高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第7講酶和ATP

【情景思考】炎炎烈日下，水泥地面變得很燙，但是樹葉卻很“涼快”，這是為什么？細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。第7講酶和ATP主備人：彭榜元課標(biāo)要求1.說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度等）的影響。2.解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。3.活動(dòng)：探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素。考點(diǎn)1酶的本質(zhì)、作用和特性對(duì)應(yīng)教材第五章76頁1.酶本質(zhì)的探索歷程葡萄酒釀制之謎：巴斯德：糖類變成酒精必須有活酵母菌細(xì)胞的參與。李比希：糖類變成酒精必須有酵母細(xì)胞死亡并釋放其中的某些物質(zhì)。1.酶本質(zhì)的探索歷程（1）斯帕蘭扎尼討論：1.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)?2.是什么物質(zhì)使肉塊消失了?3.怎樣才能證明你的推測(cè)?（2）巴斯德和李比希巴斯德：糖類變成酒精必須有活酵母菌細(xì)胞的參與。李比希：糖類變成酒精必須有酵母細(xì)胞死亡并釋放其中的某些物質(zhì)。從畢希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。薩姆納1926年，從刀豆種子種成功提取出脲酶，并證明其為蛋白質(zhì)。思考：①如何驗(yàn)證提取到的物質(zhì)是脲酶？②如何證明其本質(zhì)是蛋白質(zhì)？切赫和奧爾特曼

發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能。【思考】請(qǐng)從酶的來源、功能和化學(xué)本質(zhì)給酶下一個(gè)比較完整的定義。【提示】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。證明脲酶是蛋白質(zhì)少數(shù)RNA也具有生物催化功能發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)發(fā)酵與細(xì)胞中的某種物質(zhì)有關(guān)巴斯德李比希薩姆納切赫、奧爾特曼畢希納酵母細(xì)胞中的某物質(zhì)能在細(xì)胞外起作用2.酶的本質(zhì)和功能【思考】請(qǐng)給酶下一個(gè)比較完整的定義?！咎崾尽棵甘腔罴?xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。2.酶的本質(zhì)和功能蛋白質(zhì)RNA氨基酸或核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核3.酶的作用機(jī)理分析常態(tài)活躍狀態(tài)終態(tài)活化能分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量3.酶的作用機(jī)理分析（1）作用機(jī)理：

降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。關(guān)于酶的敘述正確的是（）A.所有酶都是蛋白質(zhì)B.酶與無機(jī)催化劑的作用原理相同C.酶總是在高溫加熱的情況下才有活性D.酶在催化生化反應(yīng)時(shí)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變B資料：中國科學(xué)家鄒承魯?shù)难芯勘砻?，酶的活性部位與整個(gè)分子相比更具柔性。酶與底物結(jié)合之后，自身也發(fā)生微小的構(gòu)象變化，使活性中心上一些特殊的帶電荷的氨基酸R基團(tuán)作用于底物，促進(jìn)底物舊鍵的斷裂和新鍵的形成。底物分子一旦轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物，就會(huì)與酶脫離，釋放到溶液中。隨之，酶的構(gòu)象也得以恢復(fù)。4.酶的特性(1)高效性：①含義解讀：與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。②作用實(shí)質(zhì)：酶和無機(jī)催化劑一樣，只能縮短到達(dá)化學(xué)平衡所需要的時(shí)間，不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。因此，酶不能改變最終生成物的量。思考：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的高效性？4.酶的特性(2)專一性：①含義解讀：每一種酶只能催化___________化學(xué)反應(yīng)。②曲線解讀：酶A可催化底物水解，酶B則與“無酶”相同，說明酶催化具有專一性。一種或一類酶的專一性模型解讀思考：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證淀粉酶的專一性？試管12步驟1淀粉＋淀粉酶蔗糖＋淀粉酶260℃保溫5min3分別加2ml斐林試劑4水浴加熱現(xiàn)象磚紅色沉淀無顏色變化結(jié)論酶具有專一性試管12步驟1淀粉＋淀粉酶淀粉＋蔗糖酶260℃保溫5min3分別加2ml斐林試劑4水浴加熱現(xiàn)象磚紅色沉淀無顏色變化結(jié)論酶具有專一性4.酶的特性(3)作用條件較溫和：曲線解讀：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高;______________等條件會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；______條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。高溫、過酸、過堿低溫試管編號(hào)11′22′33′實(shí)驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃溫水中水浴5min在沸水中水浴5min三1與1′試管內(nèi)液體混合，搖勻2與2′試管內(nèi)液體混合，搖勻3與3′試管內(nèi)液體混合，搖勻四在冰水中水浴數(shù)分鐘在60℃溫水中水浴相同時(shí)間在沸水中水浴相同時(shí)間五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈__________________呈______結(jié)論酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高和過低都將影響酶的活性藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)藍(lán)色實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管3一注入等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴二注入不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL鹽酸1mLNaOH溶液三注入等量的過氧化氫溶液2mL2mL2mL四觀察現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生基本無氣泡產(chǎn)生基本無氣泡產(chǎn)生科研工作者對(duì)某種淀粉酶的最多使用濕度范圍進(jìn)行測(cè)定，下圖中的曲線①表示該酶在各種溫度下酶活性相對(duì)最高酶活性的百分比。將酶在不同溫度下保溫足夠長的時(shí)間，再在酶活性最高的溫度下測(cè)其殘余酶活性，由此得到的數(shù)據(jù)為酶的熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，即圖中的曲線②。請(qǐng)回答下列問題：（1）為什么溫度能夠影響酶的活性？（2）根據(jù)曲線①分析，該酶的最適溫度是多少？（3）曲線②中各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的殘余酶活性是在什么溫度條件下測(cè)得的？（4）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，工業(yè)生產(chǎn)中該酶使用的最佳溫度范圍是多少？為什么？【答案】（1）過高的溫度會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，從而影響酶的活性。低溫下酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但低溫條件下反應(yīng)物分子的能量狀態(tài)較低，因此酶的反應(yīng)速率較低。（2）80℃。解析：此溫度條件下酶的活性最高。（3）80℃。（4）60℃~70℃。綜合考慮酶的催化效率（相對(duì)酶活性）和熱穩(wěn)定性（殘余酶活性），這一溫度范圍既能達(dá)到較高的淀粉分解速率，又能保障酶作用的持續(xù)性。完成大本考點(diǎn)1“考向一”和考點(diǎn)2“考向一”5.酶促反應(yīng)速率的影響曲線分析(1)酶促反應(yīng)產(chǎn)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線酶反應(yīng)物(2)溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響據(jù)圖可知，不同pH條件下，酶最適溫度

；不同溫度條件下，酶最適pH

，即反應(yīng)溶液pH(溫度)的變化不影響酶作用的最適溫度(pH)。不變也不變(3)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響①底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響底物濃度

酶濃度和酶活性②酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響成正比對(duì)照試驗(yàn)和變量對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組自變量因變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)：除作為自變量的因素外，其余無關(guān)變量都保持一致，并將結(jié)果進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照試驗(yàn)和變量變量：實(shí)驗(yàn)中可以變化的因素

自變量：人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素

因變量：因自變量改變而變化的變量

無關(guān)變量：對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的可變因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的三大原則：①單一變量原則；②對(duì)照原則；平行重復(fù)原則。完成大本“考向2”考點(diǎn)3探究影響酶活性的條件對(duì)應(yīng)教材第五章第1節(jié)1.探究溫度對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象及結(jié)論取6支試管，分別編號(hào)為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進(jìn)行以下操作。試管編號(hào)11′22′33′實(shí)驗(yàn)步驟一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液二在冰水中水浴5min在60℃溫水中水浴5min在沸水中水浴5min三1與1′試管內(nèi)液體混合，搖勻2與2′試管內(nèi)液體混合，搖勻3與3′試管內(nèi)液體混合，搖勻四在冰水中水浴數(shù)分鐘在60℃溫水中水浴相同時(shí)間在沸水中水浴相同時(shí)間五取出試管，分別滴加2滴碘液，搖勻，觀察現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈__________________呈______結(jié)論酶發(fā)揮催化作用需要適宜的溫度條件，溫度過高和過低都將影響酶的活性藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)藍(lán)色視頻：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響2.探究pH對(duì)酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理（2）鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響O2的生成速率，帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)O2的生成速率。(2)步驟實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容試管1試管2試管3一注入等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2滴二注入不同pH的溶液1mL蒸餾水1mL鹽酸1mLNaOH溶液三注入等量的過氧化氫溶液2mL2mL2mL四觀察現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生基本無氣泡產(chǎn)生基本無氣泡產(chǎn)生視頻：探究pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響完成大本考點(diǎn)1“考向二”考點(diǎn)3ATP在能量代謝中的作用對(duì)應(yīng)教材第五章第2節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能（1）結(jié)構(gòu)腺嘌呤核糖腺苷三個(gè)磷酸基團(tuán)腺苷三磷酸（ATP)O-COCCHHOHOHCCOPOPOPO-OO-OO-ONCNCCCNCNNHHHHHHHH~~元素組成：C、H、O、N、P的結(jié)構(gòu)和功能（1）結(jié)構(gòu)核糖ATPAPPP三個(gè)磷酸基團(tuán)兩個(gè)高能磷酸鍵普通化學(xué)鍵腺苷腺苷結(jié)構(gòu)式簡寫：A-P~P~P1molATP水解時(shí)釋放的能量高達(dá)，所以ATP是一種高能磷酸化合物。的結(jié)構(gòu)和功能（2）功能：ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)寫出圖中標(biāo)出的“A”的含義：①

；②

；③

；④

。腺苷腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸1.(2022·威海高三期末)將標(biāo)記的32P注入活細(xì)胞內(nèi)，隨后迅速分離細(xì)胞內(nèi)的ATP，測(cè)定其放射性，右圖代表ATP的結(jié)構(gòu)。下列敘述錯(cuò)誤的是A.①代表ATP中的“A”，ATP脫去④⑤成為腺嘌呤核糖核苷酸B.④和⑤之間化學(xué)鍵的形成過程總是與放能反應(yīng)相關(guān)聯(lián)中磷酸基團(tuán)⑤很快就會(huì)被32P標(biāo)記，但是ATP的含量基本不變D.細(xì)胞癌變后ATP末端磷酸基團(tuán)被取代的速率加快人體內(nèi)ATP的含量很少，約；但在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP釋放能量，以供運(yùn)動(dòng)之需，但人體內(nèi)ATP總含量并沒有太大變化，請(qǐng)分析原因。答：ATP與ADP時(shí)刻不停地發(fā)生快速相互轉(zhuǎn)化，并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。與ADP的相互轉(zhuǎn)化思考：ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎？為什么？與ADP的相互轉(zhuǎn)化放能反應(yīng)的利用用于主動(dòng)運(yùn)輸用于大腦思考吸能反應(yīng)用于生物放電、發(fā)光細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生與消耗的生理過程及場所完成大本“考向二”2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些蚜蟲能合成類胡蘿卜素，可以影響蚜蟲體色。這些類胡蘿卜素還能吸收光能，把它傳送給負(fù)責(zé)能量生產(chǎn)的組織細(xì)胞。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.蚜蟲體內(nèi)細(xì)胞合成ATP時(shí)，需要的能量不只來自光能B.蚜蟲體內(nèi)細(xì)胞合成ATP時(shí)，一定會(huì)伴隨著氧氣的消耗C.蚜蟲體內(nèi)類胡蘿卜素的含量會(huì)影響蚜蟲個(gè)體的生存機(jī)會(huì)D.溫度、光照等環(huán)境因素會(huì)影響蚜蟲體內(nèi)ATP的合成速率3.每個(gè)細(xì)菌內(nèi)的ATP含量基本相同?？衫孟聢D所示原理來檢測(cè)樣品中細(xì)菌數(shù)量。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤