高考生物一輪復習講義第三單元細胞的能量供應和利用第07講酶和ATP第2課時

2022屆高考生物一輪復習知識講義第三單元細胞的能量供應和利用第07講酶和ATP第2課時考點三探究酶的特性及影響酶活性的因素Ⅰ.酶的作用原理與高效性實驗1．實驗原理(1)2H2O2eq\o(→,\s\up14(過氧化氫酶),\s\do5(或Fe3＋))2H2O＋O2↑。比較H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3＋等條件下氣泡產(chǎn)生的數(shù)量多少或衛(wèi)生香燃燒的劇烈程度，了解過氧化氫酶的作用和意義。①實驗設計及現(xiàn)象分析試管號實驗過程觀察指標實驗結果結果分析3%的過氧化氫(mL)控制變量H2O2分解速率(氣泡多少)無火焰的衛(wèi)生香檢測12室溫無無助燃性H2O2自然分解緩慢2290℃水浴加熱很少有助燃性加熱能促進H2O2分解32滴3.5%FeCl3溶液2滴較多助燃性較強Fe3＋能催化H2O2分解42滴加20%肝臟研磨液2滴很多助燃性更強過氧化氫酶有催化H2O2分解的作用，且效率高②實驗過程中變量及對照分析自變量因變量無關變量對照組實驗組2號9℃水浴加熱3號加3.5%FeCl3溶液4號加20%肝臟研磨液H2O2分解速度用單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡數(shù)目多少表示加入H2O2的量；實驗室的溫度；FeCl3溶液和肝臟研磨液的新鮮程度1號試管2、3、4號試管 ③實驗結論酶具有催化作用，同無機催化劑一樣都可加快化學反應速率。酶具有高效性，同無機催化劑相比，酶的催化效率更高。Ⅱ.證明酶的專一性實驗酶實驗原理酶酶（1）淀粉（非還原性糖）→麥芽糖酶蔗糖（非還原性糖）→葡萄糖+果糖還原性糖＋斐林試劑―→磚紅色Cu2O↓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)是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用，從而探索酶的專一性。2．實驗流程序號項目試管號121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鮮的淀粉酶溶液2mL振蕩2mL振蕩460℃熱水保溫5min5min5加斐林試劑2mL振蕩2mL振蕩6將試管下半部放入熱水中加熱2min2min7觀察實驗結果有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀結論淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解注意：基本技術要求(1)保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好實驗的關鍵。如果蔗糖中混有少量的葡萄糖或果糖或蔗糖放置久了受細菌作用部分分解成單糖，則與斐林試劑共熱時能生成磚紅色沉淀，而得不到正確的實驗結論。為了確保實驗的成功，實驗之前應先檢驗一下蔗糖的純度。(2)在實驗中，質量分數(shù)為3%的蔗糖溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配(以免被細菌污染變質)，取唾液時一定要用清水漱口，以免食物殘渣進入唾液中。(3)制備的可溶性淀粉溶液，一定要完全冷卻后才能使用，因為溫度過高會使酶活性降低，甚至失去催化能力。(4)證明酶的專一性實驗中，既可以用不同的底物作自變量，也可以用不同的酶作自變量(底物相同)：eq\a\vs4\al(底物1→,底物2→)eq\x(酶)eq\a\vs4\al(→結果1,→結果2)或eq\a\vs4\al(酶1→,酶2→)eq\x(\a\al(底,物))eq\a\vs4\al(→結果1,→結果2)注意：實驗中所用酶的來源不同，則所需最適溫度也不同。若淀粉酶為市售的α－淀粉酶，其最適溫度為50～75℃；若淀粉酶來自人體或生物組織，則最適溫度為37℃左右。Ⅲ.探究影響酶活性的條件1．實驗原理2．實驗流程(1)溫度對酶活性的影響序號實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31加等量可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2控制不同溫度條件60℃熱水(5分鐘)沸水(5分鐘)冰塊(5分鐘)3加等量新鮮淀粉酶溶液1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)1mL(5分鐘)4加等量碘液1滴1滴1滴5觀察實驗現(xiàn)象不出現(xiàn)藍色(呈現(xiàn)碘液顏色)藍色藍色【特別提醒】(1)本實驗不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解，因為過氧化氫酶催化的底物是過氧化氫。在加熱的條件下分解也會加快。(2)本實驗不宜選用斐林試劑鑒定，溫度是干擾條件。本實驗中第②、③步一定不能顛倒順序，否則會使實驗失敗，即先控制條件再混合。(2)pH對酶活性的影響序號實驗操作內(nèi)容試管1試管2試管31注入等量的新鮮淀粉酶溶液1mL1mL1mL2注入等量的不同pH的溶液1mL蒸餾水1mLNaOH1mLHCl3注入等量的可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL4放60℃熱水中相等時間5分鐘5分鐘5分鐘5加等量斐林試劑并搖勻2mL2mL2mL6水浴加熱2分鐘2分鐘2分鐘7觀察實驗現(xiàn)象出現(xiàn)磚紅色沉淀無變化無變化【特別提醒】(1)實驗程序中2、3步一定不能顛倒，否則實驗失敗。(2)注意實驗步驟的順序：必須先將酶置于不同環(huán)境條件下(不同pH或不同溫度)，然后再加入反應物。(3)注意選擇檢驗實驗結果的試劑3.實驗結論酶的活性需要適宜的溫度和pH，高溫、低溫以及過酸、過堿都將影響酶的活性。注意：(1)在探索溫度與酶活性實驗中，操作2與操作3一定不能顛倒順序。(2)在探索pH與酶活性實驗中，操作2與操作3順序不能顛倒。考點四ATP在能量代謝中的作用一、ATP的結構和功能1、結構：ATP的結構簡式是A—P～P～P，一個ATP分子中含有一個普通磷酸鍵，兩個高能磷酸鍵，三個磷酸基。2、功能：直接給細胞的生命活動提供能量。二、ATP與ADP的相互轉化1、ATP水解：在有關酶的催化作用下，ATP分子中遠離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解，并釋放能量。2、ATP形成：在有關酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與磷酸結合，重新形成ATP。3、ATP形成的能量來源（1）對于動物、人、真菌和大多數(shù)細菌來說，均來自于細胞呼吸，對于綠色植物來說，則來自于光合作用和細胞呼吸。（2）細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉化的能量供應機制，是生物體的共性。三、ATP的利用1、ATP可用于主動運輸、生物發(fā)電和發(fā)光、肌細胞收縮、大腦思考等。2、細胞內(nèi)的吸能反應一般與ATP的水解相聯(lián)系，放能反應一般與ATP的形成相聯(lián)系。能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間循環(huán)流通。四、ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關系1、A點表示在無