2019屆新課標(biāo)高考生物一輪復(fù)習(xí)專題4酶和ATP講義

專題4酶和ATP高考生物考點(diǎn)一

酶知識(shí)清單<基礎(chǔ)知識(shí)>一

酶的本質(zhì)及生理作用二

酶的特性1.⑨高效

性:酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107~1013倍。2.⑩專一

性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。3.作用條件較溫和:在

最適溫度和pH

條件下,酶的活性最高;高溫、過酸、過堿等條件會(huì)使酶的

空間

結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活;

低溫

條件下酶的活性很低,但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。三

影響酶促反應(yīng)速率的因素1.酶的活性:影響酶活性的外界因素主要有

溫度和pH

。2.酶的

濃度

:底物充足時(shí),與酶促反應(yīng)速率成正比。3.

反應(yīng)物(底物)

濃度:既影響酶促反應(yīng)速率,又影響生成物的量。1.有關(guān)酶理解的6個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

錯(cuò)誤說法正確理解產(chǎn)生場(chǎng)所具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生幾乎所有活細(xì)胞都能產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)有機(jī)物(大多數(shù)為蛋白質(zhì),少數(shù)為RNA)作用場(chǎng)所只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用溫度影響低溫和高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性,不會(huì)使酶變性失活;高溫使酶變性失活作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能酶只具有催化作用來源可來源于食物等酶在細(xì)胞內(nèi)合成和分泌<重點(diǎn)難點(diǎn)>例1

(2015海南單科,15,2分)關(guān)于人體內(nèi)激素和酶的敘述,錯(cuò)誤的是

()A.激素的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)B.酶可以降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.高效性是酶的重要特性之一D.激素與靶細(xì)胞結(jié)合可影響細(xì)胞的代謝

解析本題考查激素和酶的相關(guān)知識(shí)。激素的化學(xué)本質(zhì)并非都是蛋白質(zhì),如性激素為固醇類物質(zhì),A錯(cuò)誤;酶催化作用的實(shí)質(zhì)是降低化學(xué)反

應(yīng)的活化能,B正確;酶具有高效性、專一性等重要特性,C正確;激素具

有調(diào)節(jié)作用,激素與靶細(xì)胞結(jié)合后,可以調(diào)節(jié)靶細(xì)胞的代謝,D正確。

答案

A知能拓展

歸納比較“酶”與“激素”

2.生物對(duì)照實(shí)驗(yàn)中3個(gè)變量和5個(gè)原則【實(shí)例】比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)變量實(shí)例控制原則自變量該實(shí)驗(yàn)的唯一自變量是“不同的實(shí)驗(yàn)條件”對(duì)照原則單一變量原則無關(guān)變量加入H2O2的量,實(shí)驗(yàn)室的溫度,反應(yīng)時(shí)間,肝臟研磨液的新鮮程度等可影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素均為無關(guān)變量等量原則重復(fù)實(shí)驗(yàn)原則因變量H2O2的分解速率,可用氣泡數(shù)目的多少或帶火

星的木條燃燒情況可觀測(cè)性原則例2

(2017河北衡水中學(xué)上學(xué)期二調(diào),14)下圖表示“比較過氧化氫在

不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)”。相關(guān)分析合理的是

()

A.本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同的催化劑B.本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有溫度和酶的用量等C.分析1號(hào)、2號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知加熱能降低反應(yīng)的活化能D.1號(hào)與3號(hào),1號(hào)與4號(hào)可分別構(gòu)成對(duì)照實(shí)驗(yàn)

解析本實(shí)驗(yàn)的第2組并沒有加入催化劑,自變量應(yīng)為不同的處理?xiàng)l件,A錯(cuò)誤;溫度也為該實(shí)驗(yàn)的自變量之一,B錯(cuò)誤;加熱不能降低活化能,

但可為反應(yīng)提供能量,從而使反應(yīng)加快,C錯(cuò)誤;1號(hào)與3號(hào)對(duì)照證明了Fe+3

具有催化作用,1號(hào)與4號(hào)對(duì)照證明了過氧化氫酶具有催化作用,D正確。

答案

D方法1

“四看法”分析酶促反應(yīng)曲線方法技巧

(1)ca段的含義是在無催化劑的條件下,反應(yīng)所需要的活化能。(2)ba段的含義是酶降低的活化能。(3)若將酶催化改為無機(jī)催化劑催化該反應(yīng),則b值在縱軸上將向上移動(dòng)。1.表示酶作用機(jī)理的曲線(1)與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。2.表示酶高效性的曲線3.表示酶的專一性的模型(1)物理模型——“鎖—鑰學(xué)說”①圖中所示的化學(xué)反應(yīng)為:B

E+F②酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu),物質(zhì)C、D不能被酶A催

化分解。(2)數(shù)學(xué)模型①在A反應(yīng)物中加入酶A,反應(yīng)速率較未加酶時(shí)明顯加快,說明酶A能催

化底物A的反應(yīng)。②在A反應(yīng)物中加入酶B,反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同,說明酶B不能催化

底物A的反應(yīng)。(1)甲、乙、丙三圖的時(shí)間t0、t1和t2是一致的。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物因消耗而減少,生成物因生成而增多。(3)t0~t1段,因反應(yīng)物較充足,所以反應(yīng)速率較高,反應(yīng)物消耗較快,生成物

生成也較快;t1~t2段,因反應(yīng)物含量較少,所以反應(yīng)速率降低,反應(yīng)物消耗

較慢,生成物生成也較慢;t2時(shí),反應(yīng)物被消耗干凈,生成物也不再增加,此

時(shí)反應(yīng)速率為0。4.酶促反應(yīng)中的關(guān)系曲線5.表示影響酶促反應(yīng)因素的曲線(1)溫度和pH

①在一定溫度(pH)范圍內(nèi),隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強(qiáng),超過

這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱。②過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶

的分子結(jié)構(gòu)未遭到破壞,溫度升高可恢復(fù)活性。③不同酶的最適pH可以不同,如圖乙中的胃蛋白酶和胰蛋白酶。④從丙圖可以看出:反應(yīng)溶液溫度的變化不影響酶作用的最適pH。同

理,反應(yīng)溶液pH的變化也不影響酶作用的最適溫度。(2)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響①甲圖:在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應(yīng)速率隨底物濃

度的增加而加快,但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶

促反應(yīng)速率不再增加。②乙圖:在底物充足、其他條件適宜的情況下,酶促反應(yīng)速率與酶濃度

成正比。例3

(2017江蘇無錫上學(xué)期期中,19)如圖為用同一種酶進(jìn)行的不同實(shí)

驗(yàn)結(jié)果,下列有關(guān)敘述正確的是

()

A.本實(shí)驗(yàn)研究的酶是淀粉酶B.圖1曲線是研究該酶具有高效性的結(jié)果C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該酶活性的最適溫度是30℃、最適pH是7D.pH=2與溫度為20℃條件下酶活性減弱的原因不同

解析根據(jù)圖3可知該酶可催化麥芽糖的分解,可確定該酶為麥芽糖酶,A錯(cuò)誤;證明酶的高效性應(yīng)與無機(jī)催化劑相比較,圖1曲線是研究溫度

影響酶活性的結(jié)果,B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該酶的最適pH是7,最適溫度是

30℃左右,但不能確定最適溫度就是30℃,C錯(cuò)誤;強(qiáng)酸(pH=2)可破壞酶

的空間結(jié)構(gòu),使酶失活,而20℃的溫度只是抑制了酶的活性,酶的空間結(jié)

構(gòu)未被破壞,所以兩者條件下酶活性減弱的原因不同,D正確。

答案

D思維點(diǎn)撥對(duì)反應(yīng)速率影響因素的理解由上圖可以看出,影響反應(yīng)速率的因素主要有:(1)反應(yīng)物的濃度,(2)酶的

活性(受溫度、pH、酶的抑制劑等因素的影響),(3)酶的濃度,(4)無機(jī)催

化劑或酶的激活劑等。方法2“對(duì)照實(shí)驗(yàn)法”設(shè)計(jì)酶的相關(guān)實(shí)驗(yàn)1.“試劑檢測(cè)法”探究酶的化學(xué)本質(zhì)

2.“對(duì)比實(shí)驗(yàn)法”探究酶的催化作用對(duì)照組:反應(yīng)物+清水→反應(yīng)速率慢或無反應(yīng);實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+等量的相應(yīng)酶溶液→反應(yīng)速率快。3.“對(duì)比實(shí)驗(yàn)法”探究酶的高效性對(duì)照組:反應(yīng)物+無機(jī)催化劑→反應(yīng)速率慢;實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+等量酶溶液→反應(yīng)速率快。實(shí)驗(yàn)中自變量是無機(jī)催化劑和酶,因變量是反應(yīng)物分解速率。4.“對(duì)比實(shí)驗(yàn)法”探究酶的專一性(1)設(shè)計(jì)思路一:換反應(yīng)物不換酶實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液→反應(yīng)物被分解;對(duì)照組:另一反應(yīng)物+等量相同酶溶液→反應(yīng)物不被分解。(2)設(shè)計(jì)思路二:換酶不換反應(yīng)物實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液→反應(yīng)物被分解;對(duì)照組:相同反應(yīng)物+等量另一種酶溶液→反應(yīng)物不被分解。5.“梯度法”探究影響酶活性的因素(溫度或pH)(1)探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路方案一:(以唾液淀粉酶為例)方案二:(此方案可探究酶的適宜溫度)(2)探究pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路方案一:(以H2O2酶為例)方案二:(此方案可探究酶適宜的pH)知能拓展

有關(guān)酶活性實(shí)驗(yàn)探究中的“五不宜”(1)反應(yīng)物和酶的選擇方面①研究酶的適宜溫度實(shí)驗(yàn)時(shí),不宜選用過氧化氫酶催化H2O2的分解,因

為過氧化氫在加熱的條件下會(huì)分解。②研究酶的適宜pH實(shí)驗(yàn)時(shí),由于酸對(duì)淀粉有分解作用,并且碘—碘化鉀

可與堿反應(yīng),所以不宜選用淀粉和淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料,常選用H2O2和

過氧化氫酶。(2)檢測(cè)時(shí)試劑的選擇方面①研究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)時(shí),鑒定淀粉是否分解用碘液,不宜選

用斐林試劑,因?yàn)殪沉衷噭┬杷〖訜?而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。②若物質(zhì)反應(yīng)前后均能與試劑發(fā)生反應(yīng),例如麥芽糖以及其水解后形成

的葡萄糖均能與斐林試劑反應(yīng),再如蛋白質(zhì)以及其水解后形成的多肽均

能與雙縮脲試劑反應(yīng),此類試劑不宜選用。③若物質(zhì)反應(yīng)前后均不能與試劑反應(yīng),例如蔗糖以及其水解后的單糖均

不能與碘液反應(yīng),此類試劑也不宜選用。例4

(2017山東淄川一中第一次月考,25)為了探究溫度、pH對(duì)酶活性

的影響,下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理的是

()A.實(shí)驗(yàn)①B.實(shí)驗(yàn)②C.實(shí)驗(yàn)③D.實(shí)驗(yàn)④實(shí)驗(yàn)編號(hào)探究課題選用材料與試劑①溫度對(duì)酶活性的影響過氧化氫溶液新鮮的肝臟研磨液②溫度對(duì)酶活性的影響新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液碘液③pH對(duì)酶活性的影響新制的蔗糖酶溶液可溶性淀粉溶液碘液④pH對(duì)酶活性的影響新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液斐林試劑

解析過氧化氫在高溫下易分解,因此不能用過氧化氫作為底物來探究溫度對(duì)酶活性的影響,A錯(cuò)誤;可以利用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀

粉溶液、碘液來探究溫度對(duì)酶活性的影響,B正確;根據(jù)酶的專一性,蔗

糖酶不能使淀粉水解,C錯(cuò)誤;淀粉在酸性條件下易分解,因此不能用淀

粉作為底物探究pH對(duì)酶活性的影響,D錯(cuò)誤。

答案

B考點(diǎn)二

ATP<基礎(chǔ)知識(shí)>一

ATP的結(jié)構(gòu)與功能1.組成元素:①C、H、O、N、P

。2.中文全稱:②三磷酸腺苷

,簡(jiǎn)稱ATP。3.分子結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:③A—P~P~P

。其中“A”代表④腺苷

,“~”代

表⑤高能磷酸鍵

,“P”代表⑥磷酸基團(tuán)

。(2)特點(diǎn):⑦遠(yuǎn)離腺苷

的高能磷酸鍵易水解釋放能量,也易接受能量

而重新形成。4.主要功能:ATP是生命活動(dòng)的⑧直接能源

物質(zhì)。5.拓展辨析:寫出下列物質(zhì)中“A”的含義。

(1)ATP中的“A”代表⑨腺苷

:由腺嘌呤和核糖組成。(2)DNA中的“A”代表⑩腺嘌呤脫氧核苷酸

:由一分子腺嘌呤、

一分子

脫氧核糖

和一分子磷酸組成。(3)RNA中的“A”代表

腺嘌呤核糖核苷酸

。(4)核苷酸中的“A”代表

腺嘌呤

。二

ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化1.ATP的合成(1)合成ATP的生理過程:

光合作用和細(xì)胞呼吸

。(2)合成ATP的場(chǎng)所:

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體

。(3)ATP合成的反應(yīng)式:

ADP+Pi+能量

ATP

。2.轉(zhuǎn)化特點(diǎn):ATP在細(xì)胞內(nèi)含量很少,代謝旺盛的細(xì)胞內(nèi)ATP含量

不會(huì)

(會(huì)/不會(huì))明顯增加,ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化速度

會(huì)

(會(huì)/不會(huì))明顯加快,以滿足細(xì)胞對(duì)能量的需求。1.ATP的分子結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)式

(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1分子腺苷、2分子高能磷酸鍵、3分子磷酸基團(tuán)。(3)ATP的一個(gè)高能磷酸鍵水解,形成ADP(二磷酸腺苷);兩個(gè)高能磷酸鍵

水解,形成AMP(一磷酸腺苷),即為構(gòu)成RNA的基本單位之一。<重點(diǎn)難點(diǎn)>反應(yīng)式ATP?ADP+Pi+能量能量+Pi+ADP?ATP酶ATP水解酶ATP合成酶場(chǎng)所活細(xì)胞內(nèi)多種場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體能量轉(zhuǎn)化放能吸能能量來源高能磷酸鍵呼吸作用、光合作用能量去向用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于ATP中2.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化過程比較知能拓展

ATP理解的4個(gè)誤區(qū)(1)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不可逆:ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,從物質(zhì)方面來

看是可逆的,從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、能量方面來看是不可逆的。(2)ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì),不可等同于能量:ATP是一種高能磷

酸化合物,高能磷酸鍵水解時(shí)能夠釋放出高達(dá)30.54kJ/mol的能量。(3)誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP:事實(shí)上,細(xì)胞中ATP含量很少,只是ATP

與ADP轉(zhuǎn)化非常迅速,無論是飽食還是饑餓時(shí),ATP與ADP含量都保持

動(dòng)態(tài)平衡。(4)誤認(rèn)為ATP轉(zhuǎn)化為ADP不消耗水:ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱為“ATP的水

解反應(yīng)”,這一過程需ATP水解酶的催化,同時(shí)也需要消耗水。蛋白

質(zhì)、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。3.A