第5讲新陈代谢与酶及ATP

立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国1立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国2第二单元生物的新陈代谢第5讲新陈代谢与酶及ATP立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国3【考纲搜索】(1)新陈代谢的概念；(2)酶和ATP。立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国4【分析预测】酶的特性、ATP的结构简式和形成途径是本讲的主要考查内容，尤其是关于酶特性的实验题，在每年各类高考中考查频率大、所占分值高。注重了对学生获取信息能力和实验探究能力的考查。常以图表、曲线等形式反映酶的特性和影响酶活性的因素，考查学生获取信息的能力；立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国5以对酶的实验探究为切入点，考查实验与探究能力；围绕ATP结合光合作用、呼吸作用、能量代谢等知识，考查综合运用能力和理解能力。以酶的特性和ATP为思维线索进行综合考查成为今后高考命题的趋势。立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国6一、知识概述新陈代谢与酶新陈代谢的概念酶的概念酶与新陈代谢的关系立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国7新陈代谢的概念的总称1773年，意大利科学家斯帕兰札尼通过研究鹰胃的化学性消化实验，得出了的结论；1836年，德国科学家施旺从胃中提取到的物质；1926年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出的结晶，并指出通过化学实验证实脲酶是；20世纪30年代，科学家提取到多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有．20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数也具有生物催化作用生物体内全部有序的化学变化胃具有化学性消化作用消化蛋白质脲酶一种蛋白质生物催化作用的蛋白质RNA立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国8酶的概念：酶是产生的具有作用的．高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍专一性：一种酶只能催化的化学反应酶需要适宜的条件低温时，酶的活性受到抑制(未失活)温度适温时，酶的活性高高温时，酶变性失活pH过高、过低都使酶变性失活pHpH适宜时，酶的活性高一种或一类化合物活细胞生物催化有机物酶与新陈代谢的关系：酶一方面促进新陈代谢的进行，另一方面，它又是代谢产物，是受控于遗传物质而发挥作用的有机物立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国9新陈代谢与ATPATP的结构简式与功能ATP与ADP的相互转化ATP与新陈代谢的关系ATP的再生立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国10ATP的结构简式：A—P～P～PATP的功能：生物体进行生命活动的.ATP与ADP的相互转化：酶另一种酶ATPADP＋Pi＋能量直接能源ATP与新陈代谢的关系：ATP是生物体内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行生命活动的直接能源立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国11的再生植物动物ATP有机物能量光能电能ADP+Pi酶ATP光合作用叶绿体呼吸作用．热能(散失)化学能ADP+Pi酶ATP细胞质基质、线粒体磷酸肌酸释放化学能ADP+Pi酶ATP立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国12二、要点归纳酶的概念及特性1.酶概念的理解要点1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合成场所核糖体细胞核来源一般说来，活细胞都能产生酶生理功能具有生物催化作用立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国132.酶的特性(1)高效性表示酶高效性的曲线：①酶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的时间，不改变化学反应的平衡点。立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国14(2)专一性表示酶专一性的曲线：加入酶B时反应速率与不加酶时的反应速率相同，而加入酶A时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，酶具有专一性。立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国15(3)需要适宜的条件：温度、pH甲、乙曲线表明：①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。②过酸、过碱、高温都会使酶分子结构被破坏而失活，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。立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国16ATP与ADP的相互转化1.相互转化的比较要点2ATP的合成ATP的水解反应式ADP+Pi+能量酶ATPATP酶ADP+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)储存在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立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国17由上表可看出，ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应，在转变过程中，物质是可逆的，而能量是不可逆的，并且酶也不相同。2.ATP与新陈代谢的关系生物体的各项生命活动均需要能量作动力。ATP是生命活动的直接能源物质，但ATP在生物体内的含量并不多，需要不断地合成。ATP的来源和利用可总结如图：立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国18注意：①光合作用中光反应形成的ATP仅用于暗反应过程C3的还原；而呼吸作用产生的ATP则用于除光合作用暗反应以外的各项生命活动。②直接能源：ATP；主要能源：糖类；根本能源：光能；储能物质：脂肪、淀粉、糖元。立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国19(2008·天津)下列有关ATP的叙述，正确的是()①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②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③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④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A.①②B.②③C.③④D.①④例1立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国20①人长时间剧烈运动时，骨骼肌相对缺氧，主要进行无氧呼吸，安静时主要进行有氧呼吸，无氧呼吸与有氧呼吸每摩尔葡萄糖生成ATP的量不同。②Na+运出细胞是主动运输，主动运输需要消耗能量，因而维持Na+浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加。③肾上腺素和甲状腺激素能加强物质的氧化分解，因而细胞产生ATP的量增加。④人在饥饿时，肝糖元转化为血糖，血糖氧化分解释放能量，使ATP与ADP的含量达到动态平衡。答案：B解析立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国21(2009·辽宁、宁夏)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调到最适温度时，酶活性下降B.当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D.酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重例2立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国22在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C、D错误。答案：B解析立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国23(2008·江苏)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题：例3立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国24水温／℃304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间／min36347711126891167清除油渍时间／min82468575277769868水温／℃1020组别甲乙丙甲乙丙清除血渍时间／min676688525183清除油渍时间／min937895876391立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国25(1)提高洗衣粉去污能力的方法有。甲组在洗衣粉中加入了。乙组在洗衣粉中加入了。(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有。加酶和适当提高温度蛋白酶专一性蛋白酶和脂肪酶立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国26(1)分析表中丙组可知，其未加酶，随水温的提高，清除血渍、油渍的时间在缩短，说明温度能提高洗衣粉去污能力。甲、乙两组加入了酶，在一定范围内的水温下，去污时间比丙组短，说明酶也能提高洗衣粉的去污能力。甲组在洗衣粉中加入了蛋白酶，因为清除油渍所需的时间与丙组没有差异，说明没有加脂肪酶。(2)甲不能去油渍只能去血渍(主要成分是蛋白质)，说明酶的作用具有专一性。解析立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国27(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由：。没有差异，因为高温使酶失活(3)酶必须在适宜的温度下才有活性，高温使酶失活，因而在水温为80℃时，甲、乙、丙3组洗涤同一种污渍的效果没有差异。解析立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国28立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国29立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国30立足教育开创未来·高中总复习（第1轮）·生物·全国31