高考生物-第二单元-专题四-酶与ATP.ppt

酶的发现、作用与本质酶的发现、作用与本质1.连线酶本质的探索历程连线酶本质的探索历程2.填写酶的本质和作用填写酶的本质和作用化学本质化学本质绝大多数是绝大多数是少数是少数是合成原料合成原料 合成场所合成场所 、线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体(真核细胞真核细胞)来源来源一般来说，一般来说，都能产生酶都能产生酶生理功能生理功能具有具有 作用作用作用原理作用原理 降低化学反应的降低化学反应的蛋白质蛋白质RNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体细胞核细胞核活细胞活细胞催化催化活化能活化能酶的特性酶的特性1.连线酶的特性和原理连线酶的特性和原理2.影响酶活性的因素影响酶活性的因素（1）温度）温度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的温度叫做酶的 。低于这个温度，酶活性。低于这个温度，酶活性 ，温度过高，酶的，温度过高，酶的 遭到破坏，使酶永久失活。遭到破坏，使酶永久失活。（2）pH每种酶只能在一定限度的每种酶只能在一定限度的pH范围内起作用。酶表现最范围内起作用。酶表现最大活性时的大活性时的pH叫做酶的叫做酶的 。高于或低于最适。高于或低于最适pH，酶的，酶的 遭到破坏，活性会明显降低。遭到破坏，活性会明显降低。最适温度最适温度很低很低空间结构空间结构最适最适pH空间结构空间结构ATP的结构、功能和利用的结构、功能和利用1.ATP的结构的结构C、H、O、N、P腺苷腺苷磷酸磷酸APPP腺苷腺苷高能磷酸键高能磷酸键磷酸基团磷酸基团2.生成生成ATP的途径的途径植物：光合作用、细胞呼吸植物：光合作用、细胞呼吸动物：细胞呼吸动物：细胞呼吸（1）理过程）理过程（2）场所：）场所：、细胞质基质、细胞质基质、。线粒体线粒体叶绿体叶绿体3.ATP与与ADP相互转化反应式：相互转化反应式：4.ATP的功能：生命活动的的功能：生命活动的 。ATP ADP+Pi+能量能量直接能源物质直接能源物质1.实验过程实验过程酶的高效性酶的高效性比较过氧化氢在不比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验分析同条件下的分解的实验分析2.实验过程中的理论分析实验过程中的理论分析【典例典例1】(2015广东梅州重点高中联考广东梅州重点高中联考)下列有关酶特性的实验下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是（设计中，最科学、严谨的一项是（）实验实验实验目的实验目的主要实验步骤主要实验步骤A验证酶具验证酶具有高效性有高效性实验组实验组:2 mL 3%H2O2溶液溶液+1 mL过氧化氢酶，过氧化氢酶，保温保温5 min后观察后观察对照组对照组:2 mL 3%H2O2溶液溶液+1 mL蒸馏水，保蒸馏水，保温温5 min后观察后观察B验证酶具验证酶具有专一性有专一性实验组：实验组：2 mL 3%可溶性淀粉溶液可溶性淀粉溶液+1 mL新新鲜唾液，保温鲜唾液，保温5 min后，碘液检验；后，碘液检验；对照组：对照组：2 mL 3%蔗糖溶液蔗糖溶液+1 mL新鲜唾液，新鲜唾液，保温保温5 min后，碘液检验后，碘液检验C探究酶的探究酶的最适温度最适温度分别设置等量的、不同温度下的过氧化氢和分别设置等量的、不同温度下的过氧化氢和过氧化氢酶溶液，然后将相同温度下的过氧过氧化氢酶溶液，然后将相同温度下的过氧化氢和过氧化氢酶溶液混合，观察各组气泡化氢和过氧化氢酶溶液混合，观察各组气泡的生成情况的生成情况D探究探究pH对酶对酶活性的影响活性的影响向三支试管中各依次加入向三支试管中各依次加入2 mL 3%可溶性淀可溶性淀粉溶液、粉溶液、1 mL不同不同pH的缓冲液，的缓冲液，1 mL新鲜新鲜唾液，在适宜温度下保温唾液，在适宜温度下保温5 min后，斐林试剂检验后，斐林试剂检验解析解析 本题考查实验设计与分析能力。酶的高效性是通过与无机本题考查实验设计与分析能力。酶的高效性是通过与无机催化剂的对比中体现出来的，因此对照组应加入催化剂的对比中体现出来的，因此对照组应加入FeCl3溶液代替溶液代替蒸馏水，选项蒸馏水，选项A错误；在用淀粉、淀粉酶及蔗糖验证酶专一性错误；在用淀粉、淀粉酶及蔗糖验证酶专一性实验中，不能用碘液，而应用斐林试剂，选项实验中，不能用碘液，而应用斐林试剂，选项B不正确；在探不正确；在探究温度对酶活性的影响实验中，不能选用究温度对酶活性的影响实验中，不能选用H2O2溶液，因为温度溶液，因为温度影响影响H2O2的分解，选项的分解，选项C错误。错误。答案答案 D1.表示酶高效性的曲线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。相比，酶的催化效率更高。聚焦与酶有关图像、曲线的分析聚焦与酶有关图像、曲线的分析(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。衡点。(3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。2.表示酶专一性的模式图和曲线表示酶专一性的模式图和曲线（1）图中图中A是酶，是酶，B是底物是底物(反应物反应物)，C、D是生成是生成物。物。酶只能催化与其结构互补的底物。酶只能催化与其结构互补的底物。(2)曲线曲线加入酶加入酶b的反应速率与无酶的反应速率与无酶a或空白对照条件下或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶的反应速率相同，而加入酶a的反应速率随反应的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶物浓度增大明显加快，说明酶b对此反应无催化对此反应无催化作用，进而说明酶具有专一性。作用，进而说明酶具有专一性。3.影响酶活性的曲线影响酶活性的曲线(1)甲、乙曲线表明：甲、乙曲线表明：在一定温度在一定温度(pH)范围内，随温度范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活过酸、过碱、高温都会使酶失活，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。性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。(2)从丙图可以看出：反应溶液从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最的变化不影响酶作用的最适温度。适温度。4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影响的曲线底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影响的曲线(1)在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底在其他条件适宜，酶量一定的条件下，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，受酶数量和物浓度增加而加快，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。酶活性限制，酶促反应速率不再增加。(2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。浓度成正比。【典例典例2】(2015山东济宁质检山东济宁质检)如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量或生成物量)的变化，下列有关叙述中，不正确的是的变化，下列有关叙述中，不正确的是()A.图图虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系虚线可表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系B.图图虚线可表示增加酶浓度而其他条件不变时，生成物量与反虚线可表示增加酶浓度而其他条件不变时，生成物量与反 应时间的关系应时间的关系C.图图不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系 D.若图若图中的实线表示中的实线表示Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢的催化效率，则虚线可表示过氧化氢 酶的催化效率酶的催化效率解析本题考查反应时间、底物浓度、催化剂性质对反应速率解析本题考查反应时间、底物浓度、催化剂性质对反应速率的影响及识图能力的影响及识图能力，理解酶的作用原理及特点是正确解题的关理解酶的作用原理及特点是正确解题的关键。在图键。在图中作垂直于横轴的一条直线来帮助理解中作垂直于横轴的一条直线来帮助理解，在底物浓在底物浓度充足时度充足时，酶量增加一倍酶量增加一倍，反应速率则增加一倍；其他条件不反应速率则增加一倍；其他条件不变时变时，增加酶浓度增加酶浓度，可明显缩短反应时间；当反应物的量很少可明显缩短反应时间；当反应物的量很少时时，图图能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的能表示在反应开始后的一段时间内反应速率与时间的关系；过氧化氢酶的催化效率具有高效性关系；过氧化氢酶的催化效率具有高效性，因此可用图，因此可用图中的中的虚线表示虚线表示。答案答案C【以题说法以题说法】1.ATP的结构的结构以能量代谢为基础以能量代谢为基础，考查考查ATP的结的结构与作用构与作用(1)组成元素：组成元素：C、H、O、N、P。(2)简称：三磷酸腺苷。简称：三磷酸腺苷。(3)各各字字母母代代表表的的含含义义：A腺腺苷苷(腺腺嘌嘌呤呤核核糖糖)；P磷磷酸基团；酸基团；高能磷酸键。高能磷酸键。(4)结结构构简简式式：APPP(远远离离腺腺苷苷A的的那那个个高高能能磷磷酸酸键键容容易断裂，也容易形成易断裂，也容易形成)。2.ATP与光合作用和细胞呼吸的关系与光合作用和细胞呼吸的关系3.细胞内产生与消耗细胞内产生与消耗ATP的生理过程的生理过程转化场所转化场所常见的生理过程常见的生理过程细胞膜细胞膜消耗消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质细胞质基质产生产生ATP：细胞呼吸第一阶段：细胞呼吸第一阶段叶绿体叶绿体产生产生ATP：光反应：光反应消耗消耗ATP：暗反应和自身：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白复制、转录，蛋白质合成等质合成等线粒体线粒体产生产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段：有氧呼吸第二、三阶段消耗消耗ATP：自身：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等复制、转录，蛋白质合成等核糖体核糖体消耗消耗ATP：蛋白质的合成：蛋白质的合成细胞核细胞核消耗消耗ATP：DNA复制、转录等复制、转录等4.ATP产生量与产生量与O2供应量之间的关系曲线分析供应量之间的关系曲线分析(1)在在无无氧氧条条件件下下，生生物物细细胞胞可可通通过过无无氧氧呼呼吸吸分解有机物，产生少量分解有机物，产生少量ATP。(2)随随O2供供应应量量增增多多，有有氧氧呼呼吸吸明明显显加加强强，ATP产产生生量量随随之之增增加加；但但当当O2供供应应量量达达到到一一定定值值后后，ATP产产生生量量不不再再增增加加，此时的限制因素可能是酶、有机物、此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。、磷酸等。(3)当横坐标表示呼吸强度时，当横坐标表示呼吸强度时，ATP产生量曲线应从原点开始。产生量曲线应从原点开始。【典典例例3】ATP是是细细胞胞的的能能量量“通通货货”，是是生生命命活活动动的的直直接接能能源源物物质质，下下图图为为ATP的的结结构构和和ATP与与ADP相相互互转转化化的的关关系系式式。下下列说法不正确的是列说法不正确的是()A.图图1中的中的A代表腺苷，代表腺苷，b、c为高能磷酸键为高能磷酸键B.图图2中进行中进行过程时，图过程时，图1中的中的c键断裂并释放能量键断裂并释放能量C.ATP与与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D.夜间有夜间有O2存在时，图存在时，图2中过程中过程主要发生在线粒体主要发生在线粒体解解析析A项项中中A代代表表的的是是腺腺嘌嘌呤呤，A错错误误。ATP水水解解一一般般是是远远离离A的的高高能能磷磷酸酸键键断断裂裂，也也就就是是c键键，所所以以B项项正正确确；酶酶的的催催化化作作用用具具有有高高效效性性。夜夜间间有有O2存存在在时时，ATP合合成成的的主主要要场场所所是线粒体。是线粒体。答案答案A【易错辨析易错辨析】(1)ATP能量能量ATP是是高高能能磷磷酸酸化化合合物物，高高能能磷磷酸酸键键水水解解时时能能够够释释放放出出高高达达30.54 kJ/mol的的能能量量，所所以以ATP是是与与能能量量有有关关的的物物质质，而而不不是是能量。能量。(2)不同化合物中不同化合物中“A”的辨析的辨析评价修正型实验题解题技巧评价修正型实验题解题技巧【典例典例】(2015长春模拟长春模拟)请回答下列有关酶的实验探究的问题：请回答下列有关酶的实验探究的问题：(1)为证明过氧化氢酶的活性受为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验的影响，同学甲做了如下实验：试管编号试管编号AB实实验验步步骤骤1加入加入2 mL体积分数为体积分数为5%的的H2O2溶液溶液加入加入2 mL体积分数为体积分数为5%的的H2O2溶液溶液25滴体积分数为滴体积分数为2%的的H2O2酶溶液酶溶液5滴体积分数为滴体积分数为2%的的H2O2酶溶液酶溶液30.5 mL质量分数为质量分数为5%的的NaOH溶液溶液0.5 mL质量分数为质量分数为5%的的HCl溶液溶液4观察气泡的产生速率观察气泡的产生速率观察气泡的产生速率观察气泡的产生速率