2014版高考生物热点排查核心《复习方略》中图版课件:必修一第三单元第二章第一、二节细胞中的能源物质酶在代谢中的作用.ppt
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1、第二章 细胞能量的来源与转变 第一、二节 细胞中的能源物质 酶在代谢中的作用,一、细胞中的ATP,1.写出ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义 (1)结构简式:_。 (2)A:_; P:_。 2.图中是_,其中远离A的高能磷酸键易形成和断 裂 3.图中为高能磷酸键水解释放能量的过程,其作用是_ _,A-PPP,腺苷,磷酸基,高能磷酸键,为各,项生命活动提供能量,4.过程中未标出的另一种反应物是_,ATP与ADP 相互转化的反应式是_ 5.ATP的来源 (1)动物和人:糖类、脂肪等有机物的氧化分解。 (2)绿色植物:_ _。,水,糖类、脂肪等有机物的氧化分解和光能的转,化,二、糖类和脂质
2、1.糖类 (1)元素组成:_。,C、H、O,(2)类别、功能及特点:,脱氧核糖核酸,能源物质,不能水解,单糖,细胞壁,储存能量,2.脂质 将下列脂质与相应功能连线:,三、酶在代谢中的作用 1.酶的概念,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,催化,活化能,2.影响酶活性的因素,(1)温度: a点的温度称为:_。 分析b、c点反应速率较低的原因: b点:温度较低,_。 c点:温度较高,_。,最适温度,酶活性较低,酶分子结构遭到破坏而变性,(2)pH: d点的pH称为:_。 导致e、f反应速率较低的原因:pH过高或过低,酶的 _。,最适pH,分子结构遭到破坏而变性,3.酶的专一性和高效性 (1
3、)高效性:酶的催化效率比_的效率高得多。 (2)专一性:一种酶只能催化_底物的化学反应。,无机催化剂,一种或一类,1.ATP中的“A”和腺嘌呤脱氧核苷酸中的A所代表的含义不一 样。( ) 【分析】ATP中的“A”表示的是腺苷,由腺嘌呤和核糖组成, 腺嘌呤脱氧核苷酸中的“A”只表示腺嘌呤。 2.细胞内含有大量的ATP,用于细胞的各项生命活动。( ) 【分析】ATP在细胞内的含量很少,但在细胞内会迅速产生, 也会迅速被利用。,3.糖类是细胞的主要能源物质,生命活动所需要的能量有70% 是由其供给的,所以糖类是生物体生命活动的直接能源。( ) 【分析】糖类氧化分解所释放的能量不能直接用于各项生命活
4、动,必须转移到ATP中才能被各项生命活动利用。因此ATP是生 物体各项生命活动的直接能源。 4.(2009福建T4D)胆固醇是构成细胞膜的重要成分,在人体内 参与血液中脂质的运输。( ) 【分析】胆固醇是生物膜的组成成分之一,对维持膜的正常的 流动性有重要作用,胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输。,5.酶的基本组成单位都是氨基酸。( ) 【分析】绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,因此其基本组 成单位是氨基酸和核糖核苷酸。 6.能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。( ) 【分析】淀粉酶的化学本质是蛋白质,根据酶的专一性,蛋白 质由蛋白酶来水解。,7.(2011天津T3B)酶通过为反应物供能和降低活化
5、能来提高化 学反应速率。( ) 【分析】酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率, 但不能为反应物提供能量。 8.一种酶只能催化一种化学反应。( ) 【分析】酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反 应。 9.酶在常温下不会失去活性。( ) 【分析】若常温下酶所处的环境中pH不合适,也会导致酶失 活。,考点 一 ATP的结构和转化 1.ATP的结构 (1)元素组成:C、H、O、N、P。 (2)化学组成:1分子腺苷和3分子磷酸基。 (3)结构式: 由结构式可看出,ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结,即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基。 (4)结构简式:APPP。,2.ATP的形
6、成途径,3.ATP的合成与水解,【高考警示】 (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。 (3)ATP和ADP的相互转化不是可逆反应: 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相同。但物质是可循环利用的。,【典例1】下列关于人体内ATP的叙述,错误的是( ) A.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的 B.线粒体中大量产生ATP时
7、,一定伴随着氧气的消耗 C.在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多 D.一分子ATP脱去两个磷酸基可形成一分子腺嘌呤核糖核苷酸,【解析】选C。ATP是生命活动的直接能源物质,但并不是所有消耗能量的生命活动所需能量都由ATP直接提供,如蛋白质合成中还可以利用除ATP之外的其他化合物中的能量。有氧呼吸第三阶段是H和O2结合产生水,同时产生大量的能量。ATP在细胞内的含量很少,但在体内合成和分解的速率很快。,【变式训练】下列有关植物细胞中ATP的叙述,正确的是( ) A.能产生ATP的细胞器只有线粒体 B.植物被水淹时,根细胞不能产生ATP C.ATP与ADP的相互转化是可逆反应 D.远离腺苷(A)
8、的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能 【解析】选D。植物细胞中能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体;植物被水淹时,根细胞无氧呼吸产生ATP;ATP与ADP的相互转化在物质方面是可逆的,但在能量方面是不可逆的;远离腺苷(A)的高能磷酸键中的能量可以来自有机物氧化分解释放的化学能,也可以来自光能。,考点 二 糖类和脂质的比较,【高考警示】 糖类和脂质的理解误区 (1)并非所有的糖都是能源物质,如核糖、纤维素不提供能量。 (2)并非所有的糖都可以用班氏试剂鉴定,如蔗糖、淀粉均为非还原性糖。 (3)并非所有的脂质都能构成膜结构,如脂肪是主要的储能物质。,【典例2】淀粉麦芽糖葡萄糖糖元,这是某生物体
9、内糖类的某些变化,下面说法不正确的是( ) A.此生物一定是动物,因为能合成糖元 B.淀粉和糖元,都属于多糖 C.此生物一定是动物,因为能利用葡萄糖 D.麦芽糖为二糖,葡萄糖为单糖,【解析】选C。生物体内的多糖有糖元、淀粉和纤维素,糖元为动物体内特有的多糖,淀粉和纤维素为植物体内特有的多糖,在动、植物体内都有葡萄糖,所以不能根据是否利用葡萄糖来辨别完成该过程的生物是动物还是植物。,【变式训练】下图是生物体内几种有机物组成以及它们各自功能的关系图,m1、m2、m3、m4分别是大分子物质M1、M2、M3、M4的组成单位。下列说法正确的是( ),A.相同质量的M1和M2被彻底氧化分解,则M1的耗氧量
10、多 B.同一个体不同细胞中M3的种类不同取决于基因的选择性表达 C.m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同 D.不同的M4在结构上的区别主要是m4的连接方式不同,【解析】选B。根据有机物的主要功能,可以推断出M1、M2、M3、M4依次表示糖类、脂肪、蛋白质和核酸。脂肪彻底氧化分解时比糖类耗氧多;基因的选择性表达使同一个体不同的细胞中产生不同的mRNA,合成出不同的蛋白质;组成蛋白质的m3是指氨基酸,组成核酸的m4是指核苷酸;不同的核酸在结构上核苷酸的连接方式是相同的。,考点 三 酶的作用原理和酶的特性 1.酶的作用原理 下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
11、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段的含义是酶降低的活化能。 (5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵轴上将向上移动,即反应需要的活化能要增大。,2.酶的特性,【高考警示】 (1)酶并不只在细胞内发挥作用: 酶由活细胞产生,可以在细胞内发挥作用,如细胞内的呼吸氧化酶;也可以分泌到细胞外发挥作用,如各种消化酶;在生物体外适宜的条件下也能发挥作用,如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。 (2)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。,【典例3】(2011海南高考)
12、关于酶的叙述,正确的是( ) A.酶提供了反应过程所必需的活化能 B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关 C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失 D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸,【解析】选C。酶能降低化学反应的活化能,但不提供反应的活化能;酶的活性受外界环境的影响,如温度、pH等;结构决定功能,酶的结构改变,酶的活性就会部分或全部丧失;酶是一种催化剂,催化反应前后酶的数量和性质不会改变。,【变式训练】下列有关酶的正确叙述是( ) 酶是由具有分泌功能的细胞产生的 酶对底物有严格的选择性 酶是活细胞产生的 酶在发挥作用后立即被分解 有的酶不是蛋白质 酶的活性与温度呈正相关 在新陈
13、代谢和生长发育中起调控作用 酶只是起催化作用 A. B. C. D.,【解析】选C。凡是活细胞一般都能产生酶,并不只是由具分泌功能的细胞产生的;酶对底物有严格的选择性,但酶在发挥作用后不会立即被分解,而是会被反复利用;绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶只是起催化作用;酶的活性与温度和pH有关,但有最适值,在最适值前随温度和pH的升高,其活性逐渐增强,超过最适值后则下降,而不呈正相关。,考点 四 与酶有关的曲线分析 1.表示酶高效性的曲线及实验验证 (1)曲线模型:,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的时间,不能改变化学反应的平衡点。 (2)实验验证: 对照组:
14、反应物+无机催化剂反应物分解速率; 实验组:反应物+等量酶溶液反应物分解速率。 实验中自变量是催化剂种类,因变量是反应物分解速率。 实验结论:酶的催化效率远大于无机催化剂的催化效率。,2.表示酶专一性的曲线及实验验证 (1)曲线模型:,加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。 而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶具有专一性。 (2)实验验证: 原理:,过程: 用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后,再用班氏试剂鉴定,根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探究酶的专一性。,3.影响酶促反应的因素 (1)温度和pH:,在一定温度(pH
15、)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。 过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,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。 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。,(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响: 甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,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。 乙图:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。,【高考警示】 (1)影响酶的活性和酶促反应速率的因素并不完全相同: 高温、pH过高或过低会破
16、坏酶的空间结构,使酶活性降低或失去活性,反应减慢或停止,酶促反应速率也随之减小或变为零;低温不破坏酶的空间结构,只会使酶的活性降低,酶促反应速率减小。 底物浓度和酶浓度影响酶促反应的速率,但不影响酶的活性。 (2)酶不能改变化学反应的平衡点: 酶只能加快化学反应的速率,缩短化学反应达到平衡的时间,但不能改变化学反应的平衡点。,考查角度1 利用曲线图考查酶的催化作用 【典例4】(2011海南高考)某一不可逆化学反应(SP+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。下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
17、.乙 C.丙 D.丁,【解析】选D。当反应进行到t时加入催化该反应的酶,由于酶的高效性,将促进化学反应的进行,反应物浓度迅速降低,最后反应物浓度降为0。,【互动探究】 (1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗? 提示:不是。因为随着反应物浓度的降低,反应速率逐渐减慢,但酶的活性保持不变。 (2)若将纵坐标改为生成物的量,其曲线变化趋势会改变吗? 提示:会改变。其应该先呈快速增长,然后缓慢增长,最后达到相对稳定。,(3)若在t时加入无机催化剂,反应物(S)的浓度达到0的时间点和丁曲线表示的时间点相同吗? 提示:不同。时间点要比丁曲线表示的时间点长。因为无机催化剂的催化效率低于酶的
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