高考生物一轮复习酶和ATP导学案新人教版必修1

高考生物一轮复习酶和ATP导学案新人教版必修1

山西省朔州市李林中学 高考生物一轮复习 酶和 ATP 导学案 新人教版必修 1 课前导学】 考纲内容 能力要求 命题展望 1．酶在代谢中的作用 2．ATP 在能量代谢中的作用 3．光合作用的基本过程 4．影响光合作用速率的环境因素 5．细胞呼吸 6．探究影响酶活性的因素 7．叶绿体色素的提取和分离 8．探究酵母菌的呼吸方式 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 1．以酶的作用、本质、特性设置新 的实验背景，以非选择题形式命制探 究实验 2．以绿色植物为实验对象，以 非 选择题形式考查光合作用、 呼吸作 用、物质循环、能量流 动等知识 【课堂识真】 考点一 酶的本质、作用及其实验验证 （一）细胞代谢 1．概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为 。 2．作用：是细胞 的基础。 3．细胞代谢能在温和条件下快速进行，是由于酶的 作用。 （二）酶的概念及催化原理 1.酶概念的理解 酶是 产生的具有催化作用的 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。 2.催化原理 酶和无机催化剂均能降低反应的 ，酶降低活化能的效果更 ,如下图 所示，由于在催化反应中，只需 的能量就可使反应物进入“活化态”,所以和非催 化反应相比，活化分子的数量大大 ，从而 了反应速度。 活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。酶的催化 效率高，是因为同无机催化剂相比，酶降低 的作用更显著。 3．酶和一般催化剂的比较 (1)共性 ①用量 而催化效率 酶与一般催化剂一样，虽然在细胞中的相对含量很低，却能使一个慢速反应变为快速反应。 ②反应前后酶的 均没有变化 和一般催化剂一样，酶仅能改变化学反应的 ，并不能改变化学反应的 。酶本身在反应前后不发生 变化。 ③可降低反应的活化能 催化剂包括酶在内，能降低化学反应的 ， 如 图所示，由于在 催化反应中，只需 的能量就可使反应物进 入“活化态”，所以 和非催化反应相比，活化分子的数量大大增加， 从而加快了反应速 度。 (2)酶作为生物催化剂的特性 ①催化效率高，即 ； ②高度的 ； ③酶的作用条件较 。 、 、 等条件都能使酶破坏而完全失去 。所以酶作用一般都要求比较 的条件， 如常温、常压、接近中性的酸碱度等。 【突破题 1】 (2011 年广州测试)下列图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E 表 示酶降低的活化能。正确的图解是( ) （二）酶的本质及生理功能 1．酶的本质及生理功能 化学本质 合成原料 合成场所 来源 作用场所 生理功能 作用原理 2.酶化学本质的实验验证 (1)证明某种酶是蛋白质 ①实验组：待测酶液＋ 试剂→是否出现 反应。 ②对照组：已知蛋白质标准样液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。 (2)证明某种酶是 RNA ①实验组：待测酶液＋ 染液→是否呈现 。 ②对照组：已知 RNA 标准样液＋吡罗红染液→出现红色。 【突破题 2】下列有关酶的叙述中，正确的是( ) A．合成 ATP 与分解 ATP 的酶相同 B．酶只能在细胞内起催化作用 C．高温和低温都会使酶永久失活 D．酶在 0℃左右时空间结构保持稳定 考点二 关于酶特性的实验 （一）通过实验验证酶的催化作用和高效性 1．实验原理 (1)鲜肝提取液中含有 。 (2)过氧化氢酶和 Fe3+都能 H2O2 分解，放出 O2 2．实验目的 比较 H2O2 在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化 氢酶的作用和意义。 3．实验步骤、注意事项及变量、对照的分析 无关变量：加入过氧化氢的量，实验室温度，FeCl3 和肝脏研磨液的新鲜程度等。 4.实验设计及现象分析 5.实验结论 (1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可 化学反应速率。 (2)酶具有 ，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 [知识拓展] (1)点燃卫生香的时间一般为实验(加入试剂)后的 2～3 min，这一时间要因气温和试剂的新鲜程度而定，不可千 篇一律。 (2)本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜，肝脏必须进行研磨，使过氧化氢酶释放出来。 (3)H2O2 有腐蚀性，不要使其接触皮肤。 (4)卫生香不要插到气泡中，以免卫生香因潮湿而熄灭。 【突破题 3】在验证酶具有高效性的实验时，酶浓度、温度等条件适宜且不变，过氧化氢被分解的速率曲线如图 5－1－1 所示，则下列说法中正确的是( ) 图 5－1－1 A．曲线表明酶具有高效性 B．浓度 a 对应曲线比浓度 b 对应曲线的酶活性高 C．浓度 a 大于浓度 b D．该实验的实验变量为反应物浓度 （二）通过实验验证酶的专一性 1．实验原理 (1)淀粉酶能催化淀粉产生还原性的 ，但不能催化蔗糖( )。 (2)斐林试剂能使还原糖产生 沉淀。 2．实验程序 注意事项： (1)实验选用蔗糖，不能用还原性的糖(如葡萄糖或果糖等)，否则影响实验结果。 (2)实验中要将试管的下部浸在温水中，以创造试管内淀粉酶所需的适宜温度条件，使淀粉酶的催化能力最强。 (3)制备的可溶性淀粉溶液，一定要冷却后才能使用，因为温度过高会使酶活性降低甚至失去催化能力。 (4)在淀粉酶分解淀粉和蔗糖的实验中鉴定试剂只能用斐林试剂而不能用碘液，因为蔗糖是否分解用碘液鉴定不 出来。 (5)酶和反应底物不能同时加入，应先控制条件再混合。 (6)淀粉酶的来源不同，其最适温度也不一定相同，在保温时必须加以考虑。市售的淀粉酶的最适温度一般在 60℃ 左右，唾液淀粉酶的最适温度为 37℃。 【突破题 4】(2010 年深圳一模)下表是某同学为验证酶的专一性而设计的实验方案，a～d 代表试管，①～⑦代表实验步骤。对该实验方案的有关评价中，错误的是( ) ① 淀粉溶液 2 mL 蔗糖溶液 2 mL 唾液淀粉酶溶液 2 mL 唾液淀粉酶溶液 2 mL ② 50～65℃温水中水浴加热 10 min ③ 将 c 倒入 a，将 d 倒入 b ④ 50～65℃温水中水浴加热 10 min ⑤ 加入现配的斐林试剂溶液 2 mL ⑥ 37℃恒温水浴 ⑦ 观察并记录颜色变化 A．淀粉酶的用量属于自变量 B．②和④会影响酶的活性 C．②﹑④和⑥的温度设置错误 D．④和⑤的顺序有误 【突破题 5】．如图所示，下列 4 支试管中都加入 3 mL 浆糊。另外 A、C 内分别注入 2 mL 清水，B、D 内分别注入 2 mL α淀粉酶。甲、乙两水槽水温分别为 37 ℃、65 ℃。保温 5 min 后，再向 4 支试管内分别滴入碘液，最 可能不变蓝的是( ) （三）通过实验探究影响酶活性的条件 1．温度对酶活性的影响 (1)原理解读 淀粉遇碘后，形成 的复合物。 ②温度影响 的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。 (2)实验设计思路 (3)实验设计程序 (4)方法步骤 【突破题 6】(2009 年高考宁夏卷)右图表示酶活性与温度的关系。 下列叙述正确的 是( ) A．当反应温度由 t2 调到最适温度时，酶活性下降 B．当反应温度由 t1 调到最适温度时，酶活性上升 C．酶活性在 t2 时比 t1 高，故 t2 时更适合酶的保存 D．酶活性在 t1 时比 t2 低，表明 t1 时酶的空间结构破坏更严重 【突破题 7】将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取 6 支试管分别加入等量的淀粉溶液后， 分为 3 组并分别调整到不同温度，如下图所示，然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液，保持各组温 度 30 分钟后，继续进行实验(提取液中还原性物质忽略不计)： (1)若向 A、C、E 3 支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该 3 支试管，其中液 体颜色呈砖红色的试管是______；砖红色较深的试管是______，颜色较深的原因是______________________；不 变色的试管是________；不变色的原因是__________。 (2)若向 B、D、F 3 支试管中分别加入等量的碘液，观察 3 支试管，发现液体的颜色都是蓝色，产生该颜色的原 因是____。 (3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度，你怎样设计实验才能确定最适 温度？(只要求写出设计思路) ______ ________ _ 。 2.pH 对酶活性的影响 (1)原理解读 ①淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。 ②淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖(淀粉水解过程中，不同阶段的中间产物遇碘后，会呈现红褐色 或红棕色) 。麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。 ③斐林试剂与可溶性的还原糖(麦芽糖、葡萄糖等)在加热条件下，生成砖红色沉淀。 (2)实验步骤(注意操作顺序不能错) 【易错易混】 1 探究温度对酶活性影响的实验中，不能用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢在加热的条件下 分解会加快。 2 探究温度和 PH 对酶活性的影响实验中，必须先控制条件，再将反应物和酶混合，而不能颠倒。 3 温度和 pH 是通过影响酶的活性而影响酶促反应速率的。 【突破题 8】几位同学在探索 pH 对α－淀粉酶活性的影响)时，设计的实验方案如下。其中操作顺序最合 理的是( ) ①在三个试管中各加入可溶性淀粉溶液 2 mL ②在三个试管中各加入新鲜的α－淀粉酶溶液 1 mL ③置于适宜温度下保温 5 min ④分别置于 100℃、60℃、0℃环境中保温 5 min ⑤加入斐林试剂后，水浴加热，观察现象 ⑥将试管中溶液的 pH 分别调到 3、7、11，保持 5 min A．①④②③⑤ B．①⑥④②⑤ C．①②⑥③⑤ D．②⑥①③⑤ 考点三 与酶有关的曲线分析 1．表示酶高效性的曲线 (1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更 。 (2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的 。 (3)酶只能催化已存在的化学反应。 2．表示酶专一性的曲线和图像 (1)在 A 反应物中加入酶 A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶 A 底 物 A 参加反应。 (2)在 A 反应物中加入酶 B，反应速率和未加酶时相同，说明酶 B 底物 A 参加反应。 （3）图像 解读： ①图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B分解后的产物，C、D表示不能 被该酶催化的物质。 ②酶和被催化的底物分子都有特定的空间结构。 3．影响酶活性的曲线 (1)甲、乙曲线表明： 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 ，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构 ，温度升高 活性 （可恢复/不可恢复）。 (2)从丙图可以看出：反应溶液 pH 的变化 酶作用的最适温度（影响/不影响）。 4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 (1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而 ，但当底物达到一定浓 度后，受酶的 和 限制，酶促反应速率不再增加。 (2)乙图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成 。 [知识拓展] (1)温度和 pH 是通过影响酶的 而影响酶促反应速率的。 (2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的 而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。 (3)抑制剂、激活剂也会影响酶活性。 【突破题 9】(2011 年南京模拟)表 示在不同条件下，酶催化反应的速度(或生成物)变化，有关叙述不正确的是 ( ) A．图①虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系 B．图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量变化的示意曲线 C．若图②中的实线表示 Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率 D．图③不能表示在反应开始后的一段时间内反应速度与时间的关系 【突破题 10】(2011 年广州质检)左图表示的是 pH 对植物和人的淀粉酶活性的影响；右图表示的是 3 种脱氢酶(A、 B、C)的活性受温度影响的情况。下列叙述正确的是( ) A．从左图中可以知道 pH＝6 时植物淀粉酶的活性最高 B．从右图中无法知道酶 C 的最适温度 C．从左图中可以知道若细胞由酸性变成碱性时，淀粉酶的活性逐渐升高 D．从右图中可以知道活性温度范围最广的酶是 B 考点四 ATP 的结构及再生途径 1．ATP 的结构 (1)ATP 的结构简式：A—P～P～P，两个高能磷酸键位于 腺苷的一侧（远离/靠近），一个普通化学键与腺苷 相连。 ①A 代表 ，由 和 构成；P 代表 。 ②“—”代表 ，“～”代表 。 ③T 代表 个（ATP）；D 代表 个(ADP)；M 代表 个(AMP)。 (3)ATP、ADP、AMP 的相互转化(下式只表示主要物质的相互转化) (4)ATP 的各种小分子物质 2．ATP 与 ADP 的相互转化 ATP 的合成 ATP 的水解 反应式 合成酶 ADP＋Pi＋能量 —----- 水解酶 ATP—------- ＋Pi＋能量 所需酶 ATP 酶 ATP 酶 能量来源 光能( )，化学能( ) 储存在 中的能量 能量去路 储存于形成的 键中 用于各项 反应场所 、 、 生物体的 因此，ATP 与 ADP 的相互转化 可逆反应（是/不是）。 3．ATP 的形成途径 (1)含有叶绿体的细胞可通过 、 产生 ATP，但是，在无光的条件下，只能通过 产生 ATP ，光合作用产生的 ATP （能/不能）为各种生命活动提供能量，只能贮存在有机物中。 (2)不含叶绿体的真核细胞通过 产生 ATP ①在氧气充足时进行 呼吸。 ②在氧气相对不足时， 和 同时进行。 ③在无氧时，暂时通过 产生 ATP 。细胞长时间无氧呼吸，将产生大量的 或 ，使细胞中毒 死亡。 【易错易混】生物体内的能源物质 ①能源物质—— 、 、 。②生物体的主要能源物质—— 。 ③细胞生命活动所需的主要能源物质—— 。 ④主要储能物质—— 。 ⑤根本能源—— 。⑥植物细胞内的储能物质—— 。 ⑦动物细胞内的储能物质—— 。⑧直接能源物质—— (不是唯一)。 A．高温和低温均能破坏酶 1 和酶 2 的结构，使其失去活性 B．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 C．ATP 中的 A 代表腺嘌呤，T 代表三个，P 代表磷酸基团 D．人在饥饿时，细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡 【课后见功】 1．(2010·安溪模拟)将 1 毫升 5%的胃液溶液倒入装有 10 毫升蛋白质胶体的试管内，置于 25℃的温水中水 浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列各方法中能提高酶活性的是( ) A．把实验温度提高到 37℃ B．在试管内再加入 1 毫升 5%的胃液溶液 C．将 pH 由 3 调节为 7 D．在试管内加入 1 毫升唾液 2．(2010·宁波模拟)在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆点位置，分别用不同的方法处理，如图所示。将上 述实验装置放入 37℃恒温箱中，保温处理 24 小时后，用碘液滴在琼脂块上，可见其上面呈蓝色的斑块个数是 ( ) A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个 3．(2010·芜湖一检)通常情况下，正常动物细胞中不具有的酶是( ) A．复制 DNA 所需的酶 B．转录合成 RNA 所需的酶 C．翻译合成蛋白质所需的酶 D．逆转录合成 DNA 所需的酶 4．(2010·广州月考)把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中(酶液)，在 37℃下观察到某些反应现象。 在这种情况下，学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可观察到该反应现象；学生乙设 计的对照实验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解释，其中可能 性最大的一项是( ) A．酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行 B．酶由于被蒸馏水溶解出来，因而能进行反应 C．由于该酶液中混有与反应物相同的物质 D．由于该酶液中混有催化同一反应的多种酶 5．(2010·临沂质检)蜗牛嗉囊中的消化液对纤维素具有消化作用。从菠菜叶柄切一小薄片放在载玻片上， 滴加蜗牛嗉囊中的消化液，加盖玻片；同样制作另一切片标本，但滴以蒸馏水作为对照组。15 min 后观察，发 现两标本内的细胞形态完全一样。下列对结果与预期不同的原因分析中，不合理的是( ) A．实验时温度太低，作用时间也不够长 B．滴管或实验器皿未洗净，残留酸或碱 C．消化液离开蜗牛嗉囊后，不发挥作用 D．吸取消化液的量过少 6．(2010·广州一模)在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化， 如图甲 I 所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性 抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如图甲Ⅱ、Ⅲ所示。图乙示意发生竞争性抑制和 非竞争性抑制时，底物浓度与起始反应速率的变化曲线图。请据图回答下列问题： (1)当底物与酶活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说明酶的催化作用具有__________。 (2)青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，故能抑制细胞合成细胞壁相关的酶活性，其原因是 ____________________________________。 (3)据图乙分析，随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小的是__________抑制剂，原因是__________。 (4)唾液淀粉酶在最适温度条件下的底物浓度与反应速率的变化如图丙。若将温度提高 5℃，请在图丙中绘 出相应变化曲线。