2027届高三生物学一轮复习课件第8讲 酶和ATP（一）

1、白骨壤根细胞吸收无机盐离子是________浓度梯度运输，需要________蛋白并且消耗细胞 呼吸释放的能量，该运输方式为________。 2、水分子进出白骨壤根细胞有两种方式：一是________；二是借助________进行的协助扩散。 3、根细胞膜上的通道蛋白________（会 / 不会）与被运输的离子结合，只执行协助扩散； 载体蛋白既可以执行协助扩散，也可以执行________。 4、白骨壤叶片盐腺将细胞内多余 Na⁺分泌到细胞外，该过程消耗能量，不需要载体蛋白， 依赖细胞膜的________，该运输方式叫________。 5、若将白骨壤根细胞放到较高盐溶液中，细胞失水发生________；原生质层包括细胞膜、 ________以及两层膜之间的细胞质。 6、白骨壤根细胞吸收 Na⁺的主动运输，能量中断时，运输会________(加快 / 减慢 / 停止)。 白骨壤是广西北部湾红树林典型泌盐红树，生长于高盐潮间带。根部细胞膜上有多种转运蛋白；可通过叶片盐腺将多余 Na⁺排出细胞；根细胞逆浓度吸收无机盐离子；水分子可自由扩散，也可借助水通道蛋白跨膜。 情境回归 细胞代谢 有氧呼吸 光合作用 氨基酸→肽链 细胞中每时每刻都进行着许多种化学反应，统称为细胞代谢。 课前导入 第8讲 酶和ATP 1. 酶：酶的本质（绝大多数蛋白质，少数 RNA 核酶）；酶作用机理：降低化学反应活化能，不能提供能量；酶三大特性：高效性、专一性、作用条件温和；低温抑制酶活性，空间结构稳定；高温、过酸、过碱破坏空间结构永久失活（广西高频易错）。 2. 酶的相关实验：过氧化氢分解、淀粉酶专一性、温度 /pH 对酶活性的影响；高频实验陷阱：①温度实验不能用斐林试剂；②pH 实验不用淀粉‑淀粉酶；③酶与底物先分别保温，再混合。 3. ATP：ATP 结构简式A‑P～P～P；腺苷 = 腺嘌呤 + 核糖（高频坑）；ATP 是细胞直接能源物质；ATP‑ADP 相互转化（物质可逆，酶、能量不可逆）；载体蛋白磷酸化（Ca²⁺泵）。 课前回顾 1、酶的作用机理是什么？加热能不能降低化学反应活化能？（P77） 2、低温、高温分别对酶产生什么影响？酶适合什么条件保存？（P79） 3、探究温度对淀粉酶活性的实验，为什么不能用斐林试剂？（P81） 阅读教材P66-72，回答以下问题： 考点一 酶在细胞代谢中的作用 教材P77 1、比较过氧化氢在不同条件下的分解 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 ①加热是化学反应常见的条件 ②Fe3+是无机催化剂 ③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 判断H2O2的分解快慢依据： O2的产生量 ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 （1）实验目的 3 （2）实验原理 考点一 酶在细胞代谢中的作用 (3)实验步骤 步骤 变量 试管① 试管② 试管3 试管4 一 H2O2浓度 H2O2剂量 二 反应条件 三 观察 气泡产生 火星卫生香 实验结论 2ml 3% 2ml 3% 2ml 3% 2ml 3% 常温 90℃ FeCl3 肝脏研磨液 2滴 2滴 90℃左右的水浴中加热 自然状态 2滴FeCl3溶液 2滴肝脏研磨液 几乎无 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 无关变量 自变量 因变量 相同且适宜 对照组 实验组 等量原则 单一变量原则 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高 无机催化剂 FeCl3 过氧化氢酶 产生的气泡数目的多少 温度 (4)实验结论 (3)实验变量与对照分析 考点一 酶在细胞代谢中的作用 教材P78 ①②对照，说明________________________________________； ①④对照，说明酶具有__________，可加快化学反应速率； ③④对照，说明酶具有________，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 催化作用 高效性 →提供能量 →降低活化能 考点一 酶在细胞代谢中的作用 教材P78 加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。 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。 考点一 酶在细胞代谢中的作用 教材P78 2.酶的作用机理 （降低化学反应的活化能） 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 没有催化剂时化学反应所需的活化能 有无机催化剂催化时化学反应所需的活化能 有酶催化时化学反应所需的活化能 图中③表示： 图中⑤表示： 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 考点一 酶在细胞代谢中的作用 教材P78 2.酶的作用机理 （降低化学反应的活化能） ac bc ab 向上 ①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。 ②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。 ④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。 考点二 酶的本质 教材P79 1.酶本质的探索历程 谁对？ 化学本质？ 十九世纪，糖类是怎么变成酒精的？ 争论 1857年，生物学家巴斯德，发酵源于酵母细胞 化学家李比希，发酵源于酵母菌中的某些物质 化学家毕希纳，酵母细胞和酵母中某些物质都能发酵——把物质命名为酿酶 萨姆纳，从刀豆种子中提取出脲酶(第一个)，证明脲酶的化学本质(蛋白质)和作用(分解尿素) 20世纪80年代，切赫和奥尔特曼，少数RNA有催化功能，称为核酶 发现了绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA 2.酶的本质 酶是 产生的具有 作用的 ，其中绝大多数酶是 。 活细胞 催化 有机物 蛋白质 化学本质 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是RNA 基本单位 组成元素 合成场所 来源 生理功能 作用机理 作用场所 氨基酸 核糖核苷酸 C、H、O、N(S) C、H、O、N、P 核糖体 真核细胞：细胞核 原核细胞：拟核 活细胞(哺乳动物成熟的红细胞不能合成) 催化作用 显著降低化学反应的活化能 可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 考点二 酶的本质 教材P81 拓展 辨析酶、激素、抗体 比较 酶 激素 抗体 化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 功能 催化化学反应 作用机理 降低化学反应所需活化能 作用后变化 性质和数量不变 产生细胞 几乎所有活细胞 内分泌器官或细胞 蛋白质、固醇 氨基酸衍生物类 调节生命活动 被灭活 蛋白质 免疫作用 与抗原结合后被吞噬细胞吞噬降解 浆细胞 与靶细胞上受体特异性结合调节相应生命活动 与抗原特异性结合 考点一 酶在代谢中的作用 创新P57 1.(2025·黑吉辽蒙卷，1)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是(　　) A.基本单位是脱氧核苷酸 B.在细胞内或细胞外均可发挥作用 C.当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D.为维持高活性，适宜在70～75 ℃下保存 B 1.(2025·河北卷，2)下列过程涉及酶催化作用的是(　　) A.Fe3＋催化H2O2的分解 B.O2通过自由扩散进入细胞 C.PCR过程中DNA双链的解旋 D.植物体细胞杂交前细胞壁的去除 考点一 酶在代谢中的作用 D 考点三 酶的特性 教材P81 1.酶具有高效性 比较①②→酶具有________ 比较①③→酶具有________作用 高效性 催化 酶的催化效率是无机催化剂的107 ～1013倍。 酶与无机催化剂的相同点： 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化学反应前后酶的数量和性质不变。 考点三 酶的特性 教材P82 2.酶具有专一性 每一种酶只能催化________________化学反应。 一种或一类 思考：图中A、B、C、D 分别代表什么物质？ 专一性 专一性 思考：还有哪些物质具有特异性或专一性？ 考点三 酶的特性 创新P60 考点三 酶的特性 在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。 ※ 课本P84 3.酶的作用条件较温和 教材P84 酶最适温度： 动物体内：35-40℃ 植物体内：40-50℃ 酶最适PH： 唾液的ph：6.2-7.4 胃液的ph：0.9-1.5 小肠的ph:7.6 植物体内ph：4.5-6.5 ※ 课本P84 考点三 酶的特性 教材P84 5.(2025·贵州卷，2)科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　) C A.该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B.该实验中，温度高于60 ℃后酶变性导致反应速率下降 C.该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D.进一步探究该酶最适温度时，宜在50～60 ℃之间设置更小温度梯度 考点三 酶的特性 拓展 教材P85 1.溶解细菌的细胞壁： 抗菌消炎 2.果胶酶：溶解细胞壁中的果胶 3.加酶洗衣粉：去污力更强 4.含酶牙膏：分解细菌， 清新口气 5.多酶片： 治疗消化不良 酶的应用 考点三 酶的特性及实验 教材P81 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶液 － 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 沸水浴煮沸1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀 1、验证酶的专一性 （探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用） 考点三 酶的特性及实验 教材P81 1、验证酶的专一性 （探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用） (2)实验结果：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号 试管不出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。 实验结论：__________________________________________________________。 (3)上述实验中______ (填“能”或“不能”)用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为_________________________________________________________。 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶作用具有专一性 碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖无论是否被水解都不会使碘液变色 不能 即讲即练 创新P98 1.(2025·江苏卷，8)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) C 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 2.探究温度对酶活性的影响 考点三 酶的特性及实验 教材P82 淀粉的水解 （1）实验原理 ①实验选择材料是什么？为什么不选用H2O2？ ②实验材料先分别处理温度，还是先混合？ 淀粉、淀粉酶 H2O2易分解，加热条件下分解会加快，O2的产生速率加快，并不能准确反映酶活性的变化。 先处理温度再混合；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。 考点三 酶的特性及实验 教材P82 2.探究温度对酶活性的影响 (2)实验步骤、现象及结论 取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′ 试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′ 实验步骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液 二 在冰水中水浴5 min 在60 ℃温水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min 三 1与1′试管内液体混合，摇匀 2与2′试管内液体混合，摇匀 3与3′试管内液体混合，摇匀 四 在冰水中水浴数分钟 在60 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间 五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 实验现象 呈______ ____________ 呈______ 结论 酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性 蓝色 无蓝色出现 蓝色 考点三 酶的特性及实验 教材P83 （1）实验原理 先调pH再混合 3.探究pH对酶活性的影响 点燃但无火焰的卫生香燃烧 ①实验选择材料是什么？为什么不选用淀粉？ ②先往试管加入酶溶液还是底物? H2O2、H2O2酶 淀粉在酸性条件下会被水解 先加入酶溶液；因为酶的作用具有高效性，在调节pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到检测结果。 考点三 酶的特性及实验 教材P83 先调pH再混合 3.探究pH对酶活性的影响 (2)步骤及现象 实验步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 一 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 二 注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mLNaOH溶液 三 注入等量的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 四 观察现象 有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生 (3)结论 酶的催化作用需要____________，________________都会影响酶的活性。 适宜的pH pH偏低或偏高 即讲即练 创新P99 2.(2022·广东卷，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　) C A.该酶的催化活性依赖于CaCl2 B.结合①②组的相关变量分析，自变 量为温度 C.该酶催化反应的最适温度为70 ℃， 最适pH为9 D.尚需补充实验才能确定该酶是否能 水解其他反应物 即讲即练 创新P99 3.(2025·江西卷，7)芸香糖苷酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物生产槲皮素、柚皮素和橙皮素等活性物质，具有重要的应用前景。研究人员比较了芸香糖苷酶 Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的酶学性质，部分结果如表。下列叙述正确的是(　　) D 芸香糖苷酶 最适温度/℃ 最适pH Ⅰ 50 4.0 Ⅱ 70 4.0 Ⅲ 40 6.0 A.酶Ⅰ的反应温度升高20 ℃，其他条件不变，酶Ⅰ与酶Ⅱ活性一致 B.三种酶在最适的温度和pH条件下，催化底物的活性相同 C.三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，表明它们具有专一性 D.三种酶的空间结构会因环境温度和pH的改变而发生变化 拓展 与酶有关的曲线分析 （1）酶促反应： 由酶催化的化学反应，生物体内的化学反应绝大多数属于酶促反应。 （2）酶促反应速率： 单位时间内反应物或生成物浓度的改变量。 （3）影响酶促反应速率的因素： ①底物浓度（S） 酶活性 ③温度 ④pH ⑤抑制剂 ⑥激活剂 …… ②酶浓度（E） 酶 底物 产物 =酶活性 Cl-是淀粉酶激活剂 Mg2+是DNA聚合酶的激活剂 1.影响酶促反应速率的因素 拓展 与酶有关的曲线分析 2、影响酶促反应速率的曲线分析 （1）在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用 ， 超过这一范围，酶的催化作用逐渐 。 （2）过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的 ， 酶分子结构 。 （3）从丙图可以看出：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越 ， 反应速率越 ；图示pH=7时，反应物剩余量 ，应为 pH 增强 减弱 活性 未被破坏 少 慢 最少 最适 考点三 酶的特性及实验 教材P85 (2)如果从A点开始温度升高10°C，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下反应速率随反应物浓度的变化，温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。如图中曲线I。 (1)A点：随着反应物浓度的增加，反应速率加快 B点：反应速率在此时达到最高 C点：反应速率不再随反应物浓度的增加而升高， 维持在相对稳定的水平 (3)该曲线表明，B点时反应物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。如图中曲线II。 拓展 与酶有关的曲线分析 3、酶、反应物和生成物三者的浓度与酶促反应速率的关系曲线 (1)胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存。( ) (2)淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高。( ) (3)“探究温度对酶活性的影响”实验中，室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合后，在设定温度下保温。( ) (4)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。( ) (5)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。( ) × × × × × 即讲即练 创新P96 3.(2025·八省联考四川卷，9)生菜是一种在保存和运输过程中易发生褐变的蔬菜。多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下能催化酚类物质形成褐色的醌类物质，导致植物组织褐变。某团队研究生菜多酚氧化酶在不同条件下的特性，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) B A.低氧环境可促进褐变发生 B.喷洒柠檬酸可抑制褐变发生 C.保存和运输生菜的最适pH值为6 D.40 ℃时PPO活性最高，适于生菜保存 注：吸光度大小与醌类物质含量成正相关 即讲即练 创新P97 4.(2026·广西调研)酪氨酸酶是黑色素合成的关键酶。皮肤美白剂多数含有酪氨酸酶抑制剂，如曲酸、熊果苷等。桑葚中的O－葡萄糖苷(C3G)具有抑制酪氨酸酶的作用。为探究C3G对酪氨酸酶的抑制效果，研究人员在酪氨酸酶溶液中分别加入不同浓度的C3G和曲酸溶液，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) B A.本实验的自变量是添加的溶液种类不同 B.C3G对酪氨酸酶活性的抑制效果比曲酸好 C.C3G浓度越高，抑制酪氨酸酶的作用一定越强 D.桑葚中的C3G可直接用于皮肤美白，无毒副作用 高考共鸣点5 实验技能专题讲座 创新P63 1、实验设计遵循的三大基本原则 (1)单一变量原则： (2)对照原则： 变量 控制原则 自变量 单一变量原则 因变量 可观测性原则 无关变量 相同且适宜原则 (3)平行重复原则： 即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。 对照实验中的变量控制 为避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 高考共鸣点5 实验技能专题讲座 创新P63 [例1] (2026·河南天一大联考)某实验小组从某微生物中提取出一种酶，在不同温度条件下进行相关实验，其他条件相同且适宜，分别在反应1小时末和2小时末测定产物的含量，实验结果如表。下列叙述错误的是(　　) C 产物含量相对值 15 ℃ 25 ℃ 35 ℃ 45 ℃ 1 h末 0.3 1 1.5 0.1 2 h末 0.6 1.8 1.8 0.1 A.本实验的自变量为反应温度与反应时间，因变量为产物含量 B.实验前需分别处理酶与底物的温度，再混合进行反应 C.由实验结果可知，该酶的最适温度在25℃到35℃之间 D.25℃实验组与35℃实验组在2小时末反应很可能都已经结束 高考共鸣点5 实验技能专题讲座 创新P64 2、实验设计的热考题型 (1)实验思路的规范书写 (2)正确书写实验步骤 步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致” 思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。 高考共鸣点5 实验技能专题讲座 [例2] (2026·湖北襄阳五中联考)泥鳅肉质细嫩，肉味鲜美，素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶的活力(酶催化化学反应的效率)的影响，以研究泥鳅的培养温度和投放的饲料类型，实验结果如图所示。请回答下列问题： (1)上述实验的自变量是 _________________________________。 (2)据图分析，饲养泥鳅时为提高其产量，可以多投放________类饲料，若要进一步探究分解该种饲料的酶的最适温度，需要在__________(填温度范围)进一步缩小温度梯度。 温度和消化酶的种类 淀粉 45～55 ℃ (3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉(Cd)的污染，重金属镉会降低泥鳅体内各种消化酶的活性，从而影响泥鳅的生长繁殖。请以蛋白酶为例，设计实验来验证Cd2＋会使蛋白酶的活性降低。 实验材料：蛋白粉、泥鳅体内提取的蛋白酶溶液、含Cd2＋的溶液、双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、清水。 高考共鸣点5 实验技能专题讲座 [例2] (2026·湖北襄阳五中联考)泥鳅肉质细嫩，肉味鲜美，素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶的活力(酶催化化学反应的效率)的影响，以研究泥鳅的培养温度和投放的饲料类型，实验结果如图所示。请回答下列问题： 实验步骤： ①取A、B两支试管分别加入等量的从泥鳅体内提取的蛋白酶溶液，然后向A试管中加入______________________，B试管中加入________________，处理一段时间。 ②____________________________________，一段时间后向两支试管中分别注入双缩脲试剂A液1 mL，摇匀，再注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀后观察。 实验结果：_______________________________________________。 一定量的含Cd2＋的溶液 等量的清水 往A、B试管中加入等量的蛋白粉溶液 A试管中紫色较B试管中深 实验材料：蛋白粉、泥鳅体内提取的蛋白酶溶液、含Cd2＋的溶液、双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、清水。 [名师指点] 高考共鸣点5 实验技能专题讲座 思维导图 思维导图 思维导图 EVCapture4.2.1软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $