2011高考生物一轮复习课件：必修一5-1、2 酶 细胞的能量“通货”――ATP

最新考纲高频考点1.酶在代谢中的作用Ⅱ2．探究影响酶活性的因素3．ATP在能量代谢中的作用Ⅱ4．细胞呼吸Ⅱ5．探究酵母菌的呼吸方式6．光合作用的基本过程Ⅱ7．影响光合作用速率的环境因素Ⅱ8．叶绿体色素的提取和分离1.设计实验探究酶的本质、催化特性及原理2．分析影响酶活性的因素及实验验证3．ATP的结构特点及形成ATP的生理过程4．实验验证ATP是直接能源物质5．影响细胞呼吸的因素分析及其应用6．设计实验探究有氧呼吸的场所7．综合考查光合作用和细胞呼吸各阶段的物质变化及其相互联系8．以实验设计和分析题形式考查光合速率和呼吸速率的测定及影响因素第1、2节降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”——ATP一、酶在细胞代谢中的作用1．细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的许多，是细胞生命活动的基础。2．酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有作用，同时还证明了酶与无机催化剂相比，具有的特性。3．酶的作用机理：降低化学反应的。①化学反应②催化③高效性④活化能1．细胞代谢的顺利进行离不开哪些物质？二、酶的特性1．酶的本质：酶是产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是，少数酶是。2．特性(1)：酶催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。(2)：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)酶的作用条件较温和：酶在最适宜的条件下，其活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都明显降低。⑤活细胞⑦RNA⑧高效性⑨专一性⑩温度和pH⑥蛋白质2．同一生物不同细胞内酶的种类和数量相同吗？三、ATP的结构和功能1．结构：ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写，其结构简式是，一个ATP分子中含有一个腺苷，三个磷酸基团，两个高能磷酸键，ATP分子中大量的化学能储存在中。2．功能：ATP是细胞生命活动的。⑪A—P～P～P⑫高能磷酸键⑬直接能源物质四、ATP与ADP的相互转化1．ATP水解：在有关酶的催化作用下，ATP分子中的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。2．ATP形成：在有关酶的催化作用下，ADP接受能量，同时与磷酸结合，重新形成ATP。3．ATP形成的途径(1)对于人和动物来说，能量均来自于；(2)对于绿色植物来说，能量来自于。⑭远离腺苷⑮呼吸作用⑯呼吸作用和光合作用3．ATP中的腺苷是由什么组成的？4．植物细胞的线粒体和叶绿体，哪个产生的ATP多？思考探讨提示：1．水和酶2.不同3.由腺嘌呤和核糖组成4.叶绿体产生的ATP更多一、酶概念的理解及实验验证1．酶概念的理解化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸来源一般说来，活细胞都能产生酶生理功能具有生物催化作用2.功能特性(1)高效性(2)专一性(3)需要适宜的条件：温度(动物体内酶的最适温度为35～40℃之间，植物体内酶的最适温度为40～50℃)、pH(最适pH动物体内酶大多在6.5～8.0，植物为4.5～6.8)3．酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白质溶液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。(2)证明某种酶是RNA实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否呈现红色。对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色。(3)利用酶的专一性原理来证明：1．下列关于酶的叙述中，正确的是()A．生物体内的酶都是由活细胞产生的，其合成包括转录和逆转录两个过程B．活的生物体的任何一个细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用C．绝大多数酶是在核糖体上合成的，生物体缺乏某种酶就可能出现这种酶缺乏症D．同一生物体内的各种酶要求的催化条件都相同【解析】酶都是由活细胞产生的，其中绝大多数酶的合成包括转录和翻译两个过程。酶在细胞外也可以起催化作用，例如消化酶。同一生物体内的各种酶要求的催化条件不一定相同，例如人体胃蛋白酶和唾液淀粉酶要求的催化条件就不相同。【答案】C二、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解实验原理①2H2O22H2O＋O2(速度缓慢)②2H2O22H2O＋O2(速度迅速)实验步骤试管号3%过氧化氢溶液控制变量点燃的卫生香检测结果分析实验处理H2O2分速度(气泡多少)12mL无助燃性H2O2自然分解缓慢22mL90℃水浴加热很少有助燃性加热能促进H2O2分解32mL滴加3.5%FeCl32滴较多助燃性较强Fe3＋能催化H2O2分解42mL滴加20%肝脏研磨液2滴很多助燃性更强过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高实验过程的变量及对照分析自变量因变量无关变量对照组实验组2号：90℃水浴加热3号：加入3.5%FeCl32滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管实验结论(1)酶具有催化作用。(2)酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。操作要点(1)肝脏的新鲜程度：必须是新鲜的刚从活体动物中取出的，因为过氧化氢酶是蛋白质，放置久了会受到腐生细菌作用使组织中的酶分子数量减少或活性降低。将肝脏研磨成液，目的是使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，增大与H2O2的接触面积。(2)滴加FeCl3和肝脏研磨液的滴管不能混用。否则，由于酶的高效性，少量的酶带入FeCl3溶液中，从而使对照组也有较多O2放出，会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误判断。(3)实验现象不明显的原因①肝脏不够新鲜②H2O2溶液放置时间过长(4)H2O2具有一定腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。2．下列图表是有关某种酶的实验处理方法及实验结果，相关叙述正确的是()试管Ⅰ试管Ⅱ试管Ⅲ某酶2mL2mL2mLpH887温度60℃40℃40℃反应物2mL2mL2mLA．甲物质可能抑制该酶的活性B．该酶比较适合在40℃的环境下起作用C．该酶在中性环境下的催化效率比碱性环境中高D．该酶在作用35min后便失去活性【答案】B3．根据下图所示过氧化氢分解速率的曲线，说明酶具有的特性是()①专一性②高效性③催化特性④在温和条件下进行A．①④B．②③C．①②D．③④【解析】图中显示过氧化氢酶与Fe3＋催化效率比较，可表明过氧化氢酶催化效率更高，同时也表明加入过氧化氢酶和Fe3＋，均比未加酶时提前达平衡点，因此可证明②、③所述特性。【答案】B三、影响酶活性的因素1．酶的催化活性的表示方法：酶的催化活性的强弱以单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量来表示。2．研究影响酶作用的因素的方法：研究某一因素对酶促反应速率的影响，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。3．影响酶作用的因素：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)温度：在一定温度范围内，酶的活性随温度升高而升高。酶活性最高时的温度，为酶的最适温度。若超过最适温度，酶活性随温度升高而逐渐下降，甚至停止(酶失活)，如右图所示。(2)pH：酶活性最强时的pH，为该酶的最适pH。若超过或低于最适pH，酶活性降低，甚至丧失，如右图所示。反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的最适温度。如下图所示。(3)酶浓度：在有足够底物而其他因素适宜的情况下，则酶促反应速率与酶浓度成正比，如图1所示。(4)底物浓度：当酶浓度，温度和pH恒定时，在底物浓度很低的范围内，反应速率与底物浓度近乎成正比；当底物浓度达到一定限度时，所有的酶全部与底物结合，反应速率达到最大，再增加底物浓度，反应速率也不再增加，如图2所示。(1)高温、过酸或过碱使酶变性失活，活性不能恢复。低温仅降低活性，不失活，活性可恢复。(2)酶的作用只能改变化学反应的速度，但不能改变反应方向和平衡常数。(3)酶的催化作用不一定必须在生物体内，只要条件合适，体内、体外都能发挥其催化作用。(4)影响酶促反应速率的因素。酶促反应速率4．(2009年华南师大附中综合测试)下图表示谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸分解的过程中有关物质浓度随时间的变化曲线(1mol谷氨酸分解为1mol氨基丁酸和1molCO2)。下列叙述不正确的是()A．曲线1表示的肯定是谷氨酸的浓度变化B．曲线2表明，在该条件下谷氨酸在大约20分钟时完全分解C．如果曲线2、3、4表示不同温度下酶促反应曲线，则曲线2代表的温度高于曲线3和曲线4代表的温度D．如果曲线2、3、4代表不同酶浓度下的酶促反应，则曲线2代表的酶浓度高于曲线3和曲线4【答案】C5．如下图表示某酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某反应生成物的量和反应时间的关系，解读此图可以获得的信息是()A．三个处理中，b是此酶促反应的最适条件B．三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量的不同C．三个处理条件的差异可能是反应底物的量的不同D．三个处理条件的差异很可能是处理温度的不同【解析】由图可知，三条曲线的差异是相同时间生成物的量不同，即反应速率不同，生成物的量不再增加(即表示反应结束)的时间不同，而生成物的量最后都相同，说明三个处理中反应物的量相同。影响反应速度的因素可能是酶的量或反应的温度。【答案】D四、ATP的形成途径及ADP的相互转化1．ATP的形成途径2．ATP与ADP的相互转化ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存于高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位由上表可看出，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。ATP产生量与O2供应量、呼吸强度的关系甲图表示ATP产生量与O2供应量的关系(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，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。乙图表示ATP产生量与呼吸强度的关系。6．(2009年郑州高中毕业班质检)下列关于细胞内合成ATP的叙述，不正确的是()A．细胞质基质中ATP的形成与氧气无关B．线粒体和叶绿体都能产生ATP，但最初的能量来源不同C．在叶绿体中合成ATP需要光D．在线粒体中合成ATP所需要的能量都是来自[H]和氧气结合时释放的【解析】本题考查生物的能量代谢特点，难度中等。形成ATP所需的能量来自于呼吸作用和光合作用，前者能量来源于有机物中的化学能，后者来自于太阳能。呼吸作用的第一阶段发生在细胞质基质中，不需氧参与；第二阶段为丙酮酸在水的参与下生成二氧化碳和氢；第三阶段为前两阶段产生的氢与氧结合生成水，前两阶段都只释放出少量能量，而第三阶段释放出大量能量。【答案】D7．(2010年山东省聊城东昌补习学校综合评估)由肝糖原转变成肌肉收缩所需要的能量的过程是()①ADP＋Pi＋能量→ATP②C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O＋能量③ATP→ADP＋Pi＋能量④肝糖原→C6H12O6A．①②③④B．④②③①C．④③②①D．④②①③【答案】D(2008年广东生物)关于蛋白酶的叙述，不正确的是()A．蛋白酶是蛋白质B．蛋白酶可以作为药品治疗某些疾病C．蛋白酶可以水解所有的肽键D．利用酶工程可以提高蛋白酶的稳定性【解析】蛋白酶具有专一性，并不能水解所有肽键，蛋白酶可以作为药品治疗消化不良等疾病。【答案】C(2009年辽宁、宁夏卷)下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是()A．当反应温度由t2调到最适温度