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2019-2020年高三生物專題復習 有關(guān)酶和ATP的知識教案 一.教學內(nèi)容： 復習有關(guān)酶和ATP的知識 二. 學習過程： 1. 酶的概念與特性 （1）酶的概念：活細胞產(chǎn)生的具有生物催化活性的有機物。 （2）酶的特性： 2. ATP與能量 （1）ATP是生命活動的直接能量來源，但它在細胞內(nèi)的含量并不高，因此細胞內(nèi)ATP的形成與分解相當頻繁。 （2）在ATP的形成與分解時都涉及到能量，但兩者能量的性質(zhì)有差異。 【典型例題】 [例1] 下列關(guān)于酶的敘述，不正確的是（ ） A. 酶的催化效率很高 B. 酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少量是RNA C. 酶只有在細胞內(nèi)才具有催化功能 D. 淀粉酶不能催化麥芽糖分解成葡萄糖 解析：本題是對酶的基本性質(zhì)的考查。酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的化學物質(zhì)，具有三個特性。酶雖然是活細胞產(chǎn)生的，但酶不僅在細胞內(nèi)具有催化作用，在細胞外的適宜環(huán)境中也同樣具有催化作用，典型的如消化道內(nèi)的消化酶作用。 答案：C 同類變式一：下表是為了認識酶作用的特性，以20%的過氧化氫溶液為反應底物的一組實驗方法及結(jié)果，通過分析實驗不能得出的結(jié)論是（ ） A. 酶的催化效率有高效性 B. 酶的催化條件有溫和性 C. 酶的催化對象有專一性 D. 高溫會使酶失去活性 解析：本題是以實驗現(xiàn)象來分析酶的特征，在考試中比較常見。實驗1是其它實驗的對照，實驗3與1比較可得出酶具有高效性的特點，實驗4分析可得出酶發(fā)揮作用需要一定的條件，即必須是在常溫下有效。實驗3與實驗2比較說明酶的催化效率比普通的化學催化劑要強。但整個實驗不能得出酶有專一性的特點。 答案：C 同類變式二：下圖所示中的A、B、C三圖依次表示酶的濃度一定時，反應速度和反應物濃度、溫度、pH的關(guān)系.請根據(jù)圖回答下列問題： （1）圖A中．反應物達到某一濃度時，反應速度不再上升，其原因是：__________ （2）圖B中，a點所對應的溫度稱___________ （3）圖B中，a點到b點曲線急劇下降，其原因是____________ （4）將裝有酶與反應物的甲、乙兩試管分別放入12℃和75℃水浴鍋中，20分鐘后取出轉(zhuǎn)入37℃的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)反應分別為：甲______________；乙____________. （5）圖C表示了______________催化反應的速率變化曲線。 A. 唾液淀粉酶 B. 胃蛋白酶 C. 胰蛋白酶 D. 植物淀粉酶 解析：本題要根據(jù)曲線對酶的性質(zhì)作出判斷，考查圖文轉(zhuǎn)化能力。（1）由于酶的濃度是一定的，酶的催化作用具有高效性，因此，在A圖中，當反應物在低濃度范圍內(nèi)增加時，反應速度迅速上升。當反應物達到一定程度時，隨著反應物濃度的增加，反應速度幾乎不再增加。這是因為：酶雖然具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的。當所有的酶都發(fā)揮了最高效能后，反應物濃度再增加，反應速度也不再增加，這是受酶的濃度的影響（2）溫度影響酶的催化效率：在一定范圍內(nèi)，酶的催化效率與溫度成正相關(guān)，超過這個溫度（最適溫度）呈負相關(guān)。B圖中，a點酶的催化效率最高，因此，它所對應的溫度就是酶反應的最適溫度。（3）從a點到b點曲線急劇下降，這是因為溫度升高，酶的活性下降。（4）由于甲試管的溫度較低，抑制了酶的活性，反應速度很慢，當轉(zhuǎn)入37℃（酶反應的最適溫度）的水浴鍋中保溫后，其反應速度會迅速增加。乙試管在75℃高溫下，酶變性失活，當轉(zhuǎn)入37℃的水浴鍋中保溫時，酶的活性不能再恢復，仍無催化反應。（5）酸堿度對酶活性的影響同溫度對酶活性的影響基本一樣，見圖C。不同的酶其催化作用的最適PH是不同的。如胃蛋白酶是2左右；唾液淀粉酶是7，而胰蛋白酶是8—9。 答案：（1）受反應液中酶濃度的限制 （2）酶反應的最適溫度 （3）溫度升高使酶活性下降 （4）速度加快 無催化反應（5）C [例2] 下圖示意生命活動有關(guān)能源物質(zhì)之間的聯(lián)系，請分析回答： （1）生物細胞內(nèi)主要的儲能物質(zhì)是圖中的_________。 （2）當動物體內(nèi)ATP不足時，會發(fā)生C的變化補充ATP（丙），請寫出生成ATP需要的條件____________。 （3）生物體內(nèi)最終的能源物質(zhì)是圖中的___________，它表示_____________。 （4）圖中三項生理活動的名稱分別是：A__________，B_________D________. 解析：本題的解答需要明確生物體內(nèi)能量物質(zhì)的轉(zhuǎn)變過程與條件。核心是葡萄糖的形成與分解。由圖分析，形成葡萄糖的途徑為甲→丙→葡萄糖或乙→丙→葡萄糖，而題干已經(jīng)提示C過程是補充形成ATP的途徑，則乙應當是ADP和Pi，甲應為太陽能，通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能，它也是能量的最終來源。 答案：（1）多糖、脂肪 （2）ADP、Pi、酶、能量 （3）甲 太陽光 （4）光合作用光反應 光合作用暗反應 呼吸作用 【模擬試題】（答題時間：50分鐘） 一. 選擇題： 1. 在劇烈運動時，肌肉處于暫時相對缺氧狀態(tài)，葡萄糖的消耗量劇增，但產(chǎn)生的ATP不多。這是因為（ ） A. 大量能量以熱能的形式散失了 B. 大量能量合成了磷酸肌酸 C. 大量能量沒有釋放出來 D. 大量能量隨汗水流失了 2. 如果酶的數(shù)量一定，下列哪個圖示最確切地反映了反應速率與底物數(shù)量之間的關(guān)系（ ） 3. 已知1個葡萄糖分子經(jīng)過徹底氧化分解可產(chǎn)生36或38個ATP。1mol ATP的高能磷酸鍵儲存能量約30.54kJ；1mol葡萄糖氧化共釋放2872.2kJ能量。則細胞中能量的轉(zhuǎn)化率最低為（ ） A. 25% B. 30% C. 38% D. 46% 4. 下列說法不正確的是（ ） A. 糖類中的纖維素一般不作為能源物質(zhì) B. 蛋白質(zhì)的儲能少，所以不作為能源物質(zhì) C. 脂類中的類脂主要用于膜結(jié)構(gòu)的組成 D. 糖元也是人體內(nèi)的儲備能源物質(zhì)之一 5. 下列物質(zhì)水解后所釋放出的能量可直接用于肌肉收縮的是（ ） A. 肝糖元 B. 肌糖元 C. 葡萄糖 D. 三磷酸腺苷 6. 生物氧化（有氧呼吸）不同于燃燒的是（ ） ① 有機物中的能量逐步釋放的 ② 有機物中的能量爆發(fā)釋放的 ③ 釋放能量與ATP的生成是偶聯(lián)的 ④ 生物氧化也是氧氣對有機物的直接氧化 A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③ 7. 下列ADP含量增加的過程是（ ） A. K＋進入腎小管壁的上皮細胞 B. 苯進入生物細胞 C. 線粒體中的氫與氧結(jié)合 D. 甘油吸收進入小腸上皮細胞 8. 血液凝固是一系列酶促反應過程，采集到的血液在體外下列哪種溫度條件下凝固最快（ ） A. 0℃ B. 15℃ C. 25℃ D. 35℃ 9. 下列有關(guān)能量的表述，正確的是（ ） A. 正常情況下，生物體的總能源、主要能源物質(zhì)、儲備能源物質(zhì)、直接能源物質(zhì)分別是光能、糖類，蛋白質(zhì)、ATP B. 只有綠色植物可以利用光能 C. 動物和人體內(nèi)，形成ATP的途徑只有呼吸作用 D. 每克脂肪儲能多于每克糖類的主要原因是脂肪分子中含C、H比例高 二. 非選擇題： 10. 下圖是小麥淀粉酶在不同溫度條件下的催化效率變化曲線，請回答： （1）在35℃時，小麥淀粉酶的催化效率是 的。 （2）在 度和 度時，催化效率都降為0，但在再回復到35℃時，僅 者的催化效率可望恢復，表明 者的酶的分子結(jié)構(gòu)已遭破壞。 11. 請根據(jù)下列材料設(shè)計一個證明酶是蛋白質(zhì)的實驗。 實驗材料：5%的NaOH溶液、3%的CuSO4溶液、雞蛋、人的口腔唾液、水、小燒杯、玻璃棒、試管、滴管和滴瓶、脫脂棉。 實驗原理：蛋白質(zhì)在堿性溶液中與硫酸銅反應產(chǎn)生紫色物質(zhì)（蛋白質(zhì)的雙縮脲反應），如能證明酶也能發(fā)生雙縮脲反應，證明酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 實驗步驟： （1） （2） （3） （4）結(jié)果觀察： 結(jié)論： 12. 工業(yè)上常用發(fā)酵罐生產(chǎn)淀粉酶，現(xiàn)用發(fā)酵罐研究碳水化合物的種類對于微生物產(chǎn)生淀粉酶的影響，將多種不同碳水化合物用于研究，實驗中，pH值維持在7～8之間，其它條件保持穩(wěn)定，測定淀粉酶的產(chǎn)量（對值）如下表所示： 碳水化合物的來源 玉米淀粉 麥芽糖 葡萄糖 蔗糖 乳糖 不含糖 淀粉酶產(chǎn)量（相對值） 235 179 52 17 0 0 （1）關(guān)于碳水化合物種類對于微生物產(chǎn)生淀粉酶的影響，你有何結(jié)論?根據(jù)這一結(jié)論再做出一項假說。 （2）說明淀粉酶的一項商業(yè)用途。 （3）為什么說微生物能利用多種碳水化合物是其具有的生存優(yōu)勢? （4）進一步研究酸堿度對于微生物淀粉酶產(chǎn)量的影響，只用一種碳水化合物，結(jié)果如下表所示： pH 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 淀粉酶產(chǎn)量（相對值） 0 4 13 18 14 11 ① 這項研究中使用哪一類碳水化合物最為合適? ② 評價酸堿度是如何影響微生物產(chǎn)生淀粉酶的? 13. 實驗研究pH對酶活性的影響，準備5支含有等量酶溶液但pH各不相同的試管，每支試管加1塊1 cm3的正方體凝固蛋白塊，試管均置于25 ℃室溫條件下，將各試管蛋白塊消失的時間記錄于下表： 酶溶液的pH 1 2 3 4 5 蛋白塊消失的時間（min） 13 9 11 45 >60 （1）酶活性最強時的pH是_________。 （2）蛋白塊消失的時間與酶活性強弱的關(guān)系是_________。 （3）請以2種方法改進實驗，使實驗在更短的時間內(nèi)完成。 （4）在人體消化道中，能分泌本實驗中酶的部位是_________。 （5）為確認蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應對實驗進行什么設(shè)計? 【試題答案】 1. C（無氧呼吸的產(chǎn)物中含大量能量） 2. B（酶具有高效性的特點，但高效性也是有一定限度的，底物濃度過高對速度無太大影響） 3. C（36x30.54/2872.2=38%） 4. B（蛋白質(zhì)一般不作能源物質(zhì)，但在能量缺乏的情況下也可作能源） 5. D（ATP是直接能源） 6. A（生物氧化是一個系統(tǒng)反應，經(jīng)歷了很多步驟） 7. A （分清耗能的生理過程有哪些） 8. D（酶的最適溫度與體內(nèi)溫度接近） 9. D（光能合成細菌也利用光） 10. 由高溫到低溫和由低溫到高溫對酶的影響是有差異的。高溫可使酶變性失活。 答案：（1）最高 （2）0 100 前 后 11. 實驗步驟： （1）制備蛋清：取少量蛋清于小燒杯中，加水30mL調(diào)勻 （2）取唾液：將口漱凈，含一塊脫脂棉，片刻后取出，將唾液擠入小燒杯中 （3）對比實驗：取兩支試管，編上號，在1號試管中注入2mL蛋清液，2號中注入唾液，然后各加入2～3滴5%的氫氧化鈉溶液，振蕩，再向兩支試管加入2～3滴3%的硫酸銅溶液，振蕩均勻 （4）結(jié)果觀察：振蕩均勻后，靜置一會后，可看到兩支試管中都出現(xiàn)了紫色。 結(jié)論：該實驗說明唾液中存在著與蛋清中同樣的成分（蛋白質(zhì)），而唾液中除水外主要成分是酶，故唾液中的酶是蛋白質(zhì)。 12. （1）在以多糖為原料的情況下，產(chǎn)生的淀粉酶多，單糖和二糖都不理想。淀粉可誘導微生物產(chǎn)生淀粉酶。 說明：假說本身內(nèi)容是否科學并不重要，其它合理答案亦可 （2）淀粉甜度小而麥芽糖甜度大，故食品工業(yè)上常用淀粉酶水解淀粉成為麥芽糖，以提高食品甜度 （3）能利用多種碳水化合物作為碳源，使微生物可以在多種環(huán)境中生存，適應能力強 （4）① 淀粉 ② 在微堿性環(huán)境中（如表中pH=7.5時）產(chǎn)生淀粉酶最多；酸性環(huán)境下產(chǎn)生的淀粉酶相對較少；堿性環(huán)境下產(chǎn)生的淀粉酶相對較多。 13.（1）2 （2）酶活性越大，蛋白質(zhì)分解越快，蛋白塊消失的時間越短 （3）方法Ⅰ：將溫度由25℃提高至大約37℃。方法Ⅱ：將原題中正方體蛋白塊處理得更?。ㄈ缜谐?.50.50.5=0.125 cm3），這相當于消化道內(nèi)進行的物理性消化 （4）胃 （5）另增加一個試管，放入等量的蛋白塊并將pH調(diào)得適當，但不加酶溶液。