细胞能量供应及利用集体备课.doc

细胞的能量供应和利用 马欣欣【考纲要求】1、说明酶在代谢中的作用、本质和特性；2、解释影响酶活性的因素；3、解释ATP的化学组成和特点以及ATP在能量代谢中的作用；4、熟悉光合作用过程并会应用5、了解发现光合作用的历程；5、解释影响光合作用速率的环境因素；6、说明细胞呼吸过程，探讨其原理的应用。【高考展望】本章内容属于细胞代谢专题中的核心内容，以往各届高考题中，直接涉及本章内容的考题所占总分的比例不下四分之一，因此，本章知识点要引考生的高度关注。高考题考查本章内容可能以下列形式出现：1、以曲线、图表及实验探究题形式考查影响酶活性的因素。2、以光合作用与呼吸作用相结合的形式考查ATP与能量代谢的关系。3、以曲线、图表题的形式考查影响光合作用的因素。4、以综合题的形式考查光合作用和呼吸作用过程中物质、能量变化以及两种生理过程中的相互联系。5、以实验设计、评价和分析题形式考查光合速率和呼吸速率的测定及影响因素。6、以实验探究题的形式考查“探究酵母菌的呼吸方式”这一知识点。 降低化学反应活化能的酶【基因回顾】 1、细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。2、机体内许多生化反应若在体外进行，则需要苛刻的条件才能进行；而在体内，在温和条件便可完成。这是因为机体内存在着催化这些化学反应的催化剂酶。3、细胞代谢是细胞生命活动的基础。4、活化能是指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。5、酶在新陈代谢中的作用是降低化学反应的活化能。6、酶是生物体活细胞所产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数为蛋白质，少数为RNA。所以酶经酸、碱水解质的最终产物一般是氨基酸，其合成部位一般为细胞中的核糖体。7、酶的作用特性一般包括高效性和专一性，除此之外还有多样性，易变性以及作用条件的温和性。8、影响酶催化作用的因素有温度、PH、底物浓度、酶激活剂和抑制剂等。9、低温和高温对酶活性影响效果不同，低温使酶的活性暂时受到抑制，而高温是使酶活性逐渐丧失，不可逆转。10、过酸、过碱对酶活性影响效果相同：均是酶的空间结构遭到破坏，使酶活性永远失去。【重难探究】1、 酶的本质和酶作用机理，酶是活细胞产生的具有生物催化作用的一类有机物。大多数酶的化学本质为蛋白质，少数是RNA。酶发挥作用是降低化学反应的活化能量，催化化学反应。有些酶被分泌到细胞外，也能行使其功能，如消化酶等，具体比较见下表 正 确 说 法 错 误 说 法作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温影响酶的活性，不破坏酶的活性，高温使酶变性失活低温引起酶变性失活作 用 酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来 源 生物体内合成有的来源于食物产生场所凡是活细胞都能产生（不考虑成熟红细胞）具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物（或多数是蛋白质，少数为RNA） 是蛋白质【练习1】下列关于酶的化学成分的叙述，哪一项是不正确的？(B)A、一般地说，酶的化学成分是蛋白质 B、酶是由蛋白质和核酸组成的C、绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA D、淀粉酶和过氧化氢酶都是蛋白质【练习2】生物体内的大多数酶都：(B)A、能使不能发生的化学反应发生 B、能降低化学反应的活化能C、加快反应速率 D、在细胞内才能起作用【练习3】下列关于酶的叙述中，正确的是（C）A、酶只有在生物体内才能起催化作用 B、酶都有消化作用C、调节新陈代谢的物质不一定是酶 D、酶都是在核糖体上合成的2、酶的作用特性：（1）高效性：指催化效率很高，使得反应速度很快，是一般无机催化剂效率的107 1013倍；且酶的用量极少。 （2）专一性：任何一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应。（3）多样性：指生物体内具有种类繁多的酶。（4）易变性：由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏，蛋白质的空间结构发生改变或破坏，使酶失去生物学活性，这种现象称为变性。（5）反应条件的温和性：酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行。【练习4】将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量水混合装人一容器内调整PH至2，保存于37的水浴锅里，过一段时间后，容器内剩余的物质是（A）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、淀粉，胃蛋白酶，水D、唾液淀粉酶，胃蛋白酶、多肽、水【练习5】下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法及结果，通过分析实验，不能得出的结论是（C）实验方法观察结果1常温下自然分解氧气泡少而小2常温下加铁离子氧气泡稍多而小3常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大4加入煮沸后冷却的鲜肝提取液同自然分解一样A、酶的催化效率有高效性 B、酶的催化条件有温和性C、酶的催化对象有专一性 D、高温会使酶失去活性3、影响酶促反应的因素（1）酶浓度对酶促反应的影响：在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。（见图1）（2） 底物（反应物）浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增 加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎不再发生改变。 （见图2）（3）pH对酶促反应的影响：每一种酶只能在一定限度的pH范围内才有活性，超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下，每一种酶在某一个pH时活性最大，这个pH称为该酶的最适pH。如图3表示胰蛋白酶的活性与pH的关系。（4）温度对酶促反应的影响：酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而降低。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活性最大，这个温度称为该酶的最适温度。（见图4）。【练习6】（2005年上海）下图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信息是（D）A、酶反应的最适温度 B、酶因热而失活 C、酶反应生成物量与时间的关系 D、酶反应速度和酶量的关系【练习7】（2005年南通）将2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液分别加入a、b两支试管中，再在a试管加入2滴新鲜的肝脏研磨液，在b试管中加入4滴新鲜的肝脏研磨液。下图横轴为反应时间，纵轴为底物浓度，其中能正确表示时间和底物浓度关系的是（C）【练习8】（2005年南京）下图分别表示温度、pH与酶活性的关系，叙述不正确的是（D）A、曲线A上的b点表示该酶的最适温度 B、人体内胃蛋白酶的活性与曲线B相似C、曲线B、C说明不同的酶有不同的最适pHD、酶活性随温度的升高而增强4、探究影响淀粉酶活性的条件方法步骤（1）温度对酶活性的影响取3支洁净的试管，编上号，并且分别注入2mL可溶性淀粉液。将3支试管分别放入60左右的热水、100的沸水和0的冰块中，维持各自的温度5min。向3支试管中各注入1mL新鲜的淀粉酶溶液，摇匀后，维持各自的温度5min。向3支试管中各滴入1滴碘液，然后分别摇匀。观察并记录这3支试管中溶液颜色的变化情况。实验分析及结论：在温度对酶活性的影响实验中，三支试管的条件，除温度外均相同。1号试管处在60的温度条件下，酶活性最大，试管中的淀粉被分解，滴入碘液后不会变蓝。2号和3号试管的温度条件是100和0，这样的温度条件下，淀粉酶已失去活性或活性极低，所以试管中的淀粉没有被分解，滴上碘液后都会变蓝。此实验可以证明，酶的催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性。在温度对酶活性的影响实验中，把三支试管分别放在60、100与0下保温5min后才加入淀粉酶，就是让这三支试管内的溶液都达到相应的温度，这时再加入淀粉酶，淀粉酶的环境温度分别是60、100和0。如果在加入淀粉酶前没有控制好溶液温度（如保温时间过短），三支试管的温度就会受到室内温度很大的影响，必然影响实验结果。（2）pH对酶活性的影响取3支洁净的试管，编上号，并且分别按下表中序号1至序号5的要求操作。序号项 目试 管1231注入新鲜的淀粉酶溶液1mL1mL1mL2注入蒸馏水1mL3注入氢氧化钠溶液1mL4注入盐酸1mL5注入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL振荡这3支试管，使试管内的液体混合均匀。然后，将3支试管的下半部浸到60左右的热水中，保温5min。向3支试管中分别注入2mL斐林试剂（边加斐林试剂，边轻轻振荡试管，以便使试管内的物质混合均匀）。将3支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1min。观察这3支试管中溶液颜色的变化情况，观察、记录实验结果。实验结果及结论：实验现象记录如下：1号试管有砖红色沉淀生成，2号试管无砖红色淀淀生成，3号试管无砖红色沉淀生成。3号试管内加入了盐酸，溶液的pH较低，2号试管内加入了氢氧化钠溶液，溶液的pH较高，在这样的pH环境中，淀粉酶失去活性，不能使淀粉分解，所以试管中加入斐林试剂煮沸后并无砖红色沉淀生成。1号试管内没有加入酸或碱，溶液近似中性，这样的pH适于淀粉酶发挥催化作用，所以淀粉分解并与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀。以上实验可以证明，酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏低或高都能影响酶的活性。【练习9】下图分别表示温度、pH与酶活性的相关性，分析并回答：（1）曲线A表明 。若改变实验条件，从400，则曲线发生ba的逆转，8040的改变，结果将是 ，其原因是 。（2）曲线B、C表明 。试列举人体内符合曲线B的酶一例。 。【答案】（1）酶的催化活性与温度有关 催化活性一直为0，不发生逆转 酶是蛋白质，高温下变性失活（2）酶的催化活性与pH有关，不同的酶对pH的要求是不同的 胃蛋白酶【练习10】试设计实验证明温度会影响酶的催化活性。材料用具有：3支试管、可溶性淀粉、碘液、水浴锅、冰箱，温度计等。（1）实验步骤和结果：步骤1：制备6mL淀粉溶液并在常温下冷却。步骤2：取唾液若干稀释，备用。步骤3：取3支试管编号为1、2、3，各加入2mL可溶性淀粉。步骤4： 。步骤5： 。步骤6： 。结果： 。（2）步骤4与步骤5能否调换顺序？请说明 （3）1号、2号、3号三支试管加入淀粉、唾液及保温时间均相同，这是为了 以便得出科学结论。你所设计的实验中， 号试管起对照实验的作用。如果将它们再置于37温水中若干时间后，检验的结果可能是怎样？ 。（4）如用此实验设计思路探索pH对酶活性的影响，应在此实验的哪一步骤做调整？如何设计？ 。【答案】（1）步骤4：将1号、2号、3号试管分别放入37温水、90热水、冰水环境中。步骤5：向3支试管中分别加入等量（1mL）的稀释唾液，摇匀后放置5分钟。步骤6：向3支试管中各滴1滴碘液。结果：1号不变蓝，2、3号均变蓝。（2）不能。因为如果调换顺序，在常温下，2号和3号试管内的淀粉酶能将其中的淀粉分解一部分。（3）避免淀粉、唾液因保温时间的不同给实验结果造成误差 2号和3号 放在冰水中的3号试管内的蓝色逐渐消失而呈现碘液的颜色。2号试管无变化。（4）应在步骤4做调整 向3支试管内分别滴加等量的蒸馏水、HC1、NaOH各少许。 【练习11】下图实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放入两支试管，然后将两支试管放入同一水浴（温度用T表示）中持续15min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验，并记录不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表：装置ABCDEF水浴温度（T）102030405060凝乳时间（min）不凝固7.04.01.54.0不凝固据此实验回答：酶和乳汁分别水浴加热到一定温度后再混合加热，其原因是（ ）。A、确保实验是在设计的温度下进行 B、进行对照C、确保反应物的体积相等 D、缩短实验时间【解析】酶和反应物乳汁分别在两个试管里，如果事先温度有差异，相混合以后，温度发生变化，对催化反应的温度控制就没有了准确性，而将酶和反应物同时加热到预定温度，然后再混合反应，这就确保了实验是在设计的温度下进行的。【答案】A