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1、必修一 分子与细胞,5.1 降低化学反应的酶5.2 细胞的能量通货ATP,考试要求,近五年考试题目,【高考题引领】,（2014福建卷）用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是A.蛋白酶 B.RNA聚合酶 C.RNA D.逆转录酶,【高考题引领】,（2014江苏卷）下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是A.高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好B.洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用C.在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用,考点一：
2、酶的本质、作用和特性,【基】,1.酶的本质,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,催化,活化能,【基】,【基】,【混】,理解酶的相关知识要注意以下几个误区：具有分泌作用的细胞才能产生酶；酶的本质都是蛋白质；酶具有调节、催化等功能；酶由活细胞产生，也只能在活细胞中发挥作用；酶既可由生物体自身合成，也可来自于食物。,【实验】,酶的化学本质的验证实验,蛋白质,RNA,2.利用酶的专一性来证明,1.利用颜色反应来证明,【基】,(1)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多_。是细胞生命活动的基础。(2)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_状态所需要的能量
3、。(3)酶催化作用的机理：_。,化学反应,常态,活跃,2.酶在代谢中的作用,降低化学反应的活化能,【图】P80,【基】,如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。,(1)没有酶催化的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线是。(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)BC段的含义是。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将 移动，即反应需要的活化能要增大。,3.酶的作用原理,酶降低的活化能,向上,【基】,4.酶的特性,考点二：酶的特性及影响因素,【实验】,实验原理：鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶和Fe3都能催化H2O2分解
4、放出O2。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。,1.比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率,方法步骤：,实验结论：酶具有高效性。酶通过降低化学反应的活化能，使生物化学反应尽快达到平衡点，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。,【基】,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。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。酶只能催化已存在的化学反应。,2.酶的高效性,【实验】,（1）设计思路：通过对不同类型的催化剂（主要是与无机催化剂作比较）催化底物的反
5、应速度进行比较，得出结论。（2）设计方案,3.酶的高效性的实验探究方法对比法,【注】,实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。实验中使用肝脏的研磨液，可以加大过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。H2O2分解过程有气泡冒出，若反应一段时间，不再有气泡冒出，说明反应结束；若在不增加H2O2量
6、的前提下，使气泡(O2)的生成量增加，可采取的措施是提高H2O2浓度。,【基】,在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。,4.酶的专一性,【实验】,（1）设计思路：常见的方案有两种：即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。（2）设计方案,5.酶的专一性的实验探究方法对比法,【实验】,方案一：用同一种酶催化两种不同物质,方案二：用两种不同酶催化同一种物质,【注】,选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，则适宜选用斐林试剂检测
7、反应物是否被分解，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。,【图】P85,6.酶的作用条件比较温和,【基】,在一定温度范围内，酶的活性随温度升高而升高。酶活性最高时的温度，为酶的最适温度，若超过最适温度，酶活性随温度升高而逐渐下降，甚至失活。,酶活性最强时的pH，为该酶的最适pH。若超过或低于最适pH，酶活性降低，甚至失活。,反应溶液pH变化不影响酶作用的最适温度。,每一种酶都有一个最适温度和最适pH。低温及温度略高和pH略微偏高、偏低都可抑制酶的活性；高温、过酸、过碱破坏酶的分子结构，将使酶永久失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，
8、温度升高可恢复活性。,酶活性的表示方法：单位时间内底物的消耗量或产物的生成量,【法】,影响酶活性的因素(温度和pH)的探究方法：梯度法,(1)设计思路：设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。特别提醒在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列、相互对照外，其他所有无关变量都必须相同且适宜(包括材料的大小、质量、生长状况等)。,(1)温度对酶活性的影响,【实验】,【注】,实验室使用的淀粉
9、酶最适温度为60。由于H2O2不稳定，因此探究温度对酶活性影响时，不选择H2O2作反应物。本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。本实验中步骤2、步骤3一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。,(2)pH值对酶活性的影响,【实验】,【注】,实验步骤中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。,【实验】,实验结论：温度(或pH)会影响酶活性，酶活性有一定的最适温度(或pH)范围。注意问题：注意实验中要保证
10、单一变量，即除了温度(或pH)是变量外，其他条件均应一致。实验一般要求设计三组对比(即适宜，过高，过低三种情况)，实验成功的关键应是先确保反应所要求的条件，然后才让酶与底物混合。,【法】,(1)认真审题，准确找出变量，围绕变量设置对照。如：探究酶作用的专一性时，应围绕底物或酶制剂设置变量。探究酶作用的高效性时，应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。探究温度(pH)对酶活性的影响时，应设置不同梯度温度(pH)处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合之前，先进行同温处理(或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH)，后混合酶和底物。(2)设置实验步骤时，应注意：根据试题要求，确定单
11、一变量，依据实验变量进行合理分组。根据实验材料，结合实验原理，确定实验现象的观测手段。除单一变量外，确保其他实验条件相同且适宜。合理确定操作程序，确保程序合理、表达准确。,与酶的相关实验的解题技巧,【基】,7.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响,底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变。在底物足够，其他条件不变且理想的条件下，酶促反应的速率与酶浓度成正比。,【混】,很多同
12、学错误的认为“无关变量”就是与实验无关的变量，在这种错误认识下根本无法正确答题。通俗的说，因变量的不同应该是由自变量的不同引起的，而不是由除自变量外的变量引起，那些“除自变量外且对实验结果有影响的变量”就是无关变量。无关变量必须适宜且相同，不能对实验结果造成影响。,考点三：ATP的结构和功能,【基】,(2)图乙中A是什么？相当于图甲中的哪些结构？,(1)图甲中和图乙中分别表示什么？,图甲中分别是腺嘌呤、核糖、磷酸基；图乙中分别是高能磷酸键、腺嘌呤核糖核苷酸。,腺苷，相当于图甲中。,(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？,腺嘌呤核糖核苷酸,图甲,图乙,【基】,1ATP的结构式,
13、(1)组成元素：C、H、O、N、P。(2)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(3)结构简式：APPP 远离腺苷A的那个高能磷酸键容易断裂，也容易形成,【基】,2ATP的形成途径,【基】,3.ATP与ADP的相互转化,【混】,ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应，但物质是可循环利用的。,(1)A点：表示 条件下，细胞进行 也能产生少量ATP。(2)AB段表示在一定范围内，ATP产生量随O2供应量的增大而。(3)BC段：当O2供应量达到一定值时，ATP产生量不再增加，这是由于细胞中ATP的量，且处于一种动态平衡中。(因酶、有机物、ADP、磷酸有限),【注】,ATP产生量随O2供应量变化曲线,无O2,无氧呼吸,增多,很少,【混】,(1)ATP能量ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。(2)细胞中ATP的含量并不多ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。,【知识网络】,
