(人教通用)2020版高考生物大一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第7讲ATP和酶课件.pptx
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1、第7讲 ATP和酶,第三单元 细胞的能量供应和利用,KAO GANG YAO QIU,考纲要求,1.ATP在能量代谢中的作用()。 2.酶在代谢中的作用()。 3.实验:探究影响酶活性的因素。,考点一 ATP的结构与功能,01,考点二 酶的本质、作用及特性,02,考点三 探究影响酶活性的因素,03,NEI RONG SUO YIN,内容索引,考点一,ATP的结构与功能,(1)图中各部分名称:A ,腺苷,一磷酸腺苷, ,ATP,普通化学键, 。 (2)ATP与RNA的关系:ATP去掉 后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。,1.ATP的结构,答案,知识梳理,腺嘌呤,ADP,高能磷酸键,两个磷酸
2、基团,(3)结构特点 ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂,释放出 ,ATP就转化为ADP,ADP也可以接受能量而重新形成ATP。 高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种 。,答案,能量,高能磷酸化合物,2.ATP与ADP的相互转化,ATP合成酶,答案,ATP水解酶,光能,化学能,高能磷酸键,细胞质基质、线粒体、叶绿体,(1)植物细胞可以通过 形成ATP,而动物细胞只能通过形成ATP。 (2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、 、肌肉收缩、 、大脑思考等。,3.ATP的功能与动、植物细胞代谢,光合作用和细胞呼吸,细胞呼吸,发光发电,物质合
3、成,答案,(1)人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等 ( ) (2)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( ) (3)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化( ) (4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( ) (5)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( ) (6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会同时发生ATP的合成与水解( ) (7) “能量”就是指ATP,ATP就是“能量”( ),常考基础诊断,CHANG KAO JI CHU ZHEN DUA
4、N,答案,(1)图示a处应为“H”还是“OH”? 提示 图示a处应为“OH”,因为该五碳糖为核糖。 (2)图示b、c、d所示化学键是否相同?其中最易断裂和重建的是哪一个? 提示 图示b为普通磷酸键,c、d则为高能磷酸键,其中d处的化学键最易断裂和重建。,据图分析ATP的结构和特点,教材热点拓展,JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN,提示,(3)图示框e中结构的名称是什么?它与DNA、RNA有何关系? 提示 图示框e中结构为腺嘌呤核糖核苷酸,它是构成RNA的基本单位之一,当发生逆转录时,它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。,提示,命题点一 ATP的结构和特点分析 1.(201
5、8广西北海高三一模)ATP是细胞直接的能源物质。dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写,其结构式可简写成dAPPP。下列有关分析错误的是 A.一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成 B.细胞内生成dATP时有能量的储存,常与放能反应相联系 C.在DNA合成过程中,dATP是构成DNA的基本单位之一 D.dATP具有高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量,命题探究,答案,解析,解析 根据题意,dATP与ATP结构类似,从其结构简式可知,一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成,A正确; 细胞内生成dATP时要形成高能磷酸键,有能量的储存,
6、常与放能反应相联系,B正确; DNA的基本组成单位是四种脱氧核苷酸,而dATP是三磷酸脱氧腺苷,在DNA合成过程中,dATP不是构成DNA的基本单位,C错误; dATP含有2个高能磷酸键,可能为细胞的某些反应提供能量,D正确。,2.(2019成都七中高三诊断)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物,它们的结构只是碱基的不同,下列叙述错误的是 A.ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应 B.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的 D.UTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料,答案,解析,解析 细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解
7、,放能反应总是与ATP的合成相关联,A正确; 1分子GTP彻底水解可得到磷酸、核糖和碱基3种小分子物质,B正确; CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的,C错误; UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一,可作为基因转录的原料,D正确。,命题点二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用 3.科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质,并且发现该物质(简称F)不仅在能量储存过程中起着重要作用,而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实,当某些物质存在时,F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。下列相关叙述错误的是 A.物质F水解ATP的过程可能需要
8、其他物质共同参与 B.物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性 C.线粒体中若缺少物质F,ADP可能无法与磷酸结合形成ATP D.线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解,答案,解析,解析 某些物质存在时,F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸,A正确; F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体,当某些物质存在时,F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸,故F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性,B正确; F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体,线粒体中若缺少它,ADP可能无法与磷酸结合形成ATP,C正确; 线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解、
9、H和氧气结合,D错误。,A.ATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求 B.图中两次ATP的水解,后者能量可用于各项生命活动 C.图中两次合成ATP,前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生 D.ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成,4.下列有关ATP的叙述错误的是,答案,解析,解析 细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,保证了机体对能量的需求,A项正确; 图中两次ATP的水解,前者能量储存在有机物中,后者能量可用于各项生命活动,B项正确; 图中两次合成ATP,前者ATP的合成是通过光合作用,所需能量来源于光能,在人体细胞中不会发生,C项正确; 一分子ATP由3
10、个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成,D项错误。,细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程,生命观念,考点二,酶的本质、作用及特性,1.酶的本质与作用 (1)酶本质的探索历程(连线),知识梳理,答案,(2)酶的本质和功能,答案,蛋白质,RNA,氨基酸或核糖核苷酸,细胞核,生物催化作用,表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是 段。 表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是 段。 酶降低的活化能是 段。 若将酶变为无机催化剂,则B在纵轴上向 移动。,(3)酶的作用原理,答案,AC,BC,AB,上,2.酶的特性(连线),答案,关于酶的8个易错点,归纳总结,(1)酶既可以作为催化剂,也可以作
11、为另一个反应的底物( ) (2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸( ) (3)酶提供了反应过程所必需的活化能( ) (4)随着温度降低,酶促反应的活化能下降( ) (5)酶是由活细胞产生的,因此酶只能在细胞内发挥作用( ) (6)酶活性的发挥离不开其特定的结构( ) (7)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类( ) (8)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁( ) (9)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同,代谢不同( ),答案,常考基础诊断,CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN,(1)A、B两种酶的化学本质是否相同? 提示 不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解,化学本质不
12、是蛋白质而是RNA;B酶能被蛋白酶破坏,活性降低,化学本质为蛋白质。,如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系,据图分析:,提示,教材热点拓展,JIAO CAI RE DIAN TUO ZHAN,(2)B酶活性改变的原因是什么? 提示 B酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而使其活性丧失。 (3)欲让A、B两种酶的变化趋势换位,应用哪种酶处理? 提示 应选用RNA水解酶处理。,提示,重点剖析,1.与酶有关的曲线分析 (1)酶高效性的曲线,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。,(2)酶专一
13、性的曲线,加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。 加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。,(3)影响酶活性因素的相关曲线,甲曲线分析: 在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。 过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子的结构未被破坏,温度升高可恢复活性。,乙曲线分析: 纵坐标为反应物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;图示pH7时,反应物剩余量最少,应为最适pH;反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。,(4)底物浓度和酶
14、浓度对酶促反应的影响曲线,甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。 乙图:在底物足量、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。,2.酶专一性的理论模型,(1)图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。 (2)酶和被催化的反应物分子都有特定的、相契合的结构。,命题点一 酶的本质与特性的综合分析 1.(2017全国,3)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是 A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶 B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
15、 C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法 D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ,答案,解析,命题探究,解析 DNA主要在细胞核中合成,此外在线粒体和叶绿体中也能合成,因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶,A项错误; 只要给予适宜的温度、pH等条件,由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性,B项错误; 盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低,但不影响蛋白质的活性,胃蛋白酶的化学本质是蛋白质,因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法,C项正确; 唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 ,但是37 不是保存该酶的最适温度,酶应该在低温条件下保存,D项错误。,2.
16、核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子,可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述,正确的是 A.核酶能将所有RNA单链降解,与脂肪酶有3种元素相同 B.核酶和脂肪酶都能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应 C.因核酶为单链RNA分子,所以核酶分子中一定不存在氢键 D.核酶在温度过高或过低条件下降低活化能的效果可能不同,答案,解析,解析 核酶只能降解特异的mRNA序列,其化学本质为RNA,脂肪酶的化学本质为蛋白质,二者共有的元素有C、H、O、N 4种; 脂肪酶能够与双缩脲试剂发生紫色反应,核酶不能发生该反应; 核酶为单链RNA,但单链RNA折叠也可能形成氢键; 温度过高或过低对核酶的影响不同,因
17、此导致核酶降低活化能的效果不同。,酶在生活中的实例 (1)人发烧时不想吃东西,原因是体温升高导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢。 (2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活,原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8,而胃液的pH为0.91.5。 (3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射,不能口服,原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解,既可以注射,也可以口服。,社会责任,A.降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶 B.在30 条件下竞争能力最强的一定是微生物丙 C.对温度适应范围最广的最可能是微
18、生物乙中的酶 D.若将温度改为pH,则所得实验结果曲线与图示结果相同,命题点二 酶的相关曲线分析 3.(2018菏泽高三一模)某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时,根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是,答案,4.用某种酶进行有关实验的结果如下图所示,下列有关说法错误的是,答案,解析,A.该酶的最适催化温度不确定 B.图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶 C.由图4实验结果可知酶具有高效性 D.由图3实验结果可知Cl是该酶的激活剂,解析 图1显示温度对酶活性的影响,图中结果只能显示30 比较适宜,但温度梯度太大,不能确定该酶的最适催化温度,A项正确;
19、 图2显示该酶的最适pH为7,而胃蛋白酶的最适pH为1.5,由图4可知该酶为麦芽糖酶,B项正确; 图3能说明Cl是该酶的激活剂,Cu2是该酶的抑制剂,D项正确; 图4可说明酶具有专一性,C项错误。,解答坐标曲线题的“三步曲”,科学思维,考点三,探究影响酶活性的因素,1.实验原理 (1)探究温度对酶活性的影响 反应原理,实验解读,鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响 ,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。,答案,淀粉的水解,(2)探究pH对酶活性的影响 反应原理(用反应式表示): 。 鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用_的情况来检验O2的生成速率。,答案,
20、2H2O2 2H2OO2,带火星的,卫生香燃烧,2.实验步骤和结果 (1)探究温度对酶活性的影响,不出现蓝色,蓝色,蓝色,答案,(2)探究pH对酶活性的影响,答案,有大量气泡产生,无气泡产生,无气泡产生,关键点拨,1.实验材料选择时的注意事项 (1)在探究温度对酶活性的影响的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。 (2)在探究pH对酶活性的影响实验中,不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料,因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快,从而影响实验结果。,2.实验步骤和结果检测的注意事项 (1)在
21、探究温度对酶活性的影响的实验中,底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合,保证反应从一开始就是预设的温度。 (2)在探究pH对酶活性的影响实验中,宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。 (3)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。,命题点一 影响酶活性的因素的基础实验分析 1.探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是 取3支试管,编号,各注入2 mL淀粉溶液;另取3支试管,
22、编号,各自注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液 将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中,维持各自的温度5 min 向各试管中滴一滴碘液 将6支试管分成三组,每组各有一份淀粉溶液和一份淀粉酶溶液,分别放在60 的热水、沸水和冰水中 观察实验现象 A. B. C. D.,答案,解析,命题探究,解析 探究温度对酶活性影响的实验步骤为:分组酶与底物在各自温度下处理一段时间酶与底物混合,保温一段时间检测观察实验现象。,2.(2018太原中学联考)下列关于探究酶活性实验的设计思路,最适宜的是 A.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响 C.利用淀粉、
23、淀粉酶和斐林试剂探究温度对酶活性的影响 D.利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究pH对酶活性的影响,答案,解析,解析 温度影响过氧化氢的分解,从而对过氧化氢酶活性测定造成干扰,A项错误; 利用过氧化氢和过氧化氢酶可探究pH对酶活性的影响,B项正确; 斐林试剂使用时需要水浴加热,温度会对实验结果造成干扰,C项错误; 酸性条件下淀粉会水解,会对实验结果造成干扰,D项错误。,命题点二 实验的拓展和应用 3.下图的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放在2支试管中,然后将2支试管放入同一温度的水中进行水浴15 min,再将酶和乳汁倒入同一试管中混合,保温并记录凝乳所需要的时间。,
24、通过多次实验并记录不同温度下凝乳所需要的时间,结果如下表:,据此实验,请判断下列叙述中正确的是 A.凝乳时间越长,凝乳酶的活性越高 B.如果将A组的水温逐渐提高,乳汁可以凝固 C.低温破坏了酶的分子结构,所以10 温度下乳汁不凝固 D.凝乳酶的最适温度一定为40 ,答案,解析,解析 A组不凝固的原因是温度太低,酶的活性受到抑制,当温度逐渐升高时,会提高酶的活性,使乳汁凝固。,A.Mn2降低了相应化学反应过程所必需的活化能 B.Co2或Mg2可能导致酶结构改变使其活性降低 C.不同离子对酶的活性有提高或降低作用 D.该水解酶的用量是实验的无关变量,4.某研究小组在研究不同金属离子对某水解酶活性的
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