新课标高考生物一轮复习专题4酶和ATP.ppt

专题4酶和ATP,高考生物,考点一,酶,知识清单,一,酶的本质及生理作用,二,酶的特性,1.,高效,性:,酶的催化效率大约是无机催化剂的10,7,10,13,倍。,2.,专一,性:,每一种酶只能催化一种或一类化学反应。,3.作用条件较温和:,在,最适温度和pH,条件下,酶的活性最高;高,温、过酸、过碱等条件会使酶的,空间,结构遭到破坏而永久失,活;,低温,条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。,三,影响酶促反应速率的因素,1.酶的活性:,影响酶活性的外界因素主要有,温度和pH,。,2.酶的,浓度,:,底物充足时,与酶促反应速率成正比。,3.,反应物(底物),浓度:,既影响酶促反应速率,又影响生成物的量。,1.有关酶理解的6个易错点,错误说法,正确理解,产生场所,具有分泌功能的细胞才能产生,几乎所有活细胞都能产生,化学本质,蛋白质,有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA),作用场所,只在细胞内起催化作用,可在细胞内、细胞外、体外发挥作用,温度影响,低温和高温均使酶变性失活,低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活;高温使酶变性失活,作用,酶具有调节、催化等多种功能,酶只具有催化作用,来源,可来源于食物等,酶在细胞内合成和分泌,例1,(2015海南单科,15,2分)关于人体内激素和酶的叙述,错误,的是,(),A.激素的化学本质都是蛋白质,B.酶可以降低化学反应的活化能,C.高效性是酶的重要特性之一,D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢,解析,本题考查激素和酶的相关知识。激素的化学本质并非都是蛋,白质,如性激素为固醇类物质,A错误;酶催化作用的实质是降低化学反,应的活化能,B正确;酶具有高效性、专一性等重要特性,C正确;激素具,有调节作用,激素与靶细胞结合后,可以调节靶细胞的代谢,D正确。,答案,A,知能拓展,归纳比较“酶”与“激素”,2.生物对照实验中3个变量和5个原则,【实例】比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,实验变量,实例,控制原则,自变量,该实验的唯一自变量是“不同的实验条件”,对照原则,单一变量原则,无关变量,加入H,2,O,2,的量,实验室的温度,反应时间,肝脏研磨液的新鲜程度等可影响实验结果的因素均为无关变量,等量原则,重复实验原则,因变量,H,2,O,2,的分解速率,可用气泡数目的多少或带火,星的木条燃烧情况,可观测性原则,例2,(2017河北衡水中学上学期二调,14)下图表示“比较过氧化氢在,不同条件下的分解实验”。相关分析合理的是,(),A.本实验的自变量是不同的催化剂,B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等,C.分析1号、2号试管的实验结果可知加热能降低反应的活化能,D.1号与3号,1号与4号可分别构成对照实验,解析,本实验的第2组并没有加入催化剂,自变量应为不同的处理条,件,A错误;温度也为该实验的自变量之一,B错误;加热不能降低活化能,但可为反应提供能量,从而使反应加快,C错误;1号与3号对照证明了Fe,+3,具有催化作用,1号与4号对照证明了过氧化氢酶具有催化作用,D正确。,答案,D,方法,1,“,四看法,”,分析酶促反应曲线,方法技巧,(1),ca,段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能。,(2),ba,段的含义是酶降低的活化能。,(3)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则,b,值在纵轴上将向上移动。,1.表示酶作用机理的曲线,(1)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。,2.表示酶高效性的曲线,3.表示酶的专一性的模型,(1)物理模型“锁钥学说”,图中所示的化学反应为:B,E+F,酶和被催化的反应物分子都有特定的结构,物质C、D不能被酶A催,化分解。,(2)数学模型,在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催,化底物A的反应。,在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化,底物A的反应。,(1)甲、乙、丙三图的时间,t,0,、,t,1,和,t,2,是一致的。,(2)随着反应的进行,反应物因消耗而减少,生成物因生成而增多。,(3),t,0,t,1,段,因反应物较充足,所以反应速率较高,反应物消耗较快,生成物,生成也较快;,t,1,t,2,段,因反应物含量较少,所以反应速率降低,反应物消耗,较慢,生成物生成也较慢;,t,2,时,反应物被消耗干净,生成物也不再增加,此,时反应速率为0。,4.酶促反应中的关系曲线,5.表示影响酶促反应因素的曲线,(1)温度和pH,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,酶的催化作用逐渐减弱。,过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶,的分子结构未遭到破坏,温度升高可恢复活性。,不同酶的最适pH可以不同,如图乙中的胃蛋白酶和胰蛋白酶。,从丙图可以看出:反应溶液温度的变化不影响酶作用的最适pH。同,理,反应溶液pH的变化也不影响酶作用的最适温度。,(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响,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,度的增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶,促反应速率不再增加。,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。,例3,(2017江苏无锡上学期期中,19)如图为用同一种酶进行的不同实,验结果,下列有关叙述正确的是,(),A.本实验研究的酶是淀粉酶,B.图1曲线是研究该酶具有高效性的结果,C.实验结果表明,该酶活性的最适温度是30、最适pH是7,D.pH=2与温度为20 条件下酶活性减弱的原因不同,解析,根据图3可知该酶可催化麦芽糖的分解,可确定该酶为麦芽糖,酶,A错误;证明酶的高效性应与无机催化剂相比较,图1曲线是研究温度,影响酶活性的结果,B错误;实验结果表明该酶的最适pH是7,最适温度是,30 左右,但不能确定最适温度就是30,C错误;强酸(pH=2)可破坏酶,的空间结构,使酶失活,而20 的温度只是抑制了酶的活性,酶的空间结,构未被破坏,所以两者条件下酶活性减弱的原因不同,D正确。,答案,D,思维点拨,对反应速率影响因素的理解,由上图可以看出,影响反应速率的因素主要有:(1)反应物的浓度,(2)酶的,活性(受温度、pH、酶的抑制剂等因素的影响),(3)酶的浓度,(4)无机催,化剂或酶的激活剂等。,方法,2,“,对照实验法,”,设计酶的相关实验,1.“试剂检测法”探究酶的化学本质,2.“对比实验法”探究酶的催化作用,对照组:反应物+清水反应速率慢或无反应;,实验组:反应物+等量的相应酶溶液反应速率快。,3.“对比实验法”探究酶的高效性,对照组:反应物+无机催化剂反应速率慢;,实验组:反应物+等量酶溶液反应速率快。,实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是反应物分解速率。,4.“对比实验法”探究酶的专一性,(1)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。,(2)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。,5.“梯度法”探究影响酶活性的因素(温度或pH),(1)探究温度对酶活性影响的实验设计思路,方案一:(以唾液淀粉酶为例),方案二:(此方案可探究酶的适宜温度),(2)探究pH对酶活性影响的实验设计思路,方案一:(以H,2,O,2,酶为例),方案二:(此方案可探究酶适宜的pH),知能拓展,有关酶活性实验探究中的“五不宜”,(1)反应物和酶的选择方面,研究酶的适宜温度实验时,不宜选用过氧化氢酶催化H,2,O,2,的分解,因,为过氧化氢在加热的条件下会分解。,研究酶的适宜pH实验时,由于酸对淀粉有分解作用,并且碘碘化钾,可与碱反应,所以不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料,常选用H,2,O,2,和,过氧化氢酶。,(2)检测时试剂的选择方面,研究温度对酶活性影响的实验时,鉴定淀粉是否分解用碘液,不宜选,用斐林试剂,因为斐林试剂需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。,若物质反应前后均能与试剂发生反应,例如麦芽糖以及其水解后形成,的葡萄糖均能与斐林试剂反应,再如蛋白质以及其水解后形成的多肽均,能与双缩脲试剂反应,此类试剂不宜选用。,若物质反应前后均不能与试剂反应,例如蔗糖以及其水解后的单糖均,不能与碘液反应,此类试剂也不宜选用。,例4,(2017山东淄川一中第一次月考,25)为了探究温度、pH对酶活性,的影响,下列实验设计合理的是,(),A.实验B.实验C.实验D.实验,实验编号,探究课题,选用材料与试剂,温度对酶活性的影响,过氧化氢溶液新鲜的肝脏研磨液,温度对酶活性的影响,新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液碘液,pH对酶活性的影响,新制的蔗糖酶溶液可溶性淀粉溶液碘液,pH对酶活性的影响,新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液斐林试剂,解析,过氧化氢在高温下易分解,因此不能用过氧化氢作为底物来探,究温度对酶活性的影响,A错误;可以利用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀,粉溶液、碘液来探究温度对酶活性的影响,B正确;根据酶的专一性,蔗,糖酶不能使淀粉水解,C错误;淀粉在酸性条件下易分解,因此不能用淀,粉作为底物探究pH对酶活性的影响,D错误。,答案,B,考点二,ATP,一,ATP的结构与功能,1.组成元素:,C、H、O、N、P,。,2.中文全称:,三磷酸腺苷,简称ATP。,3.分子结构,(1)结构简式:,APPP,。其中“A”代表,腺苷,“”代,表,高能磷酸键,“P”代表,磷酸基团,。,(2)特点:,远离腺苷,的高能磷酸键易水解释放能量,也易接受能量,而重新形成。,4.主要功能:,ATP是生命活动的,直接能源,物质。,5.拓展辨析:,写出下列物质中“A”的含义。,(1)ATP中的“A”代表,腺苷,:由腺嘌呤和核糖组成。,(2)DNA中的“A”代表,腺嘌呤脱氧核苷酸,:由一分子腺嘌呤、,一分子,脱氧核糖,和一分子磷酸组成。,(3)RNA中的“A”代表,腺嘌呤核糖核苷酸,。,(4)核苷酸中的“A”代表,腺嘌呤,。,二,ATP与ADP的相互转化,1.ATP的合成,(1)合成ATP的生理过程:,光合作用和细胞呼吸,。,(2)合成ATP的场所:,细胞质基质、线粒体、叶绿体,。,(3)ATP合成的反应式:,ADP+Pi+能量,ATP,。,2.转化特点:,ATP在细胞内含量很少,代谢旺盛的细胞内ATP含量,不,会,(会/不会)明显增加,ATP与ADP之间的转化速度,会,(会/不会),明显加快,以满足细胞对能量的需求。,1.ATP的分子结构,(1)结构式,(2)结构特点:1分子腺苷、2分子高能磷酸键、3分子磷酸基团。,(3)ATP的一个高能磷酸键水解,形成ADP(二磷酸腺苷);两个高能磷酸键,水解,形成AMP(一磷酸腺苷),即为构成RNA的基本单位之一。,反应式,ATPADP+Pi+能量,能量+Pi+ADPATP,酶,ATP水解酶,ATP合成酶,场所,活细胞内多种场所,细胞质基质、线粒体、叶绿体,能量转化,放能,吸能,能量来源,高能磷酸键,呼吸作用、光合作用,能量去向,用于各项生命活动,储存于ATP中,2.ATP和ADP的相互转化过程比较,知能拓展,ATP理解的4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30.54 kJ/mol 的能量。,(3)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,无论是饱食还是饥饿时,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又称为“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。,3.ATP产生量与O,2,供给量的关系分析,转化场所,常见的生理过程,细胞膜,消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐,细胞质基质,产生ATP:细胞呼吸第一阶段,叶绿体,产生ATP:光反应,消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录,蛋白质合成等,线粒体,产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段,消耗ATP:自身DNA复制、转录,蛋白质合成等,核糖体,消耗ATP:蛋白质的合成,细胞核,消耗ATP:DNA复制、转录等,4.细胞内产生与消耗ATP的生理过程,例5,(2018黑龙江大庆实验中学期初考,5)用、表示ATP上三个磷,酸基团所处的位置(A-P,P,P,),下列相关叙述不正确的是,(),A.ATP的、位磷酸基团脱离,剩余部分可用于基因的转录,B.ATP的、位磷酸基团脱离,剩余部分可用于DNA的复制,C.ATP含有2个高能磷酸键,D.ATP的位磷酸基团脱离,释放的能量可用于各项生命活动,解析,ATP含有的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖,因此ATP的、位,磷酸基团脱离,剩余部分是AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的组成单,位,可用于基因的转录,但不可用于DNA的复制,A正确、B错误;ATP含,有1个普通磷酸键和2个高能磷酸键,C正确;ATP水解一般是位磷酸基,团脱离形成ADP和Pi,同时释放能量,为各项生命活动供能,D正确。,答案,B,