高考生物一輪復(fù)習(xí) 專題4 酶和ATP課件

專題四酶和ATP 考 點(diǎn) 一 酶 的 本 質(zhì) 、 作 用 及 特 性 1.酶的本質(zhì)和作用蛋 白 質(zhì) RNA氨 基 酸核 糖 體 活 細(xì) 胞催 化 2.用“試劑檢測(cè)法”鑒定酶的本質(zhì)實(shí) 驗(yàn) 原 理 和 方 法 雙 縮 脲 蛋 白 質(zhì)吡 羅 紅 3.酶的特性專 一 性 溫 度 pH 1.判斷下列有關(guān)酶說(shuō)法的正誤（ 1） 酶 提 供 了 反 應(yīng) 過(guò) 程 所 必 需 的 活 化 能（2011海南卷，14A）（ ）（ 2） 酶 是 活 細(xì) 胞 產(chǎn) 生 的 并 具 有 催 化 作 用 的 蛋 白 質(zhì)（重慶卷，1B）（ ）（ 3） 高 溫 和 低 溫 均 能 破 壞 酶 的 結(jié) 構(gòu) 使 其 失 去 活 性（重慶卷，1A）（ ）（ 4） 酶 分 子 在 催 化 反 應(yīng) 完 成 后 立 即 被 降 解 成 氨 基 酸 2011海南卷，14D）（ ）（ 5） 淀 粉 酶 溶 液 中 加 入 蛋 白 酶 不 會(huì) 導(dǎo) 致 淀 粉 酶 活 性 發(fā) 生 變 化（ ） 2.連線：酶的特性和原理 酶 作 用 及 原 理 的 兩 種 表 示 方 法1.實(shí)驗(yàn)法驗(yàn)證酶具有催化作用 2.曲線法表示酶的作用原理 沒(méi) 有 酶 催 化 的 反 應(yīng) 曲 線 是 b。 有 酶 催 化 的 反 應(yīng) 曲 線 是 a。 AC段 的 含 義 是 在 無(wú) 催 化 劑 的 條 件 下 ， 反 應(yīng) 所 需 要 的 活 化 能 。 BC段 的 含 義 是 酶 降 低 的 活 化 能 。 若 將 酶 催 化 改 為 無(wú) 機(jī) 催 化 劑 催 化 該 反 應(yīng) ， 則 B點(diǎn) 在 縱 軸 上 將向 上 移 動(dòng) ， 即 反 應(yīng) 需 要 的 活 化 能 要 增 大 。 模 型 構(gòu) 建 法 表 示 酶 的 特 性1.高效性曲線模型 與 無(wú) 機(jī) 催 化 劑 相 比 ， 酶 的 催 化 效 率 更 高 。 酶 只 能 縮 短 達(dá) 到 化 學(xué) 平 衡 所 需 的 時(shí) 間 ， 不 能 改 變 化 學(xué) 反 應(yīng) 的平 衡 點(diǎn) 。 2.專一性（ 1） 物 理 模 型 圖 中 A表 示 酶 ， B表 示 被 A催 化 的 底 物 ， E、 F表 示 B被 分 解后 產(chǎn) 生 的 物 質(zhì) ， C、 D表 示 不 能 被 A催 化 的 物 質(zhì) 。 酶 和 被 催 化 的 反 應(yīng) 物 分 子 都 有 特 定 的 結(jié) 構(gòu) 。 （ 2） 曲 線 模 型 加 入 酶 B的 反 應(yīng) 速 率 和 無(wú) 酶 條 件 下 的 反 應(yīng) 速 率 相 同 ， 說(shuō) 明 酶B對(duì) 此 反 應(yīng) 無(wú) 催 化 作 用 。 而 加 入 酶 A的 反 應(yīng) 速 率 隨 反 應(yīng) 物 濃 度 的 增 大 明 顯 加 快 ， 說(shuō) 明酶 A可 催 化 該 反 應(yīng) ， 即 酶 具 有 專 一 性 。 3.影響酶促反應(yīng)的因素（ 1） 溫 度 和 pH 對(duì) 酶 促 反 應(yīng) 的 影 響 在 一 定 溫 度 （ pH ） 范 圍 內(nèi) ， 隨 溫 度 （ pH ） 的 升 高 ， 酶 的 催化 作 用 增 強(qiáng) ， 超 過(guò) 這 一 范 圍 ， 酶 的 催 化 作 用 逐 漸 減 弱 。 過(guò) 酸 、 過(guò) 堿 、 高 溫 都 會(huì) 使 酶 變 性 失 活 ， 而 低 溫 只 是 抑 制 酶的 活 性 ， 酶 分 子 結(jié) 構(gòu) 未 被 破 壞 。 從 丙 圖 可 以 看 出 ： 反 應(yīng) 溶 液 pH 的 變 化 不 影 響 酶 作 用 的 最 適 溫 度 。 （ 2） 底 物 濃 度 和 酶 濃 度 對(duì) 酶 促 反 應(yīng) 的 影 響 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) 底 物 達(dá) 到 一 定 濃 度 后 ， 受 酶 數(shù) 量的 限 制 ， 酶 促 反 應(yīng) 速 率 不 再 增 加 。 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 。 酶 實(shí) 驗(yàn) 中 底 物 與 檢 測(cè) 劑 的 選 擇 對(duì)酶產(chǎn)生場(chǎng)所、化學(xué)本質(zhì)、作用、來(lái)源等存在系列誤區(qū)點(diǎn)撥防范“酶”的錯(cuò)誤說(shuō)法（1）活細(xì)胞（不考慮哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞等）都能產(chǎn)酶，切不可認(rèn)為具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生。（2）酶是“有機(jī)物”（絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA），切不可以認(rèn)為酶都是蛋白質(zhì)。 （3）酶可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用，切不可誤認(rèn)為酶只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用。（4）低溫只抑制酶的活性，不會(huì)使酶變性失活，高溫才會(huì)使酶變性失活。（5）酶只具有催化作用，切不可認(rèn)為酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能。（6）酶只在生物體內(nèi)合成，切不可認(rèn)為酶有的可來(lái)源于食物等。 （1）混淆酶探究實(shí)驗(yàn)中的變量與對(duì)照組設(shè)置點(diǎn)撥設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以排除無(wú)關(guān)變量的干擾，增加實(shí)驗(yàn)的可信度。要想正確設(shè)置對(duì)照，自變量的確定是關(guān)鍵。常見(jiàn)的與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路總結(jié)如下表。 實(shí) 驗(yàn) 目 的 自 變 量 實(shí) 驗(yàn) 組 對(duì) 照 組驗(yàn)證酶具有催化作用相應(yīng)酶液的有無(wú)底物相應(yīng)酶液底物等量蒸餾水驗(yàn)證酶的高效性催化劑的種類（無(wú)機(jī)催化劑和酶）底物相應(yīng)酶液底物無(wú)機(jī)催化劑驗(yàn)證酶的專一性不同的底物或不同的酶液底物相應(yīng)的酶液同一底物另一酶液或另一底物同一酶液驗(yàn)證某種酶是蛋白質(zhì)待測(cè)酶液和標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液待測(cè)酶液雙縮脲試劑標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液雙縮脲試劑 驗(yàn)證某種酶是RNA待測(cè)酶液和標(biāo)準(zhǔn)RNA溶液待測(cè)酶液吡羅紅染液標(biāo)準(zhǔn)RNA溶液吡羅紅染液 （2）混淆“酶促反應(yīng)速率”與“酶活性”點(diǎn)撥酶促反應(yīng)速率不同于酶活性：溫度、pH都能影響酶的空間結(jié)構(gòu)，改變酶的活性，進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。底物濃度和酶濃度是通過(guò)影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。 考 點(diǎn) 二 代 謝 與 ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)及組成部分的含義 2.ATP的再生和利用 3.巧記能源物質(zhì)的三個(gè)“一”與一個(gè)“二” 1.判斷正誤（ 1） DNA與 ATP中 所 含 元 素 的 種 類 相 同 。（2015課標(biāo)卷，1A）（ ）（ 2） 每 個(gè) ADP分 子 中 含 有 兩 個(gè) 高 能 磷 酸 鍵 。（2014江蘇，1B）（ ）（ 3） 在 誘 導(dǎo) 離 體 菊 花 莖 段 形 成 幼 苗 的 過(guò) 程 中 不 會(huì) 同 時(shí) 發(fā) 生 ATP的 合 成 和 分 解 。（2013四川理綜，1C）（ ）（ 4） 細(xì) 胞 代 謝 所 需 的 ATP可 在 細(xì) 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 中 產(chǎn) 生 。 （ ）（ 5） 人 在 饑 餓 時(shí) ， 細(xì) 胞 中 ATP與 ADP的 含 量 照 樣 達(dá) 到 動(dòng) 態(tài) 平 衡 。（ ） 2.識(shí)圖析圖下 圖 表 示 ATP水 解 產(chǎn) 生 ADP的 過(guò) 程 。 請(qǐng) 據(jù) 圖 回 答 下 列 問(wèn) 題 ：（ 1） 圖 中 A表 示 腺 苷 ， P代 表 _。（ 2） 圖 中 表 示 _， 其 中 蘊(yùn) 藏 著 。磷 酸 基 團(tuán)高 能 磷 酸 鍵 大 量 化 學(xué) 能 （ 3） 圖 中 為 的 過(guò) 程 ， 其 作用 是 。（ 4） 催 化 該 過(guò) 程 的 酶 與 催 化 ATP生 成 的 酶 （ 填 “是 ”或“不 是 ”） 同 一 種 酶 ， 高 等 植 物 細(xì) 胞 內(nèi) ATP在 _等 部 位 生 成 。高 能 磷 酸 鍵 水 解 釋 放 能 量為 生 命 活 動(dòng) 提 供 能 量 不 是葉 綠 體 類 囊 體 的薄 膜 、 細(xì) 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 和 線 粒 體 細(xì) 胞 內(nèi) 產(chǎn) 生 與 消 耗 ATP的 生 理 過(guò) 程轉(zhuǎn) 化 場(chǎng) 所 常 見(jiàn) 的 生 理 過(guò) 程細(xì) 胞 膜 消 耗 ATP： 主 動(dòng) 運(yùn) 輸 、 胞 吞 、 胞 吐細(xì) 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 產(chǎn) 生 ATP： 細(xì) 胞 呼 吸 第 一 階 段葉 綠 體 產(chǎn) 生 ATP： 光 反 應(yīng)消 耗 ATP： 暗 反 應(yīng) 和 自 身 DNA復(fù) 制 、 轉(zhuǎn) 錄 、 蛋 白 質(zhì) 合 成 等線 粒 體 產(chǎn) 生 ATP： 有 氧 呼 吸 第 二 、 三 階 段消 耗 ATP： 自 身 DNA復(fù) 制 、 轉(zhuǎn) 錄 、 蛋 白 質(zhì) 合 成 等核 糖 體 消 耗 ATP： 蛋 白 質(zhì) 的 合 成 細(xì) 胞 核 消 耗 ATP： DNA復(fù) 制 、 轉(zhuǎn) 錄 等 正 確 理 解 ATP與 ADP相 互 轉(zhuǎn) 化 為 何 不 是 可 逆 反 應(yīng) ATP的 合 成 ATP的 水 解反 應(yīng) 式 ADP Pi 能 量 ATP ATP ADP Pi 能 量所 需 酶 ATP合 成 酶 ATP水 解 酶能 量 來(lái) 源 光 能 （ 光 合 作 用 ） 、 化 學(xué) 能 （ 細(xì)胞 呼 吸 ） 儲(chǔ) 存 在 高 能 磷 酸 鍵 中 的 能 量能 量 去 路 儲(chǔ) 存 于 形 成 的 高 能 磷 酸 鍵 中 用 于 各 項(xiàng) 生 命 活 動(dòng) 反 應(yīng) 場(chǎng) 所 細(xì) 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 、 線 粒 體 、 葉 綠 體 生 物 體 的 需 能 部 位酶 酶 由 表 可 以 看 出 ， ATP的 合 成 和 ATP的 水 解 在 所 需 的 酶 、 能 量來(lái) 源 、 能 量 去 路 和 反 應(yīng) 場(chǎng) 所 方 面 不 相 同 ， 因 此 ATP和 ADP的相 互 轉(zhuǎn) 化 并 不 是 可 逆 反 應(yīng) 。 （1）化合物中“A”的辨析 （2）與ATP相關(guān)的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) ATP的一個(gè)高能磷酸鍵水解，形成ADP和Pi；兩個(gè)高能磷酸鍵水解，形成AMP和2Pi。 ATP中去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)即是構(gòu)成RNA的基本單位之一腺嘌呤核糖核苷酸。 ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存于高能磷酸鍵中的化學(xué)能，可直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng)（光反應(yīng)階段合成的ATP只用于暗反應(yīng)）；而合成ATP所需能量則主要來(lái)自有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能或光合作用中吸收的光能。 （1）ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系在無(wú)氧條件下，生物細(xì)胞可通過(guò)無(wú)氧呼吸分解有機(jī)物，產(chǎn)生少量ATP。 隨O2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強(qiáng)，ATP產(chǎn)生量隨之增加；但當(dāng)O2供應(yīng)量達(dá)到一定值后，ATP產(chǎn)生量不再增加，此時(shí)的限制因素可能是酶、有機(jī)物、ADP、磷酸等。當(dāng)橫坐標(biāo)表示呼吸強(qiáng)度時(shí)，ATP產(chǎn)生量曲線應(yīng)從原點(diǎn)開(kāi)始。（2）誤認(rèn)為細(xì)胞中ATP含量很多，或誤認(rèn)為劇烈運(yùn)動(dòng)或饑餓或代謝旺盛時(shí)ATP分解量大于ATP合成量或ATP合成量大于ATP分解量點(diǎn)撥ATP在細(xì)胞中含量很少，但轉(zhuǎn)化很迅速，ATP與ADP“循環(huán)”速度隨細(xì)胞代謝狀況的不同而有差異，但二者總處于“動(dòng)態(tài)平衡”中，不可說(shuō)成ATP的合成大于分解或分解大于合成。 綜 合 研 判 模 板【典例】 為 了 研 究 溫 度 和 pH 對(duì) 酶 活 性 的 影 響 ， 某 興 趣 小 組 進(jìn)行 了 相 關(guān) 實(shí) 驗(yàn) 。 表 1為 探 究 溫 度 對(duì) 酶 活 性 影 響 的 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 ， 表2為 探 究 某 種 過(guò) 氧 化 氫 酶 的 最 適 pH 的 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 。探 究 溫 度 對(duì) 酶 活 性 影 響 的 實(shí) 驗(yàn) （ 實(shí) 驗(yàn) 一 ）實(shí) 驗(yàn) 步驟 分 組 甲 組 乙 組 丙 組淀 粉 酶 溶 液 1 1 1可 溶 性 淀 粉 溶 液 5 5 5控 制 溫 度 / 0 60 90 將 新 鮮 淀 粉 酶 溶 液 與 可 溶 性 淀 粉 溶 液 混 合 后 做 恒 溫 處 理測(cè) 定 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 淀 粉 的 分 解 量表1 表2探 究 某 種 過(guò) 氧 化 氫 酶 的 最 適 pH 的 實(shí) 驗(yàn) （ 實(shí) 驗(yàn) 二 ）組 別 A組 B組 C組 D組 E組pH 5 6 7 8 9H 2O2溶 液 完 全 分解 所 需 時(shí) 間 （ 秒 ） 300 180 90 192 284 據(jù) 此 回 答 問(wèn) 題 。（ 1） 在 實(shí) 驗(yàn) 一 中 溫 度 與 pH 分 別 屬 于 變 量 和 變 量 。（ 2） 在 實(shí) 驗(yàn) 一 的 操 作 中 有 一 處 明 顯 的 錯(cuò) 誤 ， 請(qǐng) 加 以 更 正 ： _。（ 3） 如 將 實(shí) 驗(yàn) 一 的 新 鮮 淀 粉 酶 溶 液 和 可 溶 性 淀 粉 溶 液 換 為 新鮮 肝 臟 研 磨 液 和 H 2O2溶 液 ， 你 認(rèn) 為 是 否 科 學(xué) ？ ， 為 什么 ？ 。（ 4） 通 過(guò) 對(duì) 實(shí) 驗(yàn) 二 結(jié) 果 的 分 析 ， 可 得 到 的 結(jié) 論 是 _ ， 要 在 該 （ 填 “預(yù) ”、 “對(duì) 照 ”或 “對(duì) 比 ”） 實(shí)驗(yàn) 的 基 礎(chǔ) 上 要 進(jìn) 一 步 探 究 該 過(guò) 氧 化 氫 酶 的 最 適 pH ， 可 在 pH 為 之 間 設(shè) 置 pH 梯 度 進(jìn) 行 研 究 。 【解題流程】 【模板構(gòu)建】 三 大 方 法 突 破 “酶 實(shí) 驗(yàn) ”1.用“試劑檢測(cè)法”鑒定酶的本質(zhì)實(shí) 驗(yàn) 原 理 和 方 法 2.用“對(duì)比實(shí)驗(yàn)法”探究或驗(yàn)證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素（ 1） 驗(yàn) 證 酶 的 高 效 性設(shè) 計(jì) 思 路驗(yàn) 證 酶 高 效 性 的 方 法 是 “對(duì) 比 法 ”， 實(shí) 驗(yàn) 變 量 為 不 同 類 型 催 化 劑 ，因 變 量 為 底 物 的 反 應(yīng) 速 率 進(jìn) 行 比 較 。（ 2） 酶 的 專 一 性 的 實(shí) 驗(yàn) 探 究 方 法 對(duì) 比 法設(shè) 計(jì) 思 路 ： 常 見(jiàn) 的 方 案 有 兩 種 ， 即 底 物 相 同 但 酶 不 同 或 底 物 不同 但 酶 相 同 ， 最 后 通 過(guò) 觀 察 酶 促 反 應(yīng) 能 否 進(jìn) 行 得 出 結(jié) 論 。 3.用“梯度法”探究影響酶活性的因素（溫度或pH）（ 1） 設(shè) 計(jì) 思 路 ： 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) 需 設(shè) 置 一 系 列 不 同 溫 度 （ 或 pH ）的 實(shí) 驗(yàn) 組 進(jìn) 行 相 互 對(duì) 照 ， 最 后 根 據(jù) 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 得 出 結(jié) 論 。 酶 促 反應(yīng) 所 需 時(shí) 間 最 短 的 一 組 對(duì) 應(yīng) 的 溫 度 （ 或 pH ） 最 接 近 最 適 溫 度（ 或 pH ） 。 相 鄰 組 間 的 差 值 （ 即 梯 度 值 ） 越 小 ， 測(cè) 定 的 最 適溫 度 （ 或 pH ） 就 越 精 確 。 （ 2） 設(shè) 計(jì) 方 案組 別 編 號(hào) 1 2 n實(shí) 驗(yàn) 材 料 等 量 的 同 種 底 物 和 酶溫 度 （ 或 pH ） t1（ 或 a1） t2（ 或 a2） tn（ 或 an）衡 量 指 標(biāo) 相 同 時(shí) 間 內(nèi) ， 各 組 酶 促 反 應(yīng) 中 生 成 物 量 的 多少 ， 或 底 物 剩 余 量 的 多 少實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論 生 成 物 量 最 多 的 一 組 ， 或 底 物 剩 余 量 最 少 的一 組 對(duì) 應(yīng) 的 溫 度 （ 或 pH ） 最 接 近 最 適 溫 度 （或 pH ）