现象；学生乙设计的对照实
28、验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解释，其中可能性最大的一项是()A酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行B酶由于被蒸馏水溶解出来，因而能进行反应C由于该酶液中混有与反应物相同的物质D由于该酶液中混有催化同一反应的多种酶解析：比较三个实验：反应物十酶反应；蒸馏水酶液反应；反应物蒸馏水无反应。从、可知反应的发生需酶的催化，酶来自酶液；从、可知，酶液中不仅有酶，而且存在反应物。答案：C(2010黄冈模拟)为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为A、B，各注入2mL体积分数为3%的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5%的FeCl3溶液，向B管滴入2
29、滴质量分数为20%的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。(1)本实验的主要目的是探索酶的高效性(过氧化氢酶和Fe3催化效率的高低)。(2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是H2O2溶液放置时间过长而分解。(3)过氧化氢酶能催化H2O2的分解，产生的O能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶，设计了如下实验：参照上图所给信息，回答下列问题：3号试管内加入的物质是_。设计2号试管作为对照的具体目的是_。如果2号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第_号试管。答案：2mL焦性没食酸溶液，2滴H
30、2O2溶液，2mL马铃薯块茎提取液排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响31.ATP的组成ATP存在于各种活细胞中，是一种高能磷酸化合物。当其水解时，远离A的那个高能磷酸键断裂，水解释放出大量能量，高达30.54kJ/mol，ATP的组成分析如下：从ATP的结构式分析，一分子ATP包括一分子腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，三分子磷酸基团(两个高能磷酸键)。ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键首先断裂，释放能量，变成ADP；若完全水解，另一个高能磷酸键也将断裂，变成AMP。即：2ATP的形成途径3ATP与ADP的相互转化ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新生成，这对于细胞中能量的
31、捕获、贮存和释放非常重要。ATP在细胞内含量并不多，但可迅速转化循环利用。如图所示：上述ATP和ADP的相互转化并非单纯的可逆反应，现比较如下：比较项目比较项目ATP水解水解ATP合成合成反应条件反应条件水解酶水解酶合成酶合成酶能量来源能量来源或去路或去路水解释放的能量是储存在水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能高能磷酸键中的化学能合成所需能量主要有化学能合成所需能量主要有化学能和太阳光能和太阳光能反应场所反应场所如细胞膜、叶绿体基质、如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等细胞质基质、细胞核等细胞质基质、线粒体和叶绿细胞质基质、线粒体和叶绿体体反应时间反应时间ATP的合成和分解并不是
32、同时发生的。总的说来，细胞的合成和分解并不是同时发生的。总的说来，细胞中能量供应充足时，更多地发生中能量供应充足时，更多地发生ATP的合成反应；细胞的合成反应；细胞中耗能反应多时，更多地发生中耗能反应多时，更多地发生ATP的水解反应的水解反应关系关系ATP与与ADP的相互转化过程中反应类型、反应所需的酶的相互转化过程中反应类型、反应所需的酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此二者的反应不是可逆反应，而是细胞内二者的反应不是可逆反应，而是细胞内ATP与与ADP的循的循环过程环过程特别提示(1)ADP形成ATP时有H2O生成，ATP转化为
33、ADP时则需消耗H2O。(2)叶绿体中产生的ATP专用于光合作用暗反应，不可用于其他生命活动，且光反应中产生的ATP远多于细胞呼吸过程所产生的ATP。深化拓展1几种能源(1)最终能源光能；(2)储备能源脂肪；(3)主要能源糖类；(4)直接能源ATP。2ATP与磷酸肌酸的关系由于生物体细胞内ATP含量很少，而又要尽可能多地储存能量，因此ATP在满足生物体正常生命活动的条件下，把一些能量转移，暂时储存的磷酸肌酸中，以备不时之需。所以上式中物质和能量均是可逆的。3ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线(1)在无氧条件下，可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。(2)随O2供应量增多，有氧呼吸明显加
34、强，ATP产生量随之增加，但当O2供应量达到一定值后，ATP产生量不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。【例4】(2010银川质检)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是()ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离32P标记的ATP是新合成的ATP是细胞内的直接能源物质该过程中ATP既有合成又有分解ABC D解析：被标记的P在ATP中出现，但ATP含量变化不大，说明ATP既有合成也有分解(两过程处于动态平衡)。因放射性出现在ATP的末端磷酸基团中，说明该磷酸基团容易脱
35、离，否则就不会有放射性出现。答案：C(2010郑州模拟)下列有关ATP的叙述，正确的是()人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等若细胞内Na浓度偏高，为维持Na浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡ABCD解析：人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，安静时只进行有氧呼吸，所以每摩尔葡萄糖生成ATP的量在剧烈运动时和安静时肯定不同。可以从两个角度考虑：一是无机盐离子进出细胞一般都是主动运输，需消耗能量，若细胞内Na浓度偏高，为维持
36、Na浓度的稳定，Na从细胞内到细胞外是主动运输过程，主动运输消耗能量，所以细胞消耗ATP的量增加；二是用特例法，假如细胞是神经细胞，Na进入细胞通过通道蛋白，不耗能，而Na从细胞内出去恢复静息电位，是一个主动运输过程，消耗能量，细胞消耗ATP的量增加。人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，代谢效率提高，细胞产生ATP的量增加。人在短期饥饿时，肝糖元分解为葡萄糖提供能量，长期饥饿会由非糖物质脂质、蛋白质等转变成葡萄糖提供能量，但无论是短期饥饿还是长期饥饿，细胞中ATP与ADP的含量一定会达到动态平衡，否则生命活动就会停止。答案：B1(2010长春一调)为了认识酶作用的特性，以3%过氧化氢溶液
37、为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中找不到实验依据的一项是()方法方法观察结果观察结果1常温下自然分解常温下自然分解氧气泡少而小氧气泡少而小2常温下加入常温下加入Fe3氧气泡稍多而小氧气泡稍多而小3常温下加入鲜肝提取液常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大氧气泡极多而大4加入煮沸后冷却的鲜肝提加入煮沸后冷却的鲜肝提取液取液氧气泡少而小氧气泡少而小A.从催化反应条件看，酶的作用条件温和B从催化活性看，酶变性后就失活C从催化底物范围看，酶有专一性D从催化反应效率看，酶有高效性解析：本题为实验分析题，根据题目给出的四种实验方法和现象，应
38、用对比分析法分析如下：比较1、2和3可知，加Fe3比自然情况下分解产生氧气泡稍多，而加入新鲜的肝脏提取液，氧气泡多而大，说明肝脏提取液中含有强烈催化作用的催化剂，这种催化剂显然是酶，同时说明酶具有高效性。酶的催化是在常温下进行的，所以酶的催化条件具有温和性。比较1、3、4可知，煮沸的鲜肝提取液已失去催化作用，说明高温使酶失活，这进一步说明酶催化条件的温和性。由本题实验中只有H2O2溶液这一种，无法知道提取液中的酶能否催化其他反应，即无法说明酶具有专一性。答案：C2(2010咸宁一模)在其他条件适宜的情况下，下列因素对酶活性的影响可用右图表示的是()A温度 B反应物浓度CpH D抑制剂浓度解析：
39、过高的温度和pH都会使酶失活，反应速率降为0；抑制剂会抑制酶的活性，反应速率也会随之降低；反应物浓度较低的情况下，反应速率会随着反应物浓度的增加而加快，受酶浓度的限制，反应速率达到最高点后不再增加。答案：B3(2010佛山模拟)1毫升5%的胃液溶液倒入装有10毫升蛋白质胶体的试管内，置于25的温水中水浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是()A把实验温度提高到37B在试管内再加入1毫升5%的胃液溶液C将pH由3调节为7D在试管内加入1毫升唾液解析：温度为37比25时更适于胃蛋白酶催化作用的发挥。胃蛋白酶最适pH为1.52.2，故C项pH调节为7时，酶可能将变性失活。D项加入
40、1毫升唾液，唾液中无蛋白酶，故唾液作为溶剂，则会使溶液的pH变大，酶活性下降。B项虽然能够提高反应速率，但不能认为是酶的活性提高。答案：A4(2010苏中四市二区联考)下列关于ATP、ADP的说法中不正确的是()A参与ATP形成的元素包括C、H、O、N、PB叶绿体中ADP由叶绿体基质向囊状结构薄膜运动，ATP则是向相反方向运动C洋葱表皮细胞产生ATP的结构是细胞质基质和线粒体DATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，P代表磷酸基团答案：D5(2010宜宾质检)蜗牛嗉囊中的消化液对纤维素具有消化作用。从菠菜叶柄切一小薄片放在载玻片上，滴加蜗牛嗉囊中的消化液，加盖玻片；同样制作另一片标本，但滴以蒸馏水作
41、为对照组。15min后观察，发现两标本内的细胞形态完全一样。下列对结果与预期不同的原因分析中，不合理的是()A实验时温度太低，作用时间也不够长B滴管或实验器皿未洗净，残留酸或碱C消化液离开蜗牛嗉囊后，不发挥作用D吸取消化液的量过少解析：酶是由活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。酶的作用部位可在细胞内、细胞外和体外。因此，消化液离开蜗牛嗉囊后，仍可发挥作用。答案：C6(2010南通联考)下列关于影响酶反应速率(v)因素的研究中，条件控制和预期结果的关系合理的是()A有足够的底物，温度、pH等条件适宜且恒定v与酶浓度成正比B酶浓度恒定，温度、pH等条件适宜且恒定v与底物浓度成反比C酶浓度和底物一
42、定，在pH适宜的条件下v与温度成反比D酶浓度和底物一定，在温度适宜的条件下v与pH成正比答案：A7(2010沈阳一模)酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，生物体内的化学反应基本上都是在酶的催化下进行的。请根据下列有关酶促反应的实验操作，回答相关问题。实验操作实验操作试管试管ABCDEF加入质量分数为加入质量分数为1%的的可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液1mL加入质量分数为加入质量分数为2%的的蔗糖溶液蔗糖溶液1mL加入唾液淀粉酶原液加入唾液淀粉酶原液1mL加入蔗糖酶溶液加入蔗糖酶溶液1mL加入蒸馏水加入蒸馏水1mL酶促水解反应酶促水解反应摇匀，摇匀，37水浴中保温水浴中保温10min向
43、每个试管中加入斐林向每个试管中加入斐林试剂试剂2mL摇匀，沸水浴中加热摇匀，沸水浴中加热12min观察并记录各试管内的观察并记录各试管内的变化变化注：表中“”为加入，“”为未加入。(1)制备淀粉溶液时需加热煮沸，但制备好以后必须冷却到室温才能使用，这是防止_。(2)上述实验，_号试管物质能与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，本实验的结论为_。(3)实验过程中，E、F号试管起_作用。如果E、F号试管也出现砖红色沉淀，可能有很多原因，下列分析正确的是(用序号表示)_。淀粉溶液、蔗糖溶液不纯，混有还原性糖淀粉溶液、蔗糖溶液放置的时间太长，其中的微生物将部分淀粉、蔗糖分解成还原性糖试管不干净、上面留有还
44、原性糖实验操作过程中，胶头滴管混用、错用(4)如果条件有限，只保留两支试管，也能初步得出实验结论，请你写出可能的组合_。(5)本实验中，能否用碘液代替斐林试剂_(能/不能)。理由是_。答案：(1)温度过高破坏酶的活性(2)A、D酶具有专一性(3)空白对照(4)AB、CD、AC、BD(5)不能碘液不能检测蔗糖是否被分解产生还原性糖(蔗糖不与碘液发生反应，蔗糖水解产物也不与碘液发生反应) 请同学们认请同学们认真完成课后强真完成课后强化作业化作业考情分析1命题特点(1)以图表形式概括酶的特性和影响酶活性的因素，考查获取信息的能力；(2)以酶的实验为背景考查实验探究能力；(3)围绕ATP，以光合作用、
45、细胞呼吸等为中心，考查知识的综合运用及理解能力。2预测展望(1)考查内容：以酶的本质、特性及活性变化、ATP的作用和再生为主要考查内容，且与重要生理过程相联系，同时考查曲线分析和实验设计能力。(2)考查形式：以选择题或非选择题形式出现。由于酶与ATP的内容与其他章节联系紧密，联系生产生活实际的试题出现的概率较大。备用选题1(2009重庆，T1)下列有关酶的叙述，正确的是()A高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D细胞质中没有作用于DNA的解旋酶命题意图：考查酶的本质、性质、分布等，要求结合细胞呼吸、遗传信息传递、表达理解
46、酶的重要作用。属于容易题。解析：只有在高温下酶的结构才会被破坏，失去的活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低或抑制了其活性；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA；细胞质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒线体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候需要DNA解旋酶。答案：C2(2010唐山模拟)下面关于生物体内ATP的叙述，正确的是()AATP中含有三个高能磷酸键BATP可以直接为生命活动提供能量CATP化学性质很稳定DATP在细胞中含量很多答案：B3(2010青浦调研 )下列过程能使ADP含量增加的是()A组织细胞利用氧气B线粒体
47、内的H与O2结合C丙酮酸形成乳酸D神经细胞吸收K解析：A过程自由扩散，不消耗 ATP；B过程产生ATP使ADP消耗而减少；C过程无氧呼吸第二阶段不产生ATP，也不消耗ATP；D过程为主动运输，消耗ATP使ADP增加。答案：D4(2011安徽省百校论坛高三第一次联考)人体细胞进行正常的生命活动，每天需要水解200300mol ATP，但人体细胞中ATP的总量只有约0.1mol。下列有关ATP的叙述错误的是()AATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求BATP只由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成C有氧呼吸的第三阶段为人体细胞活动提供的ATP最多DATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为
48、光能和化学能答案：B5(2010郑州模拟)将2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中，再在a试管中加入2滴新鲜的肝脏研磨液，b试管中加入4滴新鲜的肝脏研磨液。如图横轴为反应时间，纵轴为底物浓度，其中正确表示时间和底物浓度关系的图是()解析：本题考查过氧化氢酶对过氧化氢的分解作用。a、b试管中加入了不同量的肝脏研磨液，使过氧化氢酶的浓度不同，导致反应速率不同，但最后都使底物浓度降低，达到相同的反应平衡点。答案：C资料卡片化学生物学自20世纪90年代中期以来的新兴研究领域。哈佛大学Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在东西海岸引领这个领域，他们的所
49、在地所形成的重心地位甚至在加强。从源头来讲，化学是研究分子的科学，生物化学，分子生物学，还有生物学化学都是一样的。但是由于科学家们长期以来的习惯称谓，我们通常使用生物化学指蛋白质结构和活性的研究，用分子生物学指基因表达和控制的研究，用生物学化学指分子水平上的生物现象的研究。与这些相比，化学生物学使用小分子作为工具解决生物学的问题或通过干扰、调节正常过程了解蛋白质的功能。在某种意义上，使用小分子调节目标蛋白质与制药公司发展新药类似。但是，当所有公司的目标蛋白质到目前为止仅是约450种的时候，人类基因组计划为我们带来了至少几万个目标蛋白质。最终的目标是寻找特异性调节素或寻找解开所有蛋白质之谜的钥匙，但这需要更系统和整体的方法而并非传统方法。化学生物学看起来是有希望的答案。系统的化学生物学仅仅诞生于90年代中期，部分是由于基础条件到那时才刚刚完备。代表性的技术进步包括机器人工程，高通量及高灵敏度的生物筛选，信息生物学，数据采集工具，组合化学和芯片技术，如DNA芯片。化学生物学更普遍地被叫做化学遗传学，而且它正在扩展到化学基因组学。和经典遗传学相比较，小分子并不是取代或超越基因表达，而是被用于抑制或活化翻译过程。
