高考生物知識點之細胞的代謝

2022-05-04 02:48:02 字數 4637 閱讀 2096

考試要點

(1)物質出入細胞的方式ⅱ

(2)酶在代謝中的作用 ⅱ

(3)atp在能量代謝中的作用ⅱ

(4)光合作用的基本過程 ⅱ

(5)影響光和作用速率的環境因素 ⅱ

(6)細胞呼吸ⅱ

(7)**影響酶活性的條件 ⅱ

(8)綠葉中色素的提取和分離 ⅱ

知識網路構建

重點知識整合

一 、酶的本質、特性以及酶促反應的因素

1. 核酸與蛋白質的關係

1.有關酶的實驗**思路分析  [重點]

(1)**某種酶的本質

(2)驗證酶的專一性。

①設計思路:酶相同,底物不同(或底物相同,酶不同)

②設計方案示例:

結論:澱粉酶只能催化澱粉水解,不能催化蔗糖水解,酶具有專一性。

(3)驗證酶的高效性。

(4)**酶作用的最適溫度或最適ph。

①實驗設計思路:

②操作步驟:

2.影響酶促反應的因素

(1)溫度和ph:

①低溫時,酶分子活性受到抑制,但並未失活,若恢復最適溫度,酶的活性也公升至最高;高溫、過酸、過鹼都會導致酶分子結構被破壞而使酶失活。

②溫度或ph是通過影響酶的活性來影響酶促反應速率的。

③反應溶液ph的變化不影響酶作用的最適溫度;反應溶液溫度的變化也不改變酶作用的最適ph。

(2)底物濃度和酶濃度:

①在其他條件適宜、酶量一定的條件下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快,但當底物達到一定濃度後,受酶數量和酶活性限制,酶促反應速率不再增加。如圖甲。

②在底物充足,其他條件適宜的條件下,酶促反應速率與酶濃度成正比。如圖乙。

3.有關酶的疑難問題點撥

(1)酶並非都是蛋白質,某些rna也具有催化作用,因此酶的基成單位是氨基酸和核醣核苷酸。

(2)酶促反應速率不等同於酶活性。

①溫度和ph通過影響酶活性,進而影響酶促反應速率。

②底物濃度和酶濃度也能影響酶促反應速率,但並未改變酶活性。

(3)在**酶的最適溫度(最適ph)時,底物和酶應達到相同溫度(ph)後才混合,以使反應一開始便達到預設溫度(ph)。

二 atp的合成利用與能量代謝

1.atp的形成及與光合作用、細胞呼吸的關係(重難點)

(1)atp的形成途徑:

(2)植物產生atp的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體,而動物產生atp的場所是細胞質基質和線粒體。

注:浙科版把細胞基質稱作細胞溶膠。

(3)光合作用的光反應產生的atp用於暗反應中c3的還原,而細胞呼吸產生的atp用於除c3還原之外的各項生命活動。

(4)光能是生物體進行各項生命活動的根本能量**,而atp是生命活動的直接能量**。

(5)光能進入生物群落後,以化學能的形式儲存於有機物中,以有機物為載體通過食物鏈而流動。

(6)能量在生物群落中具有單向流動、不可重複利用以及逐級遞減的特點。

2.有關atp的疑難問題點撥

(1)化合物中「a」的辨析

(2)atp與adp的轉化並不是完全可逆的。

atp與adp的相互轉化,從物質方面來看是可逆的,從酶、進行的場所、能量方面來看是不可逆的,即從整體上來看二者的轉化並不可逆,但可以實現不同形式的能量之間的轉化,保證生命活動所需能量的持續**。

(3)誤認為atp等同於能量。

atp是一種高能磷酸化合物,其分子式可以簡寫為a—p~p~p,高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達30.54 kj/mol的能量,所以atp是與能量有關的一種物質,不可將兩者等同起來。

(4)atp轉化為adp也需要消耗水。

atp轉化為adp又稱「atp的水解反應」,這一過程需atp酶的催化,同時也需要消耗水。凡是大分子有機物(如蛋白質、脂肪、澱粉等)的水解都需要消耗水。

高頻考點突破

考點1 酶在代謝中的作用

1.酶的化學本質及作用

2.有關酶的本質和生理特性等實驗的設計思路

【特別提醒】

①若底物選擇澱粉和蔗糖,酶溶液為澱粉酶,驗證酶的專一性,檢測底物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑,不能選用碘液,因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。

②若選擇澱粉和澱粉酶**酶的最適溫度,檢測底物被分解的試劑宜選用碘液,不應該選用斐林試劑,因斐林試劑需水浴加熱,而該實驗中需嚴格控制溫度。

③**酶的適宜溫度的實驗中不宜選擇過氧化氫酶催化 h2o2分解,因為底物h2o2在加熱的條件下分解會加快,從而影響實驗結果。

3.與酶有關的圖表、曲線解讀

(1)表示酶專一性的**:

①圖中a表示酶,b表示被催化的反應物。

②酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。

(2)表示酶的高效性的曲線:

①催化劑可加快化學反應速率,與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。

②酶只能縮短達到化學平衡所需時間,不改變化學反應的平衡點。

(3)影響酶促反應的曲線:

①溫度和ph:

a.低溫時,酶分子活性受到抑制,但並未失活,若恢復最適溫度,酶的活性也公升至最高;高溫、過酸、過鹼都會導致酶分子結構被破壞而使酶失活。

b.溫度或ph是通過影響酶的活性來影響酶促反應速率的。

②底物濃度和酶濃度:

a.圖甲中op段的限制因素是底物濃度,而p點之後的主要限制因素是酶濃度。

b.底物濃度和酶濃度不改變酶分子的活性。

考點二 atp在代謝中的應用

1.atp的形成途徑

2.生物界中能量代謝過程

(1)光能是生物體進行各項生命活動的根本能量**,植物的光合作用是生物界中最基本的物質代謝和能量代謝。

(2)生物不能直接利用有機物中的化學能,只有有機物氧化分解並將能量轉移到atp中,才能被利用。

(3)光能進入生物群落後,以化學能的形式儲存於有機物中,以有機物為載體通過食物鏈而流動。

難點**

難點一有關物質出入細胞的方式

1.物質濃度與被動運輸之間的關係:

2.影響主動運輸的因素:首先是載體蛋白的種類數量,它決定所運輸的物質種類和數量。其次,由於主動運輸需要消耗能量,所以凡是能夠影響能量**的因素也都影響主動運輸速率,如溫度、氧氣濃度等。

第三,主動運輸速率與物質濃度有關。它們的關係可用圖2-3-2表示。

分析:曲線①說明運輸速率與物質濃度呈正相關,不受其他因素的限制,應為自由擴散。因為氧氣濃度的高低影響細胞呼吸,影響細胞能量的**,而主動運輸需要消耗能量。

曲線③說明運輸速率與氧氣濃度無關,說明這種方式不是主動運輸,而是一種被動運輸方式(可能是自由擴散,也可能是協助擴散)。相反,曲線②在一定濃度範圍內隨物質濃度公升高而速率加快,當達到一定程度後,由於受到載體數量的限制,不再增加而維持穩定,說明這種運輸需要載體,不是自由擴散,可能是協助擴散,也可能是主動運輸。曲線④說明運輸速率與氧氣濃度有關,根據上面的分析,這個過程是需要能量的,只能是主動運輸,所以綜合來看,應當是主動運輸。

難點二驗證影響酶活性的有關實驗

1.酶的本質和生理作用的實驗驗證

(1)酶是蛋白質

設計思路:對照組:標準蛋白質溶液+雙縮脲溶液出現紫色反應;

實驗組:待測酶溶液+雙縮脲溶液是否出現紫色。

通過對照,實驗組若出現紫色,則證明待測酶溶液是蛋白質,否則不是蛋白質。可以看出實驗中自變數是待測酶溶液和標準蛋白質溶液,因變數是否出現紫色反應。同理,也可用吡羅紅來鑑定某些酶是rna的實驗。

(2)酶的催化作用

設計思路:對照組:反應物+清水反應物不被分解;

實驗組:反應物+等量的相應酶溶液反應物被分解。

實驗中的自變數是相應的酶溶液的有無,因變數是底物是否被分解。

設計思路二:換酶不換反應物。

實驗組:反應物+相應酶溶液反應物被分解;

對照組:相同反應物+等量另一種酶溶液反應物不被分解。

此實驗過程中要注意:①選擇好檢測反應物的試劑。如反應物選擇澱粉和蔗糖,酶溶液為澱粉酶,驗證酶的專一性,檢測反應物是否被分解的試劑宜選用斐林試劑,不能選用碘液,因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。

②要保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好實驗的關鍵。

(2)酶的高效性

設計思路:對照組:反應物+無機催化劑底物分解速度;

實驗組:反應物+等量酶溶液底物分解速度。

實驗中自變數是無機催化劑和酶,因變數是底物分解速度。

(3)酶的適宜條件的**

實驗的自變數(即單一變數)為溫度或ph,因變數是反應物分解的速度或存在量。

①適宜的溫度:

設計思路:反應物+ t1+酶溶液,

反應物+ t2+酶溶液,

反應物+ t3 +酶溶液,

…… ,

反應物+ tn +酶溶液反應物分解的速度或存在的量

在實驗步驟中要注意:a.在酶溶液和反應物混合之前,需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時間。

b.若選擇澱粉和澱粉酶**酶的最適溫度,檢測反應物被分解的試劑宜選用碘液,不應該選用斐林試劑,因斐林試劑需水浴加熱,而該實驗中需嚴格控制溫度。

②適宜的ph:

設計思路:反應物+ ph1+酶溶液,

反應物+ ph 2+酶溶液,

反應物+ ph 3 +酶溶液,

……,反應物+ ph n +酶溶液反應物分解的速度或存在的量

設計與酶有關的實驗時,實驗設計的一般步驟為:取材→分組編號→不同處理→平衡無關變數→現象觀察→結果分析→得出結論。

特別提示:影響酶作用的因素分析

酶的催化活性的強弱以單位時間(每分)內底物的減少量或產物的生成量來表示。研究某一因素對酶促反應速率的影響時,應在保持其他因素不變的情況下,單獨改變研究的因素。

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