2024屆高三生物一輪復(fù)習(xí)課件：酶和ATP酶和ATP

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),2023/6/17,0,單元,四,能量供應(yīng)及利用（1）酶和ATP,2024屆高考生物解鎖大單元一輪復(fù)習(xí),思維導(dǎo)圖,考點(diǎn)一：酶,一、酶在細(xì)胞代謝中的作用,1.,細(xì)胞代謝：,（,1,）概念：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。,（,2,）條件：需,酶,的催化。,（,3,）意義：細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。,2.,比較過氧化氫在不同條件下的分解：,（,1,）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?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(shí)驗(yàn)原理：新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶，它和無機(jī)催化劑,F

2、e,3,都能催化過氧化氫分解為水和氧氣。,（,3,）實(shí)驗(yàn)過程：,實(shí)驗(yàn)的變量與對(duì)照,自變量,因變量,無關(guān)變量,對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組,2,號(hào)：,90,水浴加熱,用單位時(shí)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(shí)驗(yàn)室溫度；,FeCl,3,溶液和肝臟研磨液的新鮮程度,1,號(hào)試管,2,、,3,、,4,號(hào)試管,3,號(hào)：加入,3.5%FeCl,3,溶液,2,滴,4,號(hào)：加入,20%,肝臟研磨液,2,滴,由上述實(shí)驗(yàn)可以說明：,1,、,4,號(hào)試管對(duì)照酶具有催化作用。,1,、,3,、,4,（或,3,、,4,）號(hào)試管對(duì)照與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。,（,4,）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與

3、無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。,3.,酶的作用機(jī)理：,（,1,）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。,（,2,）酶的作用機(jī)理：通過降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能而加快反應(yīng)速率。,（,3,）意義：使細(xì)胞代謝能在溫和條件下快速有序地進(jìn)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”。“酒母”就是現(xiàn)在所說的酵母。,（,2,）巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無關(guān)。,（,3,）爭(zhēng)論：,巴斯德（法國(guó)）,1857,年提出：只有活酵母細(xì)胞參與才能進(jìn)行發(fā)酵。,李比希（德國(guó)）認(rèn)為：酵母細(xì)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(guó)）：獲得不含酵母細(xì)胞的提取液，他將酵母細(xì)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(guó)）：,1926,年用丙酮提取出了刀豆種子中的脲酶，并證明了其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。,（,6,）切赫和奧特曼（美國(guó)）：,20,世紀(jì),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(xì)胞產(chǎn)生的。,（,2,）作用：具有催化作用。,（,3,）化學(xué)本質(zhì)：有機(jī)物，絕大部分是蛋白質(zhì)，少部分是,RNA,。,3.,酶本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：,（,1,）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：,組別,待測(cè)液,檢驗(yàn)試劑,現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)組,唾液淀粉酶,雙縮脲試劑,出現(xiàn)紫色,對(duì)照組

5、,已知蛋白液,雙縮脲試劑,出現(xiàn)紫色,（,2,）實(shí)驗(yàn)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(jī)催化劑的,10,7,10,13,倍。,2.,意義：使細(xì)胞代謝快速進(jìn)行。,3.,曲線：加入酶、無機(jī)催化劑和不加催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡點(diǎn)時(shí)所需時(shí)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(xué)反應(yīng)。,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(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)驗(yàn)分析：,（1）自變量：反應(yīng)物的不同。,（2）無關(guān)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(xué)反應(yīng)的速率表示。,2.,酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。過酸、過堿或溫度過高，都會(huì)使酶

7、的空間結(jié)構(gòu)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(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性會(huì)升高。,3.,探究不同溫度對(duì)酶活性的影響：,（,1,）,實(shí)驗(yàn)原理：淀粉遇碘變藍(lán)，根據(jù)不同溫度下相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)后的溶液是否出現(xiàn)藍(lán)色以及藍(lán)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(shí)驗(yàn)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(lán)

8、,不變藍(lán),變藍(lán),（,3,）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶的催化作用需要在適宜的溫度下進(jìn)行，溫度過高或過低都會(huì)影響酶的活性。,4.,探究,pH,對(duì)酶活性的影響,：,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程,：,（1）取,8,支潔凈的試管并編號(hào)，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(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香來檢測(cè)氧氣的生成情況。,實(shí)驗(yàn)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(huì)影響酶的活性。,5.,溫度和,PH,共同作用對(duì)酶活性的影響：,底物濃度和酶濃度影響酶促反應(yīng)的速率,1.,酶濃度影響酶促反應(yīng)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(yīng)速率與酶濃度成正比。,2.,底物濃度影響酶促反應(yīng)速率：,（1）曲線：,（2）要素解讀：底物濃度較低時(shí)，酶促反應(yīng)速率與底物濃度成正比，即隨底物濃度的增加而增加。當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到一定值后，再增加底物濃度，酶促反應(yīng)速率不再增加。,1.,與溫度和,pH,有關(guān)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(qiáng)

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(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子的結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。,（,2,）,圖乙曲線分析,縱坐標(biāo)為反應(yīng)物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢。,圖示,pH=7,，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適,pH,。,反應(yīng)溶液,pH,的變化不影響酶作用的最適溫度。,2.,正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)中的變量并加以控制,（1）確認(rèn)實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量、無關(guān)變量。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中可能還

11、會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。,（2）設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，控制自變量，觀察因變量，平衡無關(guān)變量。,空白對(duì)照：如“唾液淀粉酶對(duì)淀粉的消化作用”，實(shí)驗(yàn)組中加唾液，對(duì)照組中加等量的清水。,自身對(duì)照：如“植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)”前后對(duì)照。,相互對(duì)照：如“溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)設(shè),置,80,、,60,、,37,、,0,，四組,之間相互對(duì)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(gòu)象，部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識(shí)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(cuò)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(dǎo)致堿性蛋白酶構(gòu)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(shí)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(gòu)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(fù)天然狀態(tài)的空間構(gòu)象，,B,錯(cuò)誤；添加酶穩(wěn)定劑對(duì)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(guān)于研究淀粉酶的催化作用及特性實(shí)驗(yàn)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(dǎo)致酶變性失活,B.,稀釋,100,萬倍的淀粉酶仍有催化能力，是因?yàn)槊傅淖饔镁吒咝?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(huì)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(cuò)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(dāng)超過最適,pH,，酶活性隨,pH,升高而不斷降低，直至失活，,C,錯(cuò)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(huì)催化淀粉酶水解，從而使淀粉的水解速率降低，,D,錯(cuò)誤。,考點(diǎn)二：,ATP,1,.,中文名稱：腺苷三磷酸。,2,.,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(tuán)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是,AP,P,P,，其中,“,”,代表普通化學(xué)鍵，,“,”,代表一種特殊的化學(xué)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(gòu)組成可以用,“,1,、,2,、,3,”,來總結(jié)，,“,1,”,表示,1,個(gè)腺苷，,“,2,”,表示兩個(gè)特殊的化學(xué)鍵，,“,3,”,表示,3,個(gè)磷酸基團(tuán)。,3.,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),：,（,1,）,不穩(wěn)定：由于兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得,“,”,這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開,ATP,而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。,（,2,）,高能量：,1 mol ATP,水解釋放的能量高達(dá),30.54kJ,，所以說,ATP,是細(xì)胞

16、內(nèi)的一種高能磷酸化合物。,4.,功能：,ATP,是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)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(chǔ)能物質(zhì)：脂肪、淀粉（植物細(xì)胞）、糖原（動(dòng)物細(xì)胞）。,（4）主要儲(chǔ)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(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌，均來自細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用時(shí)有機(jī)物分解所釋放的能量。,ATP,水解成,ADP,釋放的能量去向：各項(xiàng)生命活動(dòng)。,3.,相互轉(zhuǎn)化特點(diǎn),：,（,1,）,ATP,和,ADP,相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的。,（,2,）,ATP,和,ADP,相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)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(xiàng)生命活動(dòng),（,1,）,實(shí)例,：細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸、肌細(xì)胞收縮、生物發(fā)電發(fā)光、,大腦思考,、細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)合成。,（,2,）,ATP,為主動(dòng)運(yùn)輸供能的過程分析,C