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1、2022年蘇教版生物必修1第一節(jié)《ATP和酶》word學(xué)案三
一、考點(diǎn)內(nèi)容全解
(一)本講考什么
1.酶的發(fā)現(xiàn)與特性
(1)酶的發(fā)現(xiàn):按時(shí)間順序了解酶本質(zhì)的研究歷程及研究方法的精妙
(2)酶的特性:
2.ATP與能量
(1)ATP是生命活動(dòng)的直接能量來(lái)源,但它在細(xì)胞內(nèi)的含量并不高,因此細(xì)胞內(nèi)ATP的形成與分解相當(dāng)頻繁。
(2)在ATP的形成與分解時(shí)都涉及到能量,但兩者能量的性質(zhì)有差異。
(二)考點(diǎn)例析
[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(xì)胞內(nèi)才具
2、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(duì)酶的基本性質(zhì)的考查。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的化學(xué)物質(zhì),具有三個(gè)特性。酶雖然是活細(xì)胞產(chǎn)生的,但酶不僅在細(xì)胞內(nèi)具有催化作用,在細(xì)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
[特別提示]
對(duì)概念的理解一定要準(zhǔn)確,雖然酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的,但作用的部位卻可以是多樣的,聯(lián)系實(shí)際分析可起到事半功倍的效果,消化道內(nèi)的消化就是大家所熟悉的一個(gè)例子。
[同類變式一]
下表是為了認(rèn)識(shí)酶作用的特性,以20%的過(guò)氧化氫溶液為反應(yīng)底物的一組實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果,通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)不能得出的結(jié)
3、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(duì)象有專一性 D.高溫會(huì)使酶失去活性
[解析]
本題是以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)分析酶的特征,在考試中比較常見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)1是其它實(shí)驗(yàn)的對(duì)照,實(shí)驗(yàn)3與1比較可得出酶具有高效性的特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)2比較說(shuō)明酶的催化效率比普通的化學(xué)催化劑要強(qiáng)。但整個(gè)實(shí)驗(yàn)不能得出酶有專一性的特點(diǎn)。
[答案] C
[特別提示]
實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析一定要實(shí)事求是,不能以主觀判斷代替實(shí)驗(yàn)分析,否則實(shí)驗(yàn)本身就失去了意義,實(shí)驗(yàn)就成為一種形式??茖W(xué)的價(jià)值在于通過(guò)具體的分
4、析找到解決問(wèn)題的途徑或發(fā)現(xiàn)事實(shí)的真相。
[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(shí),反應(yīng)速度和反應(yīng)物濃度、溫度、pH的關(guān)系.請(qǐng)根據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)圖A中.反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí),反應(yīng)速度不再上升,其原因是:__________
(2)圖B中,a點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度稱___________
(3)圖B中。a點(diǎn)到b點(diǎn)曲線急劇下降,其原因是____________
(4)將裝有酶與反應(yīng)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(yīng)分別為:甲__________
5、____;乙____________.
(5)圖C表示了______________催化反應(yīng)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(duì)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(dāng)反應(yīng)物在低濃度范圍內(nèi)增加時(shí),反應(yīng)速度迅速上升。當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定程度時(shí),隨著反應(yīng)物濃度的增加,反應(yīng)速度幾乎不再增加。這是因?yàn)椋好鸽m然具有高效性,但它的催化能力也是有一定限度的.當(dāng)所有的酶都發(fā)揮了最高效能后,反應(yīng)物濃度再增加,反應(yīng)速度也不再增加,這是受
6、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(guò)這個(gè)溫度(最適溫度)呈負(fù)相關(guān)。B圖中,a點(diǎn)酶的催化效率最高,因此,它所對(duì)應(yīng)的溫度就是酶反應(yīng)的最適溫度。(3)從a點(diǎn)到b點(diǎn)曲線急劇下降,這是因?yàn)闇囟壬?,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(yīng)速度很慢,當(dāng)轉(zhuǎn)入37℃(酶反應(yīng)的最適溫度)的水浴鍋中保溫后,其反應(yīng)速度會(huì)迅速增加。乙試管在75℃高溫下,酶變性失活,當(dāng)轉(zhuǎn)入37℃的水浴鍋中保溫時(shí),酶的活性不能再恢復(fù),仍無(wú)催化反應(yīng)。(5)酸堿度對(duì)酶活性的影響同溫度對(duì)酶活性的影響基本一樣,見(jiàn)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
7、右;唾液淀粉酶是7,而胰蛋白酶是8-9。
[答案]
(1)受反應(yīng)液中酶濃度的限制 (2)酶反應(yīng)的最適溫度 (3)溫度升高使酶活性下降
(4)速度加快 無(wú)催化反應(yīng) (5)C
[例2]
下列關(guān)于“ATP ADP+Pi +能量”反應(yīng)式的敘述.正確的是
A.反應(yīng)式物質(zhì)可逆,能量不可逆
B.反應(yīng)式能量可逆,物質(zhì)不可逆
C.兩者均可逆
D.生物體內(nèi),ADP轉(zhuǎn)變成ATP所需能量都來(lái)自呼吸作用
[解析]
ATP與ADP的轉(zhuǎn)變僅僅只是物質(zhì)上的可逆,并不表示化學(xué)上的可逆反應(yīng).這是因?yàn)椋海ǎ保姆磻?yīng)條件
8、上看:ATP的分解是一種水解反應(yīng)。催化該反應(yīng)的酶屬于水解酶;而ATP的生成是一種合成反應(yīng),催化該反應(yīng)的酶屬合成酶,而酶具有專一性,因此反應(yīng)條件不同。(2)從能量上看:ATP水解釋放的能量是儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的化學(xué)能、而合成ATP的能量主要有化學(xué)能和太陽(yáng)光能。因此能量來(lái)源不同。(3)從ATP的合成與分解的場(chǎng)所上看:ATP合成的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,而ATP分解的場(chǎng)所較多。如細(xì)胞膜(主動(dòng)運(yùn)輸消耗ATP)、葉綠體基質(zhì)(暗反應(yīng)中ATP放能、貯存在合成的有機(jī)物中),細(xì)胞核(DNA的復(fù)制和RNA的合成耗能)等. 因此其合成與分解的場(chǎng)所不完全相同.綜上所述,.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)變的反應(yīng)并不是
9、簡(jiǎn)單的可逆反應(yīng).
[答案]A
[同類變式] 下圖示意生命活動(dòng)有關(guān)能源物質(zhì)之間的聯(lián)系,請(qǐng)分析回答
(1)生物細(xì)胞內(nèi)主要的儲(chǔ)能物質(zhì)是圖中的_________。
(2)當(dāng)動(dòng)物體內(nèi)ATP不足時(shí),會(huì)發(fā)生C的變化補(bǔ)充ATP(丙),請(qǐng)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(xiàng)生理活動(dòng)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(guò)程與條件。核心是葡萄糖的形成與分解
10、。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(guò)程是補(bǔ)充形成ATP的途徑,則乙應(yīng)當(dāng)是ADP和Pi,甲應(yīng)為太陽(yáng)能,通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,它也是能量的最終來(lái)源。
[答案]
(1)多糖、脂肪 (2)ADP、Pi、酶、能量 (3)甲 太陽(yáng)光
(4)光合作用光反應(yīng) 光合作用暗反應(yīng) 呼吸作用
[延伸拓展]
圖象分析的關(guān)鍵之一是要明確關(guān)鍵點(diǎn),這是解題的題眼,另外要正確應(yīng)用已知條件,如本題中丙為ATP,可大大減少解題的障礙。
二、能力提升技巧
(一)考試技巧在哪里
本講內(nèi)容比較基礎(chǔ),但實(shí)驗(yàn)問(wèn)題很多,要求能通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)或利
11、用實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析一定要實(shí)事求是,盡可能聯(lián)系已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋相關(guān)現(xiàn)象。
2.實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)研究的最主要手段之一,對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)現(xiàn)已納入高考的考試要求中,如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn):一定要了解實(shí)驗(yàn)的基本要求,如對(duì)變量的控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置等。證明酶特性的實(shí)驗(yàn)可舉例如[例4]。
[例3]
在煮過(guò)的和沒(méi)煮過(guò)的土豆片上分別滴幾滴過(guò)氧化氫。在土豆片X上出現(xiàn)泡沫,在土豆片Y上沒(méi)有泡沫,以下哪一項(xiàng)是正確的解釋
A.土豆片X是煮過(guò)的,因?yàn)檫^(guò)氧化氫只影響碳水化合物分解成單糖
B.土豆片X是煮過(guò)的,因?yàn)樵跊](méi)煮過(guò)的土豆片中的酶使過(guò)氧化氫不起作用
C.土豆片X是沒(méi)煮過(guò)的,因
12、為細(xì)胞中含有酶,促使H2O2的分解,但酶會(huì)在高溫中失效
D.土豆片X是沒(méi)煮過(guò)的,因?yàn)檫^(guò)氧化氫分解土豆片中的酶
[解析]
本實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明確,分析問(wèn)題時(shí)可思考為什么在滴過(guò)氧化氫溶液時(shí)會(huì)冒泡:細(xì)胞內(nèi)有過(guò)氧化氫酶,酶的特性是發(fā)揮作用需要常溫條件,加熱后使酶蛋白變性而失去活力,本例中過(guò)氧化氫酶將H2O2分解而出現(xiàn)氣泡。
[答案] C
[例4]
實(shí)驗(yàn)研究pH對(duì)酶活性的影響,準(zhǔn)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(shí)間記錄于下表:
酶溶液的pH
1 2
13、 3 4 5
蛋白塊消失的時(shí)間(min)
13 9 11 45 >60
(1)酶活性最強(qiáng)時(shí)的pH是_________。
(2)蛋白塊消失的時(shí)間與酶活性強(qiáng)弱的關(guān)系是_________。
(3)請(qǐng)以2種方法改進(jìn)實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)在更短的時(shí)間內(nèi)完成。
(4)在人體消化道中,能分泌本實(shí)驗(yàn)中酶的部位是_________。
(5)為確認(rèn)蛋白塊的消失是由于酶的作用,還應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行什么設(shè)計(jì)?
[解析]
本題不同于上例的是除對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析外,還需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步完善,即需要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知道
14、,蛋白塊消失越快,酶的活性應(yīng)當(dāng)越強(qiáng)。為了加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,可對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn):酶的特性有高效性,在反應(yīng)物濃度一定的條件下,酶量的增加對(duì)速度無(wú)大的影響,但若增大反應(yīng)物與酶的接觸面積,則相當(dāng)于增加了反應(yīng)物濃度,將加快反應(yīng)速度;酶發(fā)揮催化效能需要一定的溫度,有一個(gè)最適溫度,模擬人體內(nèi)的溫度應(yīng)為37℃,此時(shí)反應(yīng)速度也會(huì)加快。所有實(shí)驗(yàn)要取得令人信服的結(jié)論,必須要有對(duì)照,這也是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中所必須考慮的。
[答案]
(1)2
(2)酶活性越大,蛋白質(zhì)分解越快,蛋白塊消失的時(shí)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?.5×0.5×0.5=0.125 cm3),這相當(dāng)于消化道內(nèi)進(jìn)行的物理性消化
(4)胃(小腸不可,因pH與題意不符)
(5)另增加一個(gè)試管,放入等量的蛋白塊并將pH調(diào)得適當(dāng),但不加酶溶液
[延伸拓展]
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循單因子變量原則,否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋缺乏科學(xué)性,邏輯上也是有漏洞的。