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1、,第三单元 细胞的能量供应和利用,第8讲酶与ATP,考点一酶的本质、作用和特性,1酶的本质及作用,(1)酶本质的探索历程,巴斯德 糖类变酒精必需酵母活细胞参与 李比希 糖类变酒精必需酵母细胞死亡并释放其中的物质 毕希纳 从酵母细胞中提取发酵物质酿酶 萨姆纳 证明脲酶的化学本质是蛋白质，作用是分解尿素 切赫和奥特曼 少数RNA也有生物催化功能,(2)酶的本质及作用,酶,本质,合成原料,合成场所,作用场所,来源,功能,绝大多数是蛋白质，少数是RNA,氨基酸或 核糖核苷酸,核糖体、 细胞核等,细胞内、细胞外或生物体外,一般情况下，活细胞都能产生酶,具有生物催化作用,(3)酶的作用机理分析,结论,解读
2、,酶具有催化作用，可以降低化学反应所需的活化能,酶降低的活化能,ca段含义,ba段含义,在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能,(4)比较过氧化氢在不同条件下的分解,实验流程,过氧化氢在不同条件下的分解,实验结论,同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高,实验过程,自然状态,几乎不分解，起对照作用,90高温,有少量气泡，表明加热能促进H2O2分解，提高反应速率,加FeCl3溶液,产生较多小气泡，带火星的卫生香发亮,加肝脏研磨液,（内含过氧化氢酶）,产生大量较大气泡，带火星的卫生香燃烧猛烈,变量分析,自变量,高温（90）、无机催化剂（FeCl3）和过氧化氢酶,因变量,底物（H2O
3、2）的分解速率，可用单位时间内产生气泡的数目多少表示,无关变量,加入的H2O2的量、实验室的温度、FeCl3的浓度和肝脏研磨液的新鲜程度,2酶的特性,酶的特性,高效性,专一性,作用条件较温和,催化效率,1071013倍,化学反应,锁钥学说,酶活性,pH,温度,体现,是无机催化剂的,只催化一种或一类,类比推理,需要适宜的,低温降低,高温丧失,过酸或过碱丧失,提醒“酶促反应速率”与“酶活性”,(1)温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性，进而影响酶促反应速率。,(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的，并不影响酶活性。,1高中教材中常见的酶,(1)DNA聚合酶催
4、化脱氧核苷酸链与单个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，用于DNA复制。,(2)RNA聚合酶催化核糖核苷酸链与单个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，用于RNA合成(转录)及RNA复制。,(3)基因工程工具酶,限制酶,DNA连接酶,热稳定DNA聚合酶（Taq酶）,特异性切割DNA分子（断开3,5磷酸二酯键）,连接两个DNA片段,用于PCR技术扩增目的基因,(4)解旋酶用于DNA复制时双链间氢键的打开。,(5)核酸水解酶,(6)各种消化酶可对应催化相关物质的水解，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。,(7)细胞工程工具酶：纤维素酶、果胶酶(降解细胞壁)； 胰蛋白酶(动物细胞培养),DNA酶：可破坏DNA,RNA酶：
5、可破坏RNA,2与酶有关的曲线分析,(1)酶的特性,图1中加入酶的曲线和加入无机催化剂的曲线比较，说明酶具有高效性，而与不加催化剂的曲线比较只能说明酶具有催化作用,图2中两曲线比较说明酶具有专一性,2与酶有关的曲线分析,(2)酶促反应的影响因素,温度和pH,a图甲和图乙显示：高温、过酸、过碱都会使酶失活，而低温不会使酶失活。低温可抑制酶的活性，酶分子空间结构未被破坏，温度适当升高，酶可恢复活性,b从图丙和图丁可以看出：pH或温度的变化不影响酶作用的最适温度或pH,底物浓度和酶浓度,2与酶有关的曲线分析,(2)酶促反应的影响因素,甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度的增
6、加而加快，但当底物达到一定浓度后（P点之后），受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加,乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比,3、具有专一性的五类物质,酶：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应,载体：某些物质通过细胞膜时要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性式细胞膜选择透过性的基础,激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜活细胞内存在与该激素特异性结合的受体,tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合,例题1下列有关酶的叙述，正确的是,A酶的催化效率比无机催化剂更高
7、是因为酶能降低反应的活化能B酶都是在核糖体上合成的，但不一定需要内质网和高尔基体的加工C在最适温度和最适pH的条件下，酶对细胞代谢的调节作用最强D酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,D,例题2在生命活动中，酶、激素、神经递质、抗体、tRNA等都有一定的专一性，下列叙述正确的是,ARNA聚合酶能催化转录过程，也能使DNA中的氢键断裂B性激素的合成需要mRNA和核糖体的参与C淋巴因子、溶菌酶都是免疫活性物质，均在第二道防线中发挥作用D神经递质通过载体进入突触后神经元时发生了“化学信号电信号”的转变,A,例题3下图是某生物兴趣小组用淀粉和淀粉酶探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中
8、用盐酸创造酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述错误的是,A实验中温度、淀粉用量、淀粉酶的浓度等为无关变量BpH为1时淀粉酶可能已经失活，淀粉发生分解是盐酸起催化作用CpH为3和9时淀粉剩余量相同，说明两种条件下淀粉酶的酶活性相同D实验中用适量的H2O2和过氧化氢酶代替淀粉和淀粉酶作实验材料更为科学,C,例题4下图abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线，下列有关曲线的判断，不正确的是,A若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，若c点时酶变性失活，则所含有的肽键数比b点时少B若曲线abc为pH影响酶活性的曲线，则b点时酶的最适温度和a点时的最适温度相同C在曲线abd中，若X为底物浓度，Y可
9、表示反应速率，bd不再增加可能是受酶浓度的限制D若曲线abd为某一化学反应产物的产量随时间的变化，bd不再增加可能是底物已消耗完,A,研考题感悟考情,1(2017高考全国卷)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是,C,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 ,2(2017高考天津卷)将A、B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
10、D适当降低反应温度，T2值增大,C,3(2016高考全国卷)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,C,4(2016高考江苏卷)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是,A.1号管为对照组，其余不都是实验组B2号管为对照组，其余都为实验组C若3号管显橙红色
11、，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶,A,5(2019浙江4月选考)为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示，据此分析，下列叙述错误的是,A实验的可变因素是催化剂的种类B可用产生气泡的速率作检测指标C该实验能说明酶的作用具有高效性D不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验,D,6(2016高考全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 )、B组(40 )和C组(60 )，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：,(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果
12、A组温度提高10 ，那么A组酶催化反应的速度会_。,B,加快,(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_。,(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。,不变,60 条件下，t2时酶已失活,蛋白质或RNA,高效性和专一性,考点二ATP,1ATP的结构和功能,ATP,元素组成,化学组成,1分子腺嘌呤,1分子核糖,3分子磷酸基团,结构,A,核糖,P,P,P,磷酸基团,高能磷酸键,腺苷,AMP,ADP,ATP,考点二ATP,1ATP的结构和功能,ATP,结构简式,利用,在细胞中含量少，ATP与ADP的转化迅速,含
13、量特点,A PPP,功能,物质合成；肌肉收缩；主动运输；神经传导；发光发电；大脑思考,ATP中的能量主要存在于高能磷酸键中，远离A的高能磷酸键容易水解,进行生命活动的直接能源物质,提醒,(1)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：,ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量,(2)细胞中ATP的含量很少：,细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP的相互转换都保持动态平衡。,2ATP和ADP的相互转化过程比较,场所,植物,动物、真菌,反应类型,能量来源,能量去向,细胞质基质、线粒体、叶绿体,
14、细胞质基质、线粒体,吸能反应,光反应,细胞呼吸,光能,有机物种的化学能,储存于ATP（第二个高能磷酸键）中,2ATP和ADP的相互转化过程比较,场所,反应类型,能量来源,能量去向,放能反应,细胞呼吸产生的ATP,叶绿体中,多种场所,远离腺苷（A）的高能磷酸键,专用于暗反应,用于各种生命活动（除暗反应之外）,提醒,(1)ATP与ADP的相互转化不可逆：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,(2)ATP转化为ADP消耗水：ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等物质的水解
15、也都需要消耗水。,3ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析,A点：在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP,AB段：随O2供给量的增多，有氧呼吸明显增强，释放能量 增多，ATP的产生量随之增加,BC段：O2供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加， 此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等,乙图：可表示哺乳动物的成熟红细胞中的ATP来自无氧呼吸， 与O2供给量无关,1不同化合物中“A”的辨析,腺嘌呤脱氧核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤,2.ATP的再生和利用图解,光合作用：（光反应）,细菌,真菌,动物,植物,光能,色素吸收、传递、转化,发生于叶绿体类囊体薄膜上,细胞呼吸
16、： 有机物,氧化分解,能量,热能,散失,化学能,酶,ATP,发生于细胞质基质和线粒体中（原核生物发生于细胞质）,3细胞内常见产生与消耗ATP的生理过程,例题5ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是ATP的分子结构图，下列分析正确的是,A圆圈内所示为含氮碱基腺嘌呤B方框内所示为腺嘌呤核糖核苷酸C细胞合成蛋白质时利用断裂释放的能量D在光合作用过程中容易形成但不易断裂,A,例题6某种物质的结构简式为APPP，下列有关该物质的叙述，正确的是,A该物质含有三个高能磷酸键，都能为生命活动提供能量B该物质的、位磷酸基团被水解后，剩余部分是组成RNA的一个基本单位C该物质的能量储存在高能磷酸键中，AP间的化学键没
17、有能量D该物质的位磷酸基团脱离，释放的能量可用于叶绿体中水的光解,B,例题7下图表示ATP与ADP的相互转化过程，下列相关叙述错误的是,A图中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖B食物为ATP充电指的是呼吸作用分解来自食物中的有机物产能C运动时肌肉细胞中ATP的充电速率远高于其放能速率DATP的“充电”和“放能”所需要的酶不同,C,例题8ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用，下列有关ATP的叙述，不正确的有,人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能在细胞呼吸第二阶段合成ATP若神经元内K浓度偏高，为维持K浓度的稳定，细胞需要消耗ATPATP去掉三个磷酸基团后与构成DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质ATP是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少质壁分离和复原实验过程中不消耗ATPATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能,A0项B1项 C2项 D3项,C,1(2019高考天津卷)下列过程需ATP水解提供能量的是,A唾液淀粉酶水解淀粉B生长素的极性运输C光反应阶段中水在光下分解D乳酸菌无氧呼吸的第二阶段,研考题感悟考情,B,THE END,