专题05 细胞的能量供应和利用（知识梳理）-【学考复习】2024年高中生物学业水平考试必备考点归纳与测试

专题05 细胞的能量供应和利用 考点01 降低化学反应活化能的酶 考点02 细胞的能量“货币”ATP 考点03 细胞呼吸的原理和应用 考点04 光合作用与能量转化 考点01 降低化学反应活化能的酶 1、 酶的作用和本质 1. 概念：酶是活细胞产生的，具有催化作用的蛋白质或RNA。 【探究实践】比较过氧化氢在不同条件下的分解 1 2 3 4 3 4 实验讨论： ①1.2号管现象与1号管不同，说明了什么？ 【答案】加热能促进H2O2的分解,提高反应速率； ②2.3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？ 【答案】FeCl3中的Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 ③3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快,这说明什么？ 【答案】过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。 ④2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多,为什么？ 【答案】一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。 【实验结论】 （1）水浴加热、FeCl3、过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 （2）与无机催化剂FeCl3相比，过氧化氢酶的催化效率要高得多。 （3）过氧化氢酶在细胞外（或体外）也能发挥作用。 2.酶的作用机理是降低反应的活化能。 3.酶的本质 （1）本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。 （2）合成原料：氨基酸、核酸核苷酸。 （3）合成场所：核糖体、细胞核等。 （4）来源：大多数活细胞。 （5）功能：具有催化作用。 二、酶的特性 1. 酶具有高效性 （1）含义：与无机催化剂相比，酶的催化效率是无机催化剂的107～103倍。 （2）图解： （3）分析： ①酶比无机催化剂的催化效率更高； ②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。 ③酶不能改变最终生成物的量。 2. 酶具有专一性 （1）含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （2）图解： 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。而加入酶A的反应速率明显较快，说明酶A可催化该反应，即酶具有专一性。 （3）图解酶的专一性 如图表示酶促反应的过程,图中A表示酶,B表示被催化的反应物,C、D表示生成物,酶在反应前后的性质和数量均不发生变化。 3.酶的作用条件较温和 （1）含义：酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。 （2）图解： ①在最适温度和pH条件下，酶的活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会降低。 ②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 三、影响酶促反应速率的因素 1.酶促反应速率:在酶的催化作用下化学反应进行的速率称为酶促反应速率,一般用单位时间内底物的减少量或产物的增加量来表示。 2.酶活性:可用在一定条件下酶催化某一化学反应的速率表示。 3.影响酶促反应速率的因素可分为影响酶活性的因素和不影响酶活性的因素,前者通过影响酶的空间结构影响酶活性,包括温度、pH、抑制剂、激活剂、重金属等;后者包括底物浓度、酶浓度。 4.影响酶促反应的因素曲线分析 (1)温度和pH对酶促反应的影响 ①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。 ②过酸、过碱、高温会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活;低温只是会影响酶促反应速率,但不会破坏酶的空间结构,在适宜升高温度的情况下,酶促反应速率会逐步提高。 ③在0 ℃左右时,酶促反应速率很低,但酶的空间结构稳定,因此酶制剂适宜在低温保存。 ④从丙图可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。 (2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 a.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加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶量的限制,酶促反应速率不再增加。 b.乙图:在其他条件适宜、底物充足的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。 四、与酶有关的实验探究 1.鉴定酶的本质的实验原理和方法 (1)酶的化学本质:绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。 (2)鉴定的原理与方法与鉴定蛋白质和RNA的一致 2.验证酶的作用及特性的实验设计与分析 实验目的 实验组 对照组 实验组衡量标准 自变量 验证酶具有催化作用 底物+相应酶液 底物+等量蒸馏水等 底物是否被分解或底物分解速率 酶溶液的有无 验证酶的专一性 底物+相应酶液 另一底物+等量同种酶液 底物是否被分解 不同底物 底物+相应酶液 相同底物+等量另一种酶液 不同酶溶液 验证酶具有高效性 底物+相应酶液 底物+