2027届高考生物人教版一轮复习课件 第三单元 酶与ATP

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的能量供应和利用”单元，覆盖酶的本质与作用、特性、影响酶促反应速率的因素及ATP的结构、转化与利用等高考核心考点，依据高考评价体系梳理考点权重，通过表格对比（如酶的本质分类）、实验变量分析（如过氧化氢分解实验）归纳实验设计、曲线分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“考点深挖+科学探究+真题实战”，以“酶的专一性实验”为例，运用科学思维解析变量控制与对照原则，通过ATP与ADP转化曲线培养探究实践能力，含易错点分析（如低温与高温对酶活性影响差异）及答题模板（实验步骤设计“四步法”），助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准定位复习重点，提升备考效率。

第三单元 细胞的能量供应和利用 2027高考一轮复习 第1课时 酶与ATP 第三单元 细胞的能量供应和利用 A B 目录 Contents 一 酶的本质、作用 三 影响酶促反应速率的因素 二 酶的特性 第1课时 酶与ATP 四 五 ATP的结构和功能 ATP与ADP的相互转化 六 一 ATP的利用 酶的本质、作用 考点1 考点梳理 考点1 酶的本质、作用 1、细胞代谢 （1）概 念： （2）主要场所： （3）控制中心： （4）条 件： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 细胞质基质 需要酶参与 主要是细胞核 十九世纪，酒变酸 1857年，生物学家巴斯德，发酵由于酵母细胞 为什么？ 化学家李比希，发酵由于酵母中的某些物质 争论 谁对？ 酶的本质？ 化学家毕希纳，提取液---酿酶 化学本质？ 萨姆纳，提取脲酶，成分为蛋白质 20世纪80年代，切赫和奥特曼，少数RNA有催化功能 酶－－具有催化功能的有机物 酶本质的探究历程 1 考点1 酶的本质、作用 一、酶的作用和本质 化学本质 绝大多数_______ 少数是_____ 合成原料 合成场所 来源 作用部位 生理功能 作用原理 蛋白质 RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核 降低化学反应的活化能 催化作用 活细胞（哺乳动物红细胞除外） 细胞内外、体外 酶的本质 2 考点1 酶的本质、作用 注意： ①酶只起催化作用，不起调节作用、也不提供能量。 一、酶的作用和本质 ①试剂鉴定法： 实验组：待测酶液 + 双缩脲试剂 → 是否出现紫色反应 对照组：已知蛋白液 + 双缩脲试剂 → 出现紫色反应 实验组 对照组 待测 酶液 稀释的 鸡蛋清 考点1 酶的本质、作用 酶本质的实验验证： 3 X酶 + 蛋白酶 加入酶的底物 底物没有被催化→该酶是 底物被催化→该酶是 ②酶解鉴定法： （或RNA酶） 考点1 酶的本质、作用 酶本质的实验验证： 3 蛋白质 RNA 提升·关键能力 (1)过程 1. 2号管现象与1号管不同，说明了什么？ 2.3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？ 3. 3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？ 4. 2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？ 实验探究：小组讨论以下问题（3min） 加热能促进H2O2的分解,提高反应速率； 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。 过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。 一样多，几支试管的H2O2 溶液的体积和浓度都相同。 比较过氧化氢在不同条件下的分解 酶的催化作用的实验验证： 4 考点1 酶的本质、作用 2H2O2 2H2O＋O2 反应条件 肝脏 ①新鲜的： ②充分研磨： 酶能保持其原有的活性 有助于过氧化氢酶从细胞中释放出来 一、酶的作用和本质 变量分析： 自变量 因变量 无关变量 对照组 实验组 反应条件(加热、加氯化铁溶液、加肝脏研磨液) 过氧化氢分解速率 加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的量 1号试管 2、3、4号试管 考点1 酶的本质、作用 酶的催化作用的实验验证： 4 1、变 量： ①自变量： ②因变量： ③无关变量： 人为控制的对实验对象进行处理的因素。 因自变量改变而变化的变量。 除自变量外，实验过程中对实验结果造成影响的可变因素。 调节自变量、控制无关变量、观察因变量 科学方法：控制变量和设计对照实验 实验过程中的变化因素。 2、对照实验 常用的对照类型分为空白对照、条件对照、相互对照（对比实验）和自身对照。 科学方法：控制变量和设计对照实验 对照组 实验组 目的 既能排除无关变量对实验结果的影响，又能增加实验结果的可信度和说服力目的。 3、设计实验的一般原则 ①对照原则 ②单一变量原则 ③平行重复原则 ④科学性原则 ⑤等量适宜原则 ⑥随机性原则 科学方法：控制变量和设计对照实验 （1）酶促反应过程： 酶 底物 （反应物） 酶-底物复合物 酶 产物 产物 考点1 酶的本质、作用 化学反应前后数量、性质不变；在催化过程中会发生改变。 酶的作用机理分析： 5 酶也会在其他过程中损耗，所以要不断补充 15 (2)活化能： 分子从常态转变为 的活跃状态所需要的能量称为活化能。 (3)酶催化作用的原理： ____________________。 容易发生化学反应 ac bc ab 向上 降低化学反应的活化能 酶的催化作用机理 5 考点1 酶的本质、作用 一、酶的作用和本质 酶的特性 考点2 考点梳理 考点2 酶的特性 1、酶的高效性 （1）含义：与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，酶的催化效率更高。 （2）意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。 1、酶的高效性 （3）曲线分析： 考点2 酶的特性 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。即酶不能增加产物的生成量。 酶与无机催化剂比较： 考点2 酶的特性 相同点： ①都能降低化学反应的活化能； ②可加快化学反应速率,缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点； ③化学反应前后其的数量和性质不变。 不同点： ①酶的催化效率更高。 ②无机催化剂催化的化学反应范围比较广。但一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ③无机催化剂能在高温、高压、强酸或强碱条件下催化化学反应。但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、酶的专一性 （1）含义： （2）锁钥模型： D C A B A B 考点2 酶的特性 图中A表示酶，B表示被酶催化的底物，C和D表示催化后的产物 每一种酶只能催化一种或一类化学反应 2、酶的专一性 （3）曲线分析： （4）意 义： 考点2 酶的特性 使细胞代谢有条不紊地进行。 考点2 酶的特性 实验原理 实验思路 ①底物相同，酶不同： ②酶相同，底物不同： 如淀粉、蔗糖酶、淀粉酶 如淀粉、蔗糖、淀粉酶 ①淀粉、蔗糖均为非还原糖，不能与斐林试剂加热产生砖红色沉淀。 ②淀粉酶可以催化淀粉水解为还原糖，但不能催化蔗糖水解。 2、酶的专一性 【实验】淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 ①自变量： ②因变量： ③无关变量： 步 骤 1 淀粉＋淀粉酶 蔗糖＋淀粉酶 2 60℃保温5min 3 分别加2ml斐林试剂 4 煮沸1min,使其停止反应 现 象 结 论 考点2 酶的特性 只能用斐林试剂不能用碘液！ 淀粉酶的最适温度为60℃，酶活性最高 不同的底物 溶液的量、温度等。 是否被分解产生还原糖/溶液是否出现砖红色沉淀。 实验步骤 出现砖红色沉淀 无颜色变化 实验分析 酶具有专一性 3、酶的作用条件较温和 考点2 酶的特性 最适PH、低温 (1)酶所催化的化学反应一般是在比较 的条件下进行的。在最适温度和pH条件下，酶的活性 。 (2) 等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活。 而 条件下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定。 温和 最高 高温、过酸、过碱 低温 酶制剂适宜的保存条件？ 3、酶的作用条件较温和 温度和pH共同作用对酶活性的影响 考点2 酶的特性 ①反应溶液中pH的变化不影响酶作用的最适温度。 ②反应溶液中温度的变化不影响酶作用的最适pH。 实验结论？ 教材实验：探究温度和pH对酶活性的影响 淀粉遇碘变蓝，根据不同温度下相同时间内反应后的溶液是否出现蓝色以及蓝色的深浅可以判断淀粉被水解的量，从而判断不同温度下酶的活性。 实验原理 蓝色 淀粉 麦芽糖 无蓝色出现 碘液 淀粉酶 碘液 (1)探究温度对酶活性的影响 考点2 酶的特性 提升·关键能力 教材实验：探究温度和pH对酶活性的影响 实验步骤 (1)探究温度对酶活性的影响 考点2 酶的特性 不能用斐林试剂检测，因需水浴加热，干扰自变量 避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。 ①在探究温度影响酶活性的实验中，是否可以选用H2O2溶液？ 过氧化氢受热易分解，会对实验结果造成干扰 提升·关键能力 最适温度探究？ 思路：等梯度温度下将肉块和蛋白酶放到一起 温度 15℃ 25℃ 35℃ 45℃ 55℃ 65℃ 肉块消失时间 3h 2h 0.8h 0.8h 1.8h 4h 问题：此为预实验，最适温度一定在 之间。 35℃~45℃ 教材实验：探究温度和pH对酶活性的影响 过氧化氢可在过氧化氢酶的作用下分解产生氧气和水，根据不同pH下气泡产生的快慢可判断过氧化氢酶的活性。 实验原理 (1)探究pH对酶活性的影响 考点2 酶的特性 实验设计思路 提升·关键能力 教材实验：探究温度和pH对酶活性的影响 (1)探究pH对酶活性的影响 考点2 酶的特性 实验 步骤 一 取三支试管，编号1、2、3。 二 三支试管都三支试管都加入2mLH2O2溶液，振荡，反应 三 1号试管中加入1mL蒸馏水 2号试管中加入等量1mL盐酸溶液 3号试管中加入等量1mLNaOH溶液 四 三支试管都加入2滴新鲜肝脏研磨液，振荡，反应 实验现象 产生大量气泡 产生少量气泡 产生少量气泡 实验结论： 酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。 先调节PH，再将酶与反应物混合。 提升·关键能力 教材实验：探究温度和pH对酶活性的影响 1.在探究pH影响酶活性的实验中，不宜选用淀粉酶催化淀粉的反应，原因？ 考点2 酶的特性 ①淀粉在酸性条件下会水解。 ②碘和NaOH发生化学反应。 ③斐林试剂也会改变PH。 影响酶促反应速率的因素 考点3 考点梳理 1、 酶促反应 由酶催化的化学反应。 考点3 影响酶促反应速率的因素 pH 温度 抑制剂 激活剂 活性 浓度 底物浓度 酶 酶促反应速率 2、影响酶促反应速率的因素： 温度 a 酶促反应速率 ① pH b 酶促反应速率 ② 酶浓度 酶促反应速率 底物充足 ③ 底物浓度 c 酶促反应速率 ④ 考点3 影响酶促反应速率的因素 ⑤抑制剂 酶 抑制剂 底物 底物 抑制剂 酶 a. 竞争性抑制剂 抑制剂与底物竞争酶。 解除抑制手段？ 考点3 影响酶促反应速率的因素 增大底物浓度来抵消其抑制作用 36 ⑤抑制剂 b. 非竞争性抑制剂 抑制剂破坏酶的活性中心 注意：其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。 考点3 影响酶促反应速率的因素 酶 底物 底物 酶 抑制剂 37 ①溶菌酶溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。 ②果胶酶能够分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量。 ③加酶洗衣粉壁普通洗衣粉有更强的去污能力。 ④多酶片中含有多种消化酶。 酶在生活中的应用 ATP的结构和功能 考点4 考点梳理 考点4 ATP的结构和功能 1、中文名称： 2、化学组成： 3、ATP的结构简式： 4、英文缩写： 5、元素组成： 1分子腺嘌呤、1分子核糖、3分子磷酸基团 C、H、O、N、P 腺苷三磷酸 ATP A－P～P～P ~ ~ 腺苷 A表示腺苷（核糖+腺嘌呤） P代表磷酸基团 ～代表特殊的化学键 腺嘌呤 核糖 一、ATP的结构 A 核糖 P P P ~ ~ 腺苷 （腺苷一磷酸）腺嘌呤核糖核苷酸 AMP（RNA基本单位之一） 腺苷二磷酸 ADP 腺苷三磷酸 ATP 腺嘌呤 普通化学键 特殊的化学键 考点1 ATP的结构和功能 化合物 结构简式 “A”的含义 共同点 ATP   DNA   RNA   核苷酸   一、ATP的结构 不同化合物中“A”的辨析 腺苷 (由腺嘌呤和核糖组成) 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤 考点4 ATP的结构和功能 6、结构特点： 两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。 每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 考点1 ATP的结构和功能 ~ ~ 7、功能: 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。 特别提醒： ATP不是唯一的直接能源物质，还有UTP、GTP、CTP、dTTP、dATP等。 一、ATP的结构与功能 ATP与ADP的相互转化 考点5 考点梳理 1、ATP的合成 A-P~P~P (ATP) A-P~P 能量 Pi 合 成 酶 (ADP) 吸能反应 储存在远离腺苷的特殊化学键中 考点5 ATP与ADP的相互转化 光合作用-光能 细胞呼吸-有机物中的化学能 植物-细胞质基质、线粒体、叶绿体 动物、真菌-细胞质基质、线粒体 （1）反应类型： (2）能量来源 （3）场 所： （4）能量去向： 45 1、ATP的水解 （1）反应类型： （2）能量来源： （3）场 所： （4）能量去向： A-P~P~P (ATP) A-P~P (ADP) Pi 水 解 酶 能量 放能反应 活细胞多种场所 考点5 ATP与ADP的相互转化 末端特殊化学键断裂，磷酸基团携带的转移势能 叶绿体中用于暗反应和叶绿体内的物质合成 细胞呼吸产生的ATP-用于各项生命活动 46 ATP的来源和去向小结 考点 强化训练 2、相互转化的特点 ①ATP在细胞内的含量很少，转化速度快。 ②ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中。 ③ATP和ADP相互转化的能量供应机制普遍存在，体现了生物界的统一性。 这两个反应是可逆反应吗？ 虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的，因此两者的相互转化是不可逆的。 考点5 ATP与ADP的相互转化 3、ATP产生量与O2供给量的关系分析 有氧无氧都能产生ATP 考点5 ATP与ADP的相互转化 ATP的利用 考点6 考点梳理 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。 大脑思考（电能） 主动运输（渗透能） 生物发光(光能) 生物发电（电能） 物质合成（化学能） 肌肉收缩（机械能） 考点6 ATP的利用 ATP的利用 1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 3.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 ATP为主动运输供能原理 细胞内的放能反应和吸能反应 考点6 ATP的利用 放能反应：一般与ATP的合成相联系。 吸能反应：一般与ATP的水解相联系。 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通! 生物体能源物质 生物体主要能源物质 生物体内重要储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 直接来源能量物质 最终能源来源 ATP 糖类 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 糖类、脂肪、蛋白质 能源物质的回顾与小结 1.竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结构上的相似性，其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心，从而对酶活性产生 可逆的抑制作用。图1表示竞争性抑制剂直接 阻碍底物与酶结合的机理；图2是有无竞争性 抑制剂对酶促反应速率的影响曲线。下列相 关判断正确的是 A.酶的活性中心能和竞争性抑制剂、底物同时结合 B.竞争性抑制剂或底物与酶结合，不会导致酶失活 C.竞争性抑制剂会增加化学反应所需的活化能 D.竞争性抑制剂的抑制作用不能通过增加底物浓度来解除 √ 强化训练 考点 强化训练 $