高考生物人教湖北课件第三单元 第7讲.docx

1、高考生物人教湖北课件第三单元 第7讲第7讲ATP和酶目标要求1.解释ATP在能量代谢中的作用。2.说明酶在代谢中的作用。3.实验：探究影响酶活性的因素。1ATP的结构(1)图中各部分名称：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团，代表腺苷，代表AMP，代表ADP，代表ATP，代表高能磷酸键。(2)特点ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出大量的能量，ATP就转化为ADP。在有关酶的催化作用下，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是细胞内的一种高能磷酸化合物。2ATP与ADP的相互转化项目ATP的合成ATP的水解反应式AD

2、PPi能量ATPATPADPPi能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量能量去路储存在高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位3ATP的功能与动物细胞、植物细胞的代谢(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。归纳总结细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：

3、光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等(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水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应()(4)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源()(5)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()(6)“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”()易错警示(

4、1)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。(2)ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的，因此不是可逆反应。(3)吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，需要ATP水解提供能量，放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存于ATP中。考向一ATP的结构和特点分析据图分析ATP的结构和特点(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中结构的名称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

5、的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。1(2019广西南宁三中开学考)下列有关细胞内ATP的叙述中，正确的是()A在寒冷的环境中，人体细胞产生ATP的速率会下降BATP中的“A”在DNA分子中通过氢键与“T”相连C细胞中ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能D每个ATP分子中只含有一个高能磷酸键答案C解析在寒冷环境中，由于物氧化分解速度加快，以维持体温的相对稳定，细胞产生ATP的速率不会下降，A错误；ATP中的“A”是指腺嘌呤与核糖结合而成的腺苷，DNA分子中通过氢键与“T”相连的是腺嘌呤，二者不同，B错误；每个ATP分子中含有两个高能磷酸键，D错误。2如图是人体细胞代谢部分简图。图中甲

6、表示ATP，下列有关叙述，错误的是(多选)()A甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B丙是DNA的基本组成单位之一C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加答案BD考向二ATP与ADP的相互转化和ATP的利用(1)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。(2)植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“通货”，由此说明：生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同

7、的起源。3在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有关分析中错误的是()A腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着2分子ADP的生成B腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系C腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关D腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成答案B解析腺苷酸激酶催化该反应会释放能量，一般与吸能反应相联系，B错误。4ATP酶复合体是原核细胞与真核细胞内普遍具有的一类功能蛋白，该分子由若干亚基组成，主要功能是将生物膜一侧的H搬运到另一侧时推动其部分亚基运转，从而催化形成ATP。请回

8、答下列问题：(1)该复合体的单体是_，合成场所是_。(2)该复合体搬运H离子时是_(填“逆”或“顺”)浓度梯度的。叶绿体中ATP酶复合体最可能位于_上。(3)ATP除了作为细胞生命活动的_物质外，高能磷酸键断裂后产生的AMP还可作为_过程的原料。答案(1)氨基酸核糖体(2)顺类囊体薄膜(3)直接能源转录或RNA自我复制解析(1)由题意可知，ATP酶复合体是一类功能蛋白，蛋白质的基本单位是氨基酸，合成场所是核糖体。(2)因为该过程是生成ATP，因此不可能是逆浓度梯度的主动运输，应该是顺浓度梯度的；叶绿体中形成ATP的场所是类囊体薄膜。(3)ATP除了作为细胞生命活动的直接能源物质外，高能磷酸键断

9、裂后产生的AMP还可作为转录或RNA自我复制过程的原料。1酶的作用(1)酶的本质(2)酶的作用原理表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。酶降低的活化能是AB段。若将酶变为无机催化剂，则B点在纵轴上应向上移动。2酶的特性(1)高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。教材拾遗(1)控制变量：对照实验中，对照组和实验组只有

10、一个因素(自变量)不同，其余因素(无关变量)要保持一致，从而保证实验结果(因变量)的不同是自变量引起的。(P79控制变量)(2)酶本质的探索历程(P81关于酶本质的探索)巴斯德：酿酒中的发酵是由酵母细胞引起的。李比希：引起发酵的是酵母细胞中的某种物质。毕希纳：将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。萨姆纳：提取到了第一种酶脲酶，并证明其是蛋白质。切赫和奥特曼：发现少数RNA也具有生物催化功能。(1)酶既可以作为催化剂，也可以作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)酶提供了反应过程中所必需的活化能()(4)随着温度降低，酶促反应的活化能下降()(5)酶活性的发

11、挥离不开其特定的结构()(6)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类()(7)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁()(8)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同()(9)酶促反应速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性()考向一酶的本质与特性的综合分析如图表示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：(1)A、B两种酶的化学本质是否相同？提示不相同。A酶活性不变，能抵抗该种蛋白酶的降解，则化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则化学本质为蛋白质。(2)B酶活性改变

12、的原因是什么？提示B酶被降解的过程中其分子结构发生改变，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。5(2019广东六校一模)下列有关酶的叙述，不正确的是()A吞噬细胞的溶酶体中缺乏分解硅尘的酶B脲酶可与双缩脲试剂反应产生紫色络合物C溶菌酶能够溶解细菌中的各种成分，具有抗菌消炎的作用D基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状答案C解析吞噬细胞的溶酶体中缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损，A正确；脲酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂反应产生

13、紫色络合物，B正确；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，因此溶菌酶能够溶解大多数细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，但酶具有专一性，不可能溶解各种成分，C错误；基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，D正确。知识延伸酶在生活中的实例(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

14、激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。6(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C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

15、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。考向二酶的相关曲线分析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，只能缩短到达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

16、强，超过最适温度(pH)，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的增加而加快，当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再加快。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

17、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。7(2019福建厦门湖滨中学第一次阶段检测)某人通过实验研究化合物X对淀粉酶活性的影响，结果如图。曲线为只在底物中加入淀粉酶，曲线为在底物中加入淀粉酶和化合物X。下列分析不正确的是()A化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度B曲线作为实验对照组C化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活D若底物溶液的pH升高，则曲线的顶点上移答案D解析曲线、的酶促反应的最适温度一样，表明化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度，A正确；加入化合物X的组别为实验组，未加化合物X的组

18、别为对照组，同一温度下，曲线在底物中加入淀粉酶和化合物X比曲线只在底物中加入淀粉酶的酶促反应速率低，表明化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活，B、C正确；图示只给了酶促反应速率和温度的关系，未给出该反应所处的pH条件，因此若底物溶液的pH升高，则曲线的顶点可能上移，也可能下移，D错误。8用某种酶进行实验，其实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是()A该酶的最适催化温度是30 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专一性D由图3实验结果可知Cl是该酶的激活剂答案AC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

19、酶的最适催化温度，A项错误；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4可说明酶具有专一性，C项错误；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。科学思维解答坐标曲线题的“三步曲”1实验原理(1)探究温度对酶活性的影响反应原理鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，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。(2)探究pH对酶活性的影响反应原理(用反应式表示)：2H2O22H2OO2。鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。2实验步骤和结果(1

20、)探究温度对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同的温度条件60 热水(5分钟)沸水(5分钟)冰块(5分钟)3加入等量的新鲜淀粉酶溶液1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)4加入等量的碘液1滴1滴1滴5观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色)蓝色蓝色(2)探究pH对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的体积分数为3%的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL2注入等量的不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl1 mL 5%的NaOH3注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴4观察实验现象有大

21、量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方)燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱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)在常温下就能分解，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)在探究温度对酶活性的影响实验中，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

22、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要水浴加热，而该实验中需严格控制温度。考向一影响酶活性的因素的基础实验分析9(2020河北衡水中学质检)下列有关酶的实验设计思路，正确的是()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利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响D利用过氧化氢、新鲜

23、的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性答案D解析过氧化氢的分解受温度影响，所以不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，A错误；蔗糖及其水解产物均不能与碘液发生显色反应，故不能利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液来验证酶的专一性，B错误；胃蛋白酶的适宜pH是1.5，所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时，pH不能设置成5、7、9，C错误；酶的高效性是相对于无机催化剂而言的，所以研究酶的高效性时，应使用酶和无机催化剂进行对照实验，D正确。10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，编号，各注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液将淀粉酶溶液

24、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 BC D答案D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，D正确。考向二实验的拓展和应用11(2019山东青岛高三第一次月考)某同学在学习了酶的有关内容后想探究某些问题，设计了如下实验，有关实验步骤如表格所示，相关叙述正确的是(多选)()管号稀释唾液(滴)置不同温度中(10 min)缓冲液pH6.8(滴)淀粉溶液1%(滴)置不同温度中(10

25、 min)稀碘液(滴)结果1537 恒温水浴201037 恒温水浴125沸水浴2010沸水浴13504 冰浴201004 冰浴145(煮)37 恒温水浴201037 恒温水浴1A本实验的目的是探究温度对酶活性的影响B2号试管因为高温破坏酶的活性滴加碘液不变蓝C本实验也可选用斐林试剂代替碘液进行检测D本实验中，淀粉溶液的浓度和用量是实验的无关变量答案AD解析题表信息显示，各试管控制的唯一变量是温度，因此本实验的目的是探究温度对酶活性的影响，A正确；2号试管由于高温破坏酶的活性导致淀粉不能被水解，所以滴加碘液变蓝，B错误；本实验的自变量是温度，还原糖与斐林试剂在5065 水浴加热下才会生成砖红色沉

26、淀，因此用斐林试剂检测淀粉的水解产物还原糖以判断酶活性的高低，会对实验结果产生干扰，所以本实验不能选用斐林试剂代替碘液进行检测，C错误；本实验中，淀粉溶液的浓度和用量是实验的无关变量，D正确。12(2019吉林“五地六校”联考)某同学欲通过如图所示的装置进行与酶有关的实验研究，下列分析正确的是()A若不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、Fe3，则该装置可用于探究酶的专一性B该装置可用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响C酶促反应速率可用滤纸片进入烧杯液面到浮出烧杯液面的时间(t3t1)来表示D该装置不能用于探究pH对酶活性的影响答案C解析若选用过氧化氢酶、Fe3，自变量是不同的催化剂，可用来探究酶

27、的高效性，A错误；过氧化氢在高温下会分解，故不能选择过氧化氢来探究温度对酶活性的影响，B错误；该装置可以用来探究pH对酶活性的影响，D错误。1加热使反应物获得了能量，加快反应速率。2同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。3酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。4酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。5低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。6高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。7ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。8细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。1(2017天津，3)将A、B

28、两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是()A酶C降低了A生成B这一反应的活化能B该体系中酶促反应速率先快后慢CT2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D适当降低反应温度，T2值增大答案C解析T1时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A项正确；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢(减慢的原因是底物减少)，B项正确；T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C项错误；图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T2值增

29、大，D项正确。2(2016全国，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是()A加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量答案C解析测定酶活力的影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，C选项所述操作顺序正确。3(2016海南，11)下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是()A含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一B加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加C无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成D光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成答案D解析ATP中含有核