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第三课生物的新陈代谢第一课时新陈代谢与酶、酶工程简介、ATP要点、疑点、考点酶的概念酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物。新陈代谢与酶新陈代谢是指活细胞中全部有序化学变化的总称，是生物最基本的特征，是生物与非生物最本质的区别。是在酶的催化下进行的。酶的特性高效性需要适宜条件专一性酶的催化效率是无要催化剂的107～1013倍一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应酶需要适宜温度和PH值条件要点、疑点、考点影响酶作用的因素低温使酶的活性明显降低，但酶的分子结构没有被破坏，酶的活性在适宜的温度下可以恢复；高温使酶变性失去活性，且不能恢复。温度、PH值、激活剂和抑制剂每种酶都有适宜的PH值，一般在近中性环境中，催化效率较高。过酸或过碱，都将使酶的效率降低甚至消失2酶工程简介概念酶制剂的生产酶工程是指在盛有酶的容器—酶反应器中，利用酶的生物催化作用，生产出人类所需要产品的一门科学技术。由酶制剂的生产和应用两部分组成酶制剂的应用要点、疑点、考点3新陈代谢与ATPATP的分子简式ATP与ADP的转化A代表腺甘，T代表三个，P代表磷酸，～代表高能磷酸键。A—P～P～P要点、疑点、考点动物：呼吸作用ATP的形成途径ATP酶ADP+Pi+能量植物：呼吸作用和光合作用课前热身1()A肠淀粉酶B胃蛋白酶C胰淀粉酶D肠肽酶B2(1)对人和动物来说，ADP转化成ATP所需的能量主要来自于()(2)对于绿色植物来说，ADP转化为ATP的能量来自于（）和（）。(3)ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键水解，同时储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，这个能量直接用于各项生命活动，如（）、（）呼吸作用、光合作用、呼吸作用、主动运输、细胞分裂能力、思维、方法【例1】将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器中，调整pH至20，保存于37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余物质是()A淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B胃蛋白酶、唾液淀粉酶、麦芽糖、多肽、水C蛋白酶、唾液淀粉酶、多肽、水D胃蛋白酶、唾液淀粉酶、淀粉、水A能力、思维、方法【解析】酶对pH非常敏感，每一种酶只能在一定的pH范围内活动，不同酶的最适pH往往差异很大。在pH=20时，胃蛋白酶的活性最高，能够将试管中的蛋白质分解为多肽，而唾液淀粉酶此时不但没有活性，反而要被胃蛋白酶分解。因此，一段时间后，试管中剩余物质就只有淀粉、胃蛋白酶、多肽和水。pH对酶促反应速度影响的曲线特征是：以最适pH为中轴，左右对称，高于或低于最适pH时，酶的活性急剧下降，直至变性(见上图)。此时将试管内的pH从20逐渐上升到680，唾液淀粉酶的活性。能力、思维、方法能不能同步上升呢?不能，因为在pH为20时，唾液淀粉酶已经变性了。【例2】生物体内既能贮存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是()A葡萄糖B糖元C三磷酸腺苷D脂肪C能力、思维、方法【解析】生物体内能够贮存能量的物质很多：淀粉、糖元、脂肪等等。在能量代谢的过程中，光合作用的光反应是将光能转变成化学能贮存在ATP中，呼吸作用分解有机物，释放能量，一部分能量以热能的形式散失，一部分转移到ATP中暂时贮存。因此，ATP与脂肪、糖元一样，能贮存能量，而解题的突破口是能为生命活动直接提供能量的物质，脂肪、糖元、淀粉中的能量不能直接用于各项生命活动。【例3】血液凝固是一系列酶促反应过程，采集到的血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快()A0℃B15℃C35℃D25℃C能力、思维、方法【解析】本题重在考查考生对温度对酶促反应速度影响的理解，以反映考生对知识灵活应用的程度。该题的巧妙之处，在于将影响酶活性的因素与实例结合，避免了抽象的叙述，题干具有一定的迷惑性。该题的解题重点在于考虑温度对酶促反应速度的影响。在一定范围内，酶的活性将随反应温度的升高而提高，故很易将C选项选出。【例4】同一个体内的各类活细胞所含酶的()A种类有差异，数量相同B种类有差异，数量不同C种类无差异，数量相同D种类无差异，数量不同B能力、思维、方法【解析】本题考核关于酶及有机体内细胞发育和分化的基本概念。专一性是酶的基本特性之一，每一种酶只催化细胞内一种生化反应，一个有机体通过发育、分化，使体内细胞分化为不同的类型，各执行不同的功能。同一种细胞在发育的不同时期，其功能也会发生变化。细胞的生理功能是由细胞内生物化学反应决定的。功能不同的细胞内生物化学反应的种类和强度是不同的，因而催化这些反应的酶的种类和数量也不同。有机体发育过程中基因表达的特异性和顺序性决定不同类型细胞内合成酶的种类和数量是不同的。根据酶的基本特性和细胞发育分化两个基本思路分析，就不难得出结论，一个个体内各类活细胞所含酶的种类和数量均不同。如果缺乏上述两个基本概念中的任何一个，就会选择错误的选项。能力、思维、方法【例5】下列A、B、C三图分别表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系，请据图回答下列问题：能力、思维、方法(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是。(2)图B中，a点所对应的温度称为。(3)图B中，a到b点曲线急剧下降，其原因是。(4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和70℃水浴锅中20分钟，取出转入37℃的水浴锅中保温，两试管内反应分别是：甲，乙。(5)图C表示了催化反应的速度变化曲线。A唾液淀粉酶B胃蛋白酶C胰蛋白酶D植物淀粉酶【答案】(1)受反应液中酶的浓度的限制(2)酶促反应的最适温度(3)温度升高，使酶活性下降(4)甲：速度加快，乙：无催化反应(5)C能力、思维、方法【解析】图A中，酶的浓度一定时，随反应物浓度逐渐升高，反应速度加快，说明此时反应速度受反应物浓度限制；当反应物达到某一浓度后，所有的酶都参与催化反应，此时反应速度最快，说明反应速度受酶浓度的限制。图B中，在a点所对应的温度下，酶的活性最高，这是酶的最适温度，当温度达到最适温度后继续升高，由于酶变性而活性下降。因此在70℃水浴锅中保温20分钟的试管内，酶已经完全失去活性，转入37℃的水浴锅中将无催化反应发生。在碱性条件下活性较高的酶是胰蛋白酶。【例6】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05%淀粉1mL能力、思维、方法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500、620、680、7.40、800③分别向1～5试管中加入05%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12345PH5.006.206.807.408.00结果+++橙黄色+++“＋”表示蓝色程度能力、思维、方法请回答：(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?【答案】(1)37℃是人体正常的体温，也是人体内酶的最适温度；恒温可以排除温度对实验结果的干扰(2)淀粉已被完全水解(3)提高唾液的稀释倍数(4)唾液淀粉酶的最适pH为680，高于或低于此pH时，酶的活性逐渐降低能力、思维、方法【解析】本题为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，因此必需排除其他因素对实验结果的干扰。选择37℃是人体正常的体温，也是人体内酶的最适温度，另一方面恒温可以排除温度对实验结果的干扰。如果本实验的反应速度太快，淀粉迅速彻底水解了，来不及检验，从而无法得出正确结论。对唾液来说，适当提高其稀释倍数，以降低唾液淀粉酶的浓度，就可以使反应速度减缓。延伸、拓展【例7】高等植物体内产生ATP的生理过程有()A呼吸作用、渗透作用B呼吸作用、蒸腾作用C光合作用、主动运输D光合作用、呼吸作用D延伸、拓展【解析】这是有关植物代谢内容的试题，意在考查考生对植物体内几种重要的生理作用的理解情况，以及简单的分析和综合能力。光合作用过程中的反应，叶绿素分子吸收光能，在酶的作用下把光能转变成化学能，使ADP与磷酸结合形成ATP，并将这些化学能储存在ATP中。植物的呼吸作用有两种类型：有氧呼吸和无氧呼吸。它们的共同点都是分解有机物，释放能量，合成ATP。如有氧呼吸过程中，以分解葡萄糖为例，在第一、第二阶段，一分子的葡萄糖分解成两分子的丙酮酸，直至分解成二氧化碳。在此过程中产生少量的氢，同时释放能量，使ADP与磷酸结合形成ATP。到第三阶段，前两阶段产生的氢在酶的作用下，与氧气结合生成水，同时释放大量的能量，使ADP与磷酸结合形成大量的ATP。主动运输是物质通过细胞膜的一种方式。此过程需要由ATP分解成ADP和磷酸的过程中释放出的能量来推动完成。蒸腾作用是植物体内的水分，以水蒸气的形式通过叶的气孔散失到大气中的过程。这一生理过程既不产生ATP，也不消耗ATP。