高考生物第一轮复习复习4：酶、ATP、新陈代谢类型

1．（记忆）细胞代谢的概念：细胞内各种生化反应的2．（记忆）细胞代谢的意义：细胞代谢是细胞进行生命活动的1857年，法国微生物学家巴斯德发现酿酒中的发酵与酵母菌有关。②随后，德国化学家毕希纳从酵母中提取了含酿酶的提③1917年，美国科学家萨姆纳从刀豆中提取了脲酶，并首次证明其成分是蛋白质。④20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具。①酶的概念：酶是由活细胞产生的一类具有催化作用的有机物。绝大多数的酶是蛋白质；少数的酶是RNA。①催化实质：降低反应底物的活化能。②催化特性：具有高效性、专一性、反应条件较温和，影响酶促反应速度的因素有温度、pH、（酶浓度、底物浓度、激活剂和抑制剂）等1．（记忆）ATP的结构：ATP的化学名称是三磷酸腺苷，结构简式是A－P～P～P。其中A代表腺苷；～代表高能磷酸键；T代表三个；P代表磷酸基团。2．（理解）ATP的特点：①ATP在细胞内分布广泛，但含量很低；②ATP化学性质不稳定，在酶的作用下，ATP与ADP之间迅速相互转化。【自主练习1】（09重庆）下列有关酶的叙述．正确的是（B）你有1分钟！酶、ATP考点一：新陈代谢概念：活细胞内全部有序的化学反应的总称。场所，主要在细胞质基质内容（注意理解！）：包括同化作用和异化作用同化作用：又叫做合成代谢，是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程。即生物体利用能量将外界小分子物质合成为自身大分子物质的一系列代谢途径。如：光合作用、化能合成作用、摄食。异化作用：又叫分解代谢，简单说，异化作用就是把“自己”变成“非己”。是生物体将体内的大分子物质分解为小分子物质并释放出能量的过程。呼吸作用是异化作用中重要的过程。类型（注意问法！）同化作用类型异化作用类型自养型（可以将无机物合成有机物，如生产者，包括光合作用和化能合成作用）异养型（必须直接摄入有机物，如消费者、分解者）需氧型（有氧气才能正常生存）厌氧型（无氧气才能正常生存）兼性厌氧型（有无氧气均能能正常生存）新陈代谢类型自养需氧型异养厌氧型异养需氧型异养兼性厌氧型蓝藻硝化细菌根瘤菌乳酸菌破伤风杆菌蛔虫蘑菇大多数植物大多数动物酵母菌圆褐固氮菌自养需氧型自养需氧型异养需氧型异养厌氧型异养厌氧型异养厌氧型异养需氧型自养需氧型异养需氧型异养兼性厌氧型异养需氧型部分常见生物的代谢类型（要熟悉！）【补充】在代谢类型方面生物的进化顺序：异养厌氧型→光能自养型→异养需氧型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(真核细胞)来源活细胞都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能催化作用作用原理降低化学反应的活化能考点二：酶注意！酶和动物激素的比较比较项目酶动物激素来源所有活细胞产生专门的内分泌腺产生化学本质蛋白质或RNA多肽或蛋白质、固醇类、氨基酸衍生物生理功能催化作用调节代谢分布部位大部分在细胞内(胞内酶)，有些在细胞外(胞外酶)主要分布在内环境中酶的特性哪三个特性？高效性、专一性、作用条件较温和想一想1、能催化淀粉水解的酶是哪种酶？能催化淀粉酶水解的酶是哪种酶？2、酶活性高低的表示方法？3、酶具有高效性如何理解？淀粉酶蛋白酶单位时间内底物的减少量或者产物的生成量与无机催化剂相比酶具有高效性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。酶的特性与相关曲线2、温度和pH值对酶活性影响曲线1、注意甲乙两曲线的起点的细微差别2、明确低温、高温、过酸、过碱酶活性低的原因？分别由四种条件恢复到最适条件，酶活性的变化？酶失活的实质？3、在描述时曲线时要注意强调相关的关键词，如甲曲线“在一定温度范围内，随温度的升高，酶活性增大；超过最适温度，随温度升高，酶活性下降，甚至失活”【延伸：对温度与PH影响曲线的加深理解】温度与PH的综合曲线例：比较PH为1、7、13时，何时酶的活性最大？PH=1时，酶是否失活？酶的最适温度？注意此处的“过”是针对于酶的最适温度（PH）而言的记住人体内几种酶的最适PH√【补充：人体消化液中的消化酶】唾液中的唾液淀粉酶：6.8（7左右）胃液中的胃蛋白酶：1.5-1.8（2左右）小肠内含有三种消化液，胆汁（肝脏分泌），胰液（胰腺分泌），肠液（肠腺分泌）。胆汁不含消化酶，胰液中有胰蛋白酶、胰肽酶、胰淀粉酶、胰麦芽糖酶、胰脂肪酶；肠液中含肠蛋白酶、肠肽酶、肠淀粉酶、肠麦芽糖酶、肠脂肪酶。这些酶都在小肠液中发挥作用，所以最适PH都是8左右（8-10左右）例：将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整pH值至2.0，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是：A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水C．唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D．唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水3.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线(1)甲图：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增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量限制，酶促反应速率不再增加。(2)乙图：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正比。考点三：ATP基础：1、组成元素？2、中文名称？各字母代表的含义？3、结构简式？（注意三个化学键！）4、化学性质？哪个键最易断裂？那两个化学键一定条件下能断裂吗？5、作用？6、细胞内含量？与ADP间转化速率？7、形成ATP的途径？相关结构？【加深理解】不同“A”的含义ATPADP+Pi+能量合成酶水解酶1、理解“ATP的合成”与“ATP的水解”所指反应方向2、仅表示循环过程，是否是可逆反应？两个反应的酶、场所、能量都是不同的常见的问法：1、动物（真菌）体内产生ATP的途径？场所？2、植物叶肉细胞产生ATP的途径？场所？3、植物的根尖细胞产生ATP的途径？场所？4、叶绿体内ATP的移动方向?ADP呢？5、叶绿体内形成的ATP作用呼吸作用细胞质基质、线粒体呼吸作用光合作用细胞质基质、线粒体、叶绿体呼吸作用细胞质基质、线粒体类囊体薄膜→叶绿体基质叶绿体基质→类囊体薄膜只为还原C3化合物提供能量。不能用于其它生命活动！生物体内能源物质总结细胞中重要的能源物质：植物细胞中储存能量的物质：动物细胞中储存能量的物质：生物体内储存能量的物质：进行各项生命活动的主要能源物质：进行各项生命活动的直接能源物质：进行各项生命活动的最终能源：葡萄糖淀粉糖原脂肪糖类ATP太阳能一、酶的催化特性1．（记忆）具有高效性、专一性。2．（记忆）酶的活性受到温度、pH等环境因素影响。二、控制变量1．（理解）实验过程中可以变化的因素成为变量。其中人为改变的变量称作自变量，随着自变量的变化而变化的变量称作因变量，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影象，这些变量称为无关变量。2．（理解）除一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组。实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。【自主练习1】（B）【自主练习2】（D）变量，指实验过程中可以变化的因素。根据实验目的和要求，首先确定好三个变量即自变量、因变量、无关变量。（1）自变量与因变量。自变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。因变量，指实验中由于自变量的变化而引起的变化和结果。自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验目的即在与探究这种因果关系。（你注意了吗，实际很多实验从其实验目的就可以看出这两个变量，如“探究温度对酶活性的影响”，自变量是“温度”，因变量是“酶活性”。）（2）无关变量。指实验中除自变量以外的影响实验结果的因素或条件。显然，无关变量会对因变量起干扰作用。（由此可见，影响因变量的因素除了实验要探究的自变量之外，还有许多无关变量，因此要达到实验的目的，必须要保证单一变量即自变量，其他无关变量要保证相同且适宜，这实际就是设计实验过程要遵循的第一个原则：等量原则。实验设计时要注意强调对无关变量控制的描述。）一、实验理论基础：（一）找准实验变量例：“探究PH对酶活性影响”实验中，自变量？因变量？无关变量？PH酶活性温度、酶浓度、底物浓度等【思考】实验“证明酶具有催化作用”，用过氧化氢酶为材料，只设计一只试管加入适量H2O2和H2O2酶，观察气泡产生速率。行吗？第一个原则：等量原则第二个原则：对照原则实验必须遵循的两个原则【提醒：不遵循这两个原则的实验都是失败的实验！】一、实验理论基础：（一）找准实验变量（二）设计实验步骤“三步曲”1、材料器具的准备：包括分组、编号等如：“取两套规格相同的器材(或取长势相同的某种生物材料随机平均分成两份)分别标记为A、B，并分别加入等量的……”本步骤强调分组的等量性原则(器材的规格、生物材料的长势、分组的数量和随机性等)，编号可以针对实验器具，也可以针对实验材料。2、设置实验组和对照组如：“在A组中加入适量的……在B组中加入等量的……”本步骤出现要探究的自变量，同时注意无关变量的等量性原则3、放在适宜的相同的条件下培养，一段时间后观察现象和结果如：“将两套装置放在相同且适宜的环境中培养一段时间(或相应方法处理，如振荡、加热等)，观察某某现象。”本步骤仍然要注意无关变量的等量性原则，“某某现象”要具体到什么现象。【提醒】a.最佳的书写步骤是1→2→3，要用标号分步描述，不要长篇大论；b.规范性语言准确地描述，勿用俗语、土话。（二）关于酶的几个实验（导学案【问题研讨一】)酶具有高效性的实验验证1、实验目的：高效性；实验原理：FeCl3、过氧化氢酶、O2实验材料：研磨液【思考1】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，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。（本实验亦可采用新鲜的植物材料，如菜花）2、实验步骤：①编号1、2、3、4；2ml;②不作处理；90℃水浴；2滴；2滴肝脏研磨液；③试管中气泡产生速率；④3、4；卫生香复燃情况。3、实验结果：①4、3、2、1；②4、3；实验分析：4；最多；最快；实验结论：过氧化氢酶；FeCl3；高效【思考2】对照；【思考3】相同；虽然分解速度不同，但过氧化氢最终都会被彻底分解（二）关于酶的几个实验（导学案【跟踪练习2】）探究酶的专一性的实验（1）（2）实验步骤：①；②摇匀，四支试管均放入37℃恒温水浴中保温相同时间；③向四支试管分别加入等量现配制的斐林试剂并放入沸水浴保温相同时间；④观察试管中有无砖红色沉淀出现。（3）预测结果：甲丁试管有砖红色沉淀；丙乙无砖红色沉淀（４）结论：蔗糖酶和淀粉酶具有专一性（５）低于酶的最适温度，酶活性降低，生成的还原性糖减少溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲+-+-乙+--+丙-++-丁-+-+（二）关于酶的几个实验（导学案【问题研讨二】）探究温度对酶活性的影响１、实验目的：温度；实验原理：淀粉酶、蓝；２、实验设计：①温度；０℃、３７℃、１００℃；冰水、３７℃水域、沸水浴②淀粉分解的多少（用是否出现蓝色及蓝色深浅表示）；③淀粉和淀粉酶的量、ＰＨ、反应时间等；３、实验步骤（１）三支试管编号甲、乙、丙，分别加入２ｍｌ可溶性淀粉溶液；（２）甲、乙、丙试管分别放入３７℃水域、冰水浴、沸水浴中保温５分钟；（３）向三支试管分别加入１ｍｌ新鲜淀粉酶溶液并继续保温５分钟；（４）三支试管各滴入１滴碘液，摇匀观察颜色变化４、实验现象：甲不变蓝，乙丙均变蓝５、实验分析：甲不变蓝说明淀粉已被分解；乙丙变蓝说明淀粉未被分解６、实验结论：温度能影响酶的活性，当高于或低于最适温度时，酶活性均会下降【思考４】实验中用的淀粉酶不同，所需最适温度也不同、若为唾液淀粉酶，最适温度为３７℃；若为市售的α－淀粉酶，则最适温度为６０℃【思考５】不能颠倒，否则酶会先将淀粉分解了，实验失败【思考６】不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂只有在加热的条件下才能与还原性糖反应，而本实验需要控制温度条件