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(共46张PPT)
酶和ATP
第7讲
高三生物总复习课件-必修1 分子与细胞
考点一 酶的本质、作用及特性
1．酶的作用及本质
(1)酶本质的探索历程
基础·精细梳理
(2)酶的本质和功能
考点一 酶的本质、作用及特性
基础·精细梳理
(3)酶的作用机理分析
考点一 酶的本质、作用及特性
基础·精细梳理
降低化学反应的活化能
反应过程
能量
d
c
b
a
初态
终态
活化态
无催化剂
加 酶
考点一 酶的本质、作用及特性
基础·精细梳理
名师解读
①加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量。
②酶可以重复多次利用，不会立即被降解。
③检验蛋白酶对蛋白质的水解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，因蛋白酶本身也是蛋白质，不能用双缩脲试剂鉴定。
④酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。
(必修1 P79“思考·讨论”拓展)
4.巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母菌细胞中的某些物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母菌细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。
提示　将酵母菌细胞研磨粉碎、加水搅拌后过滤，将提取液加入葡萄糖溶液中，也能产生酒精，说明引起发酵的是一种化学物质(模拟毕希纳的实验)。
考点一 酶的本质、作用及特性
情境推理·探究
1．(2023·山西太原调研)在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下列关于酶的叙述，错误的是(　　)
A．过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质
B．DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成
C．胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关
D．淀粉酶和盐酸通过升高化学反应的活化能催化淀粉水解
【考向1】结合酶的本质及作用，考查科学思维
考点一 酶的本质、作用及特性
典例·精心深研
3．(2022·全国乙卷，4)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。
根据实验结果可以得出的结论是(　　)
A．酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性
D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性
【考向1】结合酶的本质及作用，考查科学思维
考点一 酶的本质、作用及特性
典例·精心深研
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
RNA 组分 ＋ ＋ － ＋ －
蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋
低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － －
高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋
产物 ＋ － － ＋ －
2．酶的特性
考点一 酶的本质、作用及特性
基础·精细梳理
（1）高效性
加酶
加无机催化剂
不加催化剂
时间
产物的量
名师解读
酶与无机催化剂的相同点
①都能降低化学反应的活化能；
②可加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点；
③化学反应前后酶的数量和性质不变。
酶具有高效性
酶具有催化作用
考点一 酶的本质、作用及特性
基础·精细梳理
(2)专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应
酶A
不加酶（酶B）
时间
反应速率
考点一 酶的本质、作用及特性
基础·精细梳理
(3)作用条件较温和
温度
酶活性
最适温度
随着温度降低，酶活性下降，若温度升高可恢复。
随着温度升高，酶活性下降，温度降低时不可恢复。
考点一 酶的本质、作用及特性
基础·精细梳理
(3)作用条件较温和
pH
反应速率
最适pH
随着pH降低，酶活性下降，若pH升高不可恢复。
随着pH升高，酶活性下降，pH降低时不可恢复。
名师解读
高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。　　　
(必修1 P82“探究·实践”拓展)1.唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是_______________________________________________________。
提示　唾液淀粉酶的最适pH为6.6，而胃液的pH为0.9～1.5，唾液淀粉酶没有了适宜的pH，酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用
(必修1 P84“相关信息”拓展)2.高温、过酸、过碱等条件下，酶失活后即使给予适宜的条件，活性仍不能够恢复正常，原因是____________________________；
提示　高温、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏，使酶永久失活
人发烧时不想吃东西，原因是________________________________________。
提示　体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢
考点一 酶的本质、作用及特性
情境推理·探究
(必修1 P85“科学·技术·社会”拓展)
3.利用加酶洗衣粉洗涤衣服时：
①丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤，因为_______________________；
提示　加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可能会损坏丝绸和毛皮类衣物的蛋白质　
②加酶洗衣粉使用的水温一般在50 ℃以下，切记不能用沸水，否则_________。
提示　酶会失去活性
考点一 酶的本质、作用及特性
情境推理·探究
1．酶促反应速率的影响曲线分析
(1)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
考点一 酶的本质、作用及特性
重点难点·透析
1．酶促反应速率的影响曲线分析
(2)酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线
考点一 酶的本质、作用及特性
重点难点·透析
1．酶促反应速率的影响曲线分析
(3)温度和pH对酶促反应速率的影响
考点一 酶的本质、作用及特性
重点难点·透析
4.(多选)(2023·山东烟台期末)已知酶的竞争性抑制剂可以和底物竞争与酶结合的位点，非竞争性抑制剂可以改变酶的空间结构。图乙中的曲线a为无抑制剂时的反应速率。下列叙述错误的是(　　)
A.图甲中，影响曲线2和曲线3的因素分别是
pH和温度
B.图甲曲线1中，B点时增加底物浓度不会对
反应速率产生影响
C.图甲曲线1中，在A点之前加入酶的竞争性抑制剂，会使曲线1变为图乙中的曲线b
D.可以利用图甲曲线2中的C点和曲线3中的F点对应的条件，对酶进行保存
【考向2】结合酶促反应速率的影响因素，考查科学思维
考点一 酶的本质、作用及特性
典例·精心深研
2．教材中具有“专一性”或“特异性”的物质归纳
考点一 酶的本质、作用及特性
重点难点·透析
1．比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验原理
2H2O2 （过氧化氢酶）→ 2H2O＋O2↑，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。
(2)实验设计与现象分析
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
(3)实验变量与对照分析
(4)实验结论
①②对照，说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；
①④对照，说明酶具有催化作用，同无机催化剂一样可加快化学反应速率；
③④对照，说明酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
2．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
2．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
试管编号 1 2
注入可溶性淀粉溶液 2 mL －
注入蔗糖溶液 － 2 mL
注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL
60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL
沸水浴煮沸1 min 实验现象 有砖红色沉淀 没有砖红色沉淀
同种酶
不同底物
淀粉水解 蔗糖未水解
名师解读
(1)该实验的自变量是底物的种类；因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
(2)上述实验中不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
3．探究温度对酶活性的影响
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
(2)实验步骤、现象及结论
取6支试管，分别编号为1与1′、2与2′、3与3′，并分别进行以下操作。
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
试管编号 1 1′ 2 2′ 3 3′
实验步骤 一 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL淀粉酶溶液 2 mL可溶性淀粉溶液
二 在冰水中水浴5 min 在60 ℃温水中水浴5 min 在沸水中水浴5 min 三 1与1′试管内液体混合，摇匀 2与2′试管内液体混合，摇匀 3与3′试管内液体混合，摇匀 四 在冰水中水浴数分钟 在60 ℃温水中水浴相同时间 在沸水中水浴相同时间 五 取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象 实验现象 结论 呈蓝色 无蓝色出现 呈蓝色
酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性
名师解读
①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。
②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。
③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。　
4．探究pH对酶活性的影响
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
(2)实验步骤及现象
(3)结论
酶的催化作用需要适宜的pH，pH偏低或偏高都会影响酶的活性。
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
基础·精细梳理
实验步骤 实验操作内容 试管1 试管2 试管3
一 注入等量过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴
二 注入不同pH的溶液 1 mL蒸馏水 1 mL盐酸 1 mL NaOH溶液
三 注入等量的过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL
四 观察现象
有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生
名师解读
①探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。
②探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。　　　
1．(2022·浙江6月选考，10)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(　　)
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【考向】结合探究酶的特性及影响因素，考查科学探究能力
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
典例·精心深研
2．(2023·广东湛江模拟)已知淀粉在酸性条件下能被水解，如图表示pH对淀粉酶活性的影响结果。下列有关叙述正确的是(　　)
A．分析实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为7
B．若在强酸条件下淀粉的剩余量较少，则淀粉
酶具有活性
C．当pH＝3时，淀粉酶的活性比pH＝9时的活性高
D．分离在pH＝13时的淀粉酶，其能与双缩脲试剂产生紫色反应
【考向】结合探究酶的特性及影响因素，考查科学探究能力
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
典例·精心深研
3.(多选)(2022·山东日照模拟)右图中c表示温度对酶促反应速率的影响，a表示底物分子具有的能量，b表示温度对酶空间结构的影响。下列叙述错误的是(　　)
A.随着温度升高，底物分子进行化学反应所需的活化能增多
B.在位点1、2所对应的温度时，酶活性较低的机理完全相同
C.温度对反应速率影响的机理与酶对反应速率影响的机理相同
D.底物分子的能量与酶空间结构均会影响酶促反应速率
【考向】结合探究酶的特性及影响因素，考查科学探究能力
考点二 探究酶的专一性、高效性及影响酶活性的因素
典例·精心深研
考点三 ATP的结构与功能
基础·精细梳理
考点三 ATP的结构与功能
基础·精细梳理
(1)ATP的供能原理
(2)ATP是一种高能磷酸化合物
ATP水解的过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
1．不同化合物中“A”的辨析
考点三 ATP的结构与功能
重点难点·透析
化合物 结构简式 “A”的含义 共同点
ATP
DNA RNA 核苷酸 名师解读
ATP脱去两个磷酸基团后的产物为AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，为RNA的基本单位之一。　　
腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
腺嘌呤
所有“A”的共同点
是都含有
腺嘌呤
1．“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是__________________________________。
提示　萤火虫尾部的发光细胞中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素发光
2．科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：____。
提示　含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量。
考点三 ATP的结构与功能
情境推理·探究
3．在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是：________________________________________________。
提示　①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；
②该过程中ATP既有合成又有水解；
③部分32P标记的ATP是重新合成的
考点三 ATP的结构与功能
情境推理·探究
2．(2023·山东菏泽调研)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是(　　)
A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤
核糖核苷酸
B．④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应
相关联
C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变
D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快
【考向1】围绕ATP的结构和特点，考查生命观念
考点三 ATP的结构与功能
典例·精心深研
考点三 ATP的结构与功能
基础·精细梳理
2．ATP和ADP的相互转化
考点三 ATP的结构与功能
基础·精细梳理
3.ATP的利用
(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例)
考点三 ATP的结构与功能
基础·精细梳理
(2)ATP——细胞内流通的能量“货币”
①吸能反应：一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。
②放能反应：一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物的氧化分解反应。
考点三 ATP的结构与功能
基础·精细梳理
4.ATP产生量与O2供给量的关系分析
哺乳动物成熟红细胞（只进行无氧呼吸）
　2．ATP与细胞的代谢
考点三 ATP的结构与功能
重点难点·透析
4．(2023·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　)
A．ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜
B．图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能
C．图中产生的ATP可用于一切生命活动
D．减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康
【考向2】围绕ATP与ADP的相互转化和ATP的利用，考查科学思维
考点三 ATP的结构与功能
典例·精心深研
1．(2021·北京卷，1)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是
(　　)
A．含有C、H、O、N、P
B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化
D．可直接为细胞提供能量
重温真题 经典再现
1
2
3
4
2．(2022·广东卷，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　)
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
重温真题 经典再现
组别 pH CaCl2 温度/℃ 降解率/%
① 9 ＋ 90 38
② 9 ＋ 70 88
③ 9 － 70 0
④ 7 ＋ 70 58
⑤ 5 ＋ 40 30
注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。
1
2
3
4
3．(2020·北京卷，4)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH＝7.0、20 ℃条件下，向5 mL 1%的H2O2溶液中加入0.5 mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了(　　)
A．悬液中酶的浓度
B．H2O2溶液的浓度
C．反应体系的温度
D．反应体系的pH
重温真题 经典再现
1
2
3
4
4．(2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
重温真题 经典再现
1
2
3
4

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