搜索
第三单元细胞的能量供应和利用最新考纲1．酶在代谢中的作用Ⅱ2．ATP在能量代谢中的作用Ⅱ3．光合作用的基本过程Ⅱ4．影响光合作用速率的环境因素Ⅱ5．细胞呼吸Ⅱ实验：1．探究影响酶活性的因素2．叶绿体色素的提取和分离3．探究酵母菌的呼吸方式考纲解读1．酶的化学本质及酶的特性2．影响酶活性的曲线、图表分析及相关实验设计与分析3．细胞呼吸的方式及过程4．光合作用的过程及动态分析5．结合光合作用与细胞呼吸考查ATP与能量代谢的关系6．光合作用与细胞呼吸过程中的物质转变及相互关系7．影响光合作用和细胞呼吸的因素分析及相关实验设计8．光合色素的种类、颜色、生理作用及实验9．细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮存的原理与应用第1讲降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”——ATP知识点一酶的作用和本质知识点二酶的特性1⑱：酶催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍2⑲：每一种酶只能催化一种或一类化学反应3酶的作用条件⑳：酶在○21的温度和pH条件下，其活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都○22议一议：加酶洗衣粉为何用温水浸泡？这种洗衣粉能否用于毛料、丝织品的洗涤？知识点三ATP的结构、功能、利用和转化看一看：ATP中的高能磷酸键有何特点？诱导契合模型酶与反应物的契合关系在某种程度上像锁与钥匙的关系，酶改变形状，使反应物与酶的活性部位相契合(称为诱导契合)，这种结合使反应更快地进行。实验变量分析与对照组设置1．自变量：是指人为改变的变量，如氯化铁和肝脏研磨液。2．因变量：是指随着自变量的变化而变化的变量，如H2O2的分解速率或酶活性。3．无关变量：是指除自变量外，其他对实验结果能造成影响的可能因素，如H2O2浓度、肝脏研磨液新鲜程度等。4．对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。它一般要设置对照组和实验组。自我校对：①细胞代谢②生命活动③常态④活跃状态⑤降低化学反应的活化能⑥催化⑦高效性⑧温和⑨酵母活细胞⑩酵母细胞死亡⑪酿酶⑫脲酶⑬蛋白质⑭尿素⑮RNA⑯活细胞⑰蛋白质⑱高效性⑲专一性⑳较温和○21最适宜○22明显降低○23A—P～P～P○24高能磷酸键○25磷酸基团○26提供能量○27细胞的主动运输○28肌肉收缩○29远离腺苷○30一个游离的磷酸(Pi)○31细胞呼吸○32细胞呼吸和光合作用○33共性议一议：温水为酶发挥洗涤作用提供最适温度(冷水抑制酶活性，热水则使酶丧失活性)。不能。看一看：ATP中末端的高能磷酸键易断裂和再生成，断裂时释放出大量的自由能，是一般化学键放出能量的2倍以上。例如：每摩尔的高能磷酸键放出的能量约是30.54kJ，而一般的P～O键只放出能量8.37～20.92kJ。,酶的本质、生理功能及其实验验证1．酶的本质及生理功能来源及化学本质活细胞产生的具有生物催化作用的有机物绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA合成场所核糖体细胞核(真核生物)生理功能催化作用(生物催化剂)作用原理降低化学反应的活化能2.酶是蛋白质的验证实验(利用双缩脲试剂)实验设计思路实验组：待测酶液＋双缩脲试剂―→是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂―→紫色反应实验结果分析：通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶的化学本质是蛋白质；不出现紫色，则该酶液的化学本质不是蛋白质。3．酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析实验设计思路实验组：底物＋相应酶液――→检测底物是否被分解对照组：底物＋等量蒸馏水――→检测底物不被分解实验结果分析：根据底物性质利用相应试剂检测，若底物被分解，则证明酶具有催化作用，否则不具有催化作用。4．酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程中的理论分析：(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。★★本考点高考命题多以选择题形式出现，命题时往往联系不同章节涉及的具体酶促反应，或者给以文字、图表信息考查学生分析问题和解决问题能力。【典例1】►下列有关酶的叙述正确的是()。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，使双链延伸解析大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA，故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸；酶不能为反应物供能，通过降低活化能来提高化学反应速率；DNA连接酶可催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，从而使双链延伸；在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞，故C正确。答案C【训练1】►(原创题)下图为酶作用的模式图。据图所示，下列叙述错误的是()。A．甲多为蛋白质B．此反应为分解反应C．此反应中甲、乙为反应物，丙、丁为产物D．甲与乙之间有专一性解析图中甲为酶，其化学本质多为蛋白质，少数的酶是RNA；该反应是在酶的作用下将乙分解成丙和丁，且酶与底物之间具有专一性。答案C【训练2】►(改编题)下列有关酶的正确叙述是()。①是有分泌功能的细胞产生的，在核糖体上合成的②有的酶从食物中获得，有的酶是体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA⑤酶在代谢中有多种功能⑥酶只是起催化作用⑦酶只在细胞内发挥作用⑧反应前后酶的性质和数量均没有改变A．①②⑤B．③④⑦⑧C．③④⑥⑧D．④⑤⑧答案C,与酶相关的曲线解读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，酶的催化效率更高。(2)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。(3)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。2．表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶A或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。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。(2)从丙图可以看出：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(1)在其他条件适宜，酶量一定条件下，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。(2)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。★以曲线图表形式综合考查考生对酶的特性的理解能力及探究影响酶活性的因素(温度、pH等)是命题专家最常用的命题手段，应重视！【典例2】►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。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()。A．甲B．乙C．丙D．丁解析酶能降低化学反应活化能，增大反应速率，故加入酶后，反应物浓度迅速下降，直至反应结束。答案D——分析酶促反应曲线的要点(1)首先要弄清横坐标和纵坐标表示的意义，相同的曲线在不同的坐标系中表示的含义不同。其次明确曲线中的几个关键点，如：起点、与纵横轴的交点、拐点、最低点、最高点等。(2)在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，影响因素是横坐标所表示的因素，在达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。【训练3】►请你解读与酶有关的图示、曲线：(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示，请回答下列问题。图1和图2分别表示了酶具有________________。洗衣粉中加入的A之所以能够耐酸碱、忍受表面活性剂和较高温度，是因为它是通过________精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分布在细胞的________中。(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，请分析回答：当pH从5上升到7，酶活性的变化过程是________________；从图示曲线我们还可以得出的结论是________________________________________________________________________。(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线，请分析回答：图4中A点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是________________。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，_________________________________________。解析洗衣粉中的A指酶，是蛋白质工程的产物。除了pH以外，温度等其他因素也能影响酶的活性。答案(1)高效性和专一性(特异性)蛋白质工程细胞质(2)先上升后下降随着pH的变化酶的最适温度不变(温度影响酶活性)(3)酶的浓度(数量)和活性酶促反应速率与酶浓度呈正相关,图析ATP的结构与作用1．ATP的结构简析(1)组成元素：C、H、O、N、P。(2)简称：三磷酸腺苷。(3)各字母代表的含义：A——腺苷(腺嘌呤＋核糖)；P——磷酸基团；～——高能磷酸键。(4)结构简式：A—P～P～P(远离腺苷A的那个高能磷酸键容易断裂，也容易形成)。2．ATP的形成途径3．ATP与ADP的相互转化注意酶1、酶2不同：酶1——合成酶，酶2——水解酶。转化式：ADP＋Pi＋能量酶1酶2ATP(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中的所需酶、能量的来源和去路和反应场所都不完全相同。但是物质是可循环利用的。(3)ATP的形成需要满足4个条件：2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。另外合成ATP的过程中有水生成。有关ATP的知识考查，近年来出现的频率较低，并且多数都是融合到其他相关知识点考查。复习时注意ATP与其他知识的综合。【典例3】►下列有关ATP的叙述，正确的是()。①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A．①②B．②③C．③④D．①④解析人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞发生无氧呼吸，每摩尔葡萄糖生成ATP的量必然比安静时(有氧呼吸)少得多；Na＋在人体内环境中主要维持细胞外的渗透压，K＋主要维持细胞内的渗透压，若细胞内Na＋浓度偏高，就必然通过主动运输方式把Na＋排出细胞外，维持内环境的稳定，主动运输消耗能量；人在寒冷时，下丘脑的体温调节中枢会支配肾上腺和甲状腺分泌肾上腺素和甲状腺激素增多，产生较多热量来维持体温；活细胞内ATP和ADP的含量始终处于动态平衡中，饥饿时细胞亦不可例外。答案B【训练4】►请分析下列关于ATP的有关数据和实验，并回答下面的问题。(1)经测定一个成年人静止状态下24h将有40kg的ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP等仅有2～10mg。为满足能量的需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是________________________。(2)用32P标记的磷酸加入细胞培养液，短时间内快速分离出细胞内的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团却已带上了放射性标记。这一事实证明________________________________________________________________________________________________________________________________________________，你得出结论的依据是_________________________________________________________。解析ATP在活细胞内的含量较少，但与ADP之间的转化速度却很快