1、高考生物细胞的代谢知识整理（高考生物细胞的代谢知识整理（word 版）版） 知识网络构建知识网络构建 重点知识整合重点知识整合 一一 、酶的本质、特性以及酶促反应的因素、酶的本质、特性以及酶促反应的因素 1、核酸与蛋白质的关系 2、有关酶的实验探究思路分析【重点】 （1）探究某种酶的本质）探究某种酶的本质 （2）验证酶的专一性）验证酶的专一性 设计思路：酶相同，底物不同（或底物相同，酶不同） 设计方案示例： 结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。 （3）验证酶的高效性）验证酶的高效性 （4）探究酶作用的最适温度或最适）探究酶作用的最适温度或最适 pH 实验设计思路： 操
2、作步骤： 3、影响酶促反应的因素 （1）温度和）温度和 pH： 低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也升 至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶失活。 温度或 pH 是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。 反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变 酶作用的最适 pH。 （2）底物浓度和酶浓度：）底物浓度和酶浓度： 在其他条件适宜、酶量一定的条件下，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。如 图甲。 在底物充足， 其他条件适宜的条件下， 酶促反应速率与酶浓
3、度成正比。 如图乙。 4、有关酶的疑难问题点拨 （1）酶并非都是蛋白质，某些 RNA 也具有催化作用，因此酶的基成单位是氨基 酸和核糖核苷酸。 （2）酶促反应速率不等同于酶活性。 温度和 pH 通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。 底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。 （3）在探究酶的最适温度(最适 pH)时，底物和酶应达到相同温度(pH)后才混合， 以使反应一开始便达到预设温度(pH)。 二、二、ATP 的合成利用与能量代谢的合成利用与能量代谢 1、ATP 的形成及与光合作用、细胞呼吸的关系【重难点】 （1）ATP 的形成途径： （2）植物产生 ATP 的场所是叶绿体、
4、细胞质基质和线粒体，而动物产生 ATP 的 场所是细胞质基质和线粒体。 （3） 光合作用的光反应产生的 ATP 用于暗反应中 C3 的还原， 而细胞呼吸产生的 ATP 用于除 C3 还原之外的各项生命活动。 （4）光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，而 ATP 是生命活动的直 接能量来源。 （5）光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体 通过食物链而流动。 （6）能量在生物群落中具有单向流动、不可重复利用以及逐级递减的特点。 2、有关 ATP 的疑难问题点拨 （1）化合物中“）化合物中“A”的辨析”的辨析 （2）ATP 与与 ADP 的转化并不是完全可逆的的转化
5、并不是完全可逆的 ATP 与 ADP 的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方 面来看是不可逆的，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式 的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的持续供应。 （3）误认为误认为 ATP 等同于能量等同于能量 ATP 是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为 APPP，高能磷酸键水 解时能够释放出高达 30.54 kJ/mol 的能量，所以 ATP 是与能量有关的一种物质， 不可将两者等同起来。 （4）ATP 转化为转化为 ADP 也需要消耗水也需要消耗水 ATP 转化为 ADP 又称“ATP 的水解反应”，这一过程需 ATP 酶
6、的催化，同时也需 要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。 高频考点突破高频考点突破 考点一：酶在代谢中的作用考点一：酶在代谢中的作用 1、酶的化学本质及作用 2、有关酶的本质和生理特性等实验的设计思路 特别提醒：特别提醒：（1）若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性， 检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测 蔗糖是否被水解。 （2）若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂宜选用碘 液， 不应该选用斐林试剂， 因斐林试剂需水浴加热， 而该实验中需严格控制温度。 （3）探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过
7、氧化氢酶催化 H2O2 分解，因为底 物 H2O2 在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 3、与酶有关的图表、曲线解读 （1）表示酶专一性的图解：）表示酶专一性的图解： 图中 A 表示酶，B 表示被催化的反应物。 酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 （2）表示酶的高效性的曲线：）表示酶的高效性的曲线： 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。 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）影响酶促反应的曲线：）影响酶促反应的曲线： 温度和 pH： a. 低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适温度，酶的活性也 升至最高；高温、过酸、
8、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶失活。 b温度或 pH 是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。 底物浓度和酶浓度： a. 图甲中 OP 段的限制因素是底物浓度，而 P 点之后的主要限制因素是酶浓度。 b. 底物浓度和酶浓度不改变酶分子的活性。 考点二：考点二：ATP 在代谢中的应用在代谢中的应用 1、ATP 的形成途径 2、生物界中能量代谢过程 （1）光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，植物的光合作用是生物 界中最基本的物质代谢和能量代谢。 （2）生物不能直接利用有机物中的化学能，只有有机物氧化分解并将能量转移 到 ATP 中，才能被利用。 （3）光能进入生物群落后，以化学能的形式
9、储存于有机物中，以有机物为载体 通过食物链而流动。 难点探究难点探究 难点一：有关物质出入细胞的方式难点一：有关物质出入细胞的方式 1、物质浓度与被动运输之间的关系： 2、影响主动运输的因素：首先是载体蛋白的种类数量，它决定所运输的物质种 类和数量。 其次， 由于主动运输需要消耗能量，所以凡是能够影响能量供应的因素也都影响 主动运输速率，如温度、氧气浓度等。第三，主动运输速率与物质浓度有关。它 们的关系可用图表示。 分析：曲线说明运输速率与物质浓度呈正相关，不受其他因素的限制，应为自 由扩散。因为氧气浓度的高低影响细胞呼吸，影响细胞能量的供应，而主动运输 需要消耗能量。 曲线说明运输速率与氧气
10、浓度无关，说明这种方式不是主动运输，而是一种被 动运输方式(可能是自由扩散，也可能是协助扩散)。 相反， 曲线在一定浓度范围内随物质浓度升高而速率加快， 当达到一定程度后， 由于受到载体数量的限制，不再增加而维持稳定，说明这种运输需要载体，不是 自由扩散，可能是协助扩散，也可能是主动运输。 曲线说明运输速率与氧气浓度有关， 根据上面的分析， 这个过程是需要能量的， 只能是主动运输，所以综合来看，应当是主动运输。 难点二：验证影响酶活性的有关实验难点二：验证影响酶活性的有关实验 1、酶的本质和生理作用的实验验证 （1）酶是蛋白质）酶是蛋白质 设计思路： 通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶
11、液是蛋白质，否则不是蛋白质。 可以看出实验中自变量是待测酶溶液和标准蛋白质溶液， 因变量是否出现紫色反 应。同理，也可用吡罗红来鉴定某些酶是 RNA 的实验。 （2）酶的催化作用）酶的催化作用 设计思路一： 实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底物是否被分解。 设计思路二：换酶不换反应物。 此实验过程中要注意：选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖， 酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试 剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。 要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。 （3）酶的高效性）酶的高效性 设计思路： 实验中自变量是无机
12、催化剂和酶，因变量是底物分解速度。 （4）酶的适宜条件的探究）酶的适宜条件的探究 实验的自变量(即单一变量)为温度或 pH，因变量是反应物分解的速度或存在量。 适宜的温度： 设计思路： 在实验步骤中要注意：a.在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各 自所需温度下保温一段时间。 b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜选用碘 液， 不应该选用斐林试剂， 因斐林试剂需水浴加热， 而该实验中需严格控制温度。 适宜的 pH： 设计思路： 设计与酶有关的实验时，实验设计的一般步骤为：取材分组编号不同处理 平衡无关变量现象观察结果分析得出结论。 特别提示：特别提示：影响酶
13、作用的因素分析 酶的催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物的减少量或产物的生成量来表示。 研究某一因素对酶促反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独 改变研究的因素。 影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂 等。其变化规律有以下特点： a. 酶浓度对酶促反应的影响：在底物充足，其他条件固定的情况下，反应系统 中不含有影响酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时， 酶促反应的速率 与酶的浓度成正比。 b. 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的增 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，
14、 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 率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎也不再改变。 c. pH 对酶促反应的影响：一种酶只能在一定限度的 pH 范围内才表现活性，超过 这个范围酶就失去活性。在一定条件下，一种酶在某一个 pH 时活力最大，这个 pH 称为这种酶的最适 pH。 d. 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率随温度的升高 而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快，反而随着温 度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称 为这种酶的最适温度。 e. 激活剂对酶促反应速
15、度的影响：能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂种 类很多，有： 无机阳离子，如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等； 无机阴离子，如氯离子、溴离子、碘离子、硫酸盐离子、磷酸盐离子等； 有机化合物，如维生素 C、半胱氨酸、还原性谷胱甘肽等。 许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活 性，这称为对酶的激活作用。而有些酶被合成后呈现无活性状态，它必须经过适 当的激活剂激活后才具活性。这种酶称为酶原。 f. 抑制剂对酶促反应速度的影响：能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的 抑制剂。 它可降低酶促反应速度。 酶的抑制剂有重金属离子、 一氧化碳、 硫化氢、 氢氰酸、氟化物、碘化
16、乙酸、生物碱、染料、对氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、 乙二胺四乙酸、表面活性剂等。 难点三：不同种类的酶具体应用难点三：不同种类的酶具体应用 1、酶的分布 酶既可以在细胞内发挥作用， 比如线粒体内的呼吸氧化酶和叶绿体中的光合作用 酶等；也可以分泌到细胞外起作用，如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各种消化酶。 不仅如此，在体外适宜的条件下酶也具有催化作用，如可以把唾液淀粉酶加入到 试管里，在适宜的条件下催化淀粉的水解反应。 2、酶的分类 3、酶的合成过程： （1）遵循中心法则 （2）蛋白质类酶的合成包括转录和翻译，原料是氨基酸；而 RNA 酶的合成过程 只有转录，原料是核糖核苷酸。 4、酶的分泌过程：胞外酶
17、合成之后要分泌到细胞外发挥催化作用，因此胞外酶 的分泌过程也就是分泌蛋白的形成过程。 它的合成、 加工和分泌过程， 有核糖体、 内质网、高尔基体、线粒体等的参与。 5、酶与激素的区别与联系 难点四：难点四：ATP 在能量代谢中的转化和利用在能量代谢中的转化和利用 1、能量代谢过程和利用 2、ATP 与 ADP 转化发生变化的场所及相关生理过程 易错点点睛易错点点睛 易错点一：关于酶的实验设计易错点一：关于酶的实验设计 1、若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测底物是否 被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水 解。 2、 若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂宜选用碘液， 不应该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 3、探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化 H2O2 分解，因为底物 H2O2 在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。 易错点二：易错点二：ATP 的产生和利用的产生和利用 （1）植物产生 ATP 的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生 ATP 的 场所是细胞质基质和线粒体。 （2） 光合作用的光反应产生的 ATP 用于暗反应中 C3 的还原， 而细胞呼吸产生的 ATP 用于除 C3 还原之外的各项生命活动。
