生物分子与细胞 第3单元 细胞的代谢 第8讲 酶与ATP（必修1）.ppt

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1、生物课标版第8讲酶与ATP考点一酶考点一酶教材研读教材研读一、酶的作用与本质1.酶的作用酶在细胞代谢中具有催化作用。2.酶的作用机理(1)活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。(2)酶的催化作用机理是降低化学反应的活化能。3.酶的本质(1)酶的本质与概念(2)试剂检测法鉴定酶的本质二、酶的特性及影响因素1.酶的特性2.影响酶活性的因素(1)温度与酶活性:每种酶只能在一定限度的温度范围内起作用。酶表现最大活性时的温度叫做酶的最适温度。低于这个温度,酶活性受到抑制(或降低),温度过高,酶的空间结构遭到破坏,永久失活。(2)pH与酶的活性:每种酶只能在一定限度的pH范围内起

2、作用。酶表现最大活性时的pH叫做酶的最适pH。过酸或过碱,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。考点二考点二ATPATP一、ATP的结构与功能1.生物体中的能源物质细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能,但是直接给细胞的生命活动提供能量的却是ATP。2.ATP分子的化学组成和结构3.ATP分子的特点ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂,释放出能量,也可以接受能量而重新形成。因此,ATP分子结构具有不稳定性。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。二、ATP与ADP的转化1.构成生物体的活细胞,内部时刻进行着ATP与ADP的相

3、互转化,同时也就伴随有能量的释放和储存,故把ATP比喻成细胞内流通着的能量“通货”。2.反应式:ATPADP+Pi+能量。3.植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。1.判断下列有关酶的说法的正误。(1)(2015海南单科,4A)酶的化学本质是蛋白质或RNA。()(2)(2015海南单科,4B)脲酶能够将尿素分解成氨和CO2。()(3)(2013课标,6D)酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物。()(4)(2015海南单科,4C)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类。()(5)(2015海南单科,4D)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。()(

4、6)(2013安徽理综,2C)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代 谢 不 同。()(7)高温易使酶失活,因此冷水洗涤去污效果应该比温水好。()2.判断下列有关ATP与能源物质说法的正误。(1)每个ADP分子中含有两个高能磷酸键。()(2)(2015海南单科,3D)ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成。()(3)(2015海南单科,3B)ATP可为物质跨膜运输提供能量。()(4)(2015海南单科,3C)ATP中高能磷酸键水解可释放能量。()(5)(2014全国,2A)线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用。()(6)(2014全国,2B)机体在运动时消耗ATP,睡眠时则不消耗ATP。(

5、)(7)(2014课标,1C)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。()(8)线粒体内膜上不能合成ATP。()突破一有关突破一有关“酶与酶与ATPATP”的基础判断与曲线分析的基础判断与曲线分析考点突破考点突破一、走出酶的“八个误区”项目正确说法错误说法产生场所活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(大多为蛋白质,少数为RNA)蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等合成原料氨基

6、酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体二、突破ATP的“三个重难点”1.规避ATP认识的四个误区(1)ATP与ADP相互转化不可逆:ATP与ADP的相互转化,从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。(2)ATP是与能量有关的一种物质,不可等同于能量:ATP是一种高能磷酸化合物,高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。(3)不可误认为细胞中含有大量ATP,事实上,细胞中ATP含量很少,只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿,ATP与ADP含量都保持动态平衡(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水:ATP转化为ADP又

7、称“ATP的水解反应”,这一过程需ATP水解酶的催化,同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。2.不同物质结构中“A”的含义不同3.能源物质的“一、一、一、二”一、常考易错的“三类酶曲线”1.酶的作用原理(1)由图可知,酶的作用原理是降低反应的活化能。(2)若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能,但会提供活化能。2.酶的特性(1)图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明酶具有高效性。(2)图2中两曲线比较表明酶具有专一性。3.影响酶促反应速率的因素(1)分析图1和图2:温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。(2)分析图3:OP段酶

8、促反应速率的限制因素是底物浓度,P点以后酶促反应速率的限制因素则是酶浓度等。二、“曲线法”分析ATP与O2供给量的关系甲图乙图1.甲图表示ATP产生量与O2供给量的关系(1)A点表示在无氧条件下,细胞可通过无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。(2)AB段表示随O2供给量增多,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供给量超过一定范围后,ATP的产生量不再增加,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。2.乙图可表示哺乳动物成熟红细胞,其ATP来自无氧呼吸,与O2无关。考向一以基础判断的形式考向一以基础判断的形式,考查酶与考查酶与ATP知

9、识知识1.(2017湖北荆州中学摸底考,12)下列关于酶的叙述,正确的是()A.酶具有催化作用并都能与双缩脲试剂反应呈紫色B.细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关C.酶适宜在最适温度及最适pH条件下长期保存D.可用过氧化氢作底物来探究温度对酶活性的影响答案答案B大多数酶是蛋白质,能与双缩脲试剂反应呈紫色,而少数酶是RNA,RNA不能与双缩脲反应呈现紫色,A错误;每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,这是细胞代谢能够有条不紊地进行的重要原因,B正确;在最适温度和pH条件下,酶的活性最强,不适合酶的长期保存,C错误;过氧化氢高温易分解,所以一般不选择过氧化氢溶液作为底物来探究温度对酶活性的影

10、响,D错误。2.(2015海南单科,3,2分)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述,错误的 是()A.酒精发酵过程中有ATP生成B.ATP可为物质跨膜运输提供能量C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成答案答案D本题主要考查ATP的相关知识。酒精发酵即无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,同时释放少量能量,该过程中有ATP生成,A项正确;物质跨膜运输的方式如果是主动运输,需要消耗能量,这部分能量可由ATP提供,B项正确;ATP中高能磷酸键水解可释放能量,C项正确;ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成,D项错误。考向二借助曲线或模型考向二借助曲线或模型,

11、考查酶与考查酶与ATP3.(2016辽宁沈阳东北育才中学二模,13)下图表示的是在最适温度下,反应物浓度对胃蛋白酶所催化的化学反应速率的影响。下列有关说法正确的是()A.若在A点时温度升高10,则反应速率加快B.若在A点时温度升高10,则反应速率不变C.若在B点时往混合物内加入少量胃蛋白酶,则反应速率会加快D.若在B点时往混合物内加入少量胃蛋白酶,则反应速率不变答案答案C图中曲线为最适温度下得到的,若温度升高10,酶促反应速率会下降,A、B错误;B点时限制反应速率的因素包括酶的量,故往混合物内加入少量胃蛋白酶,则反应速率会加快,C正确、D错误。4.(2016河北定州中学第一次月考,13)据图判

12、断,有关叙述错误的是()A.酶1能催化ATP甲,但不能催化甲乙,表明酶1具有专一性B.图中含有磷酸键的化合物有三种C.丙物质为腺苷,丁可用于某些脂质的合成D.ATP为生命活动提供能量需要经过图示的整个过程答案答案D根据磷酸基团可判断甲、乙、丙、丁分别为ADP、AMP、腺苷和Pi,酶13分别催化ATP、ADP和AMP的水解。不同种酶对应不同底物,可反映酶的专一性,A正确;图中ATP、物质甲、物质乙均含有磷酸键,B正确;丙物质为腺苷,丁物质为磷酸,磷酸可用于磷脂的合成,C正确;ATP为生命活动提供能量需经过图示的ATP甲过程,D错误。突破二分类突破酶的本质与特性的实验探究突破二分类突破酶的本质与特

13、性的实验探究1.梯度法探究酶的最适温度或最适pH(1)实验设计思路(2)实验设计程序2.对比法验证酶的作用及高效性与专一性(1)酶的催化作用实验探究对照组:反应物+清水反应物不被分解;实验组:反应物+等量的相应酶溶液反应物被分解。(2)酶的专一性实验探究:此实验中的自变量可以是不同反应物,也可以是不同酶溶液,因变量是反应物是否被分解。设计思路一:换反应物不换酶实验组:反应物+相应酶溶液反应物被分解;对照组:另一反应物+等量相同酶溶液反应物不被分解。设计思路二:换酶不换反应物实验组:反应物+相应酶溶液反应物被分解;对照组:相同反应物+等量另一种酶溶液反应物不被分解。(3)酶的高效性实验探究对照组

14、:反应物+无机催化剂底物分解速率;实验组:反应物+等量酶溶液底物分解速率。实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是底物分解速率。考向一借助实验分析或基础判断考向一借助实验分析或基础判断,考查有关酶的对照实验考查有关酶的对照实验1.(2016山东莱州一中第一次质量检测,20)下列有关酶的实验设计正确的 是()A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响C.利用过氧化氢、鲜肝匀浆和FeCl3研究酶的高效性D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响答案答案C碘液不能用于检测蔗糖是否水解,A错误;过氧化氢在高温下分解加快

15、,从而影响实验结果,B错误;比较过氧化氢在过氧化氢酶(鲜肝中)和Fe3+(无机催化剂)作用下分解的快慢可证明酶的高效性,C正确;胃蛋白酶的最适pH为1.5,D项实验设计缺乏最适pH的组别,D错误。2.(2016河北衡水中学四调,10)在研究不同金属离子对某水解酶活性的影 响 时,得 到 如 表 结 果。下 列 分 析 不 正 确 的 是()A.Mn2+降低了反应过程的活化能B.Co2+或Mg2+可能导致酶结构的改变使其活性降低C.不同离子对酶的活性有提高或降低作用D.该水解酶的用量是实验的无关变量金属离子(mmol/L)相对活性(%)对照组100Mn2+123Co2+79Mg2+74答案答案A

16、Mn2+提高了酶的活性,从而使酶更有效地降低反应的活化能,而Mn2+本身不能降低反应过程的活化能,A错误。考向二以实验探究的形式考查探究影响酶活性的因素考向二以实验探究的形式考查探究影响酶活性的因素3.(2016福建福州一中,41)为探究“影响酶活性的因素”,某同学设计了一个实验方案,见表:(1)请完成实验设计:应为。(2)2、3号试管为一组对照实验,本实验中要探究的自变量是,请为该组实验拟定一个课题名称。(3)本实验的因变量可以通过观察来确定。(4)在1、2号试管所研究的问题中,温度属于变量。试管底物和试剂实验条件11cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶37水浴;pH=821cm3瘦肉块+4mL胃蛋

17、白酶31cm3瘦肉块+4mL胃蛋白酶0水浴;pH=1.5答案答案(1)37水浴;pH=1.5(2)温度探究温度对胃蛋白酶活性的影响(3)相同时间内瘦肉块的体积变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)(4)无关解析解析(1)本实验自变量为温度和pH,1号和2号为一组自变量是pH的对照实验,2号和3号为一组自变量是温度的对照实验,故应为37水浴;pH=1.5。(2)2、3号试管的单一变量是温度,所以该组实验研究的是温度对胃蛋白酶活性的影响。(3)本实验的因变量是胃蛋白酶的活性,可以通过观察相同时间内瘦肉块的体积变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)来确定。(4)1、2号试管组成的对照实验中单一变量是pH,温度等属于无关变量。