高中生物專題04 酶和ATP-2021年高考備考生物一輪復(fù)習(xí)課件(共66張PPT)

酶和ATP

主講：胡蓉專題四主要內(nèi)容一探究實驗一探究實驗1.實驗基本原則①

原則：有實驗組和對照組實驗組：探究

，接受

處理的組，結(jié)果

；對照組：

狀態(tài)下或

影響因素所造成的結(jié)果的一組，包括

。

對照等。

（目的：排除

）對照對象實驗變量未知自然已知

空白、標(biāo)準(zhǔn)、相互（對比）、自身、條件無關(guān)變量所造成的實驗誤差1.實驗基本原則②

原則：只能有

實驗變量（

量）

（若實驗中設(shè)置了多個變量，則需

）③

原則：為排除實驗的

，應(yīng)多次

，并

。單一變量一個自變控制變量偶然性平行重復(fù)重復(fù)實驗取平均值一探究實驗2.實驗變量自變量：人為

的條件和因子。

因變量：隨著

的變化而變化的變量。

無關(guān)變量：

研究結(jié)果，但各組中設(shè)置

的變量。主動操控（探究的對象）自變量（常表現(xiàn)為結(jié)果）會影響相同一探究實驗3.實驗步驟

順序不分先后分組并編號設(shè)置自變量（要求：

）實驗并觀察（無關(guān)變量要

）等量且適量相同且適宜一探究實驗4.要領(lǐng)：控制

，形成

，觀察分析

，得出

，無關(guān)變量要

。自變量對照因變量結(jié)果和結(jié)論保持一致一探究實驗新陳代謝

細(xì)胞中每時每刻都進行許多

，是細(xì)胞的

基礎(chǔ)?；瘜W(xué)反應(yīng)生命活動二酶

酶是

產(chǎn)生的具有

作用的

，其中絕大多數(shù)酶是

，少數(shù)是

?；罴?xì)胞催化有機物蛋白質(zhì)RNA1.要點酶的本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA試劑檢測合成原料合成場所作用作用特性作用機理作用場所產(chǎn)生場所（一）酶的本質(zhì)雙縮脲試劑（紫色）吡羅紅（紅色）氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核（真核生物）催化作用高效性、專一性、作用條件較溫和降低化學(xué)反應(yīng)的活化能細(xì)胞內(nèi)外及生物體內(nèi)外均可發(fā)揮作用活細(xì)胞（除哺乳動物的成熟紅細(xì)胞）2.作用機理①作用機理：

。降低化學(xué)反應(yīng)的

。②活化能：分子從

轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的

。所需要的能量。顯著活化能常態(tài)活躍狀態(tài)（一）酶的本質(zhì)③曲線a.AC表示

的條件下，反應(yīng)所需的活化能。b.AB表示

的條件下，反應(yīng)所需的活化能。c.BC表示

。無催化劑有酶催化酶降低的活化能（一）酶的本質(zhì)3.酶與激素的比較酶激素來源

產(chǎn)生，細(xì)胞

均能發(fā)揮作用

或

產(chǎn)生，主要在細(xì)胞

發(fā)揮作用化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是

，少數(shù)是

。生物功能

作用

作用（傳遞信息）作用后反應(yīng)前后

。反應(yīng)后

。共性①在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì)，即

、

、生物代謝

；②都具有特異性，作用于特定的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)或細(xì)胞，且

后才能發(fā)揮效效應(yīng)?；罴?xì)胞內(nèi)外內(nèi)分泌腺特定部位細(xì)胞外蛋白質(zhì)RNA多肽、蛋白質(zhì)、氨基酸類、脂質(zhì)催化調(diào)節(jié)性質(zhì)和數(shù)量均不改變被相關(guān)酶水解滅活含量少作用大不可缺少與相應(yīng)物質(zhì)結(jié)合（一）酶的本質(zhì)注意能產(chǎn)生激素的細(xì)胞

能產(chǎn)生酶；但能產(chǎn)生酶的細(xì)胞

能產(chǎn)生激素。一定不一定（一）酶的本質(zhì)4.混淆的酶

名稱作用部位作用底物形成產(chǎn)物限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶RNA聚合酶rRNA磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵肽鍵DNA分子DNA片段脫氧核苷酸DNA分子核糖核苷酸氨基酸黏性末端或平末端重組DNA分子子代DNA分子單鏈DNA分子單鏈RNA分子多肽（一）酶的本質(zhì)5.在細(xì)胞代謝中的意義由于酶的

作用，細(xì)胞代謝才能在

條件下快速進行。催化溫和（一）酶的本質(zhì)6.試劑檢測法鑒定酶的本質(zhì)實驗組標(biāo)準(zhǔn)對照組1標(biāo)準(zhǔn)對照組2（一）酶的本質(zhì)【例】（2017年新課標(biāo)Ⅱ卷，3）下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是（C）A.在細(xì)胞中，核外沒有參與DNA合成的酶B.由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D.唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃（一）酶的本質(zhì)【解析】線粒體和葉綠體中也能進行DNA復(fù)制，所以也有參與DNA合成的酶，A錯誤；酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的，既能在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，也能在細(xì)胞外發(fā)揮作用，只要給予適宜的溫度和pH，活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外仍然有催化活性，B錯誤；向某些蛋白質(zhì)溶液中加入某些無機鹽溶液后，可以降低蛋白質(zhì)的溶解度，使蛋白質(zhì)凝聚而從溶液中析出，這種作用叫作鹽析，可在胃蛋白酶的提取液中加濃（NH4）2SO4使蛋白質(zhì)凝聚沉淀，C正確；酶在低溫環(huán)境中保存，D錯誤。（一）酶的本質(zhì)高效性：降低活化能的作用更

，是

的

107~1013倍；專一性：每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)；

①過酸、過堿、高溫會使酶的

。作用條件較溫和

遭到破壞，使酶

（不可逆）；

②低溫、溫度和PH偏高、偏低會

酶的活性，但

破壞它的空間結(jié)構(gòu)，

失活（可逆）。（二）酶的特性顯著無機催化劑一種或一類空間結(jié)構(gòu)永久失活抑制不會不會注意（二）酶的特性

失活時蛋白質(zhì)類酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，會改變其

，但

破壞所有的肽鍵。因此失活后的酶依舊

。與

試劑反應(yīng)，產(chǎn)生

。功能不會能雙縮脲紫色①實驗（原理：2H2O22H2O+O2↑）1常溫常態(tài)2水浴加熱3加入FeCl34加入肝臟研磨液34現(xiàn)象（二）酶的特性——高效性1號：2mlH2O2

氣泡

，衛(wèi)生香

。2號：2mlH2O2

氣泡

，

。3號：2mlH2O2+2滴Fecl3

氣泡

，

。4號：2mlH2O2+2滴肝臟研磨液氣泡

，

。

90℃左右水浴加熱自變量：

（1、2號）、

（1、3、4號）因變量：現(xiàn)象（結(jié)果）注意：現(xiàn)象（結(jié)果）是因變量的表現(xiàn)形式。幾乎沒有不復(fù)燃少量基本不復(fù)燃較多變亮大量復(fù)燃是否加熱催化劑H2O2分解的速率（二）酶的特性——高效性結(jié)論1號與2號比較：加熱可以

；1號與3、4號比較：酶具有

，催化劑可在

。

下加快反應(yīng)速率，且酶的催化效率更

。加快反應(yīng)速率催化作用常溫高（二）酶的特性——高效性②曲線a與c比較：酶具有

，但酶只能

達(dá)到化學(xué)平衡所需的

，

改變化學(xué)反應(yīng)的

。a與b比較：與無機催化劑相比，酶的

；t1＜t2

＜t3

bca催化作用縮短時間不能平衡點催化效率更高（二）酶的特性——高效性③物理模型——“鎖和鑰匙學(xué)說”

BE+F(其中A代表酶)A（二）酶的特性——高效性2.專一性①實驗（原理：淀粉麥芽糖磚紅色沉淀）

非還原糖還原糖酶斐林試劑水浴加熱（二）酶的特性——專一性（二）酶的特性——專一性能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能合成酶嗎?能合成酶的細(xì)胞一定能產(chǎn)生激素嗎?兩者的區(qū)別是什么?步驟1號（

組）2號（

組）一底物二淀粉酶溶液三60℃水浴加熱四斐林試劑五50℃~65℃水浴加熱現(xiàn)象

磚紅色沉淀

磚紅色沉淀方案一：不同底物，相同酶自變量：底物種類因變量：底物是否分解（觀察是否產(chǎn)生磚紅色沉淀）實驗對照2ml可溶性淀粉溶液2ml蔗糖溶液1ml5min2ml2min產(chǎn)生不產(chǎn)生（二）酶的特性——專一性方案二：相同底物，不同酶步驟1號（

組）2號（

組）一底物：可溶性淀粉二酶溶液三60℃水浴加熱四斐林試劑五50℃~65℃水浴加熱現(xiàn)象

磚紅色沉淀

磚紅色沉淀自變量：酶的種類因變量：底物是否分解（觀察是否產(chǎn)生磚紅色沉淀）實驗對照2ml1ml淀粉酶溶液1ml蔗糖酶溶液5min2ml2min產(chǎn)生不產(chǎn)生結(jié)論

每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)，這就是酶的專一性。

此實驗一般不用碘液檢驗。因為當(dāng)1號試管

時也能與碘液反應(yīng)生成藍(lán)色，和2號試管現(xiàn)象相似。結(jié)論一種或一類沒有完全反應(yīng)（二）酶的特性——專一性②曲線加入酶A后反應(yīng)速率

，而酶B與無酶的現(xiàn)象

，說明酶B對此反應(yīng)

，進一步說明酶具有

。（對照）明顯加快相同無催化作用專一性（二）酶的特性——專一性拓展具有專一性的物質(zhì)有：酶、載體蛋白、受體、tRNA、抗體。（二）酶的特性——專一性①溫度對酶活性的影響步驟11’22’33’一可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml二淀粉酶溶液1ml1ml1ml三分別在不同條件下放置5min60℃水浴加熱（

組）煮沸（

組）加冰塊（

組）四混合1與1’混合2與2’混合3與3’混合五原處理溫度條件下恒溫5min六加碘液2滴現(xiàn)象自變量：溫度因變量：酶的活性（觀察是否變藍(lán)）（二）酶的特性——作用條件較溫和對照實驗實驗不變藍(lán)變藍(lán)變藍(lán)結(jié)論酶所催化的化學(xué)反應(yīng)需要在

條件下進行。①檢測試劑不能用

；（

）②底物不宜選用

；（

）③實驗時，應(yīng)先

，再讓

反應(yīng)。

（所以實驗中步驟

不能顛倒。）注意適宜的溫度斐林試劑水浴加熱會影響自變量H2O2H2O2分解速率會受溫度的影響控制好變量底物與酶混合混合三和四（二）酶的特性——作用條件較溫和②PH對酶活性的影響自變量：PH

因變量：酶的活性（觀察是否變藍(lán)）步驟123一將3滴新鮮肝臟研磨液（H2O2酶）放入不同PH條件處理備用2mlNaOH溶液（

組）2mlHcl溶液（

組）2ml蒸餾水（

組）二加入H2O22ml三反應(yīng)時間5min四衛(wèi)生香點燃現(xiàn)象實驗實驗對照氣泡少，燃燒不猛烈氣泡少，燃燒不猛烈氣泡多，燃燒猛烈（二）酶的特性——作用條件較溫和結(jié)論酶所催化的化學(xué)反應(yīng)需要在

條件下進行。①底物不宜選用

；（

）②實驗時，應(yīng)先

，再讓

反應(yīng)。

（所以實驗中步驟

不能顛倒。）注意適宜的PH淀粉它在酸性條件下分解也會加快控制好變量底物與酶混合混合三和四（二）酶的特性——作用條件較溫和

若要研究最適溫度和最適PH，我們可以通過

，先在一定范圍內(nèi)設(shè)置

溫度（PH），然后以效果最佳的一組為中心，

，縮小

，并減小溫度（PH）

，重做實驗。③探究酶的最適溫度或PH預(yù)實驗梯度前推一組后推一組變量范圍梯度先

，再

。）注意設(shè)置變量混合（二）酶的特性——作用條件較溫和③探究酶的最適溫度或PH（二）酶的特性——作用條件較溫和(三)影響酶促反應(yīng)的因素1.溫度和PH（影響酶活性）①在一定范圍內(nèi)，隨溫度（PH）的升高，酶的催化作用

，

超過這一范圍，催化作用逐漸

；②低溫只會

酶的活性，

酶的

；高溫、強酸、強堿會使酶

，

其空間結(jié)構(gòu)。增強減弱抑制不改變空間結(jié)構(gòu)失活改變①自變量是

，因變量是

；②A圖中PH的變化

酶作用的最適溫度；B圖中溫度的變化

酶作用的最適溫度；③此圖

得出PH=7為最適PH,也

得出溫度=30℃為最適溫度，只能說酶活性在此條件下，PH=7，溫度=30℃時

。應(yīng)用溫度和PH酶的活性不影響不影響不能最強不能(三)影響酶促反應(yīng)的因素【例】（浙江省紹興一中2020屆高三模擬）某實驗小組通過實驗探究了溫度對a、b、c三種酶活性的影響，其他條件均適宜，結(jié)果如下圖。下列說法正確的是(B)A.據(jù)圖可知c酶的最適溫度為36℃左右B.該實驗中有兩個自變量，一個因變量C．三種酶中a酶的最適溫度最高D.若溶液的pH升高，則b酶相對應(yīng)曲線的頂點會上移(三)影響酶促反應(yīng)的因素【解析】據(jù)題圖可知，c酶的活性在36℃左右還在呈上升趨勢，故無法判斷其最適溫度，A錯誤；該實驗中有兩個自變量，分別為酶的種類和溫度，一個因變量，即酶的活性，B正確；從3條曲線來看，c酶的活性在36℃左右還在呈上升趨勢，故可推斷c酶的最適溫度最高，C錯誤；根據(jù)題干信息可知，該實驗數(shù)據(jù)是在最適pH條件下測得的，若溶液的pH升高，則b酶相對應(yīng)曲線的頂點會下移，D錯誤。(三)影響酶促反應(yīng)的因素【例】如圖甲是H2O2酶活性受pH影響的曲線,圖乙表示在最適溫度下,pH=b時H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時間的變化。若該酶促反應(yīng)過程中改變某一初始條件,以下改變正確的是(C)A.pH=a時,e點下移,d點左移B.pH=c時,e點為0C.溫度降低時,e點不移,d點右移D.H2O2量增加時,e點不移,d點左移(三)影響酶促反應(yīng)的因素2.底物濃度和酶濃度①甲圖表示：在其他條件適宜、酶量一定的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而

，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受

限制，酶促反應(yīng)速率

。②乙圖表示：在底物充足，其他條件適宜的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成

。加快酶數(shù)量和酶活性不再增加正比(三)影響酶促反應(yīng)的因素【例】（黑龍江省雞西一中2020屆高三質(zhì)檢）下圖為酶促反應(yīng)相關(guān)曲線圖，Km表示酶促反應(yīng)速率為1/2vmax時的底物濃度。競爭性抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，可與底物競爭性結(jié)合酶的活性部位；非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位發(fā)生不可逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能喪失。下列分析錯誤的是(A)A．Km越大，酶與底物親和力越高B．加入競爭性抑制劑，Km增大C．加入非競爭性抑制劑，vmax降低D．非競爭性抑制劑破壞酶的空間結(jié)構(gòu)(三)影響酶促反應(yīng)的因素【解析】根據(jù)題干可知，Km越大，代表酶促反應(yīng)速率達(dá)到1/2vmax時所需要的底物濃度越大，即酶促反應(yīng)需要高濃度的底物才能正常進行，從而說明底物與酶的親和力越低，A錯誤；當(dāng)反應(yīng)環(huán)境中存在競爭性抑制劑時，需要增加底物的濃度才能保證反應(yīng)的正常進行，即Km會增大，B正確；由“非競爭性抑制劑可與酶的非活性部位發(fā)生不可逆性結(jié)合，從而使酶的活性部位功能喪失”可知，若反應(yīng)環(huán)境中增加了非競爭性抑制劑，則會導(dǎo)致部分酶的活性部位空間結(jié)構(gòu)改變、功能喪失，進而導(dǎo)致vmax降低，C、D正確。(三)影響酶促反應(yīng)的因素構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)二ATP1.概述

ATP的中文名稱是

；結(jié)構(gòu)簡式為

；1個ATP分子中含1個腺苷，2個

，3個

。三磷酸腺苷A-P～P～P高能磷酸鍵磷酸基團2.結(jié)構(gòu)簡式與結(jié)構(gòu)簡圖腺嘌呤核糖PA～P～P普通磷酸鍵高能磷酸鍵3個磷酸基團腺苷腺苷腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）（RNA的基本單位之一）二磷酸腺苷（ADP）結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)簡圖三磷酸腺苷（ATP）二ATP3.物理特性：

色粉末，

溶于水，

口服。4.功能：

化合物，是細(xì)胞生命活動所需能量的

。（

能源）二ATP白能可高能磷酸直接來源直接5.易混結(jié)構(gòu)（下圖中的A代表的含義）二ATP【例】在下列四種化合物的化學(xué)組成中，“○”中所對應(yīng)的含義最接近的是（D）

A.①和②B.②和③C.③和④D.②和④二ATP【例】（浙江省衢州一中2020屆高三調(diào)研）下圖為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(C)

A.細(xì)胞中所有需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的B.圖中②的斷裂一般與放能反應(yīng)聯(lián)系在一起C.圖中③是mRNA、質(zhì)粒及某些酶共有的堿基之一D.圖中④是DNA的基本組成單位之一二ATP【解析】結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)簡式可知，圖中①表示核糖、②表示高能磷酸鍵、③表示腺嘌呤、④表示腺嘌呤核糖核苷酸。ATP可為生命活動直接提供能量，但細(xì)胞中除ATP外還有其他能為生命活動直接提供能量的物質(zhì)，如GTP、CTP等，細(xì)胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的，A錯誤；高能磷酸鍵斷裂時釋放大量能量，用于吸能反應(yīng)，故與高能磷酸鍵斷裂相聯(lián)系的一般是吸能反應(yīng)，放能反應(yīng)一般與高能磷酸鍵的形成相聯(lián)系，B錯誤；DNA與RNA中都含有腺嘌呤，質(zhì)粒為環(huán)狀DNA分子，酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA，C正確；腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本組成單位之一，D錯誤。二ATP6.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化①圖解能量的釋放能量1和能量2一樣嗎？能量的儲存二ATP水解酶ATP合成酶ADP+Pi+能量②反應(yīng)式③原因：ATP分子中

的那個高能磷酸鍵很容易

，也易

。該反應(yīng)

可逆反應(yīng)，因為

雖然可逆，但

不可逆。注意遠(yuǎn)離腺苷水解重新生成不是物質(zhì)能量和酶二ATP④ATP的能量來源（能量1）動物、人、真菌和細(xì)菌：綠色植物：⑤ATP釋放的能量去向（能量