必修一-第五章-第1課時(shí)

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用最

新

考

綱1.酶在代謝中的作用(Ⅱ)2.ATP在能量代謝中的作用(Ⅱ)3.光合作用的基本過(guò)程(Ⅱ)4.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)5.細(xì)胞呼吸(Ⅱ)6.探究影響酶活性的因素葉綠體色素的提取和分離7.探究酵母菌的呼吸方式考

向

提

示1.以曲線、圖表及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題形式考查影響酶活性的因素2.光合作用和細(xì)胞呼吸相結(jié)合考查ATP與能量代謝的關(guān)系3.以曲線、圖表形式考查影響光合作用的因素4.綜合考查光合作用和細(xì)胞呼吸各階段的物質(zhì)變化及其相互聯(lián)系5.以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析題形式考查光合速率和呼吸速率的測(cè)定及影響因素第1課時(shí)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶的本質(zhì)1．酶本質(zhì)的探索最初科學(xué)家通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，酶的化學(xué)本

質(zhì)是_________；在20世紀(jì)80年代，又發(fā)現(xiàn)少

數(shù)______也具有催化作用。蛋白質(zhì)RNA2．酶的本質(zhì)酶是_______產(chǎn)生的具有催化作用的________，其中絕大多數(shù)是________，少數(shù)是______。二、酶的作用1．作用提高_(dá)_________，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。活細(xì)胞有機(jī)物蛋白質(zhì)RNA反應(yīng)速率2．作用機(jī)理(1)活化能：分子從______轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化

學(xué)反應(yīng)的______狀態(tài)所需要的能量。(2)酶的作用機(jī)理：降低化學(xué)反應(yīng)的_______。

與____________相比，酶降低活化能的作用更顯著。常態(tài)活躍活化能無(wú)機(jī)催化劑3．作用特性(1)_________：酶的催化效率大約是_________

______的107～1013倍。(2)專(zhuān)一性：每一種酶只能催化______________

化學(xué)反應(yīng)。(3)作用條件較溫和：______________________，

都會(huì)使酶的___________遭到破壞，使酶永久失

活；在低溫下，酶的活性______，但不會(huì)失活。高效性無(wú)機(jī)催化劑一種或一類(lèi)過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高空間結(jié)構(gòu)降低酶的本質(zhì)及生理功能化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場(chǎng)所核糖體細(xì)胞核(真核生物)來(lái)源一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶存在場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外生理功能生物催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能【特別提示】酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證(1)證明某種酶是蛋白質(zhì)對(duì)照組：已知蛋白液＋雙縮脲試劑→出現(xiàn)紫色反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液＋雙縮脲試劑→是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。(2)證明某種酶是RNA對(duì)照組：已知RNA溶液＋吡羅紅染液→出現(xiàn)紅色。實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液＋吡羅紅染液→是否呈現(xiàn)紅色。(3)證明酶是蛋白質(zhì)的其他證據(jù)①酶經(jīng)酸、堿水解后的最終產(chǎn)物是氨基酸。②酶是具有一定空間結(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。③酶和蛋白質(zhì)一樣，具有不能通過(guò)半透膜的膠體性質(zhì)。④酶也有蛋白質(zhì)所具有的化學(xué)呈色反應(yīng)。⑤與蛋白質(zhì)的分子相對(duì)量相似、結(jié)構(gòu)相似。⑥在物理、化學(xué)因素的作用下，也可變性沉淀。(4)證明酶是RNA的其他證據(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．水稻細(xì)胞內(nèi)合成的某物質(zhì)，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(zhì)(

)A．在4℃條件下易變性B．只含有C、HC．也能催化淀粉合成D．含有羧基解析：由題意知該物質(zhì)是淀粉酶，酶在低溫下不會(huì)變性，A錯(cuò)誤；淀粉酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，含C、H、O、N等元素，B錯(cuò)誤、D正確；酶具有專(zhuān)一性，催化淀粉分解的酶不能催化淀粉合成，C錯(cuò)誤。答案：D與酶有關(guān)的曲線分析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(wú)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(shí)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．影響酶活性的曲線(1)甲、乙曲線表明：①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(guò)這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。②過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)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。3．底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響甲乙(在底物足量情況下)(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。2．右圖表示人體內(nèi)某種酶促反應(yīng)的反應(yīng)速率受溫度和pH的影響情況，下列解釋不正確的是(

)A．在a點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率可能增大B．在b點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率不可能增大C．在c點(diǎn)，將酶的濃度增大一倍，反應(yīng)速率可能增大D．該圖不能反映唾液淀粉酶催化能力的變化特征解析：此圖可以反映溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，但是影響反應(yīng)速率的因素，不僅包括溫度和pH，還有酶濃度等。在反應(yīng)底物充足的條件下，增大酶濃度，可以提高反應(yīng)速率，所以A、C正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。題圖顯示，該酶的最適pH為2左右，因此這種酶可能是胃蛋白酶，而不會(huì)是唾液淀粉酶，D項(xiàng)正確。答案：B考向1 酶的本質(zhì)和特性 下圖表示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是(

)A．當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降B．當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升C．酶活性在t2時(shí)比t1高，故t2時(shí)更適合酶的保存D．酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重

【答案】

B考向2 影響酶促反應(yīng)的曲線分析 如圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速度(或生成物)變化情況。以下有關(guān)敘述正確的是(

)①圖甲能用來(lái)表示反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系②圖乙虛線表示增加酶濃度后，其他條件不變時(shí)，生成物量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系的變化情況③若圖乙中的實(shí)線表示過(guò)氧化氫酶對(duì)H2O2分解的催化效率，則虛線表示Fe3＋的催化效率④圖乙也可以用來(lái)表示不同溫度下，反應(yīng)速度與時(shí)間的關(guān)系A(chǔ)．①② B．②③C．②④ D．①④【解析】

本題考查影響酶促反應(yīng)的曲線分析。在酶促反應(yīng)中，反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸降低，因此曲線甲可表示反應(yīng)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。增大酶濃度，只能加快化學(xué)反應(yīng)速率，而不會(huì)改變生成物的量，因此曲線乙可表示增加酶濃度后，生成物量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。過(guò)氧化氫酶催化效率比Fe3＋高，曲線乙中若實(shí)線表示Fe3＋的催化效率，虛線可表示過(guò)氧化氫酶的催化效率。在超過(guò)最適溫度后，隨溫度升高，酶催化活性下降，因此曲線乙不能表示不同溫度下，反應(yīng)速度與時(shí)間的關(guān)系。【答案】

A【實(shí)驗(yàn)技能節(jié)節(jié)練】之九與酶催化有關(guān)的實(shí)驗(yàn)1．酶的催化作用的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)對(duì)照組：H2O2溶液在常溫下幾乎不分解實(shí)驗(yàn)組(2)3組對(duì)照能證明酶具有高效性；①組說(shuō)明溫度能影響H2O2的分解，所以不能用本實(shí)驗(yàn)證明酶的催化活性受溫度的影響。【特別提示】

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須用新鮮的剛從活體動(dòng)物體內(nèi)取出的肝臟做實(shí)驗(yàn)材料。因?yàn)槊甘堑鞍踪|(zhì)，如果取材過(guò)早，肝細(xì)胞內(nèi)的過(guò)氧化氫酶等有機(jī)物就會(huì)在腐生細(xì)菌的作用下分解，使組織中酶的數(shù)量減少且活性降低。(2)實(shí)驗(yàn)使用肝臟的研磨液，可使過(guò)氧化氫酶與過(guò)氧化氫充分接觸，從而加速過(guò)氧化氫的分解。(3)滴加氯化鐵溶液和肝臟研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶帶入氯化鐵溶液中也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的結(jié)論。(4)由于反應(yīng)速率快，實(shí)驗(yàn)時(shí)要特別注意觀察比較產(chǎn)生氣泡的多少，冒氣泡時(shí)間的長(zhǎng)短，衛(wèi)生香的燃燒情況。(5)H2O2具有一定的腐蝕性，使用時(shí)不要讓其接觸皮膚。2．溫度能影響酶的活性(1)實(shí)驗(yàn)原理①②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(lái)判斷酶的活性。(2)實(shí)驗(yàn)流程序號(hào)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不出現(xiàn)藍(lán)色(呈現(xiàn)碘液顏色)藍(lán)色藍(lán)色結(jié)論溫度能影響酶的活性(3)實(shí)驗(yàn)變量分析自變量因變量無(wú)關(guān)變量溫度淀粉分解量的多少(用是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色深淺表示)淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反應(yīng)時(shí)間等(4)注意事項(xiàng)①實(shí)驗(yàn)2、3步不能顛倒，否則酶先將淀粉分解了，實(shí)驗(yàn)不成功。②本實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑，因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才能生成磚紅色沉淀，而該實(shí)驗(yàn)需要控制溫度條件。③實(shí)驗(yàn)中所用酶的來(lái)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(lái)自人體或生物組織，則最適溫度為37℃左右。(2)實(shí)驗(yàn)流程取8支試管→分別加入等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液→用鹽酸或NaOH溶液調(diào)出不同的pH(如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)→分別滴加等量的同種新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液→用點(diǎn)燃但無(wú)火焰的衛(wèi)生香來(lái)檢驗(yàn)氧氣的生成情況。(3)實(shí)驗(yàn)變量分析自變量因變量無(wú)關(guān)變量溶液pH過(guò)氧化氫分解的多少，以O(shè)2產(chǎn)生多少表示過(guò)氧化氫的新鮮溶液、溫度3．請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專(zhuān)一性，要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，斐林試劑、試管、37℃恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。(1)若“＋”代表加入適量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號(hào)，請(qǐng)用這些符號(hào)完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。_________________________________________________________________。(3)結(jié)果預(yù)測(cè)：____________________________________________________。(4)結(jié)論：____________________________________________________________________________。(5)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果僅將37℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20℃，而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會(huì)比37℃時(shí)的淺，其原因是___________________________________________________________。解析：該實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。要驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性，可根據(jù)底物相同酶不同或底物不同酶相同時(shí)，還原糖是否產(chǎn)生來(lái)確定酶是否發(fā)揮催化作用。由于要求驗(yàn)證兩種酶的專(zhuān)一性，故實(shí)驗(yàn)分為4組。另外，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及結(jié)論均是確定的，酶的催化作用需要適宜的溫度，低于最適溫度時(shí)，酶活性降低，產(chǎn)生的還原糖減少，磚紅色變淺。答案：(1)如表：溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙－＋－＋丙＋－－＋丁－＋＋－(2)②混勻，37℃恒溫水浴一段時(shí)間。③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，沸水水浴一段時(shí)間。④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀(4)酶的催化作用具有專(zhuān)一性(5)20℃低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少1．(2010上海生物)下圖表示細(xì)胞中某條生化反應(yīng)鏈，圖中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是(

)A．若E1催化的反應(yīng)被抑制，則A的消耗速度加快B．若E5催化的反應(yīng)被抑制，則B積累到較高水平C．若E3的催化速度比E4快，則D的產(chǎn)量比E多D．若E1的催化速度比E5快，則B的產(chǎn)量比A多解析：據(jù)題干信息，可以看出：若E1催化的反應(yīng)被抑制，則A轉(zhuǎn)化為B的速度將會(huì)減慢，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；雖E5催化的反應(yīng)被抑制，但由于B還能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為C，故B的積累并沒(méi)有達(dá)到較高水平，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤；若E3的催化速度比E4快，則C更多地轉(zhuǎn)化為D，D的產(chǎn)量比E多，故C選項(xiàng)正確；若E1催化速度比E5快，則A更多轉(zhuǎn)化為B，但又由于B還會(huì)轉(zhuǎn)化成C，故B的產(chǎn)量不一定比A多，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C2．下列有關(guān)酶的敘述中，正確的是(

)A．人體血液凝固是一系列酶促反應(yīng)過(guò)程，采集到的血液在體外0℃溫度條件下凝固最快B．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，這種藥片的主要功能是提供能量C．常溫常壓下，要使過(guò)氧化氫溶液迅速放出大量的氧氣，應(yīng)投入新鮮豬肝D．在測(cè)定唾液淀粉酶活性時(shí)，將溶液pH由3上升到6的過(guò)程中，該酶的活性將不斷上升解析：促進(jìn)血液凝固的酶的最適溫度是35℃左右；多酶片的主要功能是助消化；pH能影響酶的活性，在pH為3時(shí)，唾液淀粉酶已經(jīng)失活，因此，將溶液pH由3上升到6的過(guò)程中，該酶的活性將不會(huì)發(fā)生變化。答案：C3．生命活動(dòng)中，酶是不可缺少的生物催化劑，以下四種酶的作用對(duì)象分別是(

)①肽酶②解旋酶③纖維素酶④ATP水解酶A．堿基間氫鍵、肽鍵、細(xì)胞壁、磷酸基團(tuán)B．肽鍵、堿基間氫鍵、細(xì)胞壁、高能磷酸鍵C．肽鍵、堿基間氫鍵、原生質(zhì)體、還原劑氫D．R基、脫氧核苷酸、細(xì)胞膜、ATP解析：此題考查酶的專(zhuān)一性。ATP水解酶催化水解高能磷酸鍵。答案：B4．生態(tài)酶制劑是一種無(wú)毒、無(wú)殘留、無(wú)污染的微生物制劑，它能提高飼料營(yíng)養(yǎng)成分的利用率，使質(zhì)量差的飼料和優(yōu)質(zhì)飼料具有同樣的飼喂效果，從而提高了飼料行業(yè)和養(yǎng)殖行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。下列有關(guān)的敘述正確的是(

)A．組成生態(tài)酶或酶的基本單位都是氨基酸B．低溫、高溫、過(guò)酸、過(guò)堿都會(huì)使生態(tài)酶失活C．物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸、CO2的固定和還原都需要酶的參與D．酶催化效率高是因?yàn)槠浣档突罨艿淖饔酶@著解析：有的酶是RNA，所以酶的基本單位不都是氨基酸；低溫不會(huì)使酶失活；物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸需要的是載體，不是酶。答案：D5．通常情況下，正常動(dòng)物細(xì)胞中不具有的酶是(

)A．復(fù)制DNA所需的酶B．轉(zhuǎn)錄合成RNA所需的酶C．翻譯合成蛋白質(zhì)所需的酶D．逆轉(zhuǎn)錄合成DNA所需的酶解析：逆轉(zhuǎn)錄酶是某些病毒所特有的，正常動(dòng)物細(xì)胞中沒(méi)有。答案：D6．下列圖表是有關(guān)某種酶的實(shí)驗(yàn)處理方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相關(guān)敘述正確的是(

)某酶試管Ⅰ2mL試管Ⅱ2mL試管Ⅲ2mLpH887溫度60℃40℃40℃反應(yīng)物2mL2mL2mLA.甲物質(zhì)可能抑制該酶的活性B．該酶比較適合在40℃的環(huán)境下起作用C．該酶在中性環(huán)境下的催化效率比堿性環(huán)境高D．該酶在作用35min后便失去活性解析：曲線圖中縱坐標(biāo)是反應(yīng)物含量，由曲線的變化可知甲物質(zhì)促進(jìn)了該酶的活性；60℃時(shí)該酶失活，因此對(duì)甲物質(zhì)沒(méi)有反應(yīng)；從曲線Ⅱ和Ⅲ的變化來(lái)看，該酶在40℃、pH＝8時(shí)