资源简介

(共38张PPT)
第2单元
细胞的代谢
第3课时　酶与ATP
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 概述酶在代谢中的作用和特性。2. 说明ATP的结构及其在能量代谢中的作用。
核 心 体 系
活 动 方 案
阅读下面关于酶的资料，思考并回答问题。
资料1：在唾液淀粉酶溶液中滴加双缩脲试剂，溶液变紫色。
资料2：1983年底，S.Altman和Pace把在E.Coli tRNA前体加工过程中起催化作用的酶RNaseP(由20%蛋白质和80%RNA组成)中的蛋白质除去，留下来的RNA仍具有与全酶相同的催化活性。
资料3：在比较肝脏研磨液(过氧化氢酶)和FeCl3对过氧化氢的催化效率实验中，每滴肝脏研磨液中的过氧化氢酶分子数和每滴FeCl3溶液中的Fe3＋的数目之比约是1∶250 000；而加入肝脏研磨液的试管产生的气泡比加入FeCl3溶液的试管乙多。
活动一 概述酶的本质、作用原理和特性
资料4：果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事。
资料5：加酶洗衣粉的洗涤效果要比普通洗衣粉强，加入不同的酶，对不同质地衣物的洗涤效果不同，如加入蛋白酶的洗衣粉可以洗掉一般衣物上的血渍、奶渍，但不能用来洗丝质的衣物。另外，加酶洗衣粉使用时要注意水的温度，温水效果较好，用热水反而效果不好。
资料6：20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的，生产过程需要在245 kPa的高压和140～150 ℃的高温下进行，并且需要耐酸的设备。60年代后改用酶法生产。
(1) 资料1说明了唾液淀粉酶的化学本质是什么？资料2说明了什么？
【答案】 蛋白质。RNA具有催化作用。
(2) 酶在代谢中的作用是什么？酶作用的原理是什么？
【答案】 催化。降低反应所需的活化能。
(3) 资料3、4、5分别说明了酶的作用具有什么特性？
【答案】 高效性、专一性、专一性和作用条件温和。
(4) 资料6中用酶来水解淀粉生产葡萄糖有什么优越性？
【答案】 由于酶具有高效性，用酶来水解淀粉在常温、常压下就可以进行，既节能又环保。
下列图示为影响酶促反应因素的四种曲线，据图思考并回答下列相关问题。
活动二 分析酶促反应的相关曲线
(1) 甲曲线的含义是什么？
【答案】 在一定温度范围内，酶促反应速率随温度的升高而加快，超过这个范围，酶促反应速率随着温度的升高而下降。
(2) 丙图表明在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随着底物浓度增加而________，但当底物达到一定浓度后，受________限制，酶促反应速率不再增加。丁图表明在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈________比。
加快
酶的量
正
(3) 过酸、过碱、高温、低温对酶促反应速率的影响一样吗？
【答案】 不一样。低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性；但高温、过酸、过碱会导致酶变性，使其永久失活。
(4) 甲、乙、丙、丁四图所示的因素影响酶促反应的作用实质相同吗？为什么？
【答案】 不同。甲、乙通过影响酶活性影响酶促反应速率，丙、丁影响酶与底物的接触从而影响酶促反应速率。
下图1为探究温度对酶活性影响的实验原理图，图2为探究pH对酶活性影响的一种实验装置图。
活动三 探究温度和pH对酶活性的影响实验
(1) 在探究温度对酶活性的影响实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料；在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，分别是为什么？
【答案】 因为过氧化氢(H2O2)在常温下就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。因为在酸性条件下淀粉分解也会加快，从而影响实验结果。
(2) 图1中探究温度对酶活性影响的实验中，为什么要将淀粉、淀粉酶分别置于一定温度条件下一段时间，再混合，而不是混合后，再放于一定的温度下反应？
【答案】 保证酶的催化反应是在所控制的温度下进行。
(3) 斐林试剂能与麦芽糖反应生出砖红色沉淀，不能与淀粉反应。图1实验中以是否产生麦芽糖作为实验的观察指标是否可行？并说明原因。
【答案】 不可行。因为斐林试剂的检测需要水浴加热，会改变温度条件，进而影响实验结果。
(4) 进行图2实验操作时，温度应如何处理？
【答案】 探究pH对酶活性影响的实验中，温度是无关变量，要保持相同且适宜。
(5) 图2所示实验装置能否用于探究酶的高效性？
【答案】 可以，在不同滤纸片上分别附有等量过氧化氢酶、FeCl3溶液。
下图是ATP分解过程示意图，据图思考并回答有关问题。
活动四 说明ATP的结构和功能
(1) ATP中A、T、P分别代表_______________________；其结构式简写成__________________。ATP 的中文名称是__________________，在生物体内的功能是_____________________________。
腺苷、三个、磷酸基团
A—P～P～P
腺苷三磷酸
驱动生命活动的直接能源物质
(2) 水解时释放的能量在20.92 kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物。在有关酶的催化作用下，ATP水解释放的能量多达30.54 kJ/mol。所以说ATP是细胞内的一种____________________。
高能磷酸化合物
(3) 与ATP合成有关的能量2和生理过程有哪些？
【答案】 能量2有光能、有机物中的化学能；生理过程有光合作用、呼吸作用。
(4) ATP水解释放的能量1的去向有哪些？
【答案】 转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动。
(5) 图中与RNA在组成成分上有联系的物质是哪个？
【答案】 乙。
(6) 据测算，成年人细胞内ADP和ATP的总量仅为2～10 mg，而一个正常成年人在静止状态下24 h消耗40 kg ATP。ATP在细胞中的含量并不多，为什么能为生命活动提供大量的能量？
【答案】 ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，使细胞内ATP的含量总处于动态平衡之中。
检 测 反 馈
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1 下列有关生物体内酶和ATP的叙述，错误的是(　　)
A. 酶是活细胞产生的，其单体不一定是氨基酸
B. 酶促反应不改变反应的平衡点，但加快了反应速率
C. 绿色植物叶肉细胞和根尖细胞产生ATP的场所相同
D. ATP在细胞内含量少，结构不稳定，容易与ADP相互转化
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【答案】 C
【解析】 酶是活细胞产生的，其化学本质绝大多数是蛋白质(单体是氨基酸)，少数是RNA(单体是核糖核苷酸)，A正确；酶能加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点，B正确；绿色植物叶肉细胞能利用光能合成ATP，该过程发生在叶绿体类囊体薄膜上，叶肉细胞和根尖细胞均能利用细胞呼吸分解有机物释放的能量合成ATP，该过程在两种细胞中场所相同，C错误；ATP在细胞内含量少，结构不稳定，ATP水解后转化为比ATP稳定的化合物——ADP，脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就成为游离的磷酸(以Pi表示)，在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，同时与Pi结合，重新形成ATP，D正确。
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2 下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率(或生成物量)变化。下列有关叙述错误的是(　　)
A. 图甲中虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B. 图乙中虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线
C. 若图乙中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D. 图丙不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系
【答案】 D
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3 下图表示在最适温度和最适pH条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析错误的是(　　)
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A. 形成曲线c的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温所致
B. 限制曲线b的AB段反应速度的主要因素为反应物浓度
C. 曲线a可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系
D. 若适当升高温度条件后重复该实验，图中A点位置将下降
【答案】 A
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4 科学家研究了pH对人体内的两种消化酶A、B所催化的反应的影响，获得如下图所示结果。下列有关叙述正确的是(　　)
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A. 酶A和酶B的最适pH相同
B. 酶B的催化效率一定高于酶A
C. 酶B很可能取自人体的胃液
D. 酶A与酶B不在同一部位发挥作用
【答案】 D
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5 下列有关生物学实验的叙述，正确的是(　　)
A. 在唾液中加入双缩脲试剂后出现紫色，可证明唾液中含有淀粉酶
B. 探究pH对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察
C. 探究酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液设计实验
D. 根据溴麝香草酚蓝水溶液的颜色是否变化，可判断酵母菌的呼吸方式
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【答案】 B
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【解析】 在稀释的唾液中加入双缩脲试剂后出现紫色反应说明唾液中含有蛋白质，但不能证明是唾液淀粉酶，A错误；探究pH对酶活性影响的实验步骤：加底物，设置pH梯度，调节底物溶液pH，保证加入酶制剂后一开始就在预设pH下反应，充分摇匀观察，B正确；无论蔗糖是否被分解，都不能与碘液反应，所以利用淀粉酶、淀粉和蔗糖探究酶的专一性时，不能用碘液检测反应结果，可用斐林试剂检测，C错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2，因此不能仅根据颜色是否变化判断呼吸方式，D错误。
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6 下图中的曲线①表示某种淀粉酶在不同温度下酶活性相对最高酶活性的百分比。将该淀粉酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，即图中的曲线②。下列叙述错误的是(　　)
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A. 高温影响蛋白质的空间结构，从而影响淀粉酶活性
B. 该淀粉酶长时间保存于80 ℃条件下，活性将会降低
C. 曲线②中各个数据点的获得是在80 ℃条件下测得的
D. 工业生产中该淀粉酶使用的最佳温度范围是70～80 ℃
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【解析】 据图可知，80 ℃条件下相对酶活性为100%，活性最高，但残余酶活性较低，说明长时间保存在80 ℃条件下，活性将会降低，B正确；曲线②是在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，据曲线①可知，酶的最适温度为80 ℃，故曲线②中各个数据点的残余酶活性是在80 ℃条件下测得的，C正确；工业生产中该淀粉酶使用的最佳温度范围应该考虑相对酶活性和残余酶活性两项指标，60～70 ℃时相对酶活性和残余酶活性均较高，D错误。
【答案】 D
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7 鸟苷三磷酸(GTP)、尿苷三磷酸(UTP)和胞苷三磷酸(CTP)，它们与腺苷三磷酸(ATP)一起构成了NTP家族，它们的结构只是碱基不同。下列叙述错误的是(　　)
A. ATP的水解常与细胞内的吸能反应相联系
B. GTP彻底水解可得到3种小分子有机物
C. CTP断裂2个磷酸键后可作为转录的原料
D. UTP可为细胞中某些生命活动提供能量
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【答案】 B
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【解析】 ATP能为生命活动直接提供能量，因此ATP的水解常与细胞内的吸能反应相联系，A正确；GTP彻底水解可得到磷酸、核糖、鸟嘌呤，其中磷酸是无机物，因此只能得到2种小分子有机物，B错误；CTP断裂2个高能磷酸键后为胞嘧啶核糖核苷酸，可作为转录的原料，C正确；分析题意可知，UTP与ATP的结构只是碱基不同，所以UTP也可为细胞中某些生命活动提供能量，D正确。
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8 酶是重要的生物催化剂。科学家利用酶工程技术对相关酶进行改造，使之能更好地应用于生产和生活。下列叙述正确的是(　　)
A. 溶菌酶能够溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用
B. 动物细胞培养过程中可用胃蛋白酶分散细胞
C. 洗衣粉中的酶制剂经过酶工程改造后稳定性会下降
D. 多酶片嚼服更有利于其中的消化酶快速高效地发挥功效
【答案】 A
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9 在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的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，该现象不能说明(　　)
A. ATP中远离“A”的“P”容易脱离
B. 部分32P标记的ATP是重新合成的
C. ATP是细胞内的直接能源物质
D. 该过程中ATP既有合成又有分解
【答案】 C
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B. 应在40～60 ℃范围内缩小温度梯度探究脲酶的最适温度
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【答案】 BD
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11 (多选)酶的磷酸化是指将磷酸基团加在酶分子上的过程。下图表示动物体内有关糖类物质的部分代谢过程，部分酶的活性受到磷酸化的影响。下列叙述正确的有(　　)
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A. 细胞呼吸可以为酶1的磷酸化提供磷酸基团
B. 肝细胞和肌肉细胞中均有酶1、酶2、酶3分布
C. 胰高血糖素作用于靶细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强
D. 磷酸化会改变酶的空间结构并抑制其活性，不利于细胞代谢
【答案】 AC
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