高三生物《酶和ATP》.docx
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高三生物《酶和ATP》
高三生物《酶和ATP》
一、酶的本质:
(1)酶的概念:
酶是______产生的具有_______作用的_________。
(2)本质:
A.
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
合成场所
来源
一般来说_______都能产生酶
作用场所
生理功能
B.验证酶的化学本质
证明某种酶是蛋白质
证明某种酶是RNA
对照组
已知蛋白液+
结果:
出现紫色反应
已知RNA溶液+
结果:
出现红色反应
实验组
待测酶液+
结论:
待测酶液+
结论:
二、酶在细胞代谢中的作用:
(1)细胞代谢:
细胞中各种__________的统称,是细胞生命活动的基础。
(2)酶的作用机理:
①酶能够降低化学反应的______,从而起到______作用。
②活化能:
分子从_______转变为容易发生化学反应的_________所需要的能量。
例题1、下列关于酶的叙述中正确的是( B )
A.酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动
B.活细胞都可产生酶,酶可在细胞外起作用
C.酶都是在核糖体上合成的
D.所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应
例题2、(2011·海南高考)某一不可逆化学反应(S→P+W)在无酶和有酶催化时均可以进行。
当该反应在无酶条件下进行到时间t时,向反应液中加入催化该反应的酶。
如图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是(D)
A.甲B.乙
C.丙D.丁
三、酶的特性:
(1)高效性:
a、催化剂可_____化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率____。
b、酶只能缩短达到化学平衡所需____,不改变化学反应的_____。
c、酶只能催化已存在的化学反应。
(2)专一性:
一种酶只能催化一种或一类化学反应
a、图中A表示______,B表示________。
b、酶和被催化的底物分子都有特定的结构。
(3)作用条件温和:
高温、过酸、过碱使酶变性失活,低温会抑制酶的活性
a、在一定温度(或pH)范围内,随温度(或pH)的升高,酶的催化作用____,超过这一范围,酶催化作用逐渐____。
b、过酸、过碱、高温都会使酶的________破坏,而低温只是酶的活性,不破坏酶分子结构,温度升高可酶的活性。
c、反应溶液酸碱度的变化不影响酶作用的________。
四、影响酶促反应速率的因素:
(1)________和______通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率;
甲:
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___________的限制,酶促反应速率将不再增加。
乙:
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是______的。
(2)____和____通过影响酶活性(催化效率)来影响酶促反应速率;
例题3、图甲表示温度对淀粉酶活性的影响;图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后,麦芽糖积累量随温度变化的情况,下列说法中不正确的是(C)
A.T0表示淀粉酶催化反应的最适温度
B.图甲中,Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低,但对酶活性的影响有本质的区别
C.图乙中Tb到Tc的曲线表明随温度的升高,麦芽糖不再上升,酶的活性已达到最大
D.图乙中A点对应的温度为T0
例题4、下图表示在最适温度下,反应物浓度对酶所催化的化学反应速度的影响,据图分析。
①判断正误
在A点时,随着反应底物浓度的增加,反应速率加快(√)
在B点时,反应底物浓度限制了反应速率的提高(×)
②如果在A点时温度升高10℃,曲线会发生什么变化?
请在图中画出变化后的曲线。
③如果在B点时往反应混合物中加入少量的同种酶,曲线会发生什么变化?
请在图中画出相应的曲线。
例题5、动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶,能专一催化1mol谷氨酸分解为1mol氨基丁酸和1molCO2。
某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在谷氨酸起始浓度为10mol/L、最适温度、最适pH的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果见图甲和图乙。
下列有关说法正确的是( D )
A.二氧化碳浓度增加到一定程度以后不再增加,原因是酶失活
B.乙图中当酶浓度增加到一定程度后催化反应速率不再增加
C.乙图中催化反应速率增加的原因是随着酶浓度的增大,酶的活性逐渐增加
D.将甲的纵坐标改成乙中的催化反应速率,坐标曲线和原曲线不一样
(3)加入酶的激活剂或抑制剂都会影响酶促反应速率
由上图可知酶的抑制剂分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂。
竞争性抑制的原理是抑制剂与竞争酶的,从而降低酶对底物的催化效应。
非竞争性抑制剂的原理是抑制剂和酶活性外的其他部位结合,改变酶的,使酶不能与结合,从而失去催化活性。
例题6、上面甲图是生化反应中,酶的竞争性抑制与非竞争性抑制的示意图。
对图乙分析叙述不正确的是(B)
A.曲线a表示没有酶抑制剂存在时的作用效果
B.曲线c表示在竞争性抑制剂作用下酶的活性降低
C.曲线a、b反应速率不再增加是受酶浓度的限制
D.竞争性抑制剂与该酶催化的底物化学结构相似
五、相关实验设计:
(1)比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
①实验过程及现象分析:
试管号
3%H2O2量
控制变量
点燃的卫生香检测
结果分析
实验处理
H2O2分解速度(气泡多少)
1
2mL
2
2mL
90℃水浴加热
3
2mL
滴加3.5%FeCl32滴
4
2mL
滴加20%肝脏研磨液2滴
②实验过程的变量及对照分析
a.在1、2组成的对照实验中,自变量为,因变量为,实验结果说明影响H2O2分解速度。
b.在1、4组成的对照实验中,自变量为,实验证明酶具有____________。
c.在3、4组成的对照实验中,自变量为,实验证明酶具有____________。
(2)探究酶具有专一性:
①方法一:
酶相同,底物不同:
例:
实验组:
淀粉+淀粉酶对照组:
蔗糖+淀粉酶
本实验中自变量是_________,因变量是____________,可以用__________来检测因变量,实验结果是实验组___________,对照组____________。
②方法二:
底物相同,酶不同:
例:
实验组:
淀粉+淀粉酶对照组:
淀粉+蔗糖酶
本实验可以用__________来检测因变量,实验结果分别是:
碘液检测:
实验组___________,对照组_______。
斐林试剂检测:
实验组___________,对照组_______。
(3)探究影响酶活性的因素:
①实验设计思路:
一定条件(温度、PH)底物+酶液反应,检测____的分解速度、存在量或____的生成量。
②温度对酶活性的影响
a、原理:
*淀粉遇碘变蓝色,淀粉能在淀粉酶催化下水解生成______,遇碘不显蓝色
*温度影响酶的_________,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据__________及_蓝色深浅来判断酶的活性。
d、实验变量分析
自变量
因变量
无关变量
e、特别提醒:
*本实验不宜选用斐林试剂,因为斐林试剂与还原糖只有在_______下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制自变量。
*本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解,因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下________。
③PH对酶活性的影响:
a、原理:
*pH影响酶的活性,从而影响氧气的________,可用________________燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。
b、实验设计程序:
c、特别提醒:
*本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉分解,因为_____________也会发生水解反应。
例题7、关于探究酶特性的实验叙述中,正确的是(B)
A.若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
B.若探究过氧化氢酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照
C.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择斐林试剂对实验结果进行检测
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检
例题8、
为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响,实验如下:
操作步骤:
①在1~5号试管中分别加入0.5%淀粉1mL
②再向试管中加入相应的缓冲液3mL,使试管中的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00
③分别向1~5试管中加入0.5%唾液1mL,然后进行37℃恒温水浴
④反应过程中,每隔1min从3号试管中取出一滴反应液,滴在比色板上,加1滴碘液显色,待呈橙黄色时,立即取出5支试管,加碘液显色并比色记录结果。
结果如下:
编号
1
2
3
4
5
PH
5.00
6.20
6.80
7.40
8.00
结果
++
+
橙黄色
+
++
“+”表示蓝色程度
请回答:
(1)实验过程中为什么选择37℃恒温?
。
(2)3号试管加碘液呈橙黄色说明什么?
。
(3)如果反应速度太快,应对唾液做怎样的调整?
。
(4)该实验得出的结论是什么?
。
(1)在实验中,只有在恒温的条件下,才能排除温度因素对实验结果的干扰;37℃是唾液淀粉酶起催化作用的最适温度。
(2)淀粉已完全分解。
(3)提高唾液的稀释倍数。
(4)唾液淀粉酶的最适pH是6.8,高于或低于此pH时,酶的活性逐渐降低。
六、酶的应用(探究加酶洗衣粉的洗涤效果与固定化酶技术)
1、加酶洗衣粉是指含的洗衣粉,目前常用的酶制剂有、、
和四类。
加酶洗衣粉中的蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的或小分子的,使污迹从衣物上脱落。
脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶也能分别将大分子的、和水解为小分子物质,使洗衣粉具有更的去污能力。
2.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果
原理:
不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同,而酶具有,所以对不同污渍的洗涤效果不同。
实验遵循的原则:
实验自变量为洗涤剂种类,设计时应遵循原则、原则,有效地控制其他无关变量,如水的用量、污染物的量、所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量,搅拌及洗涤时间。
3.酶的固定化实例:
高果糖浆的生产需要用,它能将葡萄糖转化为果糖。
使用固定化酶技术,将这种酶固定在一种上,再将这些酶颗粒装到一个反应柱内,柱子底端装上分布许多小孔的。
反应柱上的孔应满足酶颗粒___________通过,反应溶液________通过,若反应物颗粒过大则不能用此法。
固定化酶技术的优点,酶既能与反应物接触,又能与产物分离,同时,固定在载体上的酶还可以被反复利用。
4.酶的固定化技术常用方法:
、。
例题9、某工厂生产了一种加酶洗衣粉,其包装袋上印有如下说明:
成分:
含碱性蛋白酶等
用法:
洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时。
使用温水效果最佳。
注意:
切勿用于丝质及羊毛衣料。
用后彻底清洗双手。
请回答下列问题:
(1)质检局针对该洗衣粉设汁了如下装置进行实验
该实验的目的是。
(2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,参考上述
(1)的实验材料及方法进行如下实验,并把结果用图A、B表示。
①由图可知,使用该加酶洗衣粉的最适温度约为。
②在0℃和75℃时,酶的催化效率基本都降为零,但温度再度回到45℃,后者的催化作用已不能恢复,这是因为。
③该同学在实验过程中可通过测定指标来表示酶的催花效率。
(3)该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料,其主要原因是。
(1)检查该洗衣粉是否含蛋白酶
(2)①.45℃ ②.酶的结构已遭破坏(或酶的活性已丧失) ③.胶片上的蛋白膜消失时间的长短
(3)丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解,从而破坏衣料
七、ATP
(1)ATP的结构和功能:
①ATP的分子结构简式为:
_____________。
全称是__________。
ATP在活细胞内普遍存在,但含量____。
②ATP中A代表_______,由_____和______构成,ATP共有____个磷酸基团,_____根高能磷酸键,其中________的高能磷酸键特别不稳定,容易形成和断裂。
③ATP远端磷酸基团脱落一个后形成的分子为________,其分子结构简式为__________脱落两个磷酸基团后形成的分子为________,该分子是_________的组成成分。
④ATP水解的本质是指ATP分子中______的水解,也就是该化学键断裂后释放出大量能量。
这些能量直接供应细胞代谢。
因此它是生物体进行生命活动的_________。
(2)ATP与ADP
①请写出ATP与ADP的相互转化过程
③ATP合成和水解比较
ATP的合成
ATP的水解
反应式
所需酶
能量来源
能量去路
反应场所
注意:
a、ATP在生物体内含量少,但转化________,因而细胞中的ATP总是处于一种_______中。
b、ATP与ADP的相互转化____(是/不是)可逆反应。
c、生成ATP的途径有哪些?
植物:
,动物:
。
d、ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析:
A点:
通过________分解有机物,产生少量ATP。
AB段:
随O2供给量增加,__________明显增强,ATP产生量随之增加;
B点:
在此氧气浓度下,有氧呼吸产生ATP最多。
BC段:
限制ATP进一步增加的因素可能是___________________________等。
当横坐标表示呼吸强度时,ATP产生量曲线应从____开始。
例10、下列有关ATP的结构与功能的叙述中,正确的是( D )
A.ATP分子脱去了两个磷酸基以后的剩余部分就成为DNA的基本组成单位中的一种
B.ATP与ADP的转化过程是可逆反应
C.ATP称为高能化合物,是因为第二个磷酸基很容易从ATP上脱离释放能量
D.催化ATP与ADP相互转化的酶不同
例11、研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子。
请分析回答:
(1)神经细胞中的ATP主要来自________(生理过程),其结构简式是________。
研究发现,正常成年人安静状态下24小时有40kgATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10mmol/L,为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是:
_________________。
(2)释放到细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来。
最后剩下的是______________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化。
科学家推测ATP可作为神经细胞间的信号分子的实验思路是:
①科学家用化学物质阻断___________在神经细胞间的信息传递后,发现受体细胞仍能接受到部分神经信号;②科学家在靶细胞膜上找到了_______________________________。
(1)呼吸作用 A—P~P~PATP和ADP相互迅速转化
(2)腺苷
(3)①典型神经递质 ②ATP受体
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- 酶和ATP 生物 ATP