高考一轮课程生物 全国通用版 ATP和酶教案.docx
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高考一轮课程生物全国通用版ATP和酶教案
2019年高考一轮复习ATP和酶
教材版本
全国通用
课时说明(建议)
2课时
知识点
酶、酶的结构与功能、ATP的结构与功能
复习目标
酶活力的测定实验;酶的特性;ATP的结构与功能。
复习重点
影响酶活性的实验设计;ATP的结构与功能。
复习难点
酶活性的实验设计;ATP的结构与功能。
一、自我诊断知己知彼
1.Na+—K+泵是一种常见的ATP—驱动泵(如图所示),一种在动物细胞的能量系统中起主要作用的载体,也是一种能催化ATP水解的酶。
这种泵每消耗1分子的ATP,就逆浓度梯度将3分子的Na+泵出细胞外,将2分子的K+泵入细胞内。
由此可知( )
A.该载体不一定能催化ATP水解,但一定能促进物质的运转
B.图中,Na+跨膜运输方式是主动运输,K+的跨膜运输方式是协助扩散
C.葡萄糖进入红细胞的方式与图中Na+的跨膜运输的方式相同
D.Na+—K+泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用
2.右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。
下列相关叙述错误的是( )
A.载体①逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP酶活性
C.载体①和②转运方式不同
D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
3.下图为物质P和Q跨膜出细胞的示意图。
下列叙述正确的是( )
A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q出细胞都需要载体蛋白
D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量
4.氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制[H]与O2的结合,使得组织细胞不能利用氧气而陷入内窒息。
如图为研究植物根尖吸收钾离子的相关实验。
下列分析不正确的是( )
A.通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+属于主动运输
B.实验甲中,4h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K+浓度降低
C.实验乙中,4h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸
D.实验乙加入氰化物后,细胞对氧气的吸收速率不变
5.葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
人体细胞膜上分布有葡萄糖转运体家族(简称G,包括G1、G2、G3、G4等多种转运体)。
(1)G在细胞中的________合成,经过________加工后,分布到细胞膜上。
(2)由上图分析可知,葡萄糖通过________的方式运输进入上述两种细胞。
研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富。
G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。
两种转运体中,G1与葡萄糖的亲和力________,保障红细胞在血糖浓度________时也能以较高速率从细胞外液摄入葡萄糖。
当血糖浓度增加至餐后水平(10mmol/L)后,与红细胞相比,肝脏细胞________________增加很多,此时肝脏细胞摄入的葡萄糖作为________储存起来。
同时,血糖浓度的增加,也会引起胰岛B细胞分泌________增多。
(3)肿瘤细胞代谢率高,与正常细胞相比,其细胞膜上G1的含量________。
【答案】1.D2.B3.D4.D5.
(1)核糖体 内质网和高尔基体
(2)协助扩散 较高 低 摄入葡萄糖的速率 (肝)糖原 胰岛素 (3)高
二、温故知新夯实基础
考点一 ATP的结构与功能
1.ATP的结构
(1)图中各部分名称:
A腺嘌呤,①腺苷,②一磷酸腺苷,③ADP,④ATP,⑤普通化学键,⑥高能磷酸键。
(2)ATP与RNA的关系:
ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。
(3)结构特点
①ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂,释放出能量,ATP就转化为ADP,ADP也可以接受能量而重新形成ATP。
②高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。
2.ATP与ADP的相互转化
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP+Pi+能量ATP+H2O
ATP+H2OADP+Pi+能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
3.ATP的功能与动、植物细胞代谢
(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。
(2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于暗反应,不用于其他生命活动;植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。
(3)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
考点二 酶的本质、作用及特性
1.酶的本质与作用
(1)酶本质的探索历程
(2)酶的本质和功能
(3)酶的作用原理
①表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是AC段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是BC段。
③酶降低的活化能是AB段。
④若将酶变为无机催化剂,则B在纵轴上向上移动。
2.酶的特性(连线)
归纳总结 关于酶的8个易错点
项目
正确说法
错误说法
产生场所
活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)
具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质
有机物(大多数为蛋白质,少数为RNA)
蛋白质
作用场所
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
温度影响
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活
低温和高温均使酶变性失活
作用
酶只起催化作用
酶具有调节、催化等多种功能
来源
生物体内合成
有的可来源于食物等
合成原料
氨基酸、核糖核苷酸
只有氨基酸
合成场所
核糖体、细胞核等
只有核糖体
3.与酶有关的曲线分析
(1)酶高效性的曲线
①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
(2)酶专一性的曲线
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
②加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。
(3)影响酶活性因素的相关曲线
甲曲线分析:
①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子的结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
乙曲线分析:
纵坐标为反应物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;图示pH=7时,反应物剩余量最少,应为最适pH;反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
①甲图:
在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,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正比。
4.酶专一性的理论模型
(1)图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。
(2)酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。
考点三 探究影响酶活性的因素
1.实验原理
(1)探究温度对酶活性的影响
①反应原理
②鉴定原理:
温度影响酶的活性,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)探究pH对酶活性的影响
①反应原理(用反应式表示):
2H2O22H2O+O2。
②鉴定原理:
pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。
2.实验步骤
(1)探究温度对酶活性的影响
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
加入等量的可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
2
控制不同的温度条件
60℃热水(5分钟)
沸水(5分钟)
冰块(5分钟)
3
加入等量的新鲜淀粉酶溶液
1mL(5分钟)
1mL(5分钟)
1mL(5分钟)
4
加入等量的碘液
1滴
1滴
1滴
5
观察实验现象
不出现蓝色
(呈现碘液颜色)
蓝色
蓝色
(2)探究pH对酶活性的影响
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量的3%的H2O2溶液
2mL
2mL
2mL
2
注入等量的不同pH的溶液
1mL蒸馏水
1mL5%的HCl
1mL5%的NaOH
3
注入等量的过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
4
观察实验现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
5
将带火星的卫生香插入试管内液面的上方
燃烧剧烈
燃烧较弱
燃烧较弱
归纳总结
(1)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
(2)在探究温度对酶活性的影响的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。
(3)在探究pH对酶活性的影响实验中,宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。
(4)在探究pH对酶活性的影响实验中,不宜选用淀粉和淀粉酶作实验材料,因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快,从而影响实验结果。
三、典例剖析思维拓展
考点一 ATP的结构与功能
例1下列关于生物体中ATP的叙述,其中正确的一项是( )
A.蓝藻细胞中的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP
B.ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C.ATP中存在2个高能磷酸键,在一定条件下均可释放其中的能量
D.生物体内ATP的含量很多,从而保证了生命活动所需能量的持续供应
【答案】C
【解析】蓝藻细胞是原核细胞,不含线粒体和叶绿体,A项错误;ATP和ADP是两种不同的物质,B项错误;ATP中存在2个高能磷酸键,在一定条件下均可释放其中的能量,C项正确;生物体内ATP的含量很少,但ATP与ADP转化非常迅速,从而保证了生命活动所需能量的持续供应,D项错误。
【易错点】ATP高能磷酸键的数目
【方法点拨】利用“1、2、3”原则,“1”指一个腺苷,“2”指两个高能磷酸键,“3”指三个磷酸基团。
例2ATP是细胞内的直接能源物质,可通过多种途径产生,如图所示。
以下说法正确的是( )
A.O2由红细胞进入肝脏细胞,使ATP含量迅速下降
B.a过程和b过程都在细胞器中进行
C.绿色植物通过b过程形成的ATP不能用于吸收矿质元素
D.①、②在物质和能量上都可成为互逆反应
【答案】C
【解析】O2由红细胞进入肝脏细胞属于自由扩散,不需要载体和能量,因此ATP含量基本不变,A项错误;a表示细胞呼吸,细胞呼吸的场所有细胞质基质、线粒体,B项错误;b过程为光合作用,其形成的ATP只能用于暗反应,不能用于其他生命活动,C项正确;①、②分别为ATP的合成和水解过程,其中物质是可逆的,能量是不可逆的,D项错误。
【易错点】ATP水解释放的能量作用,与合成ATP的能量来源。
【方法点拨】ATP水解释放的能量拥有进行生命活动,动物合成ATP的能量来源于细胞呼吸作用,植物合成ATP的能量来源于细胞呼吸作用与光合作用。
考点二 酶的本质、作用及特性
例1下列关于生物体中酶的叙述,正确的是( )
A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶
B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催
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