届高考生物第一轮必修一酶知识点复习.docx
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届高考生物第一轮必修一酶知识点复习
2012届高考生物第一轮必修一酶知识点复习
自主梳理
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢:
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,是细胞生命活动的基础。
2.酶的作用:
通过“比较过氧化氢在不同条下的分解”实验,可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用,同时证明,与无机催化剂相比,酶具有高效性的特性。
3.酶的作用机理
(1)活化能:
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量。
(2)催化剂的作用:
提高反应速率,促进化学反应的进行。
(3)作用机理:
降低化学反应的活化能。
与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。
二、酶的本质
1.酶本质的探索过程
(1)巴斯德之前:
发酵是纯化学反应,与生命活动无关。
(2)争论
①巴斯德(法国)187年提出:
只有酵母细胞参与才能进行发酵。
②李比希(德国)认为:
酵母细胞死亡裂解后释放出某些物质,引起发酵。
(3)比希纳(德国):
获得不含酵母细胞的提取液,但未能分离鉴定出酶。
(4)萨姆纳(美国):
1926年用丙酮提取出了刀豆种子中的脲酶,并证明了脲酶是蛋白质。
21世纪教育网
()酶的本质:
酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物,其绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
[互动探究] 1酶在化学反应中,能不能增加生成物的量?
[提示] 不能。
酶只是降低活化能,加快反应速度,缩短达到平衡的时间,但不会使生成物的量增加。
2.酶的组成成分中可能含有哪一种糖?
该糖主要存在于细胞核中,还是细胞质中?
[提示] 核糖。
主要存在于细胞质中。
要点归纳
一、酶的本质及实验验证
酶的本质及作用
酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
在细胞代谢中具有催化作用,具体见下表:
化学本质21世纪教育网绝大多数是蛋白质少数是RNA
合成原料氨基酸核糖核苷酸
合成场所核糖体细胞核(真核生物)
一般说,活细胞都产生酶
生理功能生物催化作用
作用原理降低化学反应的活化能
二、酶的催化作用和高效性的验证实验分析
1.实验原理
(1)2H22过氧化氢酶2H2+2↑。
(2)比较H22在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3+等不同条下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度,了解过氧化氢酶的作用和意义。
2.验证实验设计及现象分析
试管号21世纪教育网3%过氧化氢量21世纪教育网21世纪教育网[:
21世纪教育网]21世纪教育网21世纪教育网探究变量21世纪教育网点燃的卫生香检测结果分析
实验处理H22分解速度(气泡多少)
12L无助燃性H22自然分解缓慢
22L90℃水浴加热很少有助燃性加热能促进H22分解
32L滴加3%Fel32滴较多助燃性较强Fe3+能催化H22分解
42L滴加20%肝脏研磨液2滴很多助燃性更强过氧化氢酶有催化H22分解的作用,且效率高
3实验过程的变量及对照分析
自变量因变量无关变量对照组实验组
2号:
90℃水浴加热
3号:
加入3%Fel3溶液2滴
4号:
加入20%肝脏研磨液2滴H22分解速率用产生气泡的数目多少表示加入H22的量;实验室的温度;Fel3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管
4实验结论
(1)酶具有催化作用,同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。
(2)酶具有高效性,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
.表示酶高效性的曲线
(1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。
感悟拓展
1.酶仅能改变反应的速率,并不能改变化学反应的平衡点,且性质在化学反应前后不变。
凡是活细胞都能够产生酶,这是细胞代谢所必需的。
2.实验的注意事项:
①点燃卫生香的时间一般为实验(加入试剂)后的2~3in,这一时间要因气温和试剂的新鲜程度而定,不可千篇一律。
②本实验成功的关键是实验用的肝脏要新鲜,肝脏必须进行研磨,使过氧化氢酶释放出。
③H22有腐蚀性,不要使其接触皮肤。
④卫生香不要插到气泡中,以免卫生香因潮湿而熄灭。
典例导悟
1对盛有过氧化氢的试管加热和加入催化剂,都能够促进其分解,下列相关的叙述正确的是( )
A.二者的基本原理是不同的
B.前者是使过氧化氢分子的能量提高,而后者不影响过氧化氢分子的能量
.二者都可以降低过氧化氢分子的活化能
D.酶和Fe3+的作用原理是不同的
解析 加热主要是使过氧化氢分子的能量提高,达到活化能,使反应进行;催化剂是降低过氧化氢分子的活化能,使分子原具有的能量达到活化能,从而能够发生反应,二者的基本原理是不同的;酶和Fe3+都是催化剂,它们的作用原理是相同的,只是效率不同。
答案 A
向过氧化氢溶液中投入哪种猪肝能产生大量气泡( )
A.冰冻猪肝 B.煮熟猪肝 .新鲜猪肝 D.醋渍猪肝
答案
解析 新鲜猪肝组织中酶数量多,且活性高。
自主梳理
1.高效性:
酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
2.专一性:
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
3.酶的作用条较温和:
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条下进行的,过酸、过碱或温度过高,都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;而在低温下,酶的活性明显降低,但不会失活。
[互动探究] 胃蛋白酶在肠道内还会有作用吗?
[提示] 不会。
人体内胃蛋白酶的最适pH在20左右,但它流入肠道后会自动丧失其功能,因为肠道内的pH为碱性。
要点归纳
一、酶的专一性的验证实验分析
1.实验原理
酶 酶
(1)淀粉(非还原糖)→麦芽糖 蔗糖(非还原糖)→葡萄糖+果糖
还原糖+斐林试剂→砖红色(u2)
(2)用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后,再用斐林试剂鉴定。
根据是否有砖红色沉淀判定淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探索酶的专一性。
2.实验程序
序号项目试管
12
1注入可溶性淀粉2L无
2注入蔗糖溶液无2L
3注入新鲜淀粉酶溶液2L振荡2L振荡
40℃温水保温3in3in
加斐林试剂1L振荡1L振荡
6将试管下部放入60℃热水中2in2in
7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀
结论淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解
3表示酶专一性的曲线
(1)在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A催化底物A参加反应。
(2)在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不催化底物A参加反应。
(4)实验的变量分析
自变量因变量无关变量
温度淀粉分解量的多少(用是否出现蓝色及蓝色深浅表示)淀粉和淀粉酶的量、溶液的pH、反应时间等
2pH对酶活性的影响
(1)原理解读
①H22过氧化氢酶(――――→)H2+2↑
②pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况检验氧气生成量的多少。
(2)实验设计程序
取n支试管→分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液→用盐酸或NaH溶液调整出不同的pH(如、60、6、70、7、80、8、90)→分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液→用点燃但无火焰的卫生香检验氧气的生成情况。
3.影响酶活性的曲线
(1)在一定温度范围内,随温度的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围酶催化作用将减弱。
(2)在最适pH时,酶的催化作用最强,高于或低于最适pH,酶的催化作用都将减弱。
(3)过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
(4)反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
感悟拓展
1.酶的专一性实验
①证明酶的专一性实验中,既可以用不同的底物作自变量,也可以用不同的酶作自变量(底物相同)。
②实验所用淀粉酶的不同,则所需控制的温度也不同,若于植物,其最适温度为40~0℃;若自人体,则最适温度为37℃左右。
2.影响酶的活性的条实验
①本实验不宜选用斐林试剂,因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制不同的温度。
②本实验不宜选用过氧化氢酶催化H22分解,因为过氧化氢催化的底物过氧化氢在加热的条下分解也会加快。
3.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)在其他条适宜、酶量一定的条下。
酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后。
受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
(2)在底物充足,其他条适宜的条下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
典例导悟
2取经过编号的支试管分别加入2L0l/L的过氧化氢溶液进行如下试验,根据实验内容,下列说法正确的是( )
试管编号1234
加入物质适量唾液锈铁钉生土豆块熟土豆块生土豆块稀盐酸
实验结果几乎无气泡少量气泡大量气泡几乎无气泡几乎无气泡
A说明酶具有高效性的是3号和4号试管
B.1号和3号对照不能说明酶有专一性
.3号和号对照可以说明酶的活性受pH的影响
D.实验中不能体现酶的活性与温度之间的关系
解析 通过分析,2号和3号试管能说明酶有高效性;1号和3号试管进行对照,过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解,而唾液淀粉酶不能催化该反应,说明了酶具有专一性;3号和4号试管对照说明了酶的活性与温度有关。
答案
酶的催化能力与温度有关。
下列曲线中最可能是酶催化反应的图是( )答案 B
解析 酶的化学本质是蛋白质,温度、酸碱度等因素都会对酶的空间结构和化学结构产生影响,甚至是破坏性的影响。
在一定温度范围内,酶的催化活性会随温度的升高而增强,某一温度是酶的最适温度时,酶的催化活性最强。
当温度超过最适温度以后,随着温度的升高,酶的催化活性将逐渐下降。
自主梳理
一、ATP的结构和功能
1.结构:
ATP是三磷酸腺苷的英名称缩写,其结构简式是A—P~P~P,一个ATP分子中含有一个腺苷,三个磷酸基团,两个高能磷酸键,ATP分子中大量的化学能储存在高能磷酸键中。
2.功能:
ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,直接给细胞生命活动提供能量。
二、ATP与ADP的相互转化
1.ATP水解:
在有关酶的催化作用下,ATP分子中远离腺苷(A)的高能磷酸键很容易水解,并释放能量。
2.ATP形成:
在有关酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同时与一个游离的磷酸(Pi)结合,重新形成ATP。
3.ATP形成的能量
(1)对于动物、人、真菌和大多细菌说,均自于细胞呼吸,对于绿色细胞说,则自于细胞呼吸和光合作用。
(2)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。
三、ATP的利用
1.ATP可用于细胞的主动运输、生物发电和发光、肌肉收缩、大脑思考等。
2.细胞内的吸能反应总是与ATP合成的反应相联系,放能反应总是与ATP的水解相联系。
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。
因此,可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。
[互动探究] 1ATP分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是什么?
是组成哪种化合物的基本单位之一?
[提示] 腺嘌呤核糖核苷酸;RNA。
2.ATP与ADP相互转化的反应是可逆反应吗?
为什么?
[提示] 不是可逆反应。
可逆反应是指正逆反应都能在同一条下进行。
而ATP和ADP的相互转化反应进行的反应条、场所、能量和用途不同。
要点归纳
1.ATP的形成途径2.ATP与ADP的相互转化
ATP的合成ATP的水解
反应式ADP+Pi+能量→ATPATP→ADP+Pi+能量
所需酶ATP合成酶ATP水解酶
能量光能(光合作用),化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量
能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动
反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位
由上表可看出:
ATP和ADP的相互转化过程中,反应类型、反应所需酶以及能量的、去路和反应场所都不完全相同,因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。
但物质是可循环利用的。
感悟拓展
高等植物不同部位的细胞结构基本相同,分析其产生ATP过程的差异主要有以下几点:
(1)含有叶绿体的细胞可通过光合作用、细胞呼吸产生ATP。
但是,在无光的条下,只能通过细胞呼吸产生ATP。
(2)不含叶绿体的细胞通过细胞呼吸产生ATP。
在氧气充足时通过有氧呼吸;在氧气相对不足时,有氧呼吸和无氧呼吸同时进行;在无氧时,暂时通过无氧呼吸产生ATP,长时间无氧呼吸,将产生大量的酒精或乳酸,使细胞中毒死亡。
典例导悟
3在绿色植物生命活动中关于ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP中含有、H、、N、P元素 B.活细胞中ATP与ADP之间的转化时刻发生
.ATP是生物体进行所有生命活动的能D.动物形成ATP的途径主要是细胞呼吸
解析 并非所有生命活动都消耗能量,如自由扩散和协助扩散以及2的固定都不消耗能量,不需ATP供能。
答案
ATP转化为ADP可表示如下,式中X代表( )A.H2B.[H] .PD.Pi
答案 D
解析 ATP水解生成ADP和磷酸(Pi)并释放能量。
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