2020届高考生物一轮复习3.1酶和ATP.ppt
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1、第三单元细胞的能量供应和利用第1课酶和ATP,考点一酶的本质、作用与特性【核心知识突破】1.酶的作用和本质:(1)酶的本质与合成:,蛋白质,RNA,核糖核苷酸,核糖体,(2)酶的作用及其机理。如图为酶降低化学反应活化能的曲线:,解读:图中表示有酶催化的反应曲线是_。若a-c表示无酶催化时所需的活化能,则a-b表示该酶_。结论:酶具有_作用,可以_化学反应的活化能。(3)酶的来源:一般_都能产生。,B,降低的活,化能,催化,降低,活细胞,2.酶的特性:(1)酶的高效性。下面是酶的高效性曲线:,分析:酶只能缩短达到化学反应平衡点的_,不改变化学反应的平衡点。结论:与_相比,酶降低活化能的作用更显著
2、。酶的催化效率大约是_的1071013倍。,时间,无机催化剂,无机催化剂,(2)酶的专一性。下面是酶的专一性曲线:分别向蔗糖溶液和麦芽糖溶液中加入麦芽糖酶,底物剩余量如图所示:,分析:加入麦芽糖酶,蔗糖剩余量不变,而麦芽糖剩余量减少。说明麦芽糖酶不能催化_水解,可以催化_水解。结论:每一种酶只能催化_化学反应。,蔗糖,麦芽糖,一种或一类,(3)酶的作用条件较温和。下面是温度和pH对酶促反应速率的影响曲线:,分析。a.在最适温度(pH)条件下,酶的活性最高,温度(pH)偏高或偏低,酶的活性都会明显_。b._都会使酶变性失活;而_只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度_可恢复活性。,降低,过酸
3、、过碱、高温,低温,升高,c.从丙图可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适_。结论:_都会使酶的_遭到破坏,使酶永久失活;_时,酶的活性较低,但不会失活。,温度,高温、过酸或过碱,空间结构,低温,【秒判正误】1.酶的基本组成单位是氨基酸。()分析:酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。,2.酶发挥作用离不开其特定的结构。()分析:结构与功能相适应,酶发挥作用离不开其特定的结构。,3.酶提供了化学反应所需的活化能。()分析:酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能。,4.酶只能在细胞内发挥作用。()分析:只要条件适合,酶在细胞内和细胞外都能发挥作用。,5.酶在催化反应完成后立即被降解。()
4、分析:酶在催化化学反应前后本身的质和量都不发生变化。,6.低温和高温条件下酶都会变性失活。()分析:低温条件下酶的活性较低,但不会变性失活,高温条件下酶才会变性失活。,【命题案例研析】【典例】(2017天津高考)将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是(),A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能B.该体系中酶促反应速率先快后慢C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D.适当降低反应温度,T2值增大,【审答技巧】(1)分析两条曲线的走势:加入酶C后A曲线下降、B上升,说明该反应是A生成B。(2)理解T2点的反应状态:T2点时该反应趋于平衡状态,反应条
5、件改变会影响反应趋于平衡状态的速率,即影响T2值。,【解析】选C。题图中加入酶C后,A浓度下降,B浓度上升,推测A经过反应生成了B,酶C降低了A生成B这一反应的活化能,A项正确;该体系中在T1T2段曲线变化幅度较大,T2以后曲线趋于平缓,反映出酶促反应速率先快后慢,B项正确;T2后B增加缓慢是作为反应物的A过少造成的,酶的活性变化不明显,C项错误;图,示为最适温度下A、B浓度的变化曲线,适当降低反应温度,反应速率减慢,T2值增大,D项正确。,【高考长句应答特训】(1)如果适当升高反应温度,上图中T2值会增大,原因是_。,适当升高反应温度,酶的活性降低,酶促反应速率,降低,反应达到平衡的时间会延
6、长,(2)T1加入酶C后,请描述两曲线变化的趋势。提示:在T1T2段A曲线下降,B曲线上升,且变化幅度较大;T2后两曲线保持稳定。,【方法规律】“四步法”分析酶促反应曲线第一步识标:“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。,第二步析线:“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势,明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先上升后下降”“先上升后稳定”等。,第三步抓点:“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交点等表示的生物学含义。,第四步辨析:“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图,根据曲线上不同标注信息识别曲线所代表的意义
7、(有的曲线直接标出),首先对每一条曲线单独分析,然后进行比较分析,判断曲线间有无联系或找出相互关系。,【考点题组诊断】角度一酶的本质、作用及特性1.(2017全国卷改编)下列关于生物体中酶的叙述,错误的是世纪金榜导学号()A.在细胞质中存在参与DNA合成的酶B.由活细胞产生的酶可在生物体外发挥催化作用,C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37,【解析】选D。线粒体、叶绿体中含有少量DNA,也有参与DNA合成的酶,A项正确;由活细胞产生的酶可在生物体外发挥催化作用,如唾液淀粉酶可以在体外分解淀粉,B项正确;胃蛋白酶的化学成分是蛋白质,可以用盐析
8、的方法沉淀,C项正确;唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37,但是需要在低温条件下保存,D项错误。,2.(2018济南模拟)科学家发现了一种RNaseP酶,它由20%的蛋白质和80%的RNA组成。如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,这一结果表明()A.某些RNA具有生物催化作用,B.酶是由RNA和蛋白质组成的C.酶的化学本质是蛋白质D.绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,【解析】选A。本题主要考查酶的本质和作用。由题可知,除去RNaseP酶中的蛋白质,在提高Mg2+浓度的前提下,留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性,说明R
9、NA也有催化作用,A项正确。酶的化学本质是蛋白质或RNA,故B项和C项错误,题中结果无法说明绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA,故D项错误。,【易错提醒】本题易错选D。原因是不理解“绝大多数的酶是蛋白质,少数是RNA”这一结论是通过大量实验归纳得出的,任何一个单独的实验都不能得出这样的结论。,3.(金榜原创预测)酶燃料电池是一种新型电池,通过生物酶在电极上的催化,将底物(如糖类)中的化学能直接转化为电能。该电池被认为是下一代为移动电子产品供电的绿色电池之一,具有广阔的应用前景。下列有关叙述不正确的是()A.酶燃料电池的使用条件温和、安全,B.酶燃料电池中使用的酶本质上是蛋白质C.酶燃料电池中酶
10、的种类单一,体现了酶的专一性D.酶燃料电池的使用易受到温度的影响,【解题指南】解答本题的关键:(1)明确酶燃料电池的作用原理是酶的催化。(2)知道酶的专一性是一种酶只能催化一种或一类化学反应。,【解析】选C。酶燃料电池的使用条件温和、安全,与酶的特性有关,A项正确;酶燃料电池中使用的酶是生物酶,本质上是蛋白质,B项正确;酶燃料电池中可以有多种酶,不同的酶催化不同的反应,体现了酶的专一性,C项错误;酶的活性易受到外界温度变化的影响,从而影响酶燃料电池的使用,D项正确。,角度二与酶的本质、特性相关的曲线模型4.(2019常德模拟)竹纤维是一种新型的织物纤维,具有抗菌、防紫外线等功能,穿着凉爽、透气
11、。在竹纤维织物工艺流程中需要除去淀粉类浆料,目前常用耐热性强的枯草杆菌淀粉酶(-淀粉酶)“退浆”。如图曲线表示的是在其他条件都适宜的情况下,淀粉酶,浓度的退浆效果(失重率)。下列有关说法错误的是(),A.A-B表示酶浓度越高退浆效果越好B.B-C表示提高酶的浓度几乎不影响退浆效果C.B-C显示底物几乎耗尽D.B-C表示底物与酶已充分结合,【解析】选D。酶促反应速率与酶浓度、酶的活性以及底物浓度有关。反应进行到B点时,失重率不再增加,意味着淀粉类浆料被分解完毕,D项错误。,5.(教材素材新命题必修1P86拓展题T1变式)如图表示在最适温度、最适pH等条件下,反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影
12、响。回答下列问题:世纪金榜导学号,(1)解释在A、B、C点时该化学反应的状况。A点:_;B点:_;C点:_。,(2)如果温度升高10重复实验,则图中A点的位置将_(填“上移”或“下移”),原因是_。,(3)如果从乙点开始,向反应混合物中加入少量同样的酶,在图中绘出曲线所发生的变化。并分析发生以上变化的原因。,【解析】(1)A点时,反应物的浓度较低,随着反应物浓度的增加,反应速率加快;B点时,反应物的浓度较高,反应速率在此时达到最高;C点时,反应物浓度已经足够大,反应速率不再随反应物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平。,(2)由于原来为最适温度,如果温度升高10重复实验,酶的活性降低,反应速
13、率降低,A点的位置将下移。(3)如果从乙点开始,向反应混合物中加入少量同样的酶,反应速率会加快,然后达到稳定。绘制曲线时应该从B点开始,先上升后稳定。,答案:(1)随着反应物浓度的增加,反应速率加快反应速率在此时达到最高反应速率不再随反应物浓度的增加而升高,维持在相对稳定的水平(2)下移原曲线反映最适温度条件下的变化,超过最适温度,酶活性下降,反应速率下降,(3)酶浓度增加且反应物充足,反应速率加快。,考点二探究影响酶活性的因素实验【核心知识突破】1.实验原理:(1)酶活性:酶对化学反应的_称为酶活性。,催化效率,(2)温度对酶活性的影响。反应原理:,鉴定原理:滴加碘液,根据淀粉遇碘_的特性判
14、断淀粉分解情况。,变蓝色,(3)pH对酶活性的影响。反应原理:,鉴定原理:可用点燃的卫生香燃烧的情况来检验_产生量的多少。,O2,2.实验步骤与结论:(1)温度对酶活性的影响。实验步骤与现象(如表):,不变蓝,变蓝,变蓝,高温、低温,碘液,实验结论:在_条件下,酶的活性最高,_都影响酶的活性。,最适温度,高,温、低温,(2)pH对酶活性的影响。实验步骤与现象(如表):,猛烈,燃烧,不猛烈,燃烧,不猛烈,过酸、过碱都影响酶的活性,实验结论:在_条件下,酶的活性最高,过酸、过碱都影响酶的活性。,最适,【微点警示】实验试剂与材料的选取及变量控制(1)正确选取试剂:在探究温度对酶活性的影响实验中,选用
15、淀粉和淀粉酶时,宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,原因是使用斐林试剂需要水浴加热,而该实验需要严格控制温度。,(2)合理选取材料。在探究温度对酶活性的影响实验中,不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶,原因是过氧化氢在常温常压下就能分解,在加热条件下分解会加快。在探究pH对酶活性的影响实验中,不宜选用淀粉和淀粉酶,原因是淀粉在酸性条件下分解会加快。,(3)科学控制变量:在探究pH对酶活性的影响实验中,宜先保证酶的最适温度(排除温度的干扰),且将酶溶液调至实验要求的pH后,再让反应物与酶接触。,【秒判正误】1.可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。(),2.酶的活性越高,酶促反应速率越快。()分
16、析:当底物浓度相同时,酶活性越高,酶促反应速率越快。,3.在探究温度或pH对酶活性影响的实验中,可先控制酶的温度或pH,再将酶与底物混合,也可以先将酶与底物混合,再控制酶的温度或pH。()分析:在探究温度或pH对酶活性影响的实验中,如果先将酶与底物混合,再控制酶的温度或pH,在达到相应温度或pH之前酶已经发挥作用,会影响实验结果。,4.若用唾液淀粉酶进行探究pH对酶活性影响的实验,则应将水浴温度控制在37。(),5.在探究温度对酶活性的影响实验中,可以选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解。()分析:温度能直接影响过氧化氢分解。,【命题案例研析】【典例】(2016全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响
17、,设置三个实验组:A组(20)、B组(40)和C组(60),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。回答下列问题:,(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前,如果A组温度提高10,那么A组酶催化反应的速度会_。,(3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量_,原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_,其特性有_(答出两点即可)。,【审答技巧】(1)审题关键:题干中关键信息不要忽略:检测指标是“产物浓度”而不是酶活性,相同反应时间内产物浓度越大,酶活性越高。,读懂曲线图的关键变化:并不是三个实
18、验组的产物浓度都逐渐增加,t2后C组(60)的产物浓度不变,说明该温度下酶已经失活。,(2)满分答题:分析原因要体现出因果关系:设问(3)在回答原因时,若直接答“酶已失活”或“酶活性降低”均不能得满分,分析原因时一定要分析透彻,体现出因果关系才能得满分。,回答问题时不要漏写特殊情况:设问(4)回答酶的化学本质时不能只答“蛋白质”,而忽略少数酶是RNA。,【解析】本题主要考查酶的本质与特性、温度与底物对酶活性的影响。(1)通过曲线分析可知在相同时间内,B组产物浓度高,即反映了酶的活性强。(2)A组为20,低温抑制酶的活性,适当升高温度,酶的活性会增强,表现为催化反应的速度加快。,(3)分析C组曲
19、线可知,t2之后产物的浓度不再增加,说明反应已经停止,酶失去了催化作用,此时再增加底物的量,因为酶已失活,产物的总量不再增加。(4)酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物,主要是蛋白质,还有少量的RNA。酶具有高效性、专一性和反应条件较温和等特性。,答案:(1)B(2)加快(3)不变60条件下,t2时酶已失活,即使增加底物,反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性、专一性、作用条件较温和(答出两点即可),【核心素养新命题】(1)科学思维分析与综合在时间t1之前,如果B组温度提高10,那么B组酶催化反应的速率会怎样变化?原因是什么?,提示:B组温度提高10后,如果没有达到最适温度,酶催
20、化反应的速率会增大;如果超过最适温度,酶催化反应的速率可能会增大、不变或减小。,(2)科学探究设计实验方案如果已经确定该酶可以催化葡萄糖分解,其化学本质是蛋白质。请设计一个实验,精确探究该种酶的最适温度,写出实验的基本思路。,提示:先确定系列等温度梯度,再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度之间设置更小的温度梯度。,【考点题组诊断】角度一实验设计方案1.(2016全国卷)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是()世纪金榜导学号,A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C.加入缓
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- 2020 高考 生物 一轮 复习 3.1 ATP
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