2022屆高考生物一輪教師用書第3單元酶和ATP教案新人教版

第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第一講酶和ATP[教材知識問題化梳理]一、酶的本質(zhì)和作用[動漫演示更形象見課件光盤]化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細(xì)胞核、線粒體、葉綠體(真核生物)來源一般來說，活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能具有生物催化作用作用原理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能[特別提示]要驗證某種酶是蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑，要驗證某種酶是RNA，可選用吡羅紅染液。二、酶的特性對酶的特性和原理進(jìn)行連線[巧學(xué)助記]巧記酶的來源和特性活細(xì)胞內(nèi)來合成，降低化能是本領(lǐng)；高效專一需溫和，催化反應(yīng)屬它行。三、ATP的結(jié)構(gòu)、功能和利用(1)ATP的結(jié)構(gòu)：(2)生成ATP的途徑eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生理過程\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(植物：光合作用、細(xì)胞呼吸,動物：細(xì)胞呼吸)),場所：線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體))(3)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：ATPeq\o(,\s\up7(酶1),\s\do5(酶2))ADP＋Pi＋能量。(4)ATP的功能：ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)。[效果自評組合式設(shè)計]一、在小題集訓(xùn)中洞悉命題視角1．判斷下列有關(guān)酶說法的正誤。(1)酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能(2022·海南卷T14A)(×)(2)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的并具有催化作用的蛋白質(zhì)(2022·重慶卷T1B)(×)(3)高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性(2022·重慶卷T1A)(×)(4)酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸(2022·海南卷T14D)(×)(5)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不會導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化(2022·海南卷T4B)(×)2．判斷下列有關(guān)ATP敘述的正誤。(1)1個ATP分子中含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)(2022·廣州模擬T3A)(×)(2)線粒體內(nèi)膜上不能合成ATP(2022·北京卷T1A)(×)(3)無氧條件下，光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源(2022·廣東卷T4A)(×)(4)人在饑餓時，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡(2022·天津卷T6④)(×)二、在回顧教材圖表中強(qiáng)化學(xué)科能力據(jù)ATP結(jié)構(gòu)式回答下列問題：(1)圖中①、②、③的結(jié)構(gòu)分別是什么？答案：①腺嘌呤、②核糖、③磷酸基。(2)腺苷是由圖中哪些結(jié)構(gòu)組成的？答案：腺苷由圖中①＋②構(gòu)成。(3)ATP分子去掉2個磷酸基團(tuán)后的剩余部分是什么物質(zhì)？答案：是腺嘌呤核糖核苷酸。酶的高效性和專一性1.高效性(1)原理：與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。(2)實驗驗證(教材實驗)：[配有實驗演示視頻見課件光盤]①eq\a\vs4\al(原理)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1\o(=,\s\up7(過氧化氫酶),\s\do5(或Fe3＋))2H2O＋O2↑,b.比較H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3＋,等不同條件下氣泡產(chǎn)生多少或衛(wèi)生香燃燒,劇烈程度，了解過氧化氫酶的作用))③實驗結(jié)論eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.酶具有催化作用。同無機(jī)催化劑一樣，都可加快反應(yīng)速率,b.酶具有高效性。同無機(jī)催化劑相比，酶催化效率更高))(3)曲線模型：2．專一性(1)原理模型：(2)實驗驗證：①設(shè)計思路：方案一eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實驗組：底物＋相應(yīng)酶液\o(→,\s\up7(檢測),\s\do5())底物被分解,對照組：另一底物＋相同酶液\o(→,\s\up7(檢測),\s\do5())底物不被分解))方案二eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實驗組：底物＋相應(yīng)酶液\o(→,\s\up7(檢測),\s\do5())底物被分解,對照組：相同底物＋另一種酶液\o(→,\s\up7(檢測),\s\do5())底物不被分解))②設(shè)計示例：eq\a\vs4\al(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(淀粉非還原糖\o(→,\s\up7(酶))麥芽糖,蔗糖非還原糖\o(→,\s\up7(酶))葡萄糖＋果糖)))eq\a\vs4\al(還原糖)eq\a\vs4\al(＋,斐林試劑,?加熱,磚紅色沉淀)(3)曲線模型：[聯(lián)前系后]——————————————————————————————————————酶與激素的比較酶激素來源活細(xì)胞產(chǎn)生專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA固醇類、多肽、蛋白質(zhì)、氨基酸衍生物等生理功能催化作用調(diào)節(jié)作用共性在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì)，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少——————————————————————————————————————[例1](2022·大連模擬)下表是探究淀粉酶對淀粉和蔗糖作用的實驗設(shè)計及結(jié)果。根據(jù)實驗結(jié)果，以下結(jié)論正確的是()試管編號①②③④⑤⑥2mL3%淀粉溶液＋＋＋－－－2mL3%蔗糖溶液－－－＋＋＋1mL2%的新鮮淀粉酶溶液＋＋＋＋＋＋反應(yīng)溫度(℃)4060804060802mL本尼迪特試劑＋＋＋＋＋＋磚紅色深淺******###注：“＋”表示添加，“－”表示不加，“*”的多少代表顏色的深淺，#表示無顏色變化。A．蔗糖被水解成非還原糖B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成還原糖C．淀粉酶活性在40℃時比在60D．淀粉酶對蔗糖的水解具有專一性[解析]①～③號試管中均有淀粉和淀粉酶，且均有磚紅色，說明淀粉在淀粉酶的作用下水解成還原糖，磚紅色越深，說明淀粉酶活性越高，B正確、C錯誤；④～⑥號試管均未出現(xiàn)磚紅色，說明淀粉酶不能催化蔗糖的水解，A、D錯誤。[答案]B(1)通過哪幾組對比，能說明溫度能影響酶的活性？提示：由①、②、③對比可說明溫度影響酶活性。(2)由表中數(shù)據(jù)如何說明酶具有專一性？提示：由①與④或②與⑤或③與⑥對照可說明酶的催化作用具有專一性。ATP的結(jié)構(gòu)與功能1.結(jié)構(gòu)及組成部分的含義2．ATP的再生和利用3．ATP產(chǎn)生速率與O2供給量之間的關(guān)系(1)A點表示在無氧條件下，細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸分解有機(jī)物，產(chǎn)生少量ATP。(2)AB段表示隨O2供應(yīng)量增多，有氧呼吸明顯加強(qiáng)，通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放的能量增多，ATP的產(chǎn)生速率隨之增加。(3)BC段表示O2供應(yīng)量超過一定范圍后，ATP的產(chǎn)生速率不再加快，此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。[聯(lián)前系后]——————————————————————————————————————不同物質(zhì)中“A”代表的含義——————————————————————————————————————[例2]下列有關(guān)生物體內(nèi)直接能源物質(zhì)——ATP的敘述不正確的是()A．原核細(xì)胞中沒有線粒體，但也能產(chǎn)生ATPB．在光照條件下，葉綠體內(nèi)既有ATP的產(chǎn)生，又有ATP的分解C．在有氧與無氧的條件下，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)都能形成ATPD．ATP中的“A”與DNA、RNA中的堿基“A”表示的是同一種物質(zhì)[解析]原核細(xì)胞中雖然沒有線粒體，但仍可以通過呼吸作用產(chǎn)生ATP。在光照條件下，葉綠體通過光反應(yīng)產(chǎn)生ATP，通過暗反應(yīng)消耗ATP。有氧呼吸的第一階段和無氧呼吸均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，均有ATP產(chǎn)生。ATP中的“A”表示腺苷，DNA、RNA中的堿基“A”表示腺嘌呤，故D項錯。[答案]D易誤點常見的有關(guān)酶的錯誤說法失誤類型知識理解類失誤eq\a\vs4\al([認(rèn)知糾偏])有關(guān)酶的幾種說法項目錯誤說法正確說法產(chǎn)生場所具有分泌功能的細(xì)胞才能產(chǎn)生活細(xì)胞(不考慮哺乳動物成熟紅細(xì)胞等)化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)有機(jī)物(大多為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA)作用場所只在細(xì)胞內(nèi)起催化作用可在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、體外發(fā)揮作用溫度影響低溫和高溫均使酶變性失活低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活；高溫使酶變性失活作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能酶只起催化作用來源有的可來源于食物等酶只在生物體內(nèi)合成eq\a\vs4\al([設(shè)誤角度])高考命題常從以下角度設(shè)置陷阱(1)化學(xué)本質(zhì)和分布方面：以選擇題形式考查酶的本質(zhì)、基本組成單位，以及某種結(jié)構(gòu)中是否有某種酶的存在。(2)功能方面：與激素相比較，考查酶在細(xì)胞代謝中的作用。1．(2022·衡陽模擬)下列有關(guān)酶的敘述正確的是()①是有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③凡是活細(xì)胞，一般都能產(chǎn)生酶④酶都是蛋白質(zhì)⑤有的酶不是蛋白質(zhì)⑥酶在代謝中有多種功能⑦在新陳代謝和生長發(fā)育中起調(diào)控作用⑧酶只是起催化作用A．①②⑤ B．①⑤⑧C．③⑤⑧ D．①③⑤解析：選C酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，具有生物催化作用的有機(jī)物。就酶的化學(xué)本質(zhì)而言，主要是蛋白質(zhì)，還有RNA，④錯、⑤對；就酶作用的場所而言，有胞內(nèi)酶和胞外酶，活細(xì)胞一般都能產(chǎn)生胞內(nèi)酶，①錯、③對；代謝是細(xì)胞內(nèi)全部有序化學(xué)變化的總稱，在這一過程中，需要酶的催化，⑥⑦錯，⑧對。2．(2022·福建高考)正常人體內(nèi)的激素、酶和神經(jīng)遞質(zhì)均有特定的生物活性，這三類物質(zhì)都是()A．在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用B．由活細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)C．與特定分子結(jié)合后起作用D．在發(fā)揮作用后還能保持活性解析：選C酶可以在細(xì)胞外發(fā)揮作用，激素和神經(jīng)遞質(zhì)都可以與細(xì)胞膜表面的受體相結(jié)合，從而起作用。激素中的性激素是固醇類物質(zhì)；大部分酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA；部分神經(jīng)遞質(zhì)是單胺類物質(zhì)。激素和神經(jīng)遞質(zhì)與細(xì)胞膜上的受體識別并結(jié)合起作用，而酶的作用也具有專一性。激素和神經(jīng)遞質(zhì)起作用后會在相應(yīng)酶的作用下被處理而失去活性，即激素和神經(jīng)遞質(zhì)起作用后會發(fā)生代謝性失活。酶促反應(yīng)速率類曲線解讀[典型圖示][課件展示更豐富見配套光盤]——————————————————————————————————————圖1溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響圖2底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響——————————————————————————————————————[信息解讀](1)在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。(2)丙圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當(dāng)?shù)孜镞_(dá)到一定濃度后，受酶數(shù)量和酶活性限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。丁圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正相關(guān)。(3)溫度和pH是通過影響酶活性來影響酶促反應(yīng)速度的；底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸來影響酶促反應(yīng)速率的，并不影響酶的活性。[解題技法](1)在分析溫度和pH對酶活性影響的曲線時，要借助數(shù)學(xué)中分段函數(shù)的思想，分段描述，即以最適溫度(pH)為界限進(jìn)行表述。(2)在解答此類問題時，要特別關(guān)注縱坐標(biāo)表示的是酶促反應(yīng)速率，還是生成物的量。[強(qiáng)化訓(xùn)練]1．對化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)的酶而言，下列符合其催化反應(yīng)變化規(guī)律的曲線應(yīng)是()解析：選D解題時需要注意縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)表示的含義。溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系如選項A曲線所示；pH與反應(yīng)速率的關(guān)系應(yīng)如選項A曲線所示；當(dāng)酶量加倍時，反應(yīng)速率加快，但由于底物的量有限，最后產(chǎn)物量應(yīng)相等。2．圖甲是過氧化氫酶活性受pH影響的曲線，圖乙表示在最適溫度下，pH＝b時H2O2分解產(chǎn)生的O2量隨時間的變化曲線。若該酶促反應(yīng)過程中改變某一初始條件，以下改變正確的是()A．pH＝a時，e點下移，d點左移B．pH＝c時，e點為0C．溫度降低時，e點不移動，d點右移D．H2O2量增加時，e點不移動，d點左移解析：選CO2的最大釋放量只與H2O2的量有關(guān)，與酶的活性無關(guān)，與pH＝b時相比，pH＝a時酶的活性下降，e點不變，d點右移；H2O2不穩(wěn)定，在過氧化氫酶失活時，H2O2仍能分解；溫度降低時酶的活性降低，e點不變，但H2O2完全分解所用的時間延長，d點右移；增加H2O2量，e點上移，d點右移。探究溫度和pH對酶活性的影響[動漫演示更形象見課件光盤]1.溫度對酶活性的影響(1)原理解讀：②溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗設(shè)計程序：eq\a\vs4\al(淀粉淀粉酶,↓↓)eq\a\vs4\al(各自在所控制的溫度下處理一段時間,↓,淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合,↓,在各自所控制的溫度下保溫一段時間,↓,滴加碘液，觀察顏色變化)本實驗不宜選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解，因為過氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解也會加快。2．pH對酶活性的影響(1)原理解讀：①H2O2eq\o(→,\s\up7(過氧化氫酶))H2O＋O2↑。②pH影響酶的活性，從而影響O2的生成量，可用點燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2生成量的多少。(2)實驗設(shè)計：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(H2O2溶液＋pH1酶液,H2O2溶液＋pH2酶液,?,H2O2溶液＋pHn酶液))eq\o(→,\s\up7(檢測))O2的產(chǎn)生速率[特別提醒]①在溫度對酶活性的影響實驗中，只能運(yùn)用碘液檢測底物，不能利用斐林試劑檢驗產(chǎn)物的生成，因為利用斐林試劑檢測時需水浴加熱到50～65℃，導(dǎo)致低溫下的實驗組由于溫度變化，影響實驗結(jié)果。②設(shè)計實驗程序時，不能將底物和淀粉酶液先混合再控制溫度，否則在溫度未達(dá)到所預(yù)設(shè)溫度時酶已發(fā)生作用。eq\a\vs4\al([案例示法])[典例](2022·全國卷)某同學(xué)為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計了如下實驗步驟：①在A、B、C、D、E5支試管中分別加入pH、、、、的適宜濃度緩沖液5mL，再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉液1mL。②各試管中分別加入適當(dāng)濃度的唾液稀釋液1mL，搖勻。③將5支試管放入70℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。④取出各試管，分別加入斐林試劑2mL，搖勻。⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。上述實驗步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實驗重復(fù)次數(shù))，以便實驗?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)果。(1)____________________________________________________________________________________________________________________________________