2011高考生物一輪復(fù)習(xí)課件：必修1 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第1、2節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

考綱下載,1.酶在代謝中的作用2.探究影響酶活性的因素3.ATP在能量代謝中的作用4.葉綠體色素的提取和分離5.光合作用的基本過程6.影響光合作用速率的環(huán)境因素7.細(xì)胞呼吸8.實(shí)驗(yàn):探究酵母菌的呼吸方式,第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用,熱點(diǎn)提示,1.酶的化學(xué)本質(zhì)、催化特性的實(shí)驗(yàn)探究2.影響酶活性的曲線、圖表分析及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析3.結(jié)合光合作用與細(xì)胞呼吸考查ATP與能量代謝的關(guān)系4.光合作用與細(xì)胞呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變及相互關(guān)系5.影響光合作用和細(xì)胞呼吸的因素分析及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)6.光合色素的種類、顏色、生理作用及實(shí)驗(yàn)7.細(xì)胞呼吸方式的檢驗(yàn)以及糧食、果蔬貯存的原理與應(yīng)用,第1、2節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶細(xì)胞的能量“通貨”ATP,答案：,議一議：酶的催化作用有何特點(diǎn)？議一議：酶與無機(jī)催化劑一樣，能顯著地降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時間，但并不改變反應(yīng)的方向和平衡常數(shù)。反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。高效性、專一性和易變失活性。,答案：,ATP的結(jié)構(gòu)O、功能和利用,答案：,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,答案：,看一看：ATP中的高能磷酸健有何特點(diǎn)？答案：ATP中末端的高能磷酸鍵易斷裂和再生成，斷裂時釋放出大量的自由能，是一般化學(xué)鍵放出能量的2倍以上。例如：每摩爾的高能磷酸鍵放出的能量約是30.54kJ，而一般的PO鍵只放出能量8.3720.92kJ。思一思：ATP是生命活動唯一直接供能物質(zhì)嗎？答案：直接供能物質(zhì)還有三磷酸胞苷(CTP)、三磷酸鳥苷(GTP)、三磷酸尿苷(UTP)。,1酶本質(zhì)的探索過程(人民教育出版社),2ATPADP循環(huán)（浙江科技版）（中國地圖版）通過ATP的合成和水解使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程稱為ATPADP循環(huán)。3酶與疾?。ńK教育版）人體內(nèi)的許多酶能促進(jìn)體內(nèi)代謝活動的順利進(jìn)行。如果遺傳因素或環(huán)境因素影響了酶的合成或活性，就會引起疾病，甚至危及生命。許多遺傳病的發(fā)生與酶缺陷有關(guān),例如：白化病黑色素合成酶，苯丙酮尿癥苯丙氨酸羥化酶，導(dǎo)致苯丙氨酸代謝異常，產(chǎn)生對大腦有損害的苯丙酮酸，病人表現(xiàn)智力障礙。某些有機(jī)磷農(nóng)藥，如敵敵畏等，能與神經(jīng)組織中膽堿酯酶的活性中心結(jié)合，使酶失去活性，導(dǎo)致人體出現(xiàn)肌肉震顫、瞳孔縮小、多汗、心跳減慢等癥狀。,1.酶的化學(xué)本質(zhì)是什么？如何檢驗(yàn)。【提示】酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，用雙縮脲試劑檢驗(yàn)為紫色。少數(shù)是RNA，用吡羅紅檢驗(yàn)呈紅色。,2ATP中的能量如何被利用？【提示】ATP水解時形成二磷酸腺苷，釋放一個磷酸基團(tuán)，同時釋放能量用于另一吸能反應(yīng)。例如，在肌肉收縮過程中，ATP先將組成肌肉的蛋白質(zhì)磷酸化，使其中的能量增加從而改變形狀，這是吸能反應(yīng)。然后磷酸化的蛋白質(zhì)做功，失去磷酸基團(tuán)，恢復(fù)原狀，這就是放能反應(yīng)。上述兩個過程可用下圖表示。,3酶作為藥物有哪些治療作用？【提示】酶作為藥物可以用于治療多種疾?。旱矸勖?、蛋白酶用于助消化；胰蛋白酶等用于化膿性傷口的凈化；纖溶酶和尿激酶用于治療血栓；天冬酰胺酶具有抑癌功能。,1酶的本質(zhì)及生理功能,2.酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)證明某種酶是蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)組：待測酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。對照組：已知蛋白質(zhì)液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)。(2)證明某種酶是RNA實(shí)驗(yàn)組：待測酶液+吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色。對照組：已知RNA溶液+吡羅紅染液出現(xiàn)紅色。,3酶的催化作用及高效性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對照組：H2O2溶液在常溫下幾乎不分解。知識拓展：(1)證明酶是蛋白質(zhì)的其它證據(jù)酶經(jīng)酸、堿水解后的最終產(chǎn)物是氨基酸。,酶是具有空間結(jié)構(gòu)的生物大分子，凡是能使蛋白質(zhì)變性的因素都可使酶變性失活。酶和蛋白質(zhì)一樣，具有不能通過半透膜的膠體性質(zhì)。酶也有蛋白質(zhì)所具有的化學(xué)呈色反應(yīng)。與蛋白質(zhì)的分子量相似，結(jié)構(gòu)相似。在物理、化學(xué)因素的作用下，也可變性沉淀。做元素分析，與蛋白質(zhì)的元素含量相似，可以用氨基酸人工合成。(2)證明酶是RNA的其它證據(jù)將某種酶液用核糖核酸酶處理，根據(jù)酶液是否被水解予以判斷。,1(2010綿陽診斷測試)下列關(guān)于酶的敘述，不正確的是()A酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物B酶的催化作用具有專一性和高效性C過酸、過堿的外界條件都能使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性D酶的組成元素均為C、H、O、N解析：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具生物催化功能的有機(jī)物，酶的催化具有高效性、專一性及作用條件溫和等特性，酶的化學(xué)本質(zhì)一般為蛋白質(zhì)，極少數(shù)的酶為RNA，RNA的組成元素應(yīng)為C、H、O、N、P，故D選項(xiàng)不正確。答案：D,2(2010廣州檢測)酶的水解產(chǎn)物是()A氨基酸B.葡萄糖C核糖核苷酸D氨基酸或核糖核苷酸解析：從酶的化學(xué)本質(zhì)來分析，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸。少數(shù)酶是RNA，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。要綜合考慮該問題，不要有遺漏。答案：D,1表示酶高效性的曲線(1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機(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)平衡所需時間，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)。2表示酶專一性的曲線(1)在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快，說明酶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)速率和未加酶時相同，說明酶B不催化底物A參加反應(yīng)。3影響酶活性的曲線(1)甲、乙曲線表明：在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。,過酸、過堿、高溫都會使酶失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。(2)從丙圖可以看出：反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。4底物濃度和酶濃度對酶促反應(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。規(guī)律總結(jié)：溫度和pH是通過影響酶活性而影響酶促反應(yīng)速率的。底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應(yīng)的速率，并不影響酶的活性。分析此類曲線時首先要弄清橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)表示的意義，其次再分析影響該曲線的因素有幾個，一般情況下，曲線未達(dá)到飽和時，影響因素是橫坐標(biāo)的因素，達(dá)到飽和穩(wěn)定狀態(tài)后限制因素是除橫坐標(biāo)因素之外的其它因素。,3下圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速率(或生成物量)的變化曲線圖，有關(guān)敘述不正確的是()A圖虛線表示酶量加一倍后，底物濃度和反應(yīng)速率關(guān)系B圖虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時，生成物量與時間的關(guān)系C圖不能表示在反應(yīng)開始后的一段時間內(nèi)，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系D若圖中的實(shí)線表示Fe3的催化效率，則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率,解析：圖可以表示反應(yīng)的底物量一定時，在反應(yīng)開始后的一段時間內(nèi)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，底物不斷減少，反應(yīng)速率逐漸降低。答案：C,1結(jié)構(gòu)式及各組分的含義,(2)相關(guān)物質(zhì)的關(guān)系,2ATP合成與水解的比較,由上表可看出，ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同，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。3ATP中能量的應(yīng)用,4在生物體活細(xì)胞內(nèi)，不斷進(jìn)行著下面的化學(xué)反應(yīng)：ATPADPPi能量請回答下列問題：(1)在動物細(xì)胞中，形成ATP需要能量，該能量主要由_來提供，也可以由_提供。(2)在植物葉肉細(xì)胞內(nèi)，形成ATP的場所是_、_、_。,(3)合成ATP的能量的主要來源是_作用，而分解ATP釋放的能量用于_。解析：考查ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。在動物體內(nèi)，ATP可以通過有氧呼吸、無氧呼吸形成。結(jié)合細(xì)胞代謝過程不難理解，在植物體內(nèi)形成ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。答案：(1)有氧呼吸無氧呼吸(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體葉綠體(3)呼吸生物體的各項(xiàng)生命活動,【例1】下列關(guān)于酶的敘述中，正確的是()A人體中酶的活性受溫度、pH的影響，并只能在人體的內(nèi)環(huán)境中起作用B酶的形成都要經(jīng)過核糖體的合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等幾個階段C酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因此能加快化學(xué)反應(yīng)速率D酶均是由具有分泌功能的腺細(xì)胞合成的，具有高效性和專一性,本題主要考查酶的作用條件、本質(zhì)及特性，具體分析如下：自主解答：_答案：C,題后反思：酶和動物激素的比較,【例2】如圖為生物體的新陳代謝與ATP關(guān)系的示意圖，請回答：(1)海洋中的電鰻有放電現(xiàn)象，其電能是由圖中的_過程釋放的能量轉(zhuǎn)變而來的。(2)某人感冒發(fā)燒，其體溫上升所需要的熱量是由圖中_過程釋放出來的。,(3)用圖中的數(shù)字依次表示光能轉(zhuǎn)變?yōu)楣趋兰∈湛s所需能量的過程：_。(4)醫(yī)藥商店出售的ATP注射液可治心肌炎。若人體靜脈滴注這種藥物，ATP到達(dá)心肌細(xì)胞內(nèi)最少要通過細(xì)胞膜有()A1層B2層C3層D4層(5)經(jīng)測定，正常成年人靜止?fàn)顟B(tài)下24h將有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量僅為210mmol/L，為滿足能量需要，生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是_。,思路點(diǎn)撥：在綠色植物體內(nèi)，光能轉(zhuǎn)變成ATP中的化學(xué)能，然后再轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中，有機(jī)物被動物消化吸收后，可以氧化分解釋放出其中的能量，這些能量的大部分以熱能的形式散失，維持生物體的體溫，少部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中之后可以用于各種生命活動，如生物放電、肌肉收縮等。靜脈滴注ATP時，ATP要到達(dá)組織細(xì)胞內(nèi)，首先要通過毛細(xì)血管的管壁細(xì)胞(2層膜)，然后進(jìn)入組織細(xì)胞(1層膜)，共通過3層細(xì)胞膜。自主解答：_答案：(1)(2)(3)(4)C(5)ATP與ADP之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化,(全國理綜)已知2H2O2=2H2OO2，可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其能同時驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。,本題以教材實(shí)驗(yàn)為載體，考查考生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和分析能力。由于對教材實(shí)驗(yàn)把握不好，導(dǎo)致答題時忽略了對照實(shí)驗(yàn)的對照原則，除自變量外，其余所加液體的量都要強(qiáng)調(diào)“等量”，而考生在這方面失分較多，另外對于實(shí)驗(yàn)分析的原因，表述不夠全面，也是失分的重要原因。(1)實(shí)驗(yàn)步驟：_,(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：整個實(shí)驗(yàn)中，不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是_。由此可得出的結(jié)論是_。(3)如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80，重做上述實(shí)驗(yàn)，O2釋放的速度最快的是_，原因是_。,錯答案例：正確思路：該實(shí)驗(yàn)期望達(dá)到兩個目的：一是驗(yàn)證酶具有催化作用，可通過設(shè)置有酶和無酶的兩組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究；二是驗(yàn)證酶具有高效性，結(jié)合實(shí)驗(yàn)材料，可通過酶與無機(jī)催化劑的比較來實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置3組：H2O2溶液蒸餾水、H2O2溶液過氧化氫酶溶液、H2O2溶液FeCl3溶液。由于該實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是確定的，即加酶的一組中O2釋放速度最快。高溫使酶變性失活，故經(jīng)80處理后加有FeCl3溶液的試管中，O2釋放速度最快。,正答示范：(1)取3支試管，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時間分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液觀察各管中釋放氣泡的快慢(2)加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的試管在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性。,酶的專一性及影響酶活性條件的實(shí)驗(yàn)探究1酶的專一性(1)實(shí)驗(yàn)原理還原糖用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀生成來判斷淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探究酶的專一性。,(2)實(shí)驗(yàn)操作程序,2溫度對酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理溫度影響酶的活性，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)色的深淺來判斷酶的活性。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序提別提醒:本實(shí)驗(yàn)不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解，因?yàn)檫^氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解也會加快。,淀粉淀粉酶各自在所控制的溫度下處理一段時間淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合在各自所控制的溫度下保溫一段時間滴加碘液，觀察顏色變化,3.pH對酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理2H2O22H2OO2PH可影響酶活性，從而影響O2的產(chǎn)生量，根據(jù)O2產(chǎn)生量的多少可判斷PH對酶活性的影響,(2)實(shí)驗(yàn)程序,5以下是某同學(xué)研究酶特性的實(shí)驗(yàn)操作步驟，請根據(jù)要求回答：,(1)若該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證酶作用的專一性，則步驟4可以選用_或_兩種不同類別的酶。(2)如果按上述步驟進(jìn)行操作，分析A、B可能出現(xiàn)的現(xiàn)象及原因?，F(xiàn)象：_。原因：_。(3)該實(shí)驗(yàn)步驟存在明顯的缺陷，請寫出正確的操作步驟。(注：可直接用上表步驟中的數(shù)字表示，需增加的步驟用文字?jǐn)⑹?_。,解析：本題考查學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的能力。如果該