高考-生物专题4酶与ATP

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考情精解读 4
考纲解读
命题规律
命题趋势
知识体系构建
专题一 细胞的分子组成
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知识全通关
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考点1 酶在细胞代谢中的作用
专题四 酶与ATP
一、酶的本质 1.酶的定义及本质 酶是由 活细胞产生的具有 催化作用的有机物。绝大多数酶是 蛋白质,少数酶为 RNA。 2.酶的作用机理:酶能够降 低化学反应的活化能。 二、酶的特性 1.高效性:酶的催化效率很高,是无机催化剂的107~1013倍。 2.专一性:一种酶只能催化 一种或一类化学反应。 3.酶的作用条件较温和。
试管1
试管2
试管3
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
——
——
——
1 mL
——
——
——
1 mL
2 mL
2 mL
2 mL
√
√
√
产生大量气泡
无气泡产生
无气泡产生
pH对酶的活性有影响。在强酸和强碱中,过氧化氢酶不起作用
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考点2 探究影响酶活性的因素
专题四 酶与ATP
【名师提醒】
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专题一 细胞的分子组成
1.热点预测 本专题中,以选择题形式对酶的三个特性的考查仍是今后高考的热点,一 般是2~6分。对ATP相关知识的考查,往往与细胞呼吸和光合作用综合进行,多以图表 题的形式呈现,着重考查考生的识图能力及分析判断能力,所占分值较少。 2.趋势分析 预计高考试题还会联系生产生活实际,以图表、曲线为知识载体,以实验 为背景考查考生对酶和ATP的理解与应用
化学本质
生物功能 共性
绝大多数是蛋白质, 少数是RNA
蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等
催化作用
调节作用
在生物体内均属高效能物质,即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
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题型全突破 5
考法1 关于酶的本质、功能及特性的分析
【考法示例1】
下列有关酶的叙述,正确的是
A.只要条件适宜,酶在生物体外也可催化相应的化学反应 B.酶的催化效率高是因为酶提供了化学反应所需的活化能 C.温度过低和过高都通过破坏酶的空间结构降低酶的活性 D.对于一个细胞而言,酶的种类和数量永远不会发生改变
(1)探究温度或pH对酶活性影响的实验中,需将底物和酶均调到实验所需的条件下 才进行混合,以保证实验所需的条件。 (2)探究温度对酶活性影响的实验中,底物不能选H2O2,因为随着温度的升高, H2O2 的分解速率加快,会干扰实验结果。 (3)在探究温度对酶活性影响的实验中,底物选淀粉,检测试剂为碘液,不能用斐林试 剂,因为斐林试剂的显色反应需要加热,会影响实验结果。 (4)在探究淀粉酶的专一性时,若底物选用淀粉和蔗糖,则不能用碘液检测实验结果, 因为对蔗糖来说,无论有没有水解,都不能与碘液反应,要选用斐林试剂,通过检测还 原糖的产生与否,确定结论。
专题四 酶与ATP
二、用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响 1.实验原理:H2O2分解产生 氧气和水。过氧化氢酶可加快H2O2的分解,在短时间内产 生大量氧气。 2.实验步骤
步骤 1 2 3 4 5 6 7
项目 注入过氧化氢酶溶液
注入蒸馏水 注入氢氧化钠
注入盐酸 注入H2O2溶液 振荡3支试管 观察记录气泡数 结论
专题四 酶与ATP
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考点3 ATP在能量代谢中的作用
专题四 酶与ATP
二、ATP与ADP的相互转化
反应式 所需酶
ATP的合成
ADP+Pi+能量
ATP
ATP合成酶
ATP的水解
ATP
ADP+Pi+能量
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
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考点2 探究影响酶活性的因素
专题四 酶与ATP
一、用淀粉酶探究温度对酶活性的影响 1.实验原理
(1)淀粉
麦芽糖, 淀粉+碘 → 蓝色。
(2)温度影响淀粉酶的活性,从而影响淀粉的分解,滴加碘液后,根据蓝色深浅来判断淀 粉分解状况,进而推断出酶活性的变化。
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能量去路
储存于形成的 高能磷酸键中
光合作用过程中产生的ATP用于C3的还原,细胞呼 吸过程中产生的ATP用于 各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体内的需能部位,如 细胞膜、叶绿体基质等
关系
ATP与ADP的相互转化过程中反应的类型、反应所需的酶以及能量的来源、去路和反应 场所都不完全相同,因此ATP的合成和水解不可逆
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考法1 关于酶的本质、功能及特性的分析
专题四 酶与ATP
考法综述 对于酶的本质、功能及特性的考查常以选择题的形式呈现,试题难度不大。命题时往往 联系不同章节涉及的具体酶促反应,以文字、图表等形式考查考生分析问题和解决问题 的能力。解题时要抓住酶的本质、功能和特性进行分析。
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考点1 酶在细胞代谢中的作用
专题四 酶与ATP
【名师提醒】
对酶在细胞代谢中作用的理解 (1)作为催化剂,酶具有一般催化剂应具有的特点: ①酶只能催化热力学上允许进行的反应。 ②只提高化学反应速率,缩短反应时间,不会改变化学平衡的状态。 ③在反应前后,酶的化学性质和数量将保持不变。 (2)酶既可在细胞内,也可在细胞外发挥催化作用。 (3)由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。 (4)产生激素的细胞一定能产生酶,但产生酶的细胞不一定能产生激素。
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考点3 ATP在能量代谢中的作用
一、ATP的结构和功能 1.ATP的结构
专题四 酶与ATP
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考点3 ATP在能量代谢中的作用
一、ATP的结构和功能 1.ATP的结构
专题四 酶与ATP
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知识全通关 9
考点3 ATP在能量代谢中的作用
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知识全通关 12
考点3 ATP在能量代谢中的作用
专题四 酶与ATP
【易错警示】
(1)ATP≠能量。ATP是一种高能磷酸化合物,其高能磷酸键水解时能够释放能量,所 以ATP是与能量有关的物质,不可将两者等同起来。 (2)ATP转化为ADP也需要消耗水。ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”,这一 过程需ATP水解酶的催化,同时也需要消耗水。 (3)并不是所有的ATP都能用于各项生命活动,光合作用的光反应产生的ATP只能用 于暗反应,转化成有机物中的能量。
专题四 酶与ATP
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考法1 关于酶的本质、功能及特性的分析
专题四 酶与ATP
解析 只要条件适宜,酶在生物体外也可催化相应的化学反应,A正确;酶通过降低 化学反应的活化能来提高酶促反应速率,B错误;低温只能降低酶的活性,不会使酶 的空间结构发生变化,高温、强酸、强碱等通过破坏酶的空间结构降低酶的活性,C 错误;对于一个细胞来说,不同的代谢时期,所需酶的种类和数量往往不同,D错误。
答案 A
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题型全突破酶与ATP
考法综述 与酶有关的曲线包括酶的特性曲线和影响酶促反应速率的曲线。影响酶促反应的因素 经常结合坐标图进行考查,解答此类问题时,要特別关注纵坐标表示的是酶促反应速率还 是生成物的量;在分析温度和pΗ对酶促反应速率影响的曲线时,要借助数学中分段函数的 思想,分段描述,即以最适温度(或pΗ)为界限进行表述。在分析影响酶促反应速率的因素 时,一般情况下,未达到最大反应速率时,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。
的活化能,改变化学反应的速率
或改变反应方向和平衡常数
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题型全突破 3
考法1 关于酶的本质、功能及特性的分析
2.酶的作用机理分析
专题四 酶与ATP
与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,两者的比较如图所示。 图中各字母代表的含义:a、b、c分别代表无催化剂、使用无机催化剂、使用酶催化
目 录 Contents
考情精解读
A.知识全通关
B.题型全突破
C.能力大提升
考点1 考点3
考点2
考法1 考法3
考法2 方法突破
考情精解读
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考情精解读 1
考纲解读
命题规律
命题趋势
知识体系构建
1.酶在代谢中的作用Ⅱ; 2.ATP在能量代谢中的作用Ⅱ; 3.实验:探究影响酶活性的因素
专题一 细胞的分子组成
知识全通关 4
考点2 探究影响酶活性的因素
专题四 酶与ATP
2.实验步骤
步 加入试剂或处理方法
骤
1
可溶性淀粉溶液(A、B、C)
A/a 2 mL
试管 B/b
2 mL
C/c 2 mL
2
新鲜淀粉酶溶液(a、b、c)
1 mL
1 mL
1 mL
3
保温5 min
60 ℃
100 ℃
0℃
4
将a液加入到A试管,b液加入到B试管,c液加入到C试管中,摇匀
生物催化剂,只起催化作用 生物体内合成
既可在细胞内,也可在细胞外、体外发 挥作用
低温影响酶的活性,不破坏酶的结构,但 高温易使酶失活
错误说法 酶的本质是蛋白质
具有分泌功能的细胞才能产生酶
氨基酸 核糖体 酶具有调节、催化等多种功能 有的来源于食物
只在细胞内起催化作用
低温会引起酶变性失活
催化已存在的化学反应,降低化学反应 产生新的化学反应,或提供化学反应的活化能,
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题型全突破 2
考法1 关于酶的本质、功能及特性的分析
专题四 酶与ATP
考法指导 1.有关酶的易错分析
项目 化学本质 产生部位 合成原料 合成场所 生理功能
来源 作用场所
温度影响
作用机理
正确说法 绝大多数是蛋白质,少数是RNA 一般来说,凡是活细胞都能产生酶(不考
虑哺乳动物的成熟红细胞) 氨基酸或核糖核苷酸 核糖体或细胞核等
【辨析比较】
几种化合物中“A”的含义的区别 ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”,但表示的含义不同,如图所示:
专题四 酶与ATP
ATP中的A为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成;DNA分子中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸,由一分子 腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成;RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸,由一 分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成;核苷酸中的A为腺嘌呤。可见,它们的共同 点是都含有腺嘌呤。
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题型全突破 8
考法2 与酶有关的曲线分析
考法指导 1.表示酶高效性的曲线
专题四 酶与ATP
(1)酶的高效性是和无机催化剂相比较来说的,在该曲线中只有a、b相比较才可说明酶催 化的高效性,a、c曲线对比只能说明酶具有催化作用。 (2)当底物量一定时,酶只能缩短达到反应平衡所需的时间,不改变产物的最大生成量。
的化学反应过程,E1、E2、E3分别代表进行相应化学反应所需的活化能,ΔE代表使用酶后 降低的活化能。
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考法1 关于酶的本质、功能及特性的分析
专题四 酶与ATP
3.酶与激素的比较
项目
来源及作用 场所
酶
活细胞产生;细胞内 或细胞外发挥作用
激素
专门的内分泌腺或特定部位的细胞产生;分泌 到细胞外发挥作用
5
保温5 min
60 ℃
100 ℃
0℃
6
滴入碘液,摇匀
2滴
2滴
2滴
7
观察现象并记录
不变蓝
变蓝
变蓝
结论
温度对酶的活性有影响,60 ℃时α-淀粉酶的活性较高
注:市售α-淀粉酶的最适温度约为60 ℃。若换用唾液淀粉酶,则其最适温度约为37 ℃。
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知识全通关 5
考点2 探究影响酶活性的因素
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考情精解读 2
考纲解读
命题规律
命题趋势
知识体系构建
专题一 细胞的分子组成
考点
酶在细胞代谢中的作用 【10%】
2016全国
2015全国
探究影响酶活性的因素 【60%】
·全国Ⅰ,3,6分 ·全国Ⅱ,29,10分
ATP在能量代谢中的作用 【40%】
·全国Ⅰ,4,6分 ·全国Ⅰ,29,3分
2014全国
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考点3 ATP在能量代谢中的作用
***的功能 ATP是生物体生命活动的直接能源物质。ATP中的化学能可转变为以下几种形式: (1)机械能:肌肉的收缩、染色体的运动。 (2)电能:神经冲动的传导、生物电。 (3)化学能:蛋白质或DNA等的合成。 (4)光能:萤火虫发光。
自主命题地区
·2016海南,3,2分 ·2014上海,38,2分 ·2013上海,29,2分
·2016江苏,8,2分 ·2015江苏,7,2分 ·2015浙江,31,12分 ·2014天津,8,6分
·2016海南,11,2分 ·2015上海,28,2分 ·2014江苏,14,2分
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