酶与ATP导学案

生物一轮复习导学案4
第五章 第1节降低化学反应活化能的酶
【考点解读】
1．酶在细胞代谢中的作用 2．探究影响酶活性的因素（实验）
复习重点：酶的作用、本质和特性
复习难点：1．酶降低化学反应活化能的原理 2．控制变量的科学方法
【基础扫描】
一、对照实验
1.细胞中每时每刻都进行着许多 ，统称为细胞代谢。
2.实验过程中可以变化的因素称为 。其中人为改变的变量称为 ，随着自变量的变化而变化的变量称做 ，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为 。除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做 ，它一般设置 组和 组。
二、酶的本质
1．巴斯德以前，许多化学家认为发酵是纯 ，与 无关。1857年巴斯德提出发酵是由于 的存在，即有 的参与才能引起发酵；而德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是 中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞 后才能发挥作用。两种观点争执不下。德国化学家李比希发现不含酵母细胞的 与活酵母是一样的，都能引起发酵，他将引起发酵的物质称为 ，最早从刀豆中提取出脲酶的是美国科学家 ，他用多种方法证明了酶是 。20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也有生物催化功能。
2.酶是 产生的，具有 作用的一类 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。
三、酶的作用
1、分子从常态转变为 的活跃状态所需要的 称为活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更 ，因而 更高，这样细胞代谢就能在 条件下快速进行。
2、用图形表示酶的高效性，判断每条曲线分别代表什么？
二、酶的特性
1.酶的特性有： 、 。
2.酶的高效性是指酶的催化效率大约是无机催化剂的 倍。
3.酶的专一性是指 。
4.酶所催化的化学反应一般是在 的条件下进行的， 和
对酶的活性影响最大。在最适宜的温度和pH条件下，酶活性 ，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会显著 。
5. 、 或 ，会使酶的 遭到破坏，使酶永久失活，即酶发生了 。0℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的 保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以 。因此，酶制剂适于在 下保存。
6.实验探究酶的高效性
试管号 3%过氧化氢 实验处理 H2O2分解速度（气泡多少） 点燃的卫生香检测 结果分析
1 2mL
2 2mL 90℃水浴加热
3 2mL 滴加3.5%FeCl32滴
4 2mL 滴加肝脏研磨液2滴 很多 助燃性更强 过氧化氢酶有催化H2O2分解能够，且效率高
（2）实验结论： 。
注意：
①肝脏要新鲜必须进行研磨。②H2O2不能久置，不要接触皮肤。
③卫生香不要插到气泡中。④每滴3.5%氯化铁溶液中的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。
7. 探究实验：影响酶活性的条件
(1)探究温度对酶活性的影响
实验步骤：
①取3支洁净的试管，编上号，并分别注入2 mL可溶性淀粉溶液；
②将3支试管分别放入60℃左右的热水、沸水和冰块中，维持各自的温度5min；
③在3支试管中各注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液，摇匀后，维持各自的温度5min；
④在3支试管中各滴入1滴碘液，然后摇匀，观察并记录3支试管中溶液颜色的变化情况。
讨论：为什么要在加入淀粉酶溶液之前控制好各自的温度？
8探究pH对酶活性的影响
实验步骤：
①取3支洁净的试管，编上号，分别按下表中序号1～5的要求操作。
序号 项目 试管
1 2 3
1 注入新鲜的淀粉酶溶液 1mL 1mL 1mL
2 注入蒸馏水 1 mL / /
3 注入氢氧化钠溶液 / 1 mL /
4 注入盐酸 / / 1 mL
5 注入可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL
②振荡这3支试管，使液体混合均匀。然后将3支试管的下半部浸到60℃左右的热水中，保温5min；
③在3支试管中各加入2 mL斐林试剂，振荡。将3支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，酒精灯加热，煮沸1min，观察并记录3支试管中溶液颜色的变化情况。
讨论：能不能按照表格中序号1、5、2、3、4的步骤操作？为什么？
注意事项：
①实验中要使用新鲜唾液
②加酶后取样时间不能间隔过长，否则看不出变化过程，导致无法比较
③37℃唾液淀粉酶水解淀粉速率最快
④0℃和80℃没有反应，20℃和40℃反应较慢
问题：1．高温和低温条件下酶催化效率都很低，两者有什么本质区别？
2．除了温度、pH外，影响酶催化作用的因素还有什么？它们是如何影响酶的催化作用的（以图形表示）？
3．酶的催化作用一定是发生在细胞内吗，举例说明。
4．酶的来源？
三、细胞的能量“通货”-----ATP
【考点解读】ATP在能量代谢中的作用（B）
1．简述ATP的化学组成和特点。2．写出ATP的分子简式。
3．解释ATP在能量代谢中的作用。
复习重点和难点：
1．ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用。2．ATP与ADP的相互转化。
【基础扫描】
1. ATP是各项生命活动的 物质，是生命活动所需能量的 来源。
2. ATP的中文名称叫 ，结构简式是 ，其中A代表 ，P代表 ，～代表 ，ATP分子中大量的能量就储存在 中。ATP水解实际上是ATP分子中 的水解，其释放的能量多达 ，所以说，ATP是细胞内一种 化合物。
3.ATP与ADP间的相互转化反应式：
ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应。（反应的场所、条件、反应式中的“能量”均不同）
ATP合成（反应式从右至左） ATP水解（反应式从左至右）
场所 包括细胞内所有需要 的进行生命活动的结构
条件 由 酶催化 由 酶催化
能量” 合成ATP的能量主要来自 和 注意：ATP水解释放的能量不会再参与 的合成 ATP水解释放的能量是储存在 化学能
4.ATP的形成途径有
5.ATP中能量的利用：ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。举例
6．一个ATP分子中含有 个腺苷、 个磷酸基团、 个高能磷酸键。ATP的化学性质 ，在有关 的作用下，ATP分子中 的那个高能磷酸键很容易水解断裂，于是ATP转化为 和 ，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来。在有关酶的作用下，可以接受 ，同时结合一个游离的 重新形成ATP。ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生，并且处于 。整个转化过程可用反应式表示为 。
7.关于能量方面的知识归纳：
⑴生物体的主要能源物质： 。 ⑵生物体的贮能物质： 。
⑶生物体的能源物质： 。
⑷动物细胞内贮能物质： 。 ⑸植物细胞内贮能物质： 。
⑹生物进行生命活动的直接能源物质： 。 ⑺最终能量来源： 。
注意：ATP中能量的利用主要有以下几种：化学能、机械能、热能、电能、光能等
【单元练习】
1．下列生命现象中不伴有ATP消耗的是
A．神经冲动的传导 B．含羞草受到刺激小叶合拢
C．葡萄糖在小肠中被吸收 D．根尖生长点细胞有丝分裂
2．下列过程能使ADP含量增加的是
A.消化道内蛋白质的消化　　　　　　B.线粒体内的[H]与02结合
C.叶绿体中的叶绿素a失去电子　　　D.细胞分裂时纺锤丝的收缩
3．下列关于ATP的叙述中，正确的是：( )
A．ATP分子中所有化学键都储存着大量的能量，所以被称为高能磷酸化合物
B．三磷酸腺苷可简写为A～P—P～P
C．ATP中大量的能量都储存在腺苷和磷酸基团中
D．ATP中大量的能量储存在高能磷酸键中
4．在生物的生命活动中，能产生ATP的细胞结构有： （ ）
A．细胞核、高尔基体、叶绿体 B．线粒体、高尔基体、细胞质基质
C．细胞质基质、线粒体、叶绿体 D．细胞核、线粒体、核糖体
5.生物体进行生命活动所需的能量的直接来源，主要能源和最终能源分别是：
A．太阳能、糖类、ATP B．ATP、糖类、脂肪
C．ATP、脂肪、太阳能 D．ATP、糖类、太阳能
6．关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是
A．无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源
B．有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATP
C．线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧
D．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体
7.下列有关ATP的叙述，正确的是
A．线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所
B．光合作用产物中的化学能全部来自ATP
C．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D．细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转化
8． 生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下四种酶的作用部位分别是
①转氨酶 ②解旋酶 ③肠肽酶 ④ATP水解酶
A．氨基、氢键、肽键、磷酸高能键 B．氨基、氢键、羧基、腺苷
C．氢键、肽键、氨基酸、磷酸基团 D．氨基、脱氧核苷酸、多肽、磷酸高能键
9．下图纵轴为生成物量，横轴为反应时间，其中能正确表示酶浓度增加，
而其他条件不变时，生成物量变化的曲线图是(图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线(C)
10．关于酶特性的实验如图1—2—6所示，取标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四支试管各加入2mL稀淀粉糊：四支试管的颜色正确的是 （ ）
（说明胰液和唾液中均含有可以水解淀粉的酶）
A．I、Ⅱ一不变蓝 Ⅲ、Ⅳ一蓝色
B．I、Ⅲ一不变蓝 Ⅱ、Ⅳ一蓝色
C．I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均不变蓝D．I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为蓝色
11．探索温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤的操作：
①取3支试管，编号并注入2mL淀粉溶液 ② 向各试管注入1mLα－淀粉酶溶液
③向各试管滴1滴碘液 ④将3 支试管分别放在60℃热水、沸水和冰块中维持温度5min
要观察到正确的实验现象，其合理的实验顺序应为 （ ）
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→②→④→③ D．①→④→②→③
12．如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物浓度的数量关系
13．将唾液淀粉酶溶液的PH值由1．8调高至12的过程中,其催化活性表现为下图（ C ）
(纵坐标代表催化活性,横坐标代表PH值)
14．下列关于酶和激素的叙述中，错误的是 （ ）
A．激素的作用与酶的作用是密切相关的
B．激素和酶的合成都与机体中的基因有关
C．能合成激素的细胞一定能合成酶
D．激素一般不会改变新陈代谢的速度
15. 右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是
A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降
B．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升
C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
16．探索温度对酶活性影响的实验,需进行如下步骤:①取3支试管，编号并注入2mL淀粉溶液/②向各试管注入lmL淀粉酶溶液/③向各试管滴l滴碘液/④将3支试管分别放在60℃的热水、沸水和冰块中维持温度5min/⑤观察实验现象。最合理的实验顺序应为　
A．①→②→③→④→⑤ B．①→③→②→④→⑤
C．①→③→④→②→⑤ D．①→④→②→③→⑤
【多选】
17．细胞内要消耗ATP的生理过程有（ ）
A．丙酮酸在线粒体内氧化分解 B．蛋白质合成
C．质壁分离及其复原 D．动作电位恢复为静息电位
18．下列有关ATP的叙述，其中正确的是
A．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生ATP
B．ATP中的能量可以来源于光能，化学能，也可以转化为光能和化学能
C．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP
D．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示的不是同一物质
19、在实验中常用双缩脲试剂来鉴定蛋白质的存在。下列与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应的是 （ ）
A、含有组成蛋白质的各种氨基酸的混合液
B、适宜条件下经胃液和肠液混合液充分处理的蛋清溶液
C、高温处理过的蛋清溶液
D、适宜条件下经胰液和肠液充分处理的蛋清溶液
20．猪笼草是一种食虫植物，它以瓶状带盖的叶捕捉昆虫，并以其分泌物消化虫体。某课题研究小组为检测此分泌物的性质，作了如下的实验：取6支试管，加入经过不同温度处理的检测液后，再分别加入瘦肉块和马铃薯块，两小时后观察现象，记录如下表。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
关于此实验的解释，正确的是ACD
A．试管1和试管4都起对照作用
B．试管5证明酶的活性受温度的影响
C．猪笼草捕食昆虫主要是对土壤溶液中缺少N元素的一种适应
D．猪笼草分泌物中含有蛋白酶，不含淀粉酶
21．下列能使细胞中ADP含量增加的生理过程是
A．甘油分子进入小肠上皮细胞 B．骨骼肌收缩产生的动作
C．肾小管上皮细胞重吸收水 　D．性激素的合成和分泌
22．下图是某酶的催化反应速率与反应物浓度关系的曲线图，正确的理解是
A．在一定的范围内，反应物浓度与反应速率呈正相关
B．PH、温度的高低都会影响这一曲线的形状
C．当反应速率趋于稳定后，增加同一种酶的量反应速率加快
D．超过一定浓度，反应速率不再继续增加是由于反应物浓度过大
【非选择题】
23. （09全国）请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
（1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计
蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉酶溶液
甲 + — + —
（2）实验步骤：
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②
③
④
（3）结果预测：
（4）结论：
（5）在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时浅，其原因是 。
24．已知H2O2= H2O+ O2可以通过反应过程中O2的生成速度（即从气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2的分解速度，请用所给的材料和用具设计实验，使其同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，要求写出实验步骤、预测试验结果、得出结论，并回答问题。实验材料及用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5℅FeCl3溶液、0.01℅牛过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。
(1)实验步骤：①
②
③
④
(2) 实验结果预测：
由此得出的结论是：
(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重复上述实验，O2的释放速度最快的是：
原因是：
25． 1997年诺贝尔化学奖的一半授予了美国的保罗．博耶和英国的约翰．沃克，以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。“三磷酸腺苷”简称“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。回答下列问题：
⑴ATP的分子简式是＿＿A-P～P～P＿＿＿＿＿，其中A代表＿腺苷＿＿，T代表＿＿三个＿，P代表＿＿磷酸基团＿＿＿，＿＿～＿＿代表高能磷酸键。
（3）在动物细胞中，ADP转变成ATP的能量主要来自＿呼吸作用＿＿＿作用，通常需要分解＿＿糖等有机物＿＿＿＿＿，消耗＿＿氧＿＿气；对于植物来说，ADP转变成ATP的能量还可来自＿＿光合作用＿＿＿作用。在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于＿＿各项生命活动＿＿＿＿＿＿＿
答案
1、 选择题
1. B 2. D 3.D 4.C 5.D 6.B 7.D 8.A 9.C 10.B
11.D 12.B 13.C 14.D 15.B 16.D
（多选题）17.BD 18.BCD 19.BC 20.ACD 21.BCD 22.ABC
非选择题答案
23.（1）　　
溶液　　试管　　 蔗糖溶液　　 淀粉溶液　　 蔗糖酶溶液　　 唾液淀粉酶溶液　　
甲　　 +　　 —　　 +　　 —　　
乙　　 —　　 +　　 —　　 +　　
丙　　 +　　 —　　 —　　 +　　
丁　　 —　　 +　　 +　　 —　　
⑵②混匀，37℃恒温水浴一段时间；③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水浴一段时间；④观察实验现象并记录实验结果。
（3）含有蔗糖和淀粉酶溶液的试管（试管甲），以及含有淀粉和淀粉酶溶液的试管（试管乙）中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀；
（4）（哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶）酶的催化作用具有专一性；
（5）20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
24.⑴①取3支试管各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间
②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和氧化氢酶溶液
③观察各管中释放气泡的快慢
④观察记录三只试管里气泡从溶液中释放的速度
⑵ 加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管；酶具有催化作用和高效性
⑶ 加FeCl3溶液的试管；在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温而失去了活性
25. A-P～P～P 腺苷 三个 磷酸基团 ～ 呼吸作用 糖等有机物 氧
光合作用 各项生命活动
管
试
液
溶
0
B
反
应
速
率
底物浓度
0
A
反
应
速
率
底物浓度
ADP＋Pi＋能量Ⅰ
ATP
酶Ⅰ
场所Ⅰ
C
底物浓度
0
0
0
0
反应速度
pH1 pH
酶的活性受pH影响的示意图
酸碱度对酶催化作用的影响
酸碱度对酶催化作用的影响
反应速度
t1 温度
酶的活性受温度影响的示意图
D
反
应
速
率
活化能
反应速率
反应物浓度
14
14
14
0
14
0
反应物 生成物
反
应
速
率
底物浓度
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