2026届高三生物一轮复习课件8 酶和ATP

必修Ⅰ第五章 细胞的能量供应和应用 （细胞代谢） 活细胞中的化学反应的统称 细胞代谢(书p76): 判断：ATP是细胞的能量通货，保障了细胞代谢能比较温和的条件下快速、有条不紊地进行！ 酶 原因？ 高效性 专一性 作用条件温和 酶： 活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质 作用 本质 少部分是RNA 1 19世界许多科学家认为 发酵是个______过程，与________无关。 巴斯德认为 李比希认为 毕希纳认为 萨姆纳证明 后来，许多科学证明了酶是： 20世纪80年代初切赫和奥特曼发现 纯化学 生命活动 发酵与活细胞有关 引起发酵的是细胞中某些物质， 细胞裂解释放出来发挥作用 酵母菌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 脲酶是蛋白质 酶是蛋白质 少数酶是RNA 练.下列叙述错误的是（　　） A．毕希纳研磨酵母得到的提取液可以酿酒证明酶在细胞外也可以发挥作用 B．萨姆纳通过丙酮提取刀豆中的脲酶随后证明了酶的本质是蛋白质 C．罗伯特森提出的“暗-亮-暗”三明治模型不能解释细胞膜的流动性 D．蝾螈的受精卵横缢实验和变形虫的切割实验证明细胞核是生物的代谢中心 酶本质的探索(书p79，划重点) D 考点1　酶的作用、本质和特性 练《大本》p50右下：澄清概念 1．酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行。　　　　(　　) 2．酶在催化反应完成后立即被分解。　　　　　　　　　　　　(　　) 3．酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用。　　　　　　(　　) 4．胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成。　　　　　　　　　(　　) 5．酶的活性受温度的影响，温度过高或过低都会使酶失活，温度不同， 酶的活性也不同。　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　) 6．酶制剂适宜在最适温度和最适pH条件下保存。　　　　　　(　　) √ 7.某种酶经蛋白酶处理后活性不变，推断其组成成分中很可能含核糖。 8.细胞中部分酶可以来源于食物。 9.产生激素的细胞均能产生酶，产生酶的细胞不一定产生激素。 √ √ 水解不消耗ATP； 合成蛋白质等大分子会消ATP。 低温 考点1　酶的作用、本质和特性 1、酶的概念 (p81-大本P50) ——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 降低化学反应的活化能 看《大本》p50 ：左上4 作用机理： RNA 核糖核苷酸 核糖体 活细胞 催化 蛋白质 活化能：指分子从 所需的能量 常态→活跃状态 无机催化剂催化 该反应中，酶所降低的活化能为： 酶催化时，反应所需活化能为： 无催化剂时，该反应所需活化能为： a-c a-b 在此图中添加有无机催化剂作用的曲线 1）1与3 比较，体现了酶具有________? 2）2与3比较， 体现了酶具有_______？ 催化作用 高效性 1 2 3 b-c 2、酶的催化作用机理(p78-大本P49) 降低化学反应的活化能 降低化学反应的活化能比无机催化剂更显著 专一性： 作用条件较温和 3、酶的特性(P81-大本P50) 高效性(P78)： (原因： ) 与 相比，催化效率更高。 无机催化剂 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著 每一种酶只能催化 化学反应。 一种或一类 思考：能使脂肪、脂肪酶水解的酶分别是 ？ 脂肪酶、蛋白酶 思考：该模型可说明酶具有哪种特性？ 易受pH、温度等外界条件影响 专一性 6 图5 （2022江门一模）9．多酶片可用于治疗消化不良，图5为多酶片的结构示意图。将多酶片设计为多层结构所依据的原理主要是 A．酶具有专一性 B．酶具有高效性 C．酶的作用条件较温和 D．酶能降低反应活化能 C 酶需要在适宜的温度、pH等条件下才能发挥作用 需要具有抗酸性吗？ 不需要 练《大本》p51考向1 ：1、2 考向1　酶的作用、本质和特性 1．(链接人教版必修1 P81－84正文、图示)下列有关酶的现象及其特性的对应关系，错误的是(　　) A．8 000多种酶分别催化不同的化学反应，体现酶具有多样性 B．脲酶催化效率是无机催化剂的107～1013倍，体现酶具有高效性 C．脲酶除了催化尿素分解，对其他反应不起作用，体现酶的专一性 D．脲酶最适pH为8.0，体现酶的作用条件较温和 A 专一性 p51：2．10-23酶可以和靶标RNA结合并对其进行切割，10-23酶包含一个由15个核苷酸构成的催化结构域，该结构域的两侧为底物结合臂(如图所示)。下列说法正确的是(　　) A．该酶被水解后可生成4种核糖核苷酸 B．该酶降低了RNA中氢键断裂所需的活化能 C．图示模型体现了酶催化的高效性 D．若改变结合臂的碱基序列，则该类酶可结合 不同的底物 D 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 与无机催化剂比 作用条件温和） （高效性、专一性、 （酶的活性易受外界条件的影响） 温度 pH 温度过高、过酸、过碱，会破坏酶的空间结构，使酶永久失活。P84 最适 最适 3、酶的特性 在最适温度（pH）时酶活性最高； 温度（pH）升高或降低，酶活性都下降。 以下哪条曲线能代表温度对酶活性的影响？ 当酶失活时，其中的肽键会被破坏而失活吗？ 不会，只是破坏空间结构 1.在测定植物α-淀粉酶活性时，将温度由0℃上升到50℃的过程中，酶活性将 ，将温度由100℃下降到50℃的过程中，酶活性将 。 2.测定唾液淀粉酶的活性时，将pH由 6下降到1.5的过程中，该酶活性将__ _，将pH由1.5上升到6的过程中，该酶活性将_ _。 逐渐增强 不变 逐渐下降 不变 3.测定胃蛋白酶的活性时，将pH由1.5上升到6的过程中，该酶活性将_ _。 逐渐下降 温度过高，酶已失活 （掌握：书P84相关信息+p82实验第3段） 胃蛋白酶 pH1.5、 植物а-淀粉酶 约60℃ 胰蛋白酶 pH 8 唾液淀粉酶 pH 6.8 过酸，酶失活 11 都可以催化淀粉水解，真菌、植物淀粉酶的最适温度是60度，动物淀粉酶的最适温度是37度。 （2）研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。 ①实验思路： 。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②预期实验结果及结论： 。　　　　　　　　　　　 （1）高温、过酸、过碱对酶活性的影响与的 作用相同？ 非竞争性抑制剂： 改变酶的结构，使酶不能与底物结合 非竞争性抑制剂 模型A、B分别是何种酶抑制剂？ 通过增加底物浓度的方法可以缓解 对酶的抑制作用？ 竞争性抑制剂 大本p51：2、酶抑制剂 竞争性抑制剂： 与底物竞争酶的结合位点 在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸， 同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化。 若酶促反应速率在一定范围内随底物浓度升高而加快，则说明属于模型A；若酶促反应速率不发生变化，则说明属于模型B 4、影响酶促反应的因素 （酶量有限的条件下） OA段、AB段的限制因素？ 酶的浓度、酶的活性 OA段：底物浓度 酶促反应速率用 表示 单位时间反应物减少量或产物增加量 影响 酶促反应速率 酶浓度、底物浓度 酶活性、 看《大本》p50右：深化拓展 温度、pH、酶抑制剂（激活剂）等外界因素→酶活性→酶促反应速率 （影响酶的空间结构） （影响底物分子与酶分子接触的概率） 还有其他影响因素吗？ 练．(2023·深圳中学检测)为验证影响酶活性的因素，实验小组取若干支试管，加入等量的过氧化氢溶液和过氧化氢酶溶液，在最适温度条件下测得O2释放量的变化如图中实线所示。重复实验时，在A、B、C、D四点，改变反应条件测得O2释放量的变化如图中虚线所示。不考虑过氧化氢自身分解的情况。下列相关分析错误的是(　　) A．A点时，可能是加入了重金属 B．B点时，可能是加入了过氧化氢酶 C．C点时，可能是适当地降低了温度 D．D点时，可能是加入了过氧化氢酶 D 重金属使酶完全失活，反应无法进行 酶等催化剂只改变反应速率，不改变化学反应平衡点 (即：生成物总量不变) 只有反应物量增加， 产物量增加 考点2（探究.实践） 探究酶的专一性和影响酶活性 的条件 实验一：比较过氧化氢在不同条件下的分解(p77) 1.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加肝脏研磨液 1、说出该实验的各种变量（自变量、因变量、无关变量）； 2、实验通过检测 来反应H2O2的分解速率； 3、实验的对照组是 ，这样的对照组叫做 对照。 4、与组1相比，组2中H2O2的分解速率 ，原因是 ； 5、欲探究酶的高效性，应选组 进行对比 ，这样的对照叫做 对照。 单位时间产生的气泡量 1 空白 加快 加热能提供为H2O2的分解提供能量 3、4 相互 还有其他对照类型吗？ 自身对照 温度属于？ 排除无关变量对实验结果的影响，证明实验结果是由自变量引起 16 实验二：验证酶具有专一性。 可选择材料试剂包括： 淀粉溶液、蔗糖溶液、麦芽糖溶液、 淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液，麦芽糖酶溶液 碘液，斐林试剂 其余实验用具均满足。 你能设计几种方案？ 一种酶 底物1 底物2 一种底物 酶1 酶2 检测试剂 检测试剂 大本p53右上：实验设计的科学性原则（选材、试剂等均要科学） 1．(链接人教版必修1 P81探究·实践)某小组进行下列探究活动，实验方案如下表所示。 组别 甲 乙 丙 丁 1%淀粉溶液3 mL ＋ － ＋ － 2%蔗糖溶液3 mL － ＋ － ＋ 唾液淀粉酶溶液1 mL － － ＋ ＋ 蒸馏水1 mL ＋ ＋ － － 37 ℃水浴10 min，分别加入检测试剂2 mL，摇匀，热水浴2 min，观察并记录颜色变化 注：①“＋”表示加入，“－”表示不加入；②检测试剂为斐林试剂。 下列关于该实验的分析，正确的是(　　) A．37 ℃水浴10 min，目的是让酶促反应充分进行 B．甲、乙两组是对照组，可证明酶的催化具有高效性 C．本实验无须调节pH，因为pH不是本实验的无关变量 D．本实验可选用碘液作为检测试剂，则无须热水浴2 min这一操作 A 甲、丙：催化作用 丙、丁：专一性 相同且适宜 碘液无法检测蔗糖是否被分解 实验三：探究温度/pH对酶活性的影响（书p82-83实验） 自变量 实验材料 因变量的检测 温度 pH值 淀粉、淀粉酶 H2O2、 H2O2酶 碘液 单位时间内气泡的产量 思考： 1、如何设置自变量？ 2、如何保证反应在预设的温度（pH）中进行？ 设置一系列等距温度(pH)梯度 不用斐林试剂 （1）实验材料及试剂： 单位时间淀粉剩余量 淀粉、淀粉酶、H2O2、 H2O2酶、斐林试剂、碘液 先分开预保温（预设pH），再将底物与酶混合 加热会促进H2O2分解影响实验结果的判断 （2）实验过程： 淀粉　　　　　淀粉酶 ↓　　　　　　　↓ 在所控制温度下 分开保温一段时间 ↓ （控制温度下的） 淀粉与酶混合 ↓ 在所控制温度下 混合保温一段时间 ↓ 滴加碘液检测 作用？ 作用？ 作用：使酶和底物均达到预设温度 作用：使酶和底物充分反应 ① ② 淀粉倒到淀粉酶中 20 H2O2酶溶液　　　　 ↓ 调节pH（加入等量不同pH的缓冲溶液） ↓ 再加入H2O2溶液 ↓ 在所控制pH下混合反应一段时间 ↓ 检测 步骤二、三顺序能否对调？ 不能，酶与底物先接触， 在调节pH前，反应已发生。影响实验结果的判断 2．(链接人教版必修1 P82探究·实践)实验材料的选择与实验目的相匹配是实验成功的关键。下列关于酶实验的选材与实验目的不相匹配的是 A．利用淀粉酶、蔗糖酶、淀粉和斐林试剂验证酶的专一性 B．利用荧光素酶、荧光素、ATP、重金属离子探究重金属对酶活性的影响 C．利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液和氯化铁溶液验证酶的高效性 D．利用淀粉酶、淀粉、不同pH的缓冲液探究pH对酶活性的影响 D 淀粉在酸性条件也会分解，影响实验结果的判断 课本P89 p52:4科研人员从某种微生物细胞中分离得到了一种酶Q，为了探究该酶的最适温度，进行了相关实验，实验结果如图甲所示；图乙为酶Q在60 ℃下催化一定量的底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列分析不正确的是 A．由图甲可知，该种微生物适合在较高温度的环境中生存 B．增加图甲各温度的实验组数，可使得到的最适温度范围更精准 C．图乙实验中若升高温度，酶Q的活性不一定升高 D．图乙中，在t2时增加底物的量，酶Q的活性不变 B 增加温度范围（直至出现最值） 在最值左右两个温度间减少温度梯度 A．在适宜条件下，与淀粉酶相比，盐酸催化作用更显著 B．pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活 C．pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性 D．根据实验结果可推测淀粉酶的最适pH为7 C 【例】 确定最适pH的实验思路？ 在pH5-9之间设计一系列pH梯度更小的分组实验，其余实验步骤同上 （原实验），比较各组淀粉剩余量，淀粉剩余量最少的组所对应的pH就 是该酶最适pH。 （2016全国卷I）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是 A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量 B. 加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量 C. 加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量 D. 加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量 C 【例】 目的？ 腺苷三磷酸 1、ATP的中文名称： 3、ATP的结构简式： （高能磷酸化合物） A－p～p～p 特殊的化学键 2、元素： C、H、O、N、P 图中虚线圆圈、方框、□ 、 分别代表？ 考点3 细胞的能量“货币”ATP 腺嘌呤 腺苷 腺嘌呤 核糖 1腺苷=1核糖+1腺嘌呤 腺嘌呤核糖核苷酸（RNA基本单位之一） 腺苷 一、ATP的结构 26 大本p54：右 1．(人教版必修1 P86相关信息)写出图中的“A”的含义。 ①____________________；②________________； ③________________________； ④________________。 　 腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸　 腺嘌呤核糖核苷酸 C 腺苷三磷酸 胞苷三磷酸 G U 脱氧腺苷三磷酸 鸟苷三磷酸 尿苷三磷酸 NTP dNTP ATP的结构 （选自16年全国一卷） 有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα~ Pβ~ Pγ或dA-Pα~ Pβ~ Pγ）。 回答下列问题； （1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________（填“α”“β”或γ”）位上。 （2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的__________（填“α”“β”或γ”）位上。 γ α p56:3．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。下图1为ATP的结构式、下图2为NTP和dNTP的结构式。下列叙述正确的是(　　) A．①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位 B．④中含有两个特殊的化学键，两个特殊的化学键都断裂会生成ADP和Pi C．若图2中2′连接的X表示H，则该结构代表物质NTP D．dATP的末端磷酸基团转移，可为某些吸能反应供能 D 核糖 RNA H 脱氧核糖 dNTP NTP、dNTP都能为生命活动直接提供能量吗？ 它们的化学性质不稳定，末端的磷酸具有较强的转移势能。 二、ATP与ADP相互转化 思考： ATP和ADP间的相互转化是否属于可逆反应？ 物质可逆，能量不可逆；酶的种类、场所均不相同。 细胞中绝大多数的需能的生命活动直接由ATP提供能量，但细胞中的ATP含量很少，细胞是如何解决这一矛盾？ ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。 → 　A－P～P + Pi + 能量 酶 　（ADP） 酶 ← A－P～P～P　 （ATP） 【例】下图为ATP与ADP相互转化示意图，判断以下说法是否正确。 A．过程①需要ATP合酶的参与 B．过程①②都可发生在线粒体和叶绿体中 C．过程①所需能量均来自有机物的氧化分解 D．过程②释放的能量可直接用于 E．细胞中的吸能反应一般与过程②相联系 1.呼吸作用 2.光能 细胞中的放能反应与 相联系,吸能反应与 相联系。 ATP合成 ATP水解 ATP水解酶 √ √ √ 放能反应 有机物合成（小→大）暗反应、 主动运输、 胞吞胞吐、 肌肉收缩等生命活动 吸能反应 场所：细胞质基质、 线粒体、叶绿体 场所：所有需要消耗能量的部位 ATP合酶 人体红细胞吸收葡萄糖 练《大本》p55：澄清概念+ p56：2 1．AMP可为人体细胞RNA的合成提供原料。(　　) 2．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞合成的ATP远多于水解的ATP。(　　) 3．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。(　　) 4．细胞内的放能反应就是指ATP水解释放能量。(　　) 5．无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。(　　) 6．线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。 (　　) √ 练《大本》p56：2 C 课本p88变式应用：骨骼肌细胞处于静息状态时，钙泵可维持细胞质基质的低Ca2+浓度。骨骼肌细胞中Ca2+主要运输方式如图所示。回答以下问题： （1）图中Ca2+通过 （方式）进入内质网，图中钙泵除了运输Ca2+外，还具有 功能。 （2）图中钙泵的工作过程为：Ca2+与钙泵结合，会激活钙泵ATP水解酶的活性， ATP水解产生的 会与钙泵结合，使其发生 （磷酸化/去磷酸化）， 空间结构发生改变，使Ca2+运输至膜的另一侧。 主动运输 催化ATP水解 磷酸基团 磷酸化 （3）蛋白质的磷酸化属于吸能反应还是放能反应？磷酸化状态会一直持续吗？ 去磷酸化 1. 2. （磷酸化） 3. 判：运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合 【例】ATP注射液是一种用于心功能不全、脑出血后遗症等疾病的辅助治疗药物，是作为细胞间传递信息的信号分子而起作用，并不是为细胞提供能量。 (1)神经细胞中的ATP主要来自__________(生理过程)。 细胞呼吸 （2)由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是______。 腺苷 （3）一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，最终引起了受体细胞的膜电位变化。据图推测：在此过程中，ATP可能作为 参与信号的传递，依据是 。 突触后膜上具有ATP的受体 信号分子 评《大本》P57：2．(2024·广东卷)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响 B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 B 《小本》P411：7．(2024·深圳罗湖区期末)下图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下、pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若改变该酶促反应的某一初始条件，以下分析或判断正确的是(　　 ) A．若pH＝a，则e点向下移动，d点向左移动 B．若pH＝c，过氧化氢酶中的肽键将被破坏而失活 C．若H2O2量增加，则e点不移动，d点向左移动 D．若反应温度降低，则e点不移动，d点向右移动 D 不动 右移 酶等催化剂只改变反应速率，不改变化学反应平衡点 (即：生成物总量不变) 能否用碘液检测淀粉剩余量？ 大本p53右上：实验设计的科学性原则（选材、试剂等均要科学） 练《大本》p53：右下1 实验二：验证酶具有专一性（书p81) 可选择材料试剂包括：淀粉溶液、麦芽糖溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液，麦芽糖酶溶液，碘液，斐林试剂。其余实验用具均满足，并作出以下限定，请你选择剩下的反应试剂和检测试剂。 淀粉酶+淀粉 淀粉酶+蔗糖 斐林试剂检测是否产生了还原糖 淀粉酶+淀粉 麦芽糖酶（蔗糖酶）+淀粉 碘液检测淀粉剩余量 1.淀粉酶+两种底物 2.两种酶+淀粉 能否用斐林试剂检测是否产生了还原糖？ 练《大本》p53：右下1 实验二：验证酶具有专一性。 可选择材料试剂包括： 淀粉溶液、蔗糖溶液、麦芽糖溶液、 淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液，麦芽糖酶溶液 碘液，斐林试剂 其余实验用具均满足。 淀粉酶+淀粉 淀粉酶+蔗糖 斐林试剂检测是否产生了还原糖 淀粉酶+淀粉 麦芽糖酶（蔗糖酶）+淀粉 你能设计几种方案？ 或碘液检测淀粉剩余量 斐林试剂检测是否产生了还原糖 ——科学性原则（选材、试剂、实验条件、操作步骤等均要科学） 【检测试剂的要求】确保发生与未发生反应，会产生不同的结果 $