高考生物復習課件降低化學反應(yīng)活化能的酶

第5章細胞的能量供給(gōngjǐ)和利用第一頁，共48頁。1第1講降低化學(huàxué)反響活化能的酶細胞的能量通貨——ATP[展示考綱考頻]1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)[☆]在能量代謝中的作用(Ⅱ)3.探究(tànjiū)影響酶活性的因素(實驗)[☆☆☆]第二頁，共48頁。2一、酶的本質(zhì)(běnzhì)和作用1．酶的本質(zhì)(běnzhì)和作用第三頁，共48頁。3[解惑]要驗證某種酶是蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑，要驗證某種酶是RNA，可選用吡羅紅染液。2．酶本質(zhì)的探索(將正確對應(yīng)(duìyìng)組合順序填入______上)組合順序： ①—f__②—a__③—c__④—d、e__⑤—b第四頁，共48頁。4二、酶的特性1．高效性：催化效率約是無機催化劑的 倍。2．專一性：每一種酶只能催化 化學反響。3．作用條件較溫和：在 條件下，酶的活性最高。[巧記助學]酶的來源與特性：活細胞內(nèi)來合成，降低(jiàngdī)化能是本領(lǐng)，高效專一需溫和，催化反響屬它行。三、ATP的結(jié)構(gòu)、功能和利用(1)ATP的結(jié)構(gòu)：107～1013一種(yīzhǒnɡ)或一類最適溫度(wēndù)和pH第五頁，共48頁。5[巧記助學]ATP的結(jié)構(gòu)特點可用“一、二、三〞來總結(jié)，即一個腺苷、兩個高能(gāonéng)磷酸鍵、三個磷酸基團。(2)生成ATP的途徑(4)ATP的功能：ATP是細胞生命活動的 能源物質(zhì)。直接(zhíjiē)第六頁，共48頁。6第七頁，共48頁。7思考辨析1．判斷以下有關(guān)酶說法的正誤。(1)同一種酶可存在于分化(fēnhuà)程度不同的活細胞中(2013年高考新課標全國卷Ⅱ)(√)(2)激素都是通過影響細胞內(nèi)酶活性來調(diào)節(jié)細胞代謝(2013年高考安徽卷)(×)(3)隨著溫度下降，酶促反響的活化能下降(2013年高考海南卷)(×)(4)淀粉酶溶液中參加蛋白酶不會導致淀粉酶活性發(fā)生變化(×)(5)酶提供了反響過程所必需的活化能(×)(6)酶分子在催化反響完成后立即被降解成氨基酸(×)(7)酶是活細胞產(chǎn)生的并具有催化作用的蛋白質(zhì)(×)(8)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性(×)第八頁，共48頁。82．判斷以下(yǐxià)有關(guān)ATP表達的正誤。(1)物質(zhì)通過協(xié)助擴散進出細胞時需消耗ATP(2013年高考海南卷)(×)(2)線粒體內(nèi)膜上不能合成ATP(2012年高考北京卷)(×)(3)無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源(×)(4)人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以到達動態(tài)平衡(×)第九頁，共48頁。91．酶的本質(zhì)(běnzhì)及催化作用的實驗驗證(1)酶化學本質(zhì)(běnzhì)的實驗驗證酶的本質(zhì)及特性(tèxìng)分析第十頁，共48頁。10[易混易錯]明確酶的正確理解與錯誤說法(shuōfǎ)，比照方下：第十一頁，共48頁。112.酶的特性及曲線(qūxiàn)分析(1)高效性：酶的催化效率是無機催化劑的107～1013倍，這說明酶具有 的特點。酶的高效性是和 相比較來說的，故以下圖曲線(qūxiàn)中只有曲線(qūxiàn)a、b相比較才可說明酶催化的高效性，a、c曲線(qūxiàn)的比照只可說明酶具有催化作用。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化合物的化學反響，這說明酶的催化作用具有專一性的特點，酶的專一性的解釋常用“鎖和鑰匙學說〞。如下圖：高效性無機(wújī)催化劑第十二頁，共48頁。12(3)作用條件較溫和：絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，過酸、過堿和高溫都會破壞蛋白質(zhì)分子的 ，從而引起蛋白質(zhì)分子變性(biànxìng)，使酶永久失活。但低溫只是使 下降，適宜的溫度下，酶活性可以恢復。空間結(jié)構(gòu)酶活性第十三頁，共48頁。133．影響(yǐngxiǎng)酶促反響的因素曲線分析(1)溫度和pH對酶促反響的影響(yǐngxiǎng)(2)底物濃度和酶濃度對酶促反響的影響(yǐngxiǎng)第十四頁，共48頁。14①甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反響速率隨底物濃度增加而加快，但當?shù)孜锏竭_一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反響速率不再增加。②乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反響速率與酶濃度成正比。[易混易錯](1)酶促反響速率不同于酶活性：①溫度、pH都能影響酶的空間結(jié)構(gòu)，改變酶的活性，進而影響酶促反響速率。②底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積(miànjī)而影響酶促反響速率的，并不影響酶的活性。(2)人在發(fā)燒時，不想吃東西，其原因是溫度過高導致消化酶的活性降低。(3)唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)，不能繼續(xù)將淀粉分解為麥芽糖。原因是唾液淀粉酶的最適pH在7左右，而胃液的pH在2左右，在胃中唾液淀粉酶失活并以蛋白質(zhì)的形式被胃蛋白酶水解。第十五頁，共48頁。151．(2014年唐山模擬)圖乙表示圖甲的反響過程中有關(guān)物質(zhì)濃度(nóngdù)隨時間變化的曲線，以下表達正確的選項是()A．圖甲中物質(zhì)a可以是麥芽糖也可以是乳糖，該過程為吸能反響B(tài)．圖甲中物質(zhì)b能降低該化學反響的活化能，其化學本質(zhì)與無機催化劑相同C．圖乙中假設(shè)曲線①②③表示不同溫度下酶促反響速率，那么曲線①溫度>曲線②>曲線③D．圖乙中假設(shè)曲線①②③表示不同酶濃度(nóngdù)下酶促反響速率，那么曲線①酶濃度(nóngdù)>曲線②>曲線③第十六頁，共48頁。16解析：圖甲為水解的酶促反響過程，由圖可知，其中a為反響底物，b反響前后無變化，故b為酶。假設(shè)a為二糖，水解后變?yōu)閱翁?，是一個放能反響且a不可能為乳糖。酶是指由生物(shēngwù)體內(nèi)活細胞產(chǎn)生的一種生物(shēngwù)催化劑，其本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，與無機催化劑不同。在適宜的溫度下，酶促反響速率隨溫度的升高而加快，超過最適溫度，酶活性降低，酶促反響速率降低，故②③可能表示高于最適溫度。在底物量足夠、其他條件不變、反響系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)的情況下，酶促反響速率與酶濃度成正比，故曲線①酶濃度>曲線②>曲線③。答案：D第十七頁，共48頁。172．甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如下圖。以下分析錯誤(cuòwù)的選項是()A．甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B．甲酶不可能是具有催化功能的RNAC．乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)D．乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變第十八頁，共48頁。18解析：酶具有專一性，蛋白酶能催化蛋白質(zhì)降解。在蛋白酶的作用下，甲酶沒有變化，因此甲酶能夠抗該種蛋白酶降解，故甲酶的化學本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，有可能是具有催化功能的RNA，故A項正確、B項錯誤；因為用該種蛋白酶處理后，乙酶活性逐漸降低，所以乙酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，C項正確；在蛋白酶的作用下，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，進而使蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生(fāshēng)改變，D項正確。答案：B第十九頁，共48頁。191．ATP分子的結(jié)構(gòu)[特別提醒](1)ATP的一個高能磷酸鍵水解，形成(xíngchéng)ADP(二磷酸腺苷)＋Pi；兩個高能磷酸鍵水解，形成(xíngchéng)AMP(一磷酸腺苷)＋2Pi。(2)ATP中去掉2個磷酸基團即是構(gòu)成RNA的根本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。(3)ATP水解釋放的能量是儲存于高能磷酸鍵中的化學能，可直接用于各項生命活動(光反響階段合成的ATP只用于暗反響)；而合成ATP所需能量那么主要來自有機物氧化分解釋放的化學能或光合作用中吸收的光能。ATP的結(jié)構(gòu)(jiégòu)功能及轉(zhuǎn)化第二十頁，共48頁。202．ATP和ADP相互(xiānghù)轉(zhuǎn)化是不可逆反響由表可以看出，ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量來源、能量去路和反響場所方面不盡相同，因此ATP和ADP的相互(xiānghù)轉(zhuǎn)化并不是可逆反響，物質(zhì)是可逆的，能量不可逆。第二十一頁，共48頁。213．ATP與光合作用(guānghé-zuòyòng)及細胞呼吸的關(guān)系(1)與光合作用(guānghé-zuòyòng)的關(guān)系：(2)與細胞呼吸的關(guān)系：第二十二頁，共48頁。224．細胞內(nèi)產(chǎn)生(chǎnshēng)與消耗ATP的生理過程第二十三頁，共48頁。23產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系(1)在無氧條件下，生物細胞可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量ATP。(2)隨O2供給量增多，有氧呼吸明顯加強，ATP產(chǎn)生量隨之增加；但當O2供給量到達一定值后，ATP產(chǎn)生量不再增加，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸(línsuān)等。(3)當橫坐標表示呼吸強度時，ATP產(chǎn)生量曲線應(yīng)從原點開始。第二十四頁，共48頁。24[易混易錯](1)化合物中“A〞的辨析(2)誤認為ATP等同(děngtóng)于能量ATP是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為A—P～P～P，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達30.54kJ/mol的能量，所以ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不可將ATP與能量等同(děngtóng)起來。第二十五頁，共48頁。253．(2012年高考北京(běijīnɡ)卷)細胞中不能合成ATP的部位是()A．線粒體的內(nèi)膜B．葉綠體中進行光反響的膜結(jié)構(gòu)C．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜D．藍藻(藍細菌)中進行光反響的膜結(jié)構(gòu)解析：此題主要考查細胞代謝過程中ATP合成的相關(guān)知識。細胞代謝產(chǎn)生ATP的生理過程主要是細胞呼吸和光合作用的光反響，所以A、B、D三個選項中所涉及的部位均可合成ATP；而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜上不能產(chǎn)生ATP，故C項符合題意。答案：C第二十六頁，共48頁。26探究酶活性的影響因素1．溫度對酶活性的影響(1)實驗原理②溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解(shuǐjiě)；滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn) 及出現(xiàn) 來判斷酶的活性。藍色藍色的深淺(shēnqiǎn)第二十七頁，共48頁。27(2)實驗(shíyàn)流程第二十八頁，共48頁。28(3)實驗結(jié)論(jiélùn)：溫度能影響酶的活性，酶的活性有一定的 范圍。2．pH對酶活性的影響(1)實驗原理②pH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用點燃但無火焰的衛(wèi)生香 來檢驗氧氣生成的多少。最適溫度(wēndù)燃燒(ránshāo)的情況第二十九頁，共48頁。29(2)實驗(shíyàn)流程(3)實驗(shíyàn)結(jié)論：pH影響酶的活性，酶活性有一定的 范圍。最適pH第三十頁，共48頁。30[特別提醒](1)在探究溫度或pH對酶活性影響的實驗中，操作步驟2與3一定不能顛倒順序，否那么會在調(diào)節(jié)(tiáojié)溫度或pH的過程中，酶先將底物分解，導致實驗失敗。(2)在探究溫度對酶活性影響的實驗中，不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解，因為過氧化氫在加熱的條件下自身會加快分解；不宜選用斐林試劑檢測，因為斐林試劑與復原糖只有在加熱的條件下才能生成磚紅色沉淀，但實驗需要控制溫度。(3)過酸、過堿、高溫都會使酶的空間結(jié)構(gòu)破壞而變性失活，但低溫只能降低酶活性而不會使它變性失活。第三十一頁，共48頁。314．答復以下有關(guān)過氧化氫酶實驗的問題：(1)為驗證過氧化氫酶具有催化作用，同學甲設(shè)計了如下實驗：①指出不合理之處并進行改正：__________________________。②B組試管中沒有(méiyǒu)氣泡產(chǎn)生，能否說明過氧化氫酶沒有(méiyǒu)活性？為什么？_________________________________。第三十二頁，共48頁。32(2)一般情況下，不能用過氧化氫(ɡuòyǎnɡhuàqīnɡ)酶為材料探究溫度對酶活性的影響，原因是___________________________________________。同學乙查資料發(fā)現(xiàn)，在70℃以上時，過氧化氫(ɡuòyǎnɡhuàqīnɡ)分解速率較快，在70℃以下分解較慢，30℃以下相對穩(wěn)定。為探究溫度對過氧化氫(ɡuòyǎnɡhuàqīnɡ)酶活性的影響，應(yīng)進行如下幾方面的研究：①確定實驗設(shè)置的溫度范圍：________________________。②本實驗的自變量為________，因變量為________，觀測指標為_____________________________________。③如何設(shè)計實驗，排除在較高溫度下過氧化氫(ɡuòyǎnɡhuàqīnɡ)自身分解對實驗結(jié)果的影響？第三十三頁，共48頁。33解析：甲同學設(shè)計的實驗中，無論B組是否參加過氧化氫酶，都不會有氣泡產(chǎn)生，因此，不能產(chǎn)生氣泡不是酶沒有活性，而是試管中沒有底物，故需對B組進行調(diào)整。過氧化氫不穩(wěn)定，較高溫度下分解速率很快，因此溫度不但影響酶的活性，還影響底物的分解，故需添加對照實驗。實驗?zāi)康氖恰疤骄繙囟葘^氧化氫酶活性的影響〞，然后(ránhòu)確定自變量為溫度。確定了自變量，我們就根本明確了人為控制的條件是不同溫度，實驗設(shè)計思路也由此展開。每組再設(shè)置一個空白對照，將實驗組與空白對照組間生成的氣體量的差值作為衡量過氧化氫酶活性大小的標準。答案：(1)①應(yīng)該將B試管中的H2O換為過氧化氫溶液，5滴過氧化氫酶溶液換為5滴清水(或蒸餾水)②不能，因為沒有底物(2)過氧化氫不穩(wěn)定，較高溫度下易分解(或溫度會影響過氧化氫的分解速率)①70℃以下②溫度酶的活性氣泡(氧氣)的產(chǎn)生速率③在每一溫度下設(shè)置一個只加過氧化氫溶液不加過氧化氫酶的試管。第三十四頁，共48頁。34[例1]據(jù)表分析，以下說法(shuōfǎ)正確的選項是()酶的特點(tèdiǎn)第三十五頁，共48頁。35注：表中“－〞表示沒有添加。A．α－淀粉酶溶液的用量是自變量B．①②兩組實驗可用于驗證酶的專一性C．②④⑥三組實驗可說明溫度能影響酶活性D．設(shè)計上述實驗的目的是驗證酶的專一性和探究溫度對酶活性的影響[解析]從反響溫度上看，有0℃、60℃、100℃三種情況，因此，溫度為自變量之一，探究的是溫度對酶活性的影響；在每組相同溫度條件下均設(shè)置了兩組實驗：底物不同，所用酶的種類相同。因此，底物種類為另一個自變量，驗證的是酶的專一性，淀粉溶液、蔗糖溶液、α－淀粉酶溶液、碘液的用量均為無關(guān)變量。由于①②兩組實驗溫度太低，導致酶根本無活性，反響不能正常進行，故B錯。②④⑥三組實驗根本不能進行，無法(wúfǎ)進行溫度對酶活性影響的探究，故C錯。[答案]D第三十六頁，共48頁。36第三十七頁，共48頁。37[例2]ATP是能量“通貨〞，以下有關(guān)ATP的說法，正確的選項是()A．人在寒冷時，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細胞中ATP的合成速率會大大超過分解速率，細胞產(chǎn)生ATP的量增加B．假設(shè)細胞內(nèi)Na＋濃度偏高，為維持Na＋濃度的穩(wěn)定，細胞消耗ATP的量增加C．人體(réntǐ)成熟的紅細胞高度特化，沒有細胞器，因此既不能產(chǎn)生酶，也不能產(chǎn)生ATPD．人在饑餓時，一個ATP可水解為一個腺苷和三個磷酸，因此細胞中ATP與ADP的含量難以到達動態(tài)平衡ATP的結(jié)構(gòu)(jiégòu)和功能第三十八頁，共48頁。38[解析]寒冷條件下，腎上腺素和甲狀腺激素分泌增多，以促進物質(zhì)的氧化分解，增加產(chǎn)熱，活細胞中ATP與ADP的含量始終處于動態(tài)平衡狀態(tài)，即細胞中ATP的合成速率和分解速率始終處于動態(tài)平衡狀態(tài)，A項錯；Na＋在人體內(nèi)環(huán)境中主要(zhǔyào)是維持細胞外液的滲透壓，假設(shè)細胞內(nèi)Na＋濃度偏高，需要通過主動運輸把Na＋排到細胞外，B項正確；人體成熟的紅細胞高度特化，沒有細胞器，但紅細胞可通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，C項錯；ATP水解時一般是遠離A的那個高能磷酸鍵斷裂，形成一個ADP和一個磷酸，D項錯。[答案]B第三十九頁，共48頁。39[例3]下面是某同學所做的有關(guān)過氧化氫在不同條件下分解的驗證性實驗。一、實驗材料和用具(yòngjù)：新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液、體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液、質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶液、新鮮的馬鈴薯泥、蒸餾水、酒精燈、溫度計等。酶促反響的實驗及影響(yǐngxiǎng)因素第四十頁，共48頁。40二、實驗(shíyàn)步驟第四十一頁，共48頁。41請根據(jù)該實驗答復以下問題：(1)在上述實驗中，產(chǎn)生氣泡最多的試管是________號，原因是________________________________________________________。(2)如果僅將上述實驗條件由常溫改為90℃水浴，重復實驗，氣泡產(chǎn)生最多的試管是________號。(3)假設(shè)b、c兩試管的實驗現(xiàn)象均不明顯，從所給的實驗材料分析，原因可能是____________________________________________。該同學設(shè)計e組的實驗?zāi)康氖牵篲______________________