2025届高三生物一轮复习课件：酶与ATP

第5章　细胞中的能量供应和利用 第1节　降低化学反应活化能的酶 夯基础 一、酶的本质及作用 1、关于酶本质的探索 P81 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 毕希纳 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 脲酶是蛋白质 李比希 切赫、奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能 夯基础 一、酶的本质及作用 1、关于酶本质的探索 P81 2、酶的概念： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，极少数是RNA 3、归纳总结： 化学本质 合成原料 合成场所 作用场所 来源 生理功能 作用原理 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核（真核细胞） 细胞内、外或生物体外 一般来说，活细胞都能产生酶 具有生物催化作用 降低化学反应的活化能 夯基础 二、酶的作用机理分析 P79 1、比较H2O2在不同条件下的分解速率 步骤 试管编号 说明 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 剂量 二 剂量 结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ FeCl3 肝脏研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 加热可以促进H2O2分解，提高反应速率，Fe3+和过氧化氢酶都能加快H2O2分解，但过氧化氢酶的催化效率更高 反应条件 自变量 因变量 无关变量 对照组 实 验 组 对照实验 夯基础 二、酶的作用机理分析 P80 2、活化能： 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量 图中　　是指在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;图中　　是有催化剂的条件下,反应所需要的活化能,图中C的含义是　　　　　　 。 同无机催化剂相比,酶 的　　　作用更显著,因而催化效率更高。 A B 酶降低的活化能 酶降低活化能 夯基础 三、酶的特性 P83 酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。 1、酶具有高效性 夯基础 三、酶的特性 淀粉溶液 蔗糖溶液 实验步骤 一 二 三 实验现象 结论 分别加入淀粉酶2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，反应5min 2号试管中加入2mL 蔗糖溶液 加入斐林试剂 振荡 约60℃水浴2min 1号试管中加入2mL 淀粉溶液 无砖红色沉淀 砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 能不能用碘作为实验结果的观察指标？ 不能、碘不能检测蔗糖 夯基础 三、酶的特性 酶的催化效率一般是无机催化剂的107 ～1013倍。酶的高效性保证了细胞内化学反应的顺利进行。 1、酶具有高效性 每一种酶只能催化 化学反应。 细胞代谢能够有条不紊，互不干扰地进行，与酶的 是分不开的。 2、酶具有专一 性 一种或一类 4000 专一性 目前发现的酶有 多种,它们分别催化不同的化学反应。 例、酶与底物的结合就好像“钥匙”插入“锁眼”的过程，“锁眼”的形状发生变化是两者紧密结合的基础。其中“锁”一般指（ ） A．底物 B．酶 C．酶-底物复合物 D．产物 B P86 能力提升 三、探究 影响酶活性的条件 1、探究温度对酶活性的影响 （1）、选择淀粉酶还是H2O2酶作为实验材料？ 三组，高温，低温和常温！ （2）、我要设计几组实验？选择几个温度？ 淀粉酶。因为 H2O2受温度影响也会分解 （3）、观察指标怎么确定，选择什么样的鉴定试剂？ 碘液，看是否变蓝 能力提升 三、探究 影响酶活性的条件 1、探究温度对酶活性的影响 序号 项 目 试管 1 2 3 1 α－淀粉溶液 1ml 2ml 1ml 2 淀粉酶 1ml 1ml 1ml 3 温度 60℃ 沸水 冰水 4 碘液 1－2滴 1－2滴 1－2滴 5 实验现象 以上设计有两点错误: 一是加入的可溶性淀粉溶液没有遵循等量原则; 二是试剂加入的顺序错误2、3步应互换。 实验设计是否合理？ 能力提升 三、探究 影响酶活性的条件 1、探究温度对酶活性的影响 1号试管 淀粉溶液 实验 步骤 一 二 三 四 实验现象 结论 2号试管 3号试管 加入淀粉酶2滴，振荡 试管各加入2mL淀粉溶液 蓝色 保持0℃冰水中约5min 加热至100℃， 约5min 加热至60℃， 约5min 各加入两滴碘液 振荡 无明显现象 只有在一定温度下酶的催化效率最好 蓝色 能否改用斐林试剂检测 不适宜选用过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料 能力提升 三、探究 影响酶活性的条件 2、探究PH对酶活性的影响 序 号 项 目 试管 1 2 1 α－淀粉酶溶液 1ml 1ml 2 PH NaOH 1ml Hcl 1ml 3 可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 4 温度 60℃ 60℃ 5 斐林试剂 2ml 2ml 6 实验现象 实验设计是否合理？ 以上设计缺少对照组。 能力提升 三、探究 影响酶活性的条件 2、探究PH对酶活性的影响 1号试管 过氧化氢溶液 实验步骤 一 二 三 四 实验现象 结论 2号试管 3号试管 加入过氧化氢酶2滴，振荡2—3min 试管各加入2mL过氧化氢溶液 无明显变化 pH＝7 pH=12 pH＝2 将带火星的卫生香分别放入试管中 只有在适合的pH下酶的催化效率最好 复燃 无明显变化 不能用斐林试剂作指示剂，不宜选择淀粉作为底物 夯基础 三、探究 影响酶活性的条件 动物体里的酶最适PH大多在6.5---8.0之间，（但胃蛋白酶为1.5，胰液中的酶为8---9）植物体里的酶最适PH大多在4.5-----6.5之间 PH对酶活性的影响 温度对酶活性的影响 动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；细菌和真菌体内酶最适温度差别较大。 概念辨析 三、探究 影响酶活性的条件 酶促反应速率：是用酶做催化剂分解底物的快慢程度，可以用酶促反应速率的大小来判断酶活性的大小. 酶活性：是在一定条件（温度、PH）下酶分解底物的能力高低 影响酶活性和酶促反应速率的因素分别是什么？ 两图说明什么？ 不同pH条件下,酶最适温度不变;不同温度下,酶最适pH也不变。即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 两图说明什么？ 影响酶促反应速率的因素除了能够影响酶活性的因素外，还有底物浓度和酶浓度 高考衔接 三、探究 影响酶活性的条件 为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能,研究性学习小组进行了相关实验,结果如图.由图中实验结果能直接得出的结论是( ) A、碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强 B、不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力 C、碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同 D、加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力 C 高考衔接 三、探究 影响酶活性的条件 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（40℃）C、（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），回答下列问题 （1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 组 （2）在时间t1之前，如果A组提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会 。 （3）如果在时间t2时，像C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原因是 。 （4）生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 。 B 加快 不变 练习 3.某科研小组进行了温度对蔗糖酶活性影响的实验,实验结果如图中甲所示(t2为最适温度),图乙表示某温度下蔗糖酶对蔗糖的催化过程,下列叙述正确的是 (　　) A.由图甲可判断,在反应温度由t3下降到t2的过程中,酶活性将上升 B.由图乙可判断,蔗糖酶催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖的效率较高 C.若外界环境温度由t1变为t3,人体内蔗糖酶的活性基本不变 D.图乙中,提高温度不影响单位时间内葡萄糖和果糖的产量 C 练习 P039 4. 某科研小组将新鲜的萝卜磨碎、过滤制得提取液,以等体积等浓度的H2O2作为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,得到如图所示的实验结果。下列说法错误的是(　　) A.若将图甲中的萝卜提取液换成等量的新鲜肝脏研磨液,则O2产生总量明显增多 B.已知实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2的剩余量,则引起A、B曲线出现差异的原因最可能是酶的含量不同 C.过氧化氢酶制剂的保存,一般应选择低温、pH为7的条件 D.由实验一可以看出,与加Fe3+相比,单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多,其原因是酶降低反应的活化能更显著 A 练习 关于酶的实验,下列叙述合理的是 (　　) A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 C.利用糨糊、新鲜的小麦淀粉酶滤液、清水和碘液,就可验证酶是具有高效性的 D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH为1.5左右的等梯度缓冲液验证pH对酶活性的影响 D 科学思维 对比分析酶与动物激素的“一同三不同” 相同 都具有微量、高效的特点，也具有一定特异性 不同 产生部位 几乎所有活细胞都产生酶；而只有内分泌细胞才能产生激素 化学本质 酶绝大多数是蛋白质，少数为RNA；激素的化学本质则为蛋白质、脂质、氨基酸衍生物等 作用机制 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质不变；激素作为信号分子在发挥完作用后被灭活 第5章　细胞的能量供应和利用 第2节　细胞的能量“通货”--ATP 夯基础 一、ATP的化学组成和结构特点 A–P～P～P A： 腺苷 P： 磷酸基团 ～： 高能磷酸键 2.简式： =腺嘌呤+核糖 （3个） （2个） 1.中文名称： 三磷酸腺苷 —： 普通磷酸键 （1个） 资料：ATP在水解时释放的能量是30．54kJ／mol（千焦每摩尔） ATP的水解释放的能量是一般磷酸键水解时释放能量的两倍以上。 3.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物;化学性质不稳定，远离腺苷的高能磷酸键容易水解，释放出大量能量，也容易重新形成，储存能量。 夯基础 一、ATP的化学组成和结构特点 4、请说出下图中圈出部分的名称 夯基础 二、ATP与ADP之间的相互转化 ATP合成酶 ADP + Pi ATP 能量 + 1、ATP的合成 （1）场所： 细胞质基质、线粒体、叶绿体 （2）能量来源： 光反应（光能）、细胞呼吸（有机物中化学能） 请写出：叶肉细胞、根细胞、大肠杆菌、肌肉细胞产生ATP的场所 （3）反应类型： ATP的合成一般与细胞内的放能反应相联系 夯基础 二、ATP与ADP之间的相互转化 2、ATP的水解 ATP水解酶 ATP ADP+ Pi+能量 （1）场所： （2）能量来源： （3）反应类型： 多种场所 远离A（腺苷）的那个高能磷酸键 细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的 ATP的水解一般与细胞内的吸能反应相联系 夯基础 ATP的利用 用于主动运输 （渗透能） 用于各种运动，如肌细胞收缩（机械能） 用于生物放电（电能） 葡萄糖+果糖→蔗糖 酶 用于细胞内各种吸能反应（化学能） 用于生物发光（光能） 用于大脑思考（电能） 二、ATP与ADP之间的相互转化 ATP是细胞的能量“通货”，细胞内还有与ATP结构类似的GTP、CTP和UTP等高能磷酸化合物，但ATP用途较为广泛。下列有关叙述中错误的是（ ） A: ATP分子能在细胞膜上某些蛋白质的催化下水解 B: CTP中高能磷酸键全部水解后的产物能作为合成DNA分子的原料 C: GTP的合成常伴随放能反应，而吸能反应不一定伴随GTP的水解 D: UTP是三磷酸尿苷的英文名称缩写，其分子中含有2个高能磷酸键 B 能力提升 二、ATP与ADP之间的相互转化 3、ATP的合成与水解的反应是否可逆？ 合成酶 水解酶 (1)、反应条件： (2)、能量： (3)、场所： 结论： ATP与ADP相互转变的反应是不可逆的。 酶的种类不同。 能量含义不同。 ATP ADP+Pi+能量 合成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。 分解场所是细胞膜、叶绿体基质、细胞核等。 可逆反应的特点：正逆反应都在同一条件下进行． 海南高考 下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是 ( ) A. 含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一 B. 加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加 C. 无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成 D. 光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成 高考链接 二、ATP与ADP之间的相互转化 D 练习 二、ATP与ADP之间的相互转化 萤火虫尾部发光器能发光的机理如下图所示。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质，用来快速检测食品表面的微生物，下列说法正确的是（ ）。 A． ATP是细胞中的能量货币，细胞中储存大量ATP为生命活动供能 B． 微生物残留量越多，产生的ATP越多，所发荧光强度越强 C． ATP快速荧光检测仪只能检测残留的需氧型微生物 D． ATP快速荧光检测仪直接检测葡萄糖溶液也可发荧光 B 科学思维 思考后回答下列问题 资料：肌肉收缩的直接能源物质是ATP，在人体安静状态时，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1～2s所需的能量；一个人在剧烈运动状态下，每分钟约有0.5kg的ATP分解释放能量，供运动所需。一个成年人在安静的状态下，24h内竟有40kg的ATP被水解。 阅读上述资料可获得什么信息？ 生物体内ATP含量很少 ATP与ADP之间的相互转化速度很快 科学思维 思考后回答下列问题 资料：除ATP外，在动物和人体细胞中，同时还存在另一种高能磷酸化合物---磷酸肌酸，它的储存量比ATP多。但不能作为生命活动的直接能源，只是能量的一种储存形式。当能量大量消耗而使细胞中ATP含量过分减少时，磷酸肌酸就释放所储存的能量，供ADP合成ATP,这是动物和人体内形成ATP的途径之一。当肌细胞中的ATP含量过高时，肌细胞中的ATP将其高能磷酸键中的能量转移给肌酸，生成磷酸肌酸，从而使细胞中ATP的含量维持相对稳定的水平。所以磷酸肌酸在能量的释放、转移和利用之间起着缓冲作用。你能写出磷酸肌酸与ATP之间的转化式吗？ 磷酸肌酸+ADP ATP+肌酸 酶1 酶2 $$