内容正文:
专题三
细胞的代谢
高考考点:1.酶在代谢中的作用。2.ATP在能量代谢中的作用。3.光合作用的基本过程。4.影响光合作用速率的环境因素。5.细胞呼吸。6.光合作用和呼吸作用在生产、生活中的应用。
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教材深挖·教考衔接
1.加热能促进过氧化氢分解,是因为加热使过氧化氢分子得到了能量,从常态转变为活跃状态。Fe3+和过氧化氢酶通过降低过氧化氢分解反应的活化能而促进过氧化氢分解。(必修1 P78“正文信息”)
2.酸既能催化蛋白质水解,也能催化脂肪水解,还能催化淀粉水解。(必修1 P81 “正文信息”)
3.酶活性是指酶催化特定化学反应的能力,其可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。(必修1 P82“探究·实践”)
4.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,在其作用下ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,该过程伴随着能量的转移,这一过程就是载体蛋白的磷酸化。(必修1 P88“图5-7”)
5.萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶,荧光素接受ATP提供的能量后被激活。在荧光素酶的催化作用下,荧光素与氧发生化学反应,形成氧化荧光素并且发出荧光。(必修1 P89“小字内容”)
6.有氧呼吸过程中物质和能量的变化。(必修1 P93“图5-9”拓展)
(1)各反应物参与的阶段:葡萄糖参与第一个阶段,H2O参与第二个阶段,O2参与第三个阶段。
(2)各生成物产生阶段:[H]在第一个阶段和第二个阶段产生,CO2在第二个阶段产生,H2O在第三个阶段产生。
(3)能量变化的特点:三个阶段都产生能量,但大量的能量在第三个阶段产生。
7.C3是指三碳化合物——3⁃磷酸甘油酸,C5是指五碳化合物——核酮糖⁃1,5⁃二磷酸(RuBP)。光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。(必修1 P104“相关信息”)
微专题1 酶与ATP
1.酶的“一来源、一作用、二本质和三特性”
2.酶的特性及相关探究实验
酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂,“不宜”选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液,“不宜”选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究pH对酶活性影响时,“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触,“不宜”在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。
(4)在探究酶的适宜温度的实验中,“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温、常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。
3.与酶有关的三类曲线
(1)酶的作用机理。
①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能的是ac段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是bc段。
③酶降低的活化能是ab段。
(2)酶的特性曲线。
①图1中不同曲线的比较。
a.加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较:酶具有高效性。
b.加酶的曲线和不加酶的曲线比较:酶具有催化作用。
②图2中两曲线比较:酶具有专一性。
(3)酶的影响因素曲线。
①温度和pH。
图甲和图乙显示:高温、过酸、过碱都会使酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。从图丙和图丁可以看出:反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。
②底物浓度和酶浓度。
图甲中OP段的限制因素是底物浓度,而P点之后的限制因素有酶浓度和酶活性;图乙对反应底物的要求是底物足量。
(1)反应速率与化学平衡。
酶只是降低了化学反应的活化能,所能催化的是本来就能发生的反应,提高了反应速率,缩短了达到平衡点的时间,而平衡点的大小只能由底物的量来决定。
(2)酶促反应速率与酶活性。
温度和pH主要是通过影响酶的空间结构改变酶的活性,进而影响酶促反应。
4.以ATP为核心,构建能量转化模型
(1)ATP产生量与O2供给量间的关系。
(2)除光能、有机物中的化学能之外,硝化细菌等能进行化能合成作用的细菌能利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。
【典例】 (经典高考题·节选)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。
则在时间t1之前,如果A组温度提高10 ℃,那么A组酶催化反应的速度会 。若在时间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