高三生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元 第1講 細(xì)胞代謝中的酶和ATP課件.ppt

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走向高考 · 生物,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 · 高考總復(fù)習(xí),細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,第三單元,必修一 分子與細(xì)胞,第一講 細(xì)胞代謝中的酶和ATP,第三單元,考情考點(diǎn)探究,方法警示探究,課前基礎(chǔ)回扣,核心考點(diǎn)突破,課 時(shí) 作 業(yè),方法技巧警示,1.(2014·全國(guó)大綱，2)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．線(xiàn)粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用 B．機(jī)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗ATP，睡眠時(shí)則不消耗ATP C．在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP D．植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來(lái)源于細(xì)胞呼吸作用,答案 B 解析 本題考查ATP的合成和利用。細(xì)胞核中進(jìn)行遺傳物質(zhì)的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等，都需要消耗能量，細(xì)胞核本身不能產(chǎn)生能量，這些能量來(lái)自線(xiàn)粒體合成的ATP；機(jī)體睡眠時(shí)也進(jìn)行著復(fù)雜的生理活動(dòng)，如呼吸、物質(zhì)的分解和合成等都消耗能量；有氧呼吸和無(wú)氧呼吸第一步相同，都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，都能合成ATP；植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，這一過(guò)程需要消耗呼吸作用產(chǎn)生的ATP。,2．(2014·四川，1)在生物體內(nèi)，下列生理活動(dòng)只能單向進(jìn)行的是( ) A．質(zhì)壁分離過(guò)程中水分子的擴(kuò)散 B．生長(zhǎng)素在胚芽鞘中的極性運(yùn)輸 C．肝細(xì)胞中糖原與葡萄糖的轉(zhuǎn)化 D．活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的轉(zhuǎn)化,答案 B 解析 本題考查細(xì)胞生命活動(dòng)及特點(diǎn)，包括物質(zhì)的運(yùn)輸、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。質(zhì)壁分離過(guò)程中原生質(zhì)層兩側(cè)水分子的滲透擴(kuò)散是雙向的，故A錯(cuò)；生長(zhǎng)素在胚芽鞘中的極性運(yùn)輸是由形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端的單方向運(yùn)輸，故B正確；肝細(xì)胞中，血糖濃度高時(shí)，葡萄糖合成肝糖原，血糖濃度低時(shí)，肝糖原可分解為葡萄糖以使血糖濃度相對(duì)穩(wěn)定，因此肝細(xì)胞中的糖原和葡萄糖可雙向轉(zhuǎn)化，故C錯(cuò)；活細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP處于動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程中，在能量的儲(chǔ)存利用中是雙向轉(zhuǎn)化的，故D錯(cuò)。 注意糖原是肝細(xì)胞中的糖原，肌糖原和葡萄糖之間的轉(zhuǎn)化是單向。,答案 C 解析 本題考查酶的作用和有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)的代謝過(guò)程。酶具有專(zhuān)一性，一種酶只能催化一種或一類(lèi)生化反應(yīng)，在乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸的代謝過(guò)程中至少經(jīng)歷兩個(gè)步驟，需要不同的酶催化，A錯(cuò)誤。當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，酶促反應(yīng)速率會(huì)隨著底物濃度增加而加快，當(dāng)達(dá)到一定值后，由于酶的數(shù)量有限，反應(yīng)速率達(dá)到最大而不再隨底物濃度增加而加快，B錯(cuò)誤。乙醇經(jīng)代謝后可參與有氧呼吸，在有氧呼吸第三階段產(chǎn)生[H]，與氧氣結(jié)合后生成水釋放大量能量 ，C正確。人是恒溫動(dòng)物，環(huán)境溫度不影響人體內(nèi)溫度，不會(huì)影響分解乙醇的速率，D錯(cuò)誤。注意酶與細(xì)胞代謝的關(guān)系和影響酶促反應(yīng)速率的因素。,4．(2014·江蘇，14)下列生命活動(dòng)中不需要ATP提供能量的是( ) A．葉肉細(xì)胞合成的糖運(yùn)輸?shù)焦麑?shí) B．吞噬細(xì)胞吞噬病原體的過(guò)程 C．淀粉酶催化淀粉水解為葡萄糖 D．細(xì)胞中由氨基酸合成新的肽鏈 答案 C 解析 本題考查ATP的能量利用。細(xì)胞中的生命活動(dòng)大都需要消耗能量，A、B、D均是細(xì)胞內(nèi)的耗能過(guò)程；淀粉在淀粉酶催化作用下水解為葡萄糖是放能反應(yīng)，不消耗ATP的能量。,一、降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 1．酶在細(xì)胞代謝中的作用 (1)細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多__________。是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。 (2)活化能：分子從_____轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的_____狀態(tài)所需要的能量。,化學(xué)反應(yīng),常態(tài),活躍,2．酶的本質(zhì),蛋白質(zhì),RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖體,催化,活化能,3.酶的特性 (1)________：酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的107～1013倍。 (2)專(zhuān)一性：一種酶只能催化____________化學(xué)反應(yīng)。 (3)作用條件較溫和：在__________________條件下，酶會(huì)變性失活。,高效性,一種或一類(lèi),高溫、過(guò)酸、過(guò)堿,二、細(xì)胞的能量“通貨”——ATP 1．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 ____________，其中“A”代表______，“～”代表____________。 2．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式 ____________________________。,A－P～P～P,腺苷,高能磷酸鍵,3．ATP的主要功能 細(xì)胞內(nèi)的一種_______________，是細(xì)胞生命活動(dòng)所需能量的_________。 4．ATP的主要來(lái)源 (1)動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌的_________。 (2)綠色植物的__________和_________。,高能磷酸化合物,直接來(lái)源,呼吸作用,呼吸作用,光合作用,1.(1)酶在化學(xué)反應(yīng)中，能不能增加生成物的量？ [提示] 不能。酶只是降低活化能，加快反應(yīng)速度，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不會(huì)使生成物的量增加。 (2)酶的組成成分中可能含有哪一種糖？該糖主要存在于細(xì)胞核中，還是細(xì)胞質(zhì)中？ [提示] 核糖。主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。,2．(1)ATP分子中去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的物質(zhì)是什么？是組成哪種化合物的基本單位之一？ [提示] 腺嘌呤核糖核苷酸；RNA。 (2)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？為什么？ [提示] 不是可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)是指正逆反應(yīng)都能在同一條件下進(jìn)行。而ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行的反應(yīng)條件、場(chǎng)所、能量來(lái)源和用途不同。,1.關(guān)于酶的敘述，正確的是( ) A．酶提供了反應(yīng)過(guò)程所必需的活化能 B．酶活性變化與酶所處環(huán)境的改變無(wú)關(guān) C．酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失 D．酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸 答案 C 解析 酶的催化作用是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能；酶所處環(huán)境中溫度和pH的改變會(huì)影響酶的活性；酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失；酶分子完成催化作用后其數(shù)量和結(jié)構(gòu)均不發(fā)生改變，故C項(xiàng)正確。,2．(2014·南京質(zhì)檢)為了探究溫度、pH對(duì)酶活性的影響，下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理的是( ),A.實(shí)驗(yàn)① B．實(shí)驗(yàn)② C．實(shí)驗(yàn)③ D．實(shí)驗(yàn)④ 答案 ACD 解析 通過(guò)探究溫度、pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析能力。過(guò)氧化氫受熱會(huì)加快分解，不宜用于探究溫度對(duì)酶活性的影響；溶液的pH會(huì)影響淀粉的水解，并且碘液可與堿反應(yīng)，斐林試劑可與酸反應(yīng)，不宜用淀粉酶探究pH對(duì)酶活性的影響；因此一般用過(guò)氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響，用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響，因此A、C、D正確。,3．(2014·海口)關(guān)于真核細(xì)胞中生命活動(dòng)與能量關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．DNA復(fù)制需要消耗能量 B．光合作用的暗反應(yīng)階段需要消耗能量 C．物質(zhì)通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞時(shí)需要消耗ATP D．細(xì)胞代謝所需的ATP可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生,答案 C 解析 合成物質(zhì)的過(guò)程需要消耗能量，細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程中需要的能量由ATP提供，A項(xiàng)正確；光合作用的暗反應(yīng)階段中C3的還原需要消耗光反應(yīng)階段所產(chǎn)生的[H]和ATP，B項(xiàng)正確；協(xié)助擴(kuò)散需要載體蛋白的參與，但不消耗能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；有氧呼吸的第一階段和無(wú)氧呼吸都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成，均能產(chǎn)生ATP，D項(xiàng)正確。,4．(2014·吉林)關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A．同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中 B．低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) C．酶通過(guò)降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速度 D．酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)反應(yīng)的底物,答案 B 解析 本題考查了酶的合成場(chǎng)所、特性及作用原理。有些酶是生命活動(dòng)所必需的，比如與呼吸作用有關(guān)的酶，在分化程度不同的細(xì)胞中都存在，A正確；導(dǎo)致酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞變性的因素有：過(guò)酸、過(guò)堿、高溫等，低溫只能降低酶的活性，不會(huì)破壞酶的結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；酶的作用實(shí)質(zhì)即為降低反應(yīng)所需活化能從而提高反應(yīng)速率，C正確；酶是蛋白質(zhì)或者RNA，本身是催化劑，也可作為底物被蛋白酶或者RNA酶降解，D正確。,酶的產(chǎn)生部位、本質(zhì)、功能和特性,1.有關(guān)酶的本質(zhì)和作用是高考的重要考點(diǎn)，也是考生的易錯(cuò)點(diǎn)，理解不透徹、語(yǔ)言運(yùn)用不準(zhǔn)確、不能準(zhǔn)確獲取題干信息，都是考場(chǎng)失誤的誘因。理解酶的相關(guān)知識(shí)要注意以下幾個(gè)誤區(qū)：①具有分泌作用的細(xì)胞才能產(chǎn)生酶；②酶的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)；③酶具有調(diào)節(jié)、催化等功能；④酶由活細(xì)胞產(chǎn)生，也只能在活細(xì)胞中發(fā)揮作用；⑤酶既可由生物體自身合成，也可來(lái)自于食物。,3．酶的作用特點(diǎn) (1)酶不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，只能改變達(dá)到平衡點(diǎn)的時(shí)間； (2)酶和無(wú)機(jī)催化劑一樣，在反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量保持不變，但酶并非能終生發(fā)揮作用，酶和其他物質(zhì)一樣也需要更新； (3)有的酶存在于細(xì)胞外(如消化酶)，有的存在于細(xì)胞內(nèi)(如呼吸酶)。,(2014·安徽聯(lián)考)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是( ) A．合成ATP與分解ATP的酶相同 B．酶只能在細(xì)胞內(nèi)起催化作用 C．高溫和低溫都會(huì)使酶永久失活 D．酶在低溫時(shí)空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定,解析 理解酶的概念和特性是解題的關(guān)鍵。合成ATP與分解ATP的酶是不同的；酶既能在細(xì)胞內(nèi)起催化作用，也能在細(xì)胞外起催化作用；低溫可使酶活性降低，但不會(huì)破壞其分子結(jié)構(gòu)，所以不會(huì)永久失活，其空間結(jié)構(gòu)也可以保持穩(wěn)定。 答案 D,(2014·河北石家莊模擬)生命活動(dòng)中，酶是不可缺少的生物催化劑，以下五種酶的作用對(duì)象分別是( ) ①肽酶 ②解旋酶 ③纖維素酶 ④ATP水解酶 ⑤DNA連接酶 A．堿基間氫鍵、肽鍵、植物細(xì)胞壁、磷酸基團(tuán)、磷酸基團(tuán) B．肽鍵、堿基間氫鍵、植物細(xì)胞壁、高能磷酸鍵、磷酸二酯鍵 C．肽鍵、堿基間氫鍵、原生質(zhì)層、NADPH、氫鍵 D．R基、脫氧核苷酸、細(xì)胞膜、ATP、磷酸基,答案 B 解析 理解不同酶的生理作用是解題的關(guān)鍵。肽酶破壞的是肽鍵；解旋酶破壞的是堿基間氫鍵；纖維素酶破壞的是植物細(xì)胞壁(植物細(xì)胞壁由纖維素和果膠組成)；ATP水解酶破壞的是高能磷酸鍵，高能磷酸鍵斷裂釋放化學(xué)能供給生命活動(dòng)的需要；DNA連接酶連接的是被限制酶切開(kāi)的核苷酸之間的磷酸二酯鍵，形成重組DNA分子。,影響酶活性的因素及相關(guān)曲線(xiàn),1.酶的催化活性的表示方法 酶的催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間內(nèi)(每分鐘)底物減少量或產(chǎn)物生成量來(lái)表示。 2．研究影響酶作用的因素的方法 研究某一因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，應(yīng)在保持其他因素不變的情況下，單獨(dú)改變研究的因素。,3．影響酶活性的因素 影響酶促反應(yīng)的因素常用酶的濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等。其變化規(guī)律有以下特點(diǎn)： (1)溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，酶的活性隨溫度升高而升高；酶活性最高時(shí)的溫度，為酶的最適溫度；若超過(guò)最適溫度，酶活性隨溫度升高而逐漸下降，甚至失活。如下圖所示。,,(2)pH：酶活性最強(qiáng)時(shí)的pH，為該酶的最適pH，若超過(guò)或低于最適pH，酶活性降低，甚至喪失。如下圖所示。 反應(yīng)溶液酸堿度的變化不影響酶作用的最適溫度。如下圖所示。,,,4．底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響 (1)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)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。 (2)乙圖：在底物充足，其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。,,5．表示酶高效性的曲線(xiàn) (1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。 (2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間，并不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。 (3)酶只能催化已存在的化學(xué)反應(yīng)。,,6．表示酶專(zhuān)一性的曲線(xiàn) (1)在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率與較未加酶時(shí)明顯加快，說(shuō)明酶A催化底物A參加反應(yīng)。 (2)在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率與未加酶時(shí)相同，說(shuō)明酶B不催化底物A參加反應(yīng)。,,分析酶促反應(yīng)曲線(xiàn)的要點(diǎn) (1)首先要弄清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示的意義，相同的曲線(xiàn)在不同的坐標(biāo)系中表示的含義不同。其次明確曲線(xiàn)中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，如：起點(diǎn)、與縱橫軸的交點(diǎn)、拐點(diǎn)、最低點(diǎn)、最高點(diǎn)等。 (2)在分析影響酶促反應(yīng)的因素時(shí)，一般情況下，生成物的量未達(dá)到飽和時(shí)，影響因素是橫坐標(biāo)所表示的因素，在達(dá)到飽和后，限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。,如圖表示pH對(duì)植物和人的淀粉酶活性的影響，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A．pH為6時(shí)植物淀粉酶的活性最高 B．pH由低到高時(shí)淀粉酶活性逐漸升高 C．不同物種淀粉酶的最適pH有差異 D．人的淀粉酶活性比植物淀粉酶活性高,,解析 由圖示可知，pH為4時(shí)植物淀粉酶的活性最高；在一定范圍內(nèi)，隨著pH增大，淀粉酶的活性升高，當(dāng)達(dá)到最適pH后，隨著pH增大，淀粉酶的活性降低；不同生物淀粉酶的最適pH不同。 答案 C,酶的催化能力與溫度有關(guān)。下列曲線(xiàn)中最可能是酶催化反應(yīng)的圖是( ),,答案 B 解析 酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度、酸堿度等因素都會(huì)對(duì)酶的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，甚至是破壞性的影響。在一定溫度范圍內(nèi)，酶的催化活性會(huì)隨溫度的升高而增強(qiáng)，某一溫度是酶的最適溫度時(shí)，酶的催化活性最強(qiáng)。當(dāng)溫度超過(guò)最適溫度以后，隨著溫度的升高，酶的催化活性將逐漸下降。,ATP的結(jié)構(gòu)、功能及相互轉(zhuǎn)化,1.ATP的結(jié)構(gòu) (1)ATP的結(jié)構(gòu)式 (2)相關(guān)物質(zhì)的關(guān)系,,,2．ATP的形成途徑,,3．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,由上表可看出：ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，反應(yīng)類(lèi)型、反應(yīng)所需酶以及能量的來(lái)源、去路和反應(yīng)場(chǎng)所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)，但物質(zhì)是可循環(huán)利用的。,1.高等植物不同部位的細(xì)胞結(jié)構(gòu)基本相同，分析其產(chǎn)生ATP過(guò)程的差異主要有以下幾點(diǎn)： (1)含有葉綠體的細(xì)胞可通過(guò)光合作用、細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。但是，在無(wú)光的條件下，只能通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。 (2)不含葉綠體的細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP。在氧氣充足時(shí)通過(guò)有氧呼吸；在氧氣相對(duì)不足時(shí)，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸同時(shí)進(jìn)行；在無(wú)氧時(shí)，暫時(shí)通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)氧呼吸，將產(chǎn)生大量的酒精或乳酸，使細(xì)胞中毒死亡。,2．對(duì)ATP的合成和水解的理解 (1)從反應(yīng)條件下看：ATP的分解是一種水解反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬水解酶；而ATP的合成是一種合成反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶屬合成酶。酶具有專(zhuān)一性，因此反應(yīng)條件不同。 (2)從能量上看：ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能；而合成ATP的能量主要有化學(xué)能和太陽(yáng)光能。因此能量的來(lái)源是不同的。 (3)從ATP合成與分解的場(chǎng)所上看：ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體和葉綠體；而ATP分解的場(chǎng)所較多。因此其合成與分解的場(chǎng)所不盡相同，很顯然上述反應(yīng)并不是同時(shí)進(jìn)行的。,(2014·山東濟(jì)寧期末)能產(chǎn)生水和合成ATP的結(jié)構(gòu)是( ) A．核糖體 B．線(xiàn)粒體內(nèi)膜 C．葉綠體內(nèi)膜 D．類(lèi)囊體膜 解析 理解產(chǎn)生ATP的生理過(guò)程是解題的關(guān)鍵。核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，氨基酸通過(guò)脫水縮合反應(yīng)生成肽鍵和水，但要消耗ATP；在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上既有水的產(chǎn)生也有ATP的產(chǎn)生；葉綠體只在類(lèi)囊體膜(非內(nèi)膜)上產(chǎn)生ATP，但不產(chǎn)生水。 答案 B,(2014·山西運(yùn)城模擬)下列生理過(guò)程不能使細(xì)胞內(nèi)ADP含量增加的是( ) A．生長(zhǎng)素由頂芽向側(cè)芽處運(yùn)輸 B．突觸小體中神經(jīng)遞質(zhì)的釋放 C．氨基酸脫水縮合成多肽 D．胃蛋白酶催化蛋白質(zhì)分解 答案 D 解析 理解消耗ATP的生命活動(dòng)是解題的關(guān)鍵。 胃蛋白酶催化蛋白質(zhì)分解是腸道內(nèi)消化酶的作用，不消耗ATP，細(xì)胞內(nèi)ADP含量不會(huì)增加。,實(shí)驗(yàn)技能——酶特性的實(shí)驗(yàn)探究,[實(shí)驗(yàn)步驟],[實(shí)驗(yàn)結(jié)論] (1)酶具有催化作用。 (2)酶具有高效性，同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。 2．溫度對(duì)酶活性的影響 [實(shí)驗(yàn)原理],,,(2)溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解。滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來(lái)判斷酶的活性。 [實(shí)驗(yàn)流程] (1)取淀粉、淀粉酶分別放入試管 (2)各自在所控制的溫度下處理一段時(shí)間 (3)淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合 (4)在各自所控制的溫度下保溫一段時(shí)間 (5)滴加碘液，觀察顏色變化,[實(shí)驗(yàn)程度],有關(guān)四類(lèi)探究實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) (1)在驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) ①選擇好檢測(cè)反應(yīng)物的試劑，如反應(yīng)物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，則適宜選用斐林試劑檢測(cè)反應(yīng)物是否被分解，不能選用碘液，因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被分解。 ②保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。,(2)在驗(yàn)證酶的高效性實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) ①實(shí)驗(yàn)時(shí)必須用新鮮的、剛從活的動(dòng)物體中取出的肝臟作實(shí)驗(yàn)材料。肝臟如果不新鮮，肝細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生細(xì)菌的作用下分解，使組織中酶分子的數(shù)量減少且活性降低。 ②實(shí)驗(yàn)中使用肝臟的研磨液，可以加大肝細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫酶與試管中過(guò)氧化氫的接觸面積，從而加速過(guò)氧化氫的分解。,③滴加氯化鐵溶液和肝臟研磨液時(shí)不能共用一支滴管，因?yàn)槊傅拇呋示哂懈咝?，少量酶帶入FeCl3溶液中就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至使人產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，作出錯(cuò)誤的判斷。 ④H2O2分解過(guò)程有氣泡冒出，若反應(yīng)一段時(shí)間，不再有氣泡冒出，說(shuō)明反應(yīng)結(jié)束；若在不增加H2O2量的前提下，使氣泡(O2)的生成量增加，可采取的措施是提高H2O2濃度。,(3)在探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) ①實(shí)驗(yàn)室使用的α－淀粉酶最適溫度為60℃。 ②由于H2O2不穩(wěn)定，因此探究溫度對(duì)酶活性影響時(shí)，不選擇H2O2作反應(yīng)物。 ③本實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑鑒定，溫度是干擾條件。 ④本實(shí)驗(yàn)中步驟2、步驟3一定不能顛倒順序，否則會(huì)使實(shí)驗(yàn)失敗，即先控制條件再混合。,(4)在探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) ①實(shí)驗(yàn)程序中2、3步一定不能顛倒，否則實(shí)驗(yàn)失敗。 ②本實(shí)驗(yàn)中也可將過(guò)氧化氫酶和H2O2分別調(diào)至同一pH，再混合，以保證反應(yīng)一開(kāi)始便達(dá)到預(yù)設(shè)pH。 ③本實(shí)驗(yàn)不宜選用淀粉酶催化淀粉水解，因?yàn)榈矸勖复呋牡孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。,(2014·蘇北四市調(diào)研)實(shí)驗(yàn)中的變量主要有自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量。下列控制無(wú)關(guān)變量的操作錯(cuò)誤的是( ) A．驗(yàn)證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)中，首先將實(shí)驗(yàn)植物做饑餓處理 B．探究唾液淀粉酶的最適pH的實(shí)驗(yàn)中，先將每一組溫度控制在37℃ C．驗(yàn)證光合作用需要光照的實(shí)驗(yàn)中，將葉片的一半用黑紙包住 D．探究唾液淀粉酶最適溫度的實(shí)驗(yàn)中，每一組都加入等量的淀粉,答案 C 解析 理解實(shí)驗(yàn)變量的控制是解題的關(guān)鍵。C項(xiàng)所述屬于控制自變量，將葉片的一半用黑紙包住，另一半曝光形成對(duì)照。,(2014·遼寧大連模擬)下表是探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以下結(jié)論正確的是( ),注：“＋”表示有，“－”表示無(wú)“＋”的多少代表顏色的深淺。 A．蔗糖被水解成非還原糖 B．淀粉在淀粉酶的作用下被水解成還原糖 C．淀粉酶活性在40℃時(shí)比60℃時(shí)高 D．淀粉酶對(duì)蔗糖的水解具有專(zhuān)一性 答案 B 解析 理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程是解題的關(guān)鍵。加蔗糖的試管中加淀粉酶后用斐林試劑檢測(cè)無(wú)磚紅色沉淀，說(shuō)明蔗糖不能被水解成還原糖，但也不能說(shuō)明蔗糖被水解成非還原糖；40℃時(shí)磚紅色淺于60℃時(shí)，因此淀粉酶活性在40℃時(shí)比60℃時(shí)低。,與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 [例1] 請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專(zhuān)一性，要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問(wèn)題： 實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，斐林試劑、試管、37℃恒溫水浴鍋、50℃～65℃恒溫水浴鍋。,(1)若“＋”代表加入適量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號(hào)，請(qǐng)用這些符號(hào)完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。,(2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液； ②______________________________________________； ③______________________________________________； ④______________________________________________； (3)結(jié)果預(yù)測(cè)：____________________________________。 (4)結(jié)論：________________________________________。 (5)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果僅將37℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃，而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn)，試管中出現(xiàn)的顏色會(huì)比37℃時(shí)的淺，其原因是______________________。,答案 (1),(2)②混勻，37℃恒溫水浴一段時(shí)間 ③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，沸水水浴一段時(shí)間 ④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀 (4)酶的催化作用有專(zhuān)一性 (5)20℃低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少,解析 該題是要驗(yàn)證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專(zhuān)一性，因此應(yīng)遵循對(duì)照性原則、科學(xué)性原則和單一變量原則。 (1)因此表格中所填內(nèi)容如下,(2)實(shí)驗(yàn)步驟①按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。 ②將上述溶液混合均勻，在37℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間。 ③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混合均勻，再在沸水浴中保溫一定時(shí)間。 ④觀察現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (3)應(yīng)該在只有含蔗糖和蔗糖酶溶液的甲試管以及含淀粉和淀粉酶溶液的乙試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管不應(yīng)該出現(xiàn)磚紅色沉淀。,(4)結(jié)論：說(shuō)明酶的催化作用具有專(zhuān)一性。 (5)如果將37℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃，由于20℃低于酶的最適溫度，酶的活性會(huì)下降，水解產(chǎn)生的還原糖少，所以出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會(huì)比37℃時(shí)的淺。 技法提煉 與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以歸納為以下五個(gè)方面 (1)驗(yàn)證或探究酶具有高效性：高效性是一種比較性概念，是指與無(wú)機(jī)催化劑相比具有高效性。因此應(yīng)設(shè)置酶與無(wú)機(jī)催化劑對(duì)同一反應(yīng)的催化效率的對(duì)照。用酶和蒸餾水作對(duì)照，可用來(lái)驗(yàn)證酶具有催化功能。,(2)驗(yàn)證或探究酶具有專(zhuān)一性：專(zhuān)一性是指一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)。因此驗(yàn)證或探究酶具有專(zhuān)一性應(yīng)設(shè)置一種酶對(duì)不同化學(xué)反應(yīng)的催化效果的對(duì)照?？捎猛坏孜铩煞N不同酶，也可用不同底物、同一種酶來(lái)驗(yàn)證或探究。 (3)驗(yàn)證或探究溫度對(duì)酶活性的影響：自變量是溫度，應(yīng)設(shè)置具有一定梯度的多個(gè)不同溫度條件，比較某種酶的催化效率。一般至少應(yīng)設(shè)置“低溫、適溫、高溫”三個(gè)指標(biāo)。,(4)驗(yàn)證或探究pH對(duì)酶活性的影響：自變量是pH，應(yīng)設(shè)置具有一定梯度的多個(gè)不同pH條件，比較某種酶的催化效率。一般至少應(yīng)設(shè)置“低pH、最適pH、高pH”三個(gè)指標(biāo)。注意胃蛋白酶最適pH為1.5。 (5)驗(yàn)證某種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，也可用蛋白酶水解的方法使酶失活來(lái)證明。,不會(huì)正確分析有關(guān)酶促反應(yīng)的圖解 [例2] 如圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)的反應(yīng)速率受溫度和pH的影響情況，下列解釋不正確的是( ),,A．在a點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率可能增大 B．在b點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率不可能增大 C．在c點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率可能增大 D．該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征 錯(cuò)因分析 本題易錯(cuò)選C，主要錯(cuò)因是沒(méi)有掌握分析酶相關(guān)實(shí)驗(yàn)中各曲線(xiàn)的方法，不知道曲線(xiàn)最高點(diǎn)的含義及變化的條件。看到圖中c點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)速率已經(jīng)達(dá)到最大，因此認(rèn)為再增加酶的濃度，反應(yīng)速率也不會(huì)提高，這種情況只發(fā)生在底物的量一定的條件下，但在底物充足的條件下，增大酶的濃度，還可以提高反應(yīng)速率。,解析 題圖可以反映溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，但是影響酶促反應(yīng)速率的因素不僅包括溫度和pH，還有酶的濃度等。在底物充足的條件下，增大酶的濃度，可以提高反應(yīng)速率，所以A、C正確，B錯(cuò)誤。題圖顯示，該酶的最適pH為2(強(qiáng)酸性環(huán)境)左右，因此這種酶可能是胃蛋白酶，而不會(huì)是唾液淀粉酶，D正確。 答案 B 糾錯(cuò)筆記 “四看法”分析酶促反應(yīng)曲線(xiàn) 一看兩坐標(biāo)軸的含義：分清自變量與因變量，了解兩個(gè)變量的關(guān)系。,二看曲線(xiàn)的變化：利用數(shù)學(xué)模型法觀察同一條曲線(xiàn)的升、降或平的變化，掌握變量變化的生物學(xué)意義。如在分析影響酶促反應(yīng)速率的因素時(shí)，一般情況下，生成物的量未達(dá)到飽和時(shí)，限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素，當(dāng)達(dá)到飽和后，限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。 三看特殊點(diǎn)：即曲線(xiàn)的起點(diǎn)、終點(diǎn)、頂點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交叉點(diǎn)等五點(diǎn)，理解特殊點(diǎn)的意義。 四看不同曲線(xiàn)的變化：理解曲線(xiàn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，找出不同曲線(xiàn)的異同及變化的原因。,對(duì)ATP的有關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)不足 [例3] 下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是( ) ①參與ATP形成的化學(xué)元素包括C、H、O、N、P ②衣藻和黑藻細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體和線(xiàn)粒體 ③小麥根尖產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線(xiàn)粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) ④ATP在植物、動(dòng)物和微生物體內(nèi)來(lái)源相同 ⑤ATP斷裂了所有高能磷酸鍵之后可作為合成脫氧核糖核酸的基本單位之一 ⑥人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP和ADP仍能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 A．2項(xiàng) B．3項(xiàng) C．4項(xiàng) D．5項(xiàng),錯(cuò)因分析 對(duì)ATP的結(jié)構(gòu)及合成場(chǎng)所、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的知識(shí)缺乏綜合理解，導(dǎo)致對(duì)③⑤⑥的說(shuō)法判斷失誤。 解析 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)屬于細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不屬于細(xì)胞器，③錯(cuò)誤；動(dòng)物和微生物細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP，而植物細(xì)胞除了呼吸作用，還可以通過(guò)光合作用產(chǎn)生ATP，④錯(cuò)誤；ATP斷裂了所有高能磷酸鍵后可作為合成核糖核酸的基本單位之一，⑤錯(cuò)誤。 答案 B,糾錯(cuò)筆記 (1)ATP可以簡(jiǎn)寫(xiě)為A—P～P～P，其中A代表腺苷(由腺嘌呤與核糖組成)，T表示“三個(gè)”P(pán)代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵。去掉ATP中兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的物質(zhì)是腺嘌呤核糖核苷酸，它是組成RNA的基本單位之一。(2)ATP的形成途徑：①在植物細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生的途徑：光合作用的光反應(yīng)階段、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸。②在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)ATP產(chǎn)生的途徑：有氧呼吸、無(wú)氧呼吸。(3)ATP的形成場(chǎng)所：①綠色植物：葉綠體類(lèi)囊體的薄膜、線(xiàn)粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。②人和動(dòng)物：線(xiàn)粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。③原核生物：細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。,