細(xì)胞代謝中的酶和ATP

1、細(xì)胞代謝中的酶和ATP高考目標(biāo)導(dǎo)航 最 新 考 綱 熱 點(diǎn) 透 視 4光合作用與細(xì)胞呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變及相互關(guān)系5影響光合作用和細(xì)胞呼吸的因素分析及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)6光合色素的種類、顏色、生理作用及實(shí)驗(yàn)7細(xì)胞呼吸方式的檢驗(yàn)以及糧食、果蔬貯存的原理與應(yīng)用考情考點(diǎn)探究方法警示探究 基礎(chǔ)梳理探究核心考點(diǎn)突破課后強(qiáng)化作業(yè)方法警示探究考情考點(diǎn)探究 考 情 回 顧 考 點(diǎn) 直 擊 項(xiàng)目內(nèi)容要求考點(diǎn)酶在代謝中的作用ATP在能量代謝中的作用重難點(diǎn)1.酶的發(fā)現(xiàn)、概念及酶的特性和作用2.ATP的結(jié)構(gòu)、生理功能及ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和ATP形成途徑 高 考 回 眸 3(2011福建高考，3)正常人體內(nèi)的激素、酶

2、和神經(jīng)遞質(zhì)均有特定的生物活性，這三類物質(zhì)都是()A在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用B由活細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)C與特定分子結(jié)合后起作用D在發(fā)揮作用后還能保持活性答案C解析考查激素、酶和神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)和功能。A激素和酶，有的在細(xì)胞內(nèi)起作用，有的在細(xì)胞外起作用，但神經(jīng)遞質(zhì)是在細(xì)胞外起作用即在突觸間隙中作用于突觸后膜。B激素和酶中有些不是蛋白質(zhì)，神經(jīng)遞質(zhì)都不是蛋白質(zhì)。C都是與特定分子結(jié)合后起作用的，激素是與特定受體結(jié)合傳遞信息，酶是特定底物即反應(yīng)物相結(jié)合催化反應(yīng)的進(jìn)行，神經(jīng)遞質(zhì)是與突觸后膜上的特定受體結(jié)合引起電位變化。D激素和神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用后就被分解了，只有酶還能保持活性?；A(chǔ)梳理探究 自 主 梳 理 互 動 探

3、究 1.(1)酶在化學(xué)反應(yīng)中，能不能增加生成物的量？(2)酶的組成成分中可能含有哪一種糖？該糖主要存在于細(xì)胞核中，還是細(xì)胞質(zhì)中？2胃蛋白酶在腸道內(nèi)還會有作用嗎？3(1)ATP分子中去掉兩個磷酸基團(tuán)后形成的物質(zhì)是什么？是組成哪種化合物的基本單位之一？(2)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？為什么？核心考點(diǎn)突破 要 點(diǎn) 歸 納 化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核(真核生物)來源一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶作用場所細(xì)胞內(nèi)、外或生物體外均可生理功能生物催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能 感 悟 拓 展 典 例 導(dǎo) 悟 C絕大多數(shù)酶是在核糖體上合成的，生物體缺乏

4、某種酶就可能出現(xiàn)這種酶缺乏癥D同一生物體內(nèi)的各種酶要求的催化條件都相同解析酶都是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，其中絕大多數(shù)酶的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。酶在細(xì)胞外也可以起催化作用，例如消化酶。同一生物體內(nèi)的各種酶要求的催化條件不一定相同，例如人體胃蛋白酶和唾液淀粉酶要求的催化條件就不相同。答案C對位訓(xùn)練1 下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的酶都有消化功能蛋白質(zhì)都是酶酶具有多樣性酶可促進(jìn)反應(yīng)，與酸堿度無關(guān)淀粉酶能促進(jìn)淀粉水解A BC D答案D解析本題是一道組合選擇題，考查同學(xué)們分析、解決問題的能力。酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，其化學(xué)成分多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，但不是所有酶都有消化功能；不同的酶具有催

5、化不同化學(xué)反應(yīng)的功能，如淀粉酶只能促進(jìn)淀粉水解，這體現(xiàn)了酶的專一性，同時也說明酶具有多樣性；酶的活性與pH和溫度等因素有關(guān)。故是錯誤的。 要 點(diǎn) 歸 納 (1)甲圖：在其他條件適宜，酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)乙圖：在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。 感 悟 拓 展 典 例 導(dǎo) 悟 ApH為6時植物淀粉酶的活性最高BpH由低到高時淀粉酶活性逐漸升高C不同物種淀粉酶的最適pH有差異D人的淀粉酶活性比植物淀粉酶活性高解析由圖示可知，pH為4時植物淀粉酶的活性最高；在一定范圍

6、內(nèi)，隨著pH增大，淀粉酶的活性升高，當(dāng)達(dá)到最適pH后，隨著pH增大，淀粉酶的活性降低；不同生物淀粉酶的最適pH不同。答案C對位訓(xùn)練2 酶的催化能力與溫度有關(guān)。下列曲線中最可能是酶催化反應(yīng)的圖是()答案B解析酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度、酸堿度等因素都會對酶的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，甚至是破壞性的影響。在一定溫度范圍內(nèi)，酶的催化活性會隨溫度的升高而增強(qiáng)，某一溫度是酶的最適溫度時，酶的催化活性最強(qiáng)。當(dāng)溫度超過最適溫度以后，隨著溫度的升高，酶的催化活性將逐漸下降。 要 點(diǎn) 歸 納 實(shí)驗(yàn)步驟試管號3%過氧化氫溶液控制變量點(diǎn)燃的衛(wèi)生香檢測結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)處理H2O2分解速度(氣泡多少)12mL無助燃性H2

7、O2自然分解緩慢22mL90水浴加熱很少有助燃性加熱能促進(jìn)H2O2分解32mL滴加3.5%FeCl32滴較多助燃性較強(qiáng)Fe3能催進(jìn)H2O2分解42mL滴加20%肝臟研磨液2滴很多助燃性更強(qiáng)過氧化氫酶有催化H2O2分解的作用且效率高實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)酶具有催化作用。(2)酶具有高效性，同無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。2溫度對酶活性的影響(2)溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解。滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。實(shí)驗(yàn)流程(1)取淀粉、淀粉酶分別放入試管(2)各自在所控制的溫度下處理一段時間(3)淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合(4)在各自所控制的溫度下保溫一段時間(5)滴加碘液，觀

8、察顏色變化實(shí)驗(yàn)程度步驟實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸餾水1 mL鹽酸1 mLNaOH3注入等量的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4觀察現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生 感 悟 拓 展 (2)滴加FeCl3和肝臟研磨液的滴管不能混用。否則，由于酶的高效性，少量的酶帶入FeCl3溶液中，從而使對照組也有較多O2放出，會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至使人產(chǎn)生錯覺，作出錯誤判斷。(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的原因肝臟不夠新鮮；H2O2溶液放置時間過長。(4)H2O2具有一定腐蝕性，使用時不要讓其接觸皮膚。 典 例 導(dǎo) 悟 考點(diǎn)4 ATP的

9、結(jié)構(gòu)、功能及相互轉(zhuǎn)化 要 點(diǎn) 歸 納 3ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化能量去路儲存于形成的高能磷酸鍵中用于各項(xiàng)生命活動反應(yīng)場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位由上表可看出：ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。但物質(zhì)是可循環(huán)利用的。 感 悟 拓 展 (2)不含葉綠體的細(xì)胞通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。在氧氣充足時通過有氧呼吸；在氧氣相對不足時，有氧呼吸和無氧呼吸同時進(jìn)行；在無氧時，暫時通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，長時間無氧呼吸，將產(chǎn)生大量的酒精或乳酸，使細(xì)胞中毒死亡。(3)從ATP合成與分解的場所上看

10、：ATP合成的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；而ATP分解的場所較多。因此其合成與分解的場所不盡相同，很顯然上述反應(yīng)并不是同時進(jìn)行的。典例4 在綠色植物生命活動中關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是()AATP中含有C、H、O、N、P元素B活細(xì)胞中ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化時刻發(fā)生CATP是生物體進(jìn)行所有生命活動的能源D動物形成ATP的途徑主要是細(xì)胞呼吸 典 例 導(dǎo) 悟 解析并非所有生命活動都消耗能量，如自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散以及CO2的固定都不消耗能量，不需ATP供能。答案C對位訓(xùn)練4 ATP轉(zhuǎn)化為ADP可表示如下，式中X代表()AH2O BHCP DPi答案D解析ATP水解生成ADP和磷酸(Pi)并釋放

11、能量。方法警示探究 方 法 體 驗(yàn) (1)驗(yàn)證或探究酶具有高效性：高效性是一種比較性概念，是指與無機(jī)催化劑相比具有高效性。因此應(yīng)設(shè)置酶與無機(jī)催化劑對同一反應(yīng)的催化效率的對照。不能用酶和蒸餾水做對照，若這樣是驗(yàn)證酶的催化功能。(2)驗(yàn)證或探究酶具有專一性：專一性是指一種酶只能催化一種或一類化合物的反應(yīng)。因此驗(yàn)證酶具有專一性應(yīng)設(shè)置一種酶對不同化合物反應(yīng)的催化效果的對照?？捎猛坏孜铩煞N不同酶，也可用不同底物、同一種酶來驗(yàn)證。(3)驗(yàn)證或探究溫度對酶活性的影響：自變量是溫度，應(yīng)設(shè)置具有一定梯度的多個不同溫度條件，比較某種酶的催化效率。一般至少應(yīng)設(shè)置“低溫、適溫、高溫”三個指標(biāo)。注意淀粉酶最適溫度是

12、65。(4)驗(yàn)證或探究pH對酶活性的影響：自變量是pH、應(yīng)設(shè)置具有一定梯度的多個不同pH條件，比較某種酶的催化效率，一般至少應(yīng)設(shè)置“低pH、最適pH、高pH”三個指標(biāo)。注意胃蛋白酶最適pH在1.5左右。(5)驗(yàn)證某種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，也可用水解的方法使酶失活來證明。選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕獙?shí)驗(yàn)步驟A酶催化具有高效性實(shí)驗(yàn)組：2 mL 3%H2O21 mL過氧化氫酶，保溫5 min對照組：2mL 3% H2O21 mL蒸餾水，保溫5 minBpH影響酶的活性向A、B、C三支試管中分別加入2 mL 3%可溶性淀粉向A、B、C三支試管中依次加入1 mL不同pH的緩沖液向A

13、、B、C三支試管中分別加入1 mL新鮮唾液A、B、C三支試管均在適宜溫度下保持5 min，再用斐林試劑檢驗(yàn)C探究酶作用的適宜溫度2 mL 3%可溶性淀粉2 mL新鮮唾液碘液每隔5 min將溶液溫度升高10，觀察溶液顏色變化D酶催化具有專一性實(shí)驗(yàn)組：2 mL 3%可溶性淀粉1 mL新鮮唾液，保溫5 min后，碘液檢驗(yàn)對照組：2 mL 3%蔗糖溶液1 mL新鮮唾液，保溫5 min后，碘液檢驗(yàn)答案B解析A錯誤，酶催化具有高效性是指酶與無機(jī)催化劑相比較而言的，用酶與蒸餾水作對照，只能證明酶具有催化作用，不能證明酶催化具有高效性，C錯誤，應(yīng)設(shè)置多支試管，分別設(shè)置不同的溫度條件進(jìn)行比較；D錯誤，蔗糖不與碘

14、液反應(yīng)，不應(yīng)該用碘液檢測，應(yīng)用斐林試劑檢測是否有還原糖產(chǎn)生。 易 錯 警 示 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)有的酶是蛋白質(zhì)有的是固醇酶在代謝中有多種功能在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用酶只是起催化作用只在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用A BC D答案C解析酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，即酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)類物質(zhì)，少數(shù)為RNA，它只有催化功能，在個體發(fā)育中起調(diào)控作用的是激素。錯因分析對酶的產(chǎn)生場所、作用場所、來源、作用及受外界條件影響相關(guān)知識模糊不清，混淆了酶和激素的作用。糾錯筆記酶知識的正誤辨析正確說法錯誤說法產(chǎn)生場所凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生(不考慮人的成熟紅細(xì)胞)具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)有機(jī)物(或多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)蛋白質(zhì)基本單位氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成場所核糖體或細(xì)胞核核糖體作用場所既可在細(xì)胞內(nèi)，也可在細(xì)胞外，體外發(fā)揮作用只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，高溫使酶變性失活低溫引起酶變性失活作用酶只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來源生物體內(nèi)合成有的來源于食物答案D解析藍(lán)藻是原核生物，沒有線粒體，其有氧呼吸是在細(xì)胞膜內(nèi)陷形成的一個特殊結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的；光合作用的光反應(yīng)階段將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能，儲存于ATP和NADPH中，在暗反應(yīng)階段，ATP和NADPH中活