2012高三生物总复习教案 第10讲 酶和ATP
教学案
【考纲要求】
细胞的能量供应和利用
考纲要求
(1)酶在代谢中的作用
(2)ATP在细胞代谢中的作用
(3)光合作用的基本过程
(4)影响光合作用速率的环境因素
(5)细胞呼吸
(6)探究影响酶活性的条件
(7)绿叶中色素的提取和分离
(8)探究酵母菌细胞呼吸的方式
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
实验与探究能力(2)
实验与探究能力(1)
实验与探究能力(2)
【考点分析】
知识点
试卷类型
分值
题型
酶和ATP
2008 天津
4
选择题
2008 广东
2
选择题
2008 广东
1l
非选择题
2009 重庆
4
选择题
2009 广东
2
选择题
2009 江苏
2
选择题
2009 辽宁
4
选择题
2009 山海
2
选择题
2009 海南
4
选择题
2009 全国Ⅰ
10
非选择题
2009 全国Ⅱ
14
非选择题
【考点预测】
本节是高考的一个热点问题，也是在学习过程中比较难于理解的内容，其中影响酶活性的因素还是高考中比较容易出现的问题，常以选择题和大题图表的形式出现。
【知识梳理】
酶在代谢中的作用
酶的本质
酶的特性
酶在代谢中的作用
影响酶活性的因素
ATP在代谢中的作用
ATP的化学组成
ATP的结构简式
ATP的来源
【重点解析】
.影响酶活性的因素
酶促反应受到多种因素的影响，这些因素既包括酶的浓度等内部因素，也包括温度、pH等外部因素。
1．温度对酶促反应的影响
酶促反应在一定温度范围内反应速度随温度的升高而加快；但当温度超过一定限
度时，酶的活性会随温度升高而降低(高温可能使酶的活性丧失，低温只是使酶的活性
降低)。在一定条件下，每一种酶在某一定温度时活性最大．这个温度就称为这种酶的最适温度。温度对酶促反应的影响可以如右图所示。
2．pH对酶促反应的影响
每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这个范围，酶就会失去活
性(过酸或过碱会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性)。在一定条件下，每种酶在某一是pH的活性最大，这个pH称为这种酶的最适pH。 pH对酶促反应的影响如右图所示。
3．酶浓度对酶促反应的影响
在底物充足，其他条件固定的条件下且系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不
利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。酶浓度对酶促反应的影响如右图所示。
4．底物浓度对酶促反应的影响
在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速率达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，
反应速率也几乎不再改变。底物浓度对酶促反应的影响如右图所示。
例1．在唾液水解淀粉的实验中，将唾液稀释10倍与用唾液原液实验效果相同，这表明酶具有
A．专一性 B．稳定性 C．高效性 D．多样性
解析：由题意知，考查的是酶的特性，稀释后仍具有原来的试验效果，说明酶具有高效性。
答案：C
例2．酶是活细胞产生的。下列关于酶的论述错误的是
A．有些酶是核酸 B．酶的数量因参与化学反应而减少
C．酶的活性与pH有关 D．酶的催化效率很高
解析：考查的是酶的特性、影响酶活性的因素、酶的作用。酶是一类具有催化作用的生物大分子，酶是生物催化剂，那么酶就不会因为化学反应而减少。
答案：B
例3．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液中pH由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将
A．不断上升 B．先升后降
C．先降后升 D．没有变化
解析：考查的是影响酶活性的PH，胃蛋白酶最适PH是1.9，但是过酸或者强碱都会使酶失活，那么当把PH由10到2，在PH为10的时候酶就已经失去活性了，所以不改变。
答案：D
例4.某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间对照表，请依据表中数据作答。
水温/℃
冷水
20
30
40
50
60
70
80
植物油
48
39
30
20
17
11
12
20
蓝墨水
93
86
80
72
68
67
81
105
奶渍
48
43
28
12
6
4
12
17
（1）要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适宜温度范围是 。
（2）在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的 的洗涤效果最佳，对蓝墨水
的洗涤效果最差，其原因是 。
（3）羊毛、蚕丝等织物 （填“能”或“不能”）用加酶洗衣粉洗涤，因为
。
解析：考察的是影响酶活性的因素，影响酶活性的因素有很多，最主要就是温度和酸碱度，本题考查的是温度可以影响酶活性的因素，温度过高和过低都可以影响酶的活性，从图中可以看出，60℃是酶催化活性的最适温度 。
答案：
（1）50℃-70℃
（2）奶渍 蓝墨水不是有机物，酶对其作用很弱
（3）不能 酶能够破坏羊毛、蚕丝的蛋白质结构
【实战训练】
（09重庆卷）1.下列有关酶的叙述，正确的是
A. 高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B. 酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C. 细胞质基质中的催化葡萄糖分析的酶
D. 细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
答案：C
解析：只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候DNA的解旋酶。此题为容易题，识记类。
（09广东卷）2.水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质
A. 在4℃条件下易变性 B．只含有C、H
C．也能催化淀粉合成 D．含有羧基
答案：D
解析：能在常温下分解淀粉的，是酶。酶在高温下才会变性失活，A项不对；淀粉酶的化学本质为蛋白质，一定含有C、H、O、N， 所以B项不对；酶具有专一性特异性，能催化分解的不能催化合成，C项不对。 蛋白质的基本组成单位为氨基酸，氨基酸含有羧基，D 项对。
（09江苏卷）3．加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮（橘络），会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，可以大量产生所用酶的有
A．生长在麦麸上的黑曲霉 B．生长在酸奶中的乳酸菌
C．生长在棉籽壳上的平菇 D．生长在木屑上的木霉
答案：ACD
解析：本题考查酶的专一性。橘络的主要成分是纤维素，要将其分解需要纤维素酶，麦麸、棉籽壳、木屑的主要成分也是纤维素，所以生长在上述三种成分的黑曲霉，平菇、木酶肯定能产生纤维素酶，所以可以利用。而乳酸菌的培养基为酸奶，其主要成分是蛋白质，不含纤维素，所以乳酸菌不能产生纤维素酶。
（09辽宁、宁夏卷）4. 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
答案：B
解析：在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。当反应温度t2调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C，D错误。
（09上海卷）5.将刚采摘的乱玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会
A. 提高淀粉酶活性
B. 改变可溶性糖分子结构
C. 防止玉米粒发芽
D. 破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶
答案：D
解析：刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水高温处理使酶失活来保持甜味。
（09海南卷）6.能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是
A. 淀粉酶、纤维素、溶菌酶
B. 纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
C. 果胶酶、溶菌酶、纤维素酶
D. 磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶
答案：B
（09全国卷Ⅰ）7．（10分）
桃果实成熟后，如果软化快，耐贮运性就会差。下图表示常温下A、B两个品种桃果实成熟后硬度等变化的试验结果。
据图回答：
（1）该实验结果显示桃果实成熟后硬度降低，其硬度降低与细胞壁中的________降解由关，该物质的降解与_________的活性变化有关：也与细胞壁中的__________降解有关，该物质的降解与__________的活性变化有关。
（2）A、B品种中耐贮运的品种是__________。
（3）依据该实验结果推测，桃果实采摘后减缓变软的保存办法应该是_________，因为____________________。
（4）采摘后若要促使果实提前成熟，科选用的方法由___________和__________________。
（5）一般来说，果实成熟过程中还伴随着绿色变浅，其原因是____________。
答案：
（1）纤维素 纤维素酶 果胶质 果胶酶
（2）A
（3）适当降低温度 低温可降低有关酶的活性，延缓果实软化
（4）用乙烯进行处理 适当提高贮存温度
（5）叶绿素含量低
解析：
（1）从图中可以看出，果实成熟后硬度的变化与细胞壁中纤维素的含量变化一致与果胶质水解产物变化相反，可见，其硬度的降低与纤维素和果胶的降解有关，而纤维素的降解与纤维素酶的活性有关，果胶的降解与果胶酶的活性有关。
（2）A品种在成熟后，其硬度变化比较小，应耐贮运。
（3）从（1）的分析可以看出：果实成熟采摘后要减缓变软就是要降低酶的活性，而要降低酶的活性，就要适当降低温度，从而延缓果实软化。
（4）采摘后要使果实提前成熟，可以根据以上分析，适当提高贮存的温度或用乙烯处理。
（5）果实成熟过程中绿色变浅是因为叶绿素转变成了其他色素，从而含量降低。
（09全国卷Ⅰ）8．（11分）
已知，可以通过观察反应过程中的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能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、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%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）实验结果预测及结论：
整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：________________。由此可得出的结论是____________________________________。
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2释放的速度最快的是_____________，原因是__________________________________。
答案：
（1）①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支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。
③观察各管中释放气泡产生的快慢。
（2）加酶溶液的试管、加FeCl3的溶液的试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用和高效性
（3）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变性而失去了活性
解析：该题要同时验证酶具有催化作用和高效性，因此应遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则。
（1）实验步骤：①取3支试管，编号，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支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。③观察现象：3 支试管中气泡产生的快慢。
（2）整个实验中,不同处理的试管中O2释放最快的是加酶溶液的试管，其次是加FeCl3溶液的试管，再次是加蒸馏水的试管，由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性。
（3）将恒温水浴改为80℃，重做上述实验，由于过氧化氢酶因高温变性而失去了活性，因此释放O2最快的是加FeCl3溶液的试管。
（09全国卷Ⅱ）9. （14分）
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（把答案填在答题卡上相应的表格中）。
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。
（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 。
32．（14分）
答案：
（1）
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
+
—
+
—
乙
—
+
—
+
丙
+
—
—
+
丁
—
+
+
—
（2）②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）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀
（4）酶的催化作用有专一性
（5）20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
解析：该题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，因此应遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则。
（1）因此表格中所填内容如下
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
淀粉酶溶液
甲
+
—
+
—
乙
—
+
—
+
丙
+
—
—
+
丁
—
+
+
—
（2）实验步骤①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②将上述溶液混合均匀，在37℃恒温水浴锅中保温适当时间。
③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混合均匀，再在沸水浴中保温一定时间。
④观察现象并记录实验结果。
（3）应该在只有含蔗糖和蔗糖酶溶液的甲试管以及含淀粉和淀粉酶溶液的乙试管出现砖红色沉淀，其他试管不应该出现砖红色沉淀。
（4）结论：说明酶的催化作用具有专一性。
（5）如果将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，由于20℃低于酶的最适温度，酶的活性会下降，水解产生的还原糖少，所以出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅。
【名师点拨】
影响酶活性因素小技巧：
温度和PH都可以影响酶的活性，但是二者又是有区别的，温度过高可以使酶失去活性，不能恢复活性，但是过低可以恢复活性，但是PH过高和过低都可以失去活性而且不能恢复。
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