浙江省2020版高考生物復(fù)習(xí)第5講細(xì)胞與能量及酶課件.pptx

1、第5講細(xì)胞與能量及酶,知識(shí)1 ATP在能量代謝中的作用,知識(shí)2 酶的本質(zhì)、特性和作用,知識(shí)梳理,考點(diǎn)一 ATP在細(xì)胞代謝中的作用,考點(diǎn)二 酶的功能與特性,考點(diǎn)突破,考點(diǎn)三 酶的特性實(shí)驗(yàn)探究,知識(shí)1ATP在能量代謝中的作用 一、吸能反應(yīng)和放能反應(yīng) 1.吸能反應(yīng) (1)細(xì)胞中的許多反應(yīng)是吸能反應(yīng),因?yàn)槠洚a(chǎn)物分子中的勢(shì)能比反應(yīng)物分子中的勢(shì)能高,如由氨基酸合成蛋白質(zhì)的反應(yīng)就是吸能反應(yīng)。,教材研讀,(2)吸能反應(yīng)所需要的能量一般來自放能反應(yīng)。光合作用是植物綠色細(xì)胞中最重要的吸能反應(yīng),這個(gè)吸能反應(yīng)所需的能量來自 太陽光。,2.放能反應(yīng) (1)所有細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)是糖的氧化,人們通常把這個(gè)過程稱為細(xì)胞

2、呼吸。 (2)ATP不僅是細(xì)胞中放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)的紐帶,更是細(xì)胞中的能量通貨。,二、ATP是細(xì)胞中的能量通貨 1.ATP是由1個(gè)核糖、1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成的。 2.核糖與腺嘌呤結(jié)合成的基團(tuán)叫腺苷,3個(gè)磷酸基團(tuán)中的一個(gè)磷酸基團(tuán)連接在糖分子上,其余2個(gè)則相繼連接在前一個(gè)磷酸基團(tuán)上。兩個(gè)磷酸基團(tuán)之間的化學(xué)鍵稱為高能磷酸鍵,在酶的作用下,該鍵容易斷裂。,3.ATP在細(xì)胞中易于再生,是細(xì)胞中普遍使用的能量載體。通過ATP的合成和水解使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程稱為ATPADP循環(huán)。,知識(shí)2酶的本質(zhì)、特性和作用 一、發(fā)現(xiàn)過程,二、本質(zhì) 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。,三、特性,

3、1.(2017浙江4月選考,11,2分)下列關(guān)于細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的敘述,錯(cuò)誤的是(D) A.糖的氧化反應(yīng)是放能反應(yīng) B.光合作用的碳反應(yīng)是吸能反應(yīng) C.ATP是吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶 D.氨基酸合成蛋白質(zhì)的過程是放能反應(yīng),解析糖的氧化反應(yīng)是放能反應(yīng),A正確;光合作用的碳反應(yīng)是吸能反應(yīng),B正確;ATP是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶,C正確;在氨基酸合成蛋白質(zhì)的過程中利用了ATP所提供的能量,屬于吸能反應(yīng),D錯(cuò)誤。,2.(2016浙江10月選考,18,2分)某同學(xué)進(jìn)行有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn): 組11%淀粉溶液+新鮮唾液+本尼迪特試劑紅黃色沉淀 組22%蔗糖溶液+新鮮唾液+本尼迪特試劑無紅黃色沉淀

4、 組32%蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+本尼迪特試劑 下列敘述錯(cuò)誤的是(C) A.自變量是底物和酶 B.組3的結(jié)果是紅黃色沉淀 C.指示劑可用碘碘化鉀溶液替代 D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明酶有專一性,解析新鮮唾液中含有唾液淀粉酶,三組實(shí)驗(yàn)的自變量是底物和酶,A正確;蔗糖水解后產(chǎn)生還原糖葡萄糖和果糖,可以與本尼迪特試劑在水浴加熱的條件下產(chǎn)生紅黃色沉淀,B正確;碘碘化鉀溶液不能用于檢驗(yàn)蔗糖是否被水解,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明淀粉酶只能催化淀粉水解,蔗糖酶只能催化蔗糖水解,即酶有專一性,D正確。,3.(2016海南單科,11,2分)下列有關(guān)植物細(xì)胞能量代謝的敘述,正確的是(D) A.含有兩個(gè)高能磷酸鍵的ATP是DNA的基本

5、組成單位之一 B.加入呼吸抑制劑可使細(xì)胞中ADP生成減少,ATP生成增加 C.無氧條件下,丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^程中伴隨有ATP的合成 D.光下在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體中都有ATP合成,解析ATP中含核糖,DNA中含有脫氧核糖,A項(xiàng)錯(cuò)誤;呼吸抑制劑抑制呼吸作用,會(huì)使ADP生成增加,ATP生成減少,B項(xiàng)錯(cuò)誤;厭氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP,C項(xiàng)錯(cuò)誤;光下葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和線粒體可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸,葉綠體中可進(jìn)行光合作用,均可產(chǎn)生ATP,D項(xiàng)正確。,4.溫度對(duì)甲、乙兩種酶活性的影響如圖所示,下列敘述正確的是(D) A.甲酶保持活性的溫度范圍大于乙酶 B.甲酶的活性始終高于乙酶 C.乙酶在

6、55 后完全失去活性 D.乙酶的最適溫度高于甲酶,解析由圖可知,甲酶保持活性的溫度范圍為0 50 ,乙酶的范圍為10 70 ,因此甲酶保持活性的溫度范圍小于乙酶,A錯(cuò)誤;甲酶的活性約在45 之后小于乙酶,B錯(cuò)誤;乙酶在55 后仍有較高的催化活性,C錯(cuò)誤;甲酶的最適溫度在40 左右,乙酶的最適溫度在60 左右,乙酶的最適溫度大于甲酶,D正確。,考點(diǎn)一ATP在細(xì)胞代謝中的作用,考點(diǎn)突破,1.ATP分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),(1)組成元素:C、H、O、N、P。 (2)簡稱:腺苷三磷酸。 (3)各字母代表的含義:A腺苷(腺嘌呤+核糖);P磷酸基團(tuán); 高能磷酸鍵。一個(gè)ATP分子中含有一個(gè)普通磷酸鍵,兩個(gè)高能磷酸鍵,

7、三個(gè)磷酸基。 (4)結(jié)構(gòu)簡式:APPP(遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵容易斷裂,也容易形成)。,2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化及其生理意義 (1)在有關(guān)酶的催化作用下,ATP分子中遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解,并釋放能量。細(xì)胞內(nèi)的絕大多數(shù)生命活動(dòng)都以ATP作為直接能源,物質(zhì),但ATP不是唯一的直接能源物質(zhì),其他物質(zhì)如CTP、TTP等都可作為直接能源物質(zhì)。 (2)在有關(guān)酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同時(shí)與磷酸結(jié)合,重新形成ATP。細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)主要是細(xì)胞呼吸。 (3)ATP形成的能量來源:對(duì)于動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說,均來自細(xì)胞呼吸;對(duì)于綠色植物來說,則來自光合作用和細(xì)胞呼吸。,細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)

8、生ATP與消耗ATP的生理過程對(duì)比,知識(shí)拓展人體在不同運(yùn)動(dòng)狀況下的能量供應(yīng)問題 (1)在100米賽跑時(shí),由ATP磷酸肌酸供能系統(tǒng)供能,維持時(shí)間僅為數(shù)秒。 (2)在400米-800米賽跑時(shí),ATP磷酸肌酸供能系統(tǒng)供能不夠,但需氧呼吸尚未達(dá)到峰值,整體看來,主要靠厭氧呼吸供能。 (3)在馬拉松長跑過程中,由于厭氧呼吸產(chǎn)生了大量乳酸,內(nèi)環(huán)境的pH下降,厭氧呼吸減弱,但前兩個(gè)供能系統(tǒng)供能時(shí)產(chǎn)生了大量的ADP和消耗掉H后形成的NAD+,對(duì)需氧呼吸具有強(qiáng)烈的促進(jìn)作用,使得需氧呼吸 速率提高,產(chǎn)生大量的ATP。,典例1ATP是直接為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量的有機(jī)物。關(guān)于ATP的敘述,錯(cuò)誤的是(D) A.酒精發(fā)酵

9、過程中有ATP生成 B.ATP可為物質(zhì)跨膜運(yùn)輸提供能量 C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量 D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成 解題關(guān)鍵掌握ATP在生物體中的產(chǎn)生途徑(如光合作用和呼吸作 用)、作用(為各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量)、組成與水解。,解析本題主要考查ATP的相關(guān)知識(shí)。酒精發(fā)酵即厭氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳,同時(shí)釋放少量能量,該過程中有ATP生成,A項(xiàng)正確;物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞饺绻侵鲃?dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),需要消耗能量,這部分能量可由ATP提供,B項(xiàng)正確;ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量,C項(xiàng)正確;ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸組成,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,1-1如圖為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下

10、列說法錯(cuò)誤的是(A) A.圖1中的A代表腺苷,b、c為高能磷酸鍵 B.圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),圖1中的c鍵斷裂并釋放能量 C.ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶催化作用的高效性 D.圖1方框部分是RNA結(jié)構(gòu)單位之一,解析圖1中的A代表腺嘌呤,b、c為高能磷酸鍵,A錯(cuò)誤;圖2中反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),圖1中的遠(yuǎn)離腺苷的c鍵斷裂并釋放能量,B正確;ATP與ADP快速轉(zhuǎn)化依賴于酶的高效催化作用,C正確;圖1方框部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的組成單位之一,D正確。,1-2如圖是生物界中能量“通貨”ATP的循環(huán)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是(B) A.圖中的M指的是腺苷,N指的是核糖 B.食物為ATP“充電”指的是

11、呼吸作用分解有機(jī)物 C.圖中不同來源的ATP均可用于胞吞和胞吐 D.ATP的“充電”需要酶的催化,而“放能”不需要,解析題圖中M指的是腺嘌呤,A項(xiàng)錯(cuò)誤;食物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能,需通過呼吸作用來完成,B項(xiàng)正確;如果ATP來自光反應(yīng),則這部分ATP只能用于碳反應(yīng),不能用于胞吞和胞吐,C項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP的合成和分解均需要酶的催化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,考點(diǎn)二酶的功能與特性,1.酶的本質(zhì)及生理功能,2.酶與無機(jī)催化劑的比較,3.有關(guān)酶的正確理解,知能拓展,與酶有關(guān)的曲線分析方法,分析酶促反應(yīng)曲線時(shí)主要注意以下兩點(diǎn): (1)首先要弄清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示的意義,相同的曲線在不同的坐標(biāo)系中表示的含

12、義不同。其次明確曲線中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),如:起點(diǎn)、與縱橫軸的交點(diǎn)、拐點(diǎn)、最低點(diǎn)、最高點(diǎn)等。 (2)在分析影響酶促反應(yīng)的因素時(shí),一般情況下,生成物的量未達(dá)到飽和時(shí),影響因素是橫坐標(biāo)所表示的因素;在生成物達(dá)到飽和后,限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。,典例2以下關(guān)于酶和ATP相互關(guān)系的敘述,正確的是(B) A.ATP的合成與分解需要的酶相同 B.少數(shù)酶的元素組成與ATP相同 C.酶的催化作用需要ATP提供能量 D.酶的合成過程不消耗ATP,解析ATP的合成與分解為兩種不同的化學(xué)反應(yīng),需要的酶分別為ATP合成酶和ATP水解酶,A錯(cuò)誤;少數(shù)酶為RNA,元素組成與ATP相同,都是C、H、O、N、P

13、,B正確;酶通過降低化學(xué)反應(yīng)活化能來提高反應(yīng)速率,不需要ATP提供能量,C錯(cuò)誤;酶為蛋白質(zhì)或RNA,其合成過程需要消耗ATP,D錯(cuò)誤。,2-1當(dāng)細(xì)胞內(nèi)某種RNA存在時(shí),某一生化反應(yīng)能正常進(jìn)行,當(dāng)這種RNA被有關(guān)水解酶水解后,該化學(xué)反應(yīng)停止。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的可能原因是 (D) A.該生化反應(yīng)的酶是RNA水解酶 B.該種RNA上具有控制生物性狀的遺傳基因 C.該種RNA能調(diào)控細(xì)胞內(nèi)所有的生化反應(yīng) D.該種RNA在此生化反應(yīng)中能起催化作用,解析據(jù)題意可知,細(xì)胞內(nèi)的某一生化反應(yīng)需要在RNA存在的條件下才能夠進(jìn)行,而極少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA,所以這里的RNA應(yīng)該是起催化作用的。,2-2(2018浙江11

14、月選考,7,2分)酶是生物催化劑,其作用受pH等因素的影響。下列敘述錯(cuò)誤的是(A) A.酶分子有一定的形狀,其形狀與底物的結(jié)合無關(guān) B.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),其作用的強(qiáng)弱可用酶活性表示 C.麥芽糖酶能催化麥芽糖的水解,不能催化蔗糖的水解 D.將胃蛋白酶加入到pH10的溶液中,其空間結(jié)構(gòu)會(huì)改變,解析酶分子有一定的形狀,恰好能和底物分子結(jié)合,酶的活性部位與底物結(jié)合形狀發(fā)生改變進(jìn)行催化作用,作用完成恢復(fù)原狀,A錯(cuò)誤;絕大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),少數(shù)酶的本質(zhì)是RNA,酶作用的強(qiáng)弱可用酶活性表示,B正確;酶具有專一性,麥芽糖酶能催化麥芽糖的水解,不能催化蔗糖的水解,C正確;酶發(fā)揮作用需要適應(yīng)的pH,胃蛋白酶

15、的最適pH為2,當(dāng)加入pH10的溶液時(shí),其空間結(jié)構(gòu)會(huì)改變,且變性失活,D正確。,考點(diǎn)三酶的特性實(shí)驗(yàn)探究,1.酶的專一性的實(shí)驗(yàn)探究方法對(duì)比法 (1)設(shè)計(jì)思路:常見的方案有兩種,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。,(2)設(shè)計(jì)方案,2.溫度對(duì)酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 淀粉麥芽糖 藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn) 溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解,滴加碘液,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。,(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,3.pH對(duì)酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理 2H2O22H2O+O2 pH影響酶的活性,從而影響O2的生成量,可用點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)O2

16、生成量的多少。,O2的產(chǎn)生速率,(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,1.探究酶作用特性實(shí)驗(yàn)中自變量的處理 (1)在探究酶作用的最適溫度實(shí)驗(yàn)時(shí),酶溶液和反應(yīng)物混合之前,要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間。若選擇淀粉和淀粉酶來探究酶的最適溫度,檢測(cè)的試劑宜選用碘液,不應(yīng)該選用本尼迪特試劑。因選用本尼迪特試劑需熱水浴加熱,而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。 (2)在探究酶作用的最適pH時(shí),實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必須先將酶置于不同環(huán)境條件下(加清水、加氫氧化鈉、加鹽酸),然后再加入反應(yīng)物。不能把酶加,入反應(yīng)物中后,再加入鹽酸或氫氧化鈉,以防止反應(yīng)物在酶的作用下先發(fā)生反應(yīng)。 (3)酶促反應(yīng)速率不同于酶活性: 溫度、pH都能影響酶

17、的空間結(jié)構(gòu),改變酶的活性,進(jìn)而影響酶促反應(yīng)速率。 底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應(yīng)速率的,并不影響酶的活性。,2.與酶相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析方法,3.酶的實(shí)驗(yàn)探究中的“變量分析”,典例3(2017浙江11月選考,23,2分)為驗(yàn)證酶的特性,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),基本過程如下表所示。 單位:mL,據(jù)此分析,下列敘述正確的是(A) A.試管1和試管2的作用是檢測(cè)淀粉和蔗糖中是否含有還原糖 B.試管36需在沸水浴中保溫23 min以利于酶的催化作用 C.試管3和6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明酶的作用具有專一性 D.若試管5中出現(xiàn)陽性反應(yīng)說明蔗糖酶也能分解淀粉 解題關(guān)鍵熟悉書本中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路,明確實(shí)

18、驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則、 等量原則、單一變量原則等。,解析試管1和試管2的作用是檢測(cè)淀粉和蔗糖中是否含有還原糖,A正確;試管36需在沸水浴中保溫23 min以利于顯色反應(yīng),B錯(cuò)誤;試管3和6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明酶具有專一性,因?yàn)檫@兩組之間存在兩個(gè)自變量,C錯(cuò)誤;若試管5中出現(xiàn)陽性反應(yīng),說明實(shí)驗(yàn)所用的淀粉中本身可能存在還原糖,D錯(cuò)誤。,3-1在3支試管中均加入等量的5%的過氧化氫溶液,再分別加入適量的二氧化錳、鮮豬肝研磨液、唾液,一段時(shí)間內(nèi)測(cè)得底物含量變化如圖。則對(duì)圖的表述正確的是(),曲線B表示二氧化錳的催化作用,A與B的對(duì)照反映了無機(jī)催化劑的專一性特點(diǎn) 曲線C表示豬肝中過氧化氫酶的催化作用,A與C對(duì)照反映了酶的專一性特點(diǎn) 曲線C與B的對(duì)照可以說明酶的高效性 曲線A不下降的原因可能是唾液淀粉酶與該底物不能形成酶底物復(fù)合物 A.B.C.D. 答案 D,解析A為唾液的催化作用,B為二氧化錳的催化