2024屆高三生物一輪復習課件：酶和ATP酶和ATP

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2023/6/17,0,單元,四,能量供應及利用（1）酶和ATP,2024屆高考生物解鎖大單元一輪復習,思維導圖,考點一：酶,一、酶在細胞代謝中的作用,1.,細胞代謝：,（,1,）概念：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。,（,2,）條件：需,酶,的催化。,（,3,）意義：細胞代謝是細胞生命活動的基礎。,2.,比較過氧化氫在不同條件下的分解：,（,1,）實驗目的：,比較過氧化氫在不同條件下的分解速率。,嘗試探究過氧化氫酶的作用。,（,2,）實驗原理：新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶，它和無機催化劑,F

2、e,3,都能催化過氧化氫分解為水和氧氣。,（,3,）實驗過程：,實驗的變量與對照,自變量,因變量,無關變量,對照組,實驗組,2,號：,90,水浴加熱,用單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的數(shù)目多少表示,H,2,O,2,分解速率,加入,H,2,O,2,的量；實驗室溫度；,FeCl,3,溶液和肝臟研磨液的新鮮程度,1,號試管,2,、,3,、,4,號試管,3,號：加入,3.5%FeCl,3,溶液,2,滴,4,號：加入,20%,肝臟研磨液,2,滴,由上述實驗可以說明：,1,、,4,號試管對照酶具有催化作用。,1,、,3,、,4,（或,3,、,4,）號試管對照與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。,（,4,）實驗結(jié)論：與

3、無機催化劑相比，酶的催化效率更高。,3.,酶的作用機理：,（,1,）活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。,（,2,）酶的作用機理：通過降低化學反應所需要的活化能而加快反應速率。,（,3,）意義：使細胞代謝能在溫和條件下快速有序地進行。,二、酶的本質(zhì),1.,探索過程：,（,1,）,1716,年康熙字典收錄了酶字，并將“酶”解釋為“酒母也”?！熬颇浮本褪乾F(xiàn)在所說的酵母。,（,2,）巴斯德之前：發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關。,（,3,）爭論：,巴斯德（法國）,1857,年提出：只有活酵母細胞參與才能進行發(fā)酵。,李比希（德國）認為：酵母細胞死亡裂解后釋放出某種物質(zhì)，引起

4、發(fā)酵。,（,4,）畢希納（德國）：獲得不含酵母細胞的提取液，他將酵母細胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。但未能分離鑒定出酶。,（,5,）薩姆納（美國）：,1926,年用丙酮提取出了刀豆種子中的脲酶，并證明了其化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。,（,6,）切赫和奧特曼（美國）：,20,世紀,80,年代，發(fā)現(xiàn)少數(shù),RNA,也具有催化功能。,2.,酶的概念理解：,（,1,）來源：活細胞產(chǎn)生的。,（,2,）作用：具有催化作用。,（,3,）化學本質(zhì)：有機物，絕大部分是蛋白質(zhì)，少部分是,RNA,。,3.,酶本質(zhì)的實驗驗證：,（,1,）實驗設計思路：,組別,待測液,檢驗試劑,現(xiàn)象,實驗組,唾液淀粉酶,雙縮脲試劑,出現(xiàn)紫色,對照組

5、,已知蛋白液,雙縮脲試劑,出現(xiàn)紫色,（,2,）實驗結(jié)論：唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)。,三、酶的特性,酶具有高效性,1.,含義：酶的催化效率是無機催化劑的,10,7,10,13,倍。,2.,意義：使細胞代謝快速進行。,3.,曲線：加入酶、無機催化劑和不加催化劑時，化學反應達到平衡點時所需時間不同。,酶具有專一性,1.,含義：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。,2.,鎖鑰模型,：,圖中,A,表示酶，,B,表示被酶催化的底物，,E,和,F,表示催化后的產(chǎn)物，而,C,和,D,則表示不能被該酶催化的物質(zhì)。,3.,意義：使細胞代謝能夠有條不紊地進行。,曲線：分別向蔗糖溶液和麥芽糖溶液中加入麥芽糖酶，底物剩余量不

6、同。,3.,酶的專一性實驗設計：,實驗原理,（1）淀粉、蔗糖均為非還原糖，不能與斐林試劑共熱產(chǎn)生磚紅色沉淀。,（2）淀粉酶可以催化淀粉水解為還原糖，但不能催化蔗糖水解。,實驗設計思路：,步驟,1,淀粉淀粉酶,蔗糖淀粉酶,2,等量斐林試劑,，,水浴加熱相同時間,現(xiàn)象,出現(xiàn)磚紅色沉淀,無顏色變化,結(jié)論,酶具有專一性,實驗分析：,（1）自變量：反應物的不同。,（2）無關變量：溶液的量、溫度等。,（3）因變量：溶液是否出現(xiàn)磚紅色沉淀。,酶的作用條件較溫和,1.,酶活性：可用在一定條件下酶催化某一化學反應的速率表示。,2.,酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。過酸、過堿或溫度過高，都會使酶

7、的空間結(jié)構遭到破壞，使酶永久失活。低溫只能使酶的活性降低，但酶的空間結(jié)構穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性會升高。,3.,探究不同溫度對酶活性的影響：,（,1,）,實驗原理：淀粉遇碘變藍，根據(jù)不同溫度下相同時間內(nèi)反應后的溶液是否出現(xiàn)藍色以及藍色的深淺可以判斷淀粉被水解的量，從而判斷不同溫度下酶的活性。,（,2,）實驗過程：,試管步驟,1,1,2,2,3,3,淀粉溶液,2 mL,/,2 mL,/,2 mL,/,淀粉酶溶液,/,1 mL,/,1 mL,/,1 mL,不同溫度下處理5 min,0,60,100,將同一溫度下的兩種物質(zhì)混合后保溫5 min,滴加碘液,1滴,1滴,1滴,結(jié)果,（,現(xiàn)象,）,變藍

8、,不變藍,變藍,（,3,）實驗結(jié)論：酶的催化作用需要在適宜的溫度下進行，溫度過高或過低都會影響酶的活性。,4.,探究,pH,對酶活性的影響,：,實驗原理：過氧化氫可在過氧化氫酶的作用下分解產(chǎn)生氧氣和水，根據(jù)不同,pH,下氣泡產(chǎn)生的快慢可判斷過氧化氫酶的活性。,實驗過程,：,（1）取,8,支潔凈的試管并編號，分別加入等量新鮮的肝臟研磨液。,（2）用鹽酸或,NaOH,溶液調(diào)整出不同的,pH,（,如,5.5,、,6.0,、,6.5,、,7.0,、,7.5,、,8.0,、,8.5,、,9.0,）,。,（3）分別滴加等量的過氧化氫溶液并搖勻。,（4）用點燃但無火焰的衛(wèi)生香來檢測氧氣的生成情況。,實驗結(jié)論

9、：酶發(fā)揮催化作用需要適宜的,pH,，,pH,偏高或偏低都會影響酶的活性。,5.,溫度和,PH,共同作用對酶活性的影響：,底物濃度和酶濃度影響酶促反應的速率,1.,酶濃度影響酶促反應速率,：,（1）曲線：,（2）要素解讀：在有足夠底物而又不受其他因素影響的情況下，酶促反應速率與酶濃度成正比。,2.,底物濃度影響酶促反應速率：,（1）曲線：,（2）要素解讀：底物濃度較低時，酶促反應速率與底物濃度成正比，即隨底物濃度的增加而增加。當?shù)孜餄舛冗_到一定值后，再增加底物濃度，酶促反應速率不再增加。,1.,與溫度和,pH,有關的曲線,（,1,）,圖甲曲線分析,在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度的升高，酶的催化作用增強

10、，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱甚至失活。酶的催化作用有最適,pH,，超過或低于此,pH,，酶的催化作用逐漸減弱。,過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子的結(jié)構未被破壞，溫度升高可恢復活性。,（,2,）,圖乙曲線分析,縱坐標為反應物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應速率越慢。,圖示,pH=7,，反應物剩余量最少，應為最適,pH,。,反應溶液,pH,的變化不影響酶作用的最適溫度。,2.,正確認識實驗中的變量并加以控制,（1）確認實驗中的自變量、因變量、無關變量。實驗中可以變化的因素稱為變量，其中人為改變的變量稱為自變量。隨自變量而變化的變量稱為因變量。實驗中可能還

11、會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關變量。,（2）設計對照實驗，控制自變量，觀察因變量，平衡無關變量。,空白對照：如“唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”，實驗組中加唾液，對照組中加等量的清水。,自身對照：如“植物細胞的質(zhì)壁分離與復原實驗”前后對照。,相互對照：如“溫度對唾液淀粉酶活性的影響實驗”，實驗設,置,80,、,60,、,37,、,0,，四組,之間相互對照，得出淀粉糊消化程度最高組的溫度。,例題,1,：,洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解,（,自溶,）,失活。此外，加熱也能使堿性蛋白酶失活，如圖所示。下列敘述錯誤

12、的是,（,）,A.,堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活,B.,加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的,C.,添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果,D.,添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量，減少環(huán)境污染,【答案】,B,【解析】,本題考查酶、蛋白質(zhì)的變性等。由題意可知，堿性蛋白酶部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并自溶失活，,A,正確；由題圖可知，加熱可使堿性蛋白酶部分解折疊，空間構象發(fā)生改變，降溫后部分解折疊的堿性蛋白酶又可以恢復天然狀態(tài)的空間構象，,B,錯誤；添加酶穩(wěn)定劑對維持堿性蛋白酶活性有一定作用，因此可以提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果，,C,正確；堿性蛋白酶能夠催化血漬、

13、奶漬等蛋白類污染物降解，且酶具有高效性，因此添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑用量，減少環(huán)境污染，,D,正確。,例題,2,：,下列關于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述，正確的是,（,）,A.,低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成，導致酶變性失活,B.,稀釋,100,萬倍的淀粉酶仍有催化能力，是因為酶的作用具高效性,C.,淀粉酶在一定,pH,范圍內(nèi)起作用，酶活性隨,pH,升高而不斷升高,D.,若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會加快淀粉的水解速率,【答案】,B,【解析】,本題考查酶的催化作用和特性。低溫只能降低酶的催化活性，并不能使酶變性失活，,A,錯誤；酶具有高效性，即使將淀粉酶稀釋,100,萬倍

14、，其仍有催化能力，,B,正確；淀粉酶在一定,pH,范圍內(nèi)起作用，當超過最適,pH,，酶活性隨,pH,升高而不斷降低，直至失活，,C,錯誤；淀粉酶屬于蛋白質(zhì)，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，則蛋白酶會催化淀粉酶水解，從而使淀粉的水解速率降低，,D,錯誤。,考點二：,ATP,1,.,中文名稱：腺苷三磷酸。,2,.,結(jié)構簡式：,A,P,P,P,。,注：,A,代表腺苷,（,由腺嘌呤和核糖組成,）,，,T,代表,“,三,”,，,P,代表磷酸基團，其結(jié)構簡式是,AP,P,P,，其中,“,”,代表普通化學鍵，,“,”,代表一種特殊的化學鍵。,3.,分子組成：,（1）元素組成：,ATP,是由,C,、,H,

15、、,O,、,N,、,P,五種元素組成的，這與核酸的元素組成是相同的。,（2）,AMP,是,RNA,的基本組成單位。,（3）,ATP,的結(jié)構組成可以用,“,1,、,2,、,3,”,來總結(jié)，,“,1,”,表示,1,個腺苷，,“,2,”,表示兩個特殊的化學鍵，,“,3,”,表示,3,個磷酸基團。,3.,結(jié)構特點,：,（,1,）,不穩(wěn)定：由于兩個相鄰的磷酸基團都帶負電荷而相互排斥等原因，使得,“,”,這種化學鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團有一種離開,ATP,而與其他分子結(jié)合的趨勢，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢能。,（,2,）,高能量：,1 mol ATP,水解釋放的能量高達,30.54kJ,，所以說,ATP,是細胞

16、內(nèi)的一種高能磷酸化合物。,4.,功能：,ATP,是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。,生物體內(nèi)的能源物質(zhì)總結(jié),（1）能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、,ATP,。,（2）主要能源物質(zhì)：糖類。,（3）儲能物質(zhì)：脂肪、淀粉（植物細胞）、糖原（動物細胞）。,（4）主要儲能物質(zhì)：脂肪。,（5）直接能源物質(zhì)：,ATP,。,最終能量來源：太陽能。,2,.,轉(zhuǎn)化過程中能量來源和去向：,ADP,合成,ATP,的能量來源,（1）綠色植物，既可來自光能，也可以來自呼吸作用所釋放的能量。,（2）動物、人、真菌和大多數(shù)細菌，均來自細胞進行呼吸作用時有機物分解所釋放的能量。,ATP,水解成,ADP,釋放的能量去向：各項生命活動。,3.,相互轉(zhuǎn)化特點,：,（,1,）,ATP,和,ADP,相互轉(zhuǎn)化是時刻不停地發(fā)生且處于動態(tài)平衡之中的。,（,2,）,ATP,和,ADP,相互轉(zhuǎn)化的能量供應機制體現(xiàn)了生物界的共性。,三、,ATP,的利用,1,.,ATP,水解釋放的能量用于各項生命活動,（,1,）,實例,：細胞的主動運輸、肌細胞收縮、生物發(fā)電發(fā)光、,大腦思考,、細胞內(nèi)的物質(zhì)合成。,（,2,）,ATP,為主動運輸供能的過程分析,C