高考生物二轮练习精品学案专项09酶atp师版.docx
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高考生物二轮练习精品学案专项09酶atp师版
2019高考生物二轮练习精品学案:
专项09酶atp(师版)
考纲浏览
1.酶在代谢中的作用(Ⅱ);
2.探究影响酶活性的因素;
3.ATP在能量代谢中的作用。
课前预习
【一】酶的作用和本质
1、酶在细胞代谢中的作用
⑴细胞代谢:
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,是细胞生命活动的基础。
⑵酶的作用:
通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用,同时证明,与无机催化剂相比,酶具有高效性的特性。
⑶酶的作用机理:
①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。
②催化剂的作用:
降低反应的活化能,促进化学反应的进行。
③作用机理:
催化剂是降低了反应的活化能。
与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。
思考:
酶在化学反应中,能不能增加生成物的量?
不能。
酶只是降低活化能,加快反应速率,缩短达到平衡的时间,但不会使生成物的量增加。
2、酶的本质
⑴酶本质的探索:
最初科学家通过大量实验证明,酶的化学本质是蛋白质;在20世纪80年代,又发现少数RNA也具有催化作用。
⑵酶的本质:
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
3、酶的特性
⑴高效性:
酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
⑵专一性:
每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。
⑶作用条件较温和:
高温、过酸、过碱,都会使酶的结构遭到破坏,使酶永久失活;在低温下,酶的活性降低,但不会失活。
思考:
酶与无机催化剂的相同之处是什么?
⑴化学反应前后数量和性质不变;
⑵加快化学反应的速度,缩短达到平衡的时间,但不能改变平衡点;
⑶都能降低反应的活化能。
【二】ATP的结构、功能和利用
1、结构:
ATP的结构简式是A—P~P~P,A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,一个ATP分子中含有一个普通磷酸键,两个高能磷酸键,三个磷酸基。
2、功能:
直接给细胞的生命活动提供能量。
3、利用:
ATP水解释放的能量用于主动运输、神经传导、生物电和肌肉收缩等。
【三】ATP与ADP的相互转化
1、ATP水解:
在有关酶的催化作用下,ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键很容易水解,并释放能量。
2、ATP形成:
在有关酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同时与磷酸结合,重新形成ATP。
3、ATP形成的能量来源
⑴对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自于细胞呼吸,对于绿色植物来说,那么来自于光合作用和细胞呼吸。
⑵细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物体的共性。
思考:
ATP分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是什么?
是组成哪种化合物的基本单位之一?
腺嘌呤核糖核苷酸;RNA。
课堂讲解
考点一酶的本质、作用及其实验验证
1、酶的定义
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
2、酶的本质
绝大多数酶是蛋白质,少数酶为RNA,其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。
3、酶化学本质的实验验证
⑴证明某种酶是蛋白质:
实验组:
待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应。
对照组:
蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应。
⑵证明某种酶是RNA:
实验组:
待测酶液+吡罗红染液→是否出现红色。
对照组:
RNA溶液+吡罗红染液→出现红色。
4、酶的催化作用和高效性的验证实验分析
⑴实验原理:
①。
②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。
⑵实验过程的变量及对照分析
自变量
因变量
无关变量
对照组
实验组
2号:
90℃水浴加热
3号:
加入3.5%FeCl3溶液2滴
4号:
加入20%肝脏研磨液2滴
H2O2分解速度
用产生气泡的
数目多少表示
加入H2O2的量;实验
室的温度;FeCl3和肝
脏研磨液的新鲜程度
1号
试管
2、3、4
号试管
⑶实验结论:
①酶具有催化作用,同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。
②酶具有高效性,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
5、酶的专一性的验证实验分析
⑴实验原理
②用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后,再用斐林试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索酶的专一性。
⑵实验程序
序号
项目
试管
1
2
1
注入可溶性淀粉
2mL
无
2
注入蔗糖溶液
无
2mL
3
注入新鲜淀粉酶溶液
2mL振荡
2mL振荡
4
50℃温水保温
5min
5min
5
加斐林试剂
1mL振荡
1mL振荡
6
将试管下部放入60℃热水中
2min
2min
7
观察实验结果
有砖红色沉淀
无砖红色沉淀
结论
淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解
思考:
酶的组成成分中可能含有哪一种糖?
该糖主要存在于细胞核中,还是细胞质中?
核糖。
主要存在于细胞质中。
思维拓展
1、证明酶是蛋白质的其他证据
(1)酶经酸、碱水解后的最终产物是氨基酸。
(2)酶是具有一定空间结构的生物大分子,凡是能使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活。
(3)酶和蛋白质一样,具有不能通过半透膜的胶体性质。
(4)酶也有蛋白质所具有的化学呈色反应。
(5)与蛋白质的相对分子质量相似、结构相似。
(6)在物理、化学因素的作用下,也可变性沉淀。
2、证明酶是RNA的其他证据
将某种酶液用核糖核酸酶处理,根据酶液是否被水解予以判断。
思维拓展
(1)选择好检测反应物的试剂。
如验证酶的专一性,反应物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶溶液,检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。
(2)保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好本实验的关键。
例1、〔11年新课标卷2〕甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如下图所示。
以下分析错误的选项是(B)
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶是不可能具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
答案:
B
解析:
考查酶的本质。
首先需要了解大部分酶的本质是蛋白质,少量的酶是RNA,用蛋白酶处理后,乙酶活性降低,说明乙酶的成分是蛋白质,被蛋白酶处理后被分解,而甲酶不变,那么说明甲酶可能成分是RNA或者能够抗这种蛋白酶的降解。
变式训练1、〔11天津理综卷1〕以下有关酶的表达正确的选项是
A.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C.在动物细胞培养中,胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸
考点二酶的催化特性及影响酶促反应的因素
1、温度对酶活性的影响:
⑴原理解读
1
②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。
⑵实验设计思路
⑶实验设计程序
⑷实验的变量分析
自变量
因变量
无关变量
温度
淀粉分解量的多少
〔用是否出现蓝色
及蓝色深浅表示〕
淀粉和淀粉酶的
量、溶液的pH、
反应时间等
2、pH对酶活性的影响:
⑴原理解读:
①。
②pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。
⑵实验设计程序:
取n支试管→分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液→用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH〔如5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0〕→分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液→用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。
例2、〔2018全国卷大纲版33〕〔注意:
在试题卷上作答无效〕
某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响,设计了如下实验步骤:
1在A、B、C、D、E5支使观众分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5ml,再分别加入质量分数为1%的淀粉液1ml。
2各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1ml,摇匀。
3将5支试管放入70℃恒温水浴中,保温时间相同且合适。
4取出各试管,分别加入斐林试剂2ml,摇匀。
5观察各试管溶液的颜色,通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
[来
6上述实验步骤中有2处错误,请更正并说明更正的理由〔不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数〕,以便实验能得到正确的预期结果。
〔1〕。
〔2〕。
答案:
⑴③更正:
将5支试管放入37℃恒温水浴中,保温时间相同且合适。
理由:
唾液淀粉酶的最适温度为37℃,在70℃时,由于高温使酶失去活性,干扰了PH对人唾液淀粉酶活性的影响。
⑵④更正:
取出各试管,分别加入斐林试剂2mL,摇匀,将这些试管放出盛有开水的大烧杯中,用酒精灯加热煮沸2min(分〕左右。
理由:
斐林试剂应在沸水浴中参与反应。
解析:
唾液淀粉酶的最适温度为37℃,在70℃时,由于高温使酶失去活性,干扰了PH对人唾液淀粉酶活性的影响。
斐林试剂应在沸水浴中参与反应。
变式训练2、(2018·大连模考)如图为不同因素与酶促反应速率的关系图,A―→B代表酶促反应速率坐标(0~100%),A―→C代表温度坐标(0~70℃),C―→B代表溶液酸碱度坐标(pH=0.1~14),以下表达中不正确的选项是()。
(各线段含义提示:
例如EH线段表示温度为E时,该酶的酶促反应速率为H)
A、GH线段所代表的酶其最适温度在DE范围内
B、FI线段可用来表达胃蛋白酶的作用特点
C、据图可说明影响某酶酶促反应速率的因素还可能有酶的数量和底物浓度
D、GH、GI线段所代表的某酶酶促反应速率差异的关键影响因素是温度
答案:
D
度等,C正确、D错误。
考点三与酶有关的曲线解读
1、表示酶高效性的曲线:
⑴催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
⑵酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。
⑶酶只能催化已存在的化学反应。
2表示酶专一性的曲线:
⑴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催化底物A参加反应。
⑵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不催化底物A参加反应。
3、影响酶活性的曲线:
⑴在一定温度范围内,随温度的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围酶催化作用将减弱。
⑵在最适pH时,酶的催化作用最强,高于或低于最适pH,酶的催化作用都将减弱。
⑶过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
⑷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:
⑴在其他条件适宜、酶量一定的条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
⑵在底物充足,其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
思考:
在设计“影响酶活性的条件”实验中最关键的一步是什么?
在酶与反应底物接触前就应该用相应的自变量处理酶和反应底物。
例3、下图一表示温度对酶促反应速率的影响示意图,图二的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图,那么当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是()
A、曲线1B、曲线2C、曲线3D、曲线4
答案;:
B
解析:
此题考查温度对酶活性的影响。
酶不改变化学反应的平衡点,故A、D错误。
从图一中可以看到,温度为2a时的酶促反应速率比a时要高,所以温度为2a时的曲线比图二中的a曲线先达到最大值,根据图二可以看出只有曲线2符合。
思维拓展操作时必须先将酶置于不同环境条
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