细胞中的能源物质和酶复习教学课件

第6讲细胞中的能源物质和酶 糖类、脂质的种类和作用()ATP在能量代谢中的作用()酶在代谢中的作用()实验：探究影响酶活性的因素知识点一细胞中的能源物质细胞中的细胞中的ATP ATP与与ADP的的相互转相互转化化 APPP 高能磷酸高能磷酸键键 有机物有机物 持持续续供供应应 特别提醒 ATP分子去掉两个磷酸基后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。真核生物合成ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质。糖糖类类 DNA 麦芽糖麦芽糖 庶糖庶糖 半乳糖半乳糖 储储能能 细细胞壁胞壁 糖元糖元 脂脂质质 主要主要储储能物能物质质 动动物物细细胞膜胞膜 生殖生殖细细胞胞 知识点二酶在代谢中的作用具有催化功能的生物大分子具有催化功能的生物大分子 蛋白蛋白质质 RNA 迅速猛烈迅速猛烈 缓缓慢慢 一种一种 温度和温度和pH 酶酶 糖分类“三角度”据“水解”可分“单、二(双)、多”常见五“单”三“双”三“多”单糖(脱氧核糖、核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖)、二糖(蔗糖、麦芽糖、乳糖)、多糖(纤维素、淀粉、糖元)。据“性质”，分还原糖非还原糖常见五“还”六“非还”还原糖(葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖)、非还原糖(脱氧核糖、核糖、蔗糖、纤维素、淀粉、糖元)。据“功能”分结构糖、供能糖、储能糖巧记：能源物质的“二与三个一”根本能源：太阳光能根本能源：太阳光能主要能源物主要能源物质质：糖：糖类类直接能源物直接能源物质质：ATP 诱导契合模型 酶与反应物的契合关系在某种程度上像锁与钥匙的关系，酶改变形状，使反应物与酶的活性部位相契合(称为诱导契合)，这种结合使反应更快地进行。图析图析ATP的结构与作用的结构与作用 高考地位：高考地位：5年年4考考(2012(2012北京卷，北京卷，20082008广东卷、天津广东卷、天津卷卷)1ATP的结构简析(1)组成元素：C、H、O、N、P。(2)简称：三磷酸腺苷。(3)各字母代表的含义：A腺苷(腺嘌呤核糖)；P磷酸基；高能磷酸键。(4)结构简式：APPP(远离腺苷A的那个高能磷酸键容易断裂，也容易形成)。2ATP的形成途径3ATP与ADP的相互转化注意酶1、酶2不同：酶1合成酶，酶2水解酶。转化式：ADPPi能量 ATP(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP总是处于一种动态平衡中。(2)ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中的所需酶、能量的来源和去路以及反应场所都不完全相同。但是物质是可循环利用的。(3)ATP的形成需要满足4个条件：2种原料(ADP和Pi)、能量和酶。另外合成ATP的过程中有水生成。有关ATP的知识考查，近年来出现的频率较低，并且多数都是融合到其他相关知识点考查。复习时注意ATP与其他知识的综合。【典例1】ATP是细胞的能量“通货”，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是()。A图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键B图2中进行过程时，图1中的c键断裂并释放能量CATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性D夜间有O2存在时，图2中过程主要发生在线粒体破题关键解析A项中A代表的是腺嘌呤，A错误。ATP水解一般是远离A的高能磷酸键断裂，也就是c键，B正确。酶的催化作用具有高效性，C正确。夜间有O2存在时，ATP合成的主要场所是线粒体，D正确。答案A【训练1】请分析下列关于ATP的有关数据和实验，并回答下面的问题。(1)经测定一个成年人静止状态下24 h将有40 kg的ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP等仅有210 mg。为满足能量的需要，生物体内解决这一矛盾的合理途径是_。(2)用32P标记的磷酸加入细胞培养液，短时间内快速分离出细胞内的ATP，结果ATP浓度变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团却已带 上 了 放 射 性 标 记。这 一 事 实 证 明_，你得出结论的依据是_。解析ATP在活细胞内的含量较少，但与ADP之间的转化速度却很快，维持在一定水平，处于动态平衡状态。答案(1)ADP与ATP之间可以快速相互转变(2)ATP在细胞内的含量处于动态平衡状态细胞内ATP浓度变化不大，部分ATP末端磷酸基团带上了放射性标记，说明这是重新合成的，同时也说明原有ATP部分被分解了糖类、脂质的种类和作用糖类、脂质的种类和作用 高考地位：高考地位：5年年10考考(2012(2012江苏卷，江苏卷，20112011四川卷、海南卷，四川卷、海南卷，20102010海南卷海南卷)1糖类、脂质概念图(1)糖类(2)脂质2糖类功能的全面分析(1)糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)。(2)糖类是细胞和生物体的重要结构成分。五碳糖是构成核酸的主要成分。纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分。细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。(3)糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分，在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白，糖蛋白在细胞与细胞之间的相互识别、信息传递过程中起着非常重要的作用。(1)淀粉和糖元分别是植物、动物细胞内的储能物质(共有的储能物质是脂肪)，而纤维素为结构物质，非储能物质。(2)细胞中的糖类、脂肪、蛋白质都含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能，产物中都有CO2、H2O。多糖、脂质及糖蛋白的合成场所(1)淀粉叶绿体内(2)糖元肝脏和肌肉细胞内(3)纤维素高尔基体内(4)糖蛋白内质网内(5)脂质内质网内近几年糖类、脂质知识的考查多出现在单科试卷，理综试题少有涉及，考查时涉及种类、成分、功能等识记内容多，也可综合考查有机物之间的相互转化。【典例2】(2012江苏高考改编)下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是 ()。AATP中含有糖类成分B糖元代谢的最终产物是葡萄糖C蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖D脂肪和生长激素是生物体内的能源物质破题关键解析ATP中含有核糖；糖元代谢的最终产物是CO2和H2O；蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，而乳糖水解的产物是半乳糖和葡萄糖；生长激素不能作为能源物质。答案A水解终产物为大分子水解成其“基本组成单位”，如糖类水解终产物为葡萄糖，脂肪水解终产物为甘油、脂肪酸等；代谢终产物为彻底氧化分解的产物，如CO2、H2O、含氮废物等。【训练2】下列有关糖类和脂质的叙述，不正确的是 ()。A脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂B植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖元C固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能D葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的解析磷脂是组成细胞膜和细胞器膜的重要成分，所有细胞都含有膜结构，因此都含有磷脂。植物细胞中的多糖是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖是糖元，乳糖属于二糖。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D，它们在细胞的营养、调节和代谢中具有重要作用。动物和植物细胞共有的糖有葡萄糖、核糖和脱氧核糖。答案B酶的本质、生理功能及其实验验证酶的本质、生理功能及其实验验证 高考地位：高考地位：5年年13考考(2012(2012天津卷、海南卷、全国卷、福建天津卷、海南卷、全国卷、福建卷，卷，20112011全国课标卷、天津卷、海南全国课标卷、天津卷、海南卷卷)1酶的本质及生理功能来源及化学本质活细胞产生的具有生物催化作用的有机物绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA合成场所核糖体细胞核(真核生物)生理功能催化作用(生物催化剂)作用原理降低化学反应的活化能与无机与无机催化催化剂剂对对比比 4酶的高效性比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程中的理论分析：(2)酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能，缩短反应达到平衡点的时间，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。本考点高考命题多以选择题形式出现，命题时往往联系不同章节涉及的具体酶促反应，或者给以文字、图表曲线信息考查学生分析问题和解决问题的能力。【典例3】下列有关酶的叙述，正确的是()。是有分泌功能的细胞产生的有的从食物中获得，有的从体内转化而来凡是活细胞都能产生酶绝大多数酶是蛋白质有的酶是蛋白质，有的酶是固醇酶在代谢中有多种功能在新陈代谢和生殖发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只在细胞内发挥作用酶在体内不能更新酶制剂通常在低温下保存A BC D解析酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物；酶大多数是蛋白质，少数为RNA；酶只有催化功能，在个体发育中起调控作用的是激素。答案C正确说法错误说法来源生物体内合成有的来源于食物产生场所凡是活细胞都能产生(不考虑人的成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(或多数是蛋白质，少数为RNA)蛋白质作用场所既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用作用条件酶的作用条件较温和，当酶处于高温、低温、过酸、过碱环境时，酶的催化效率可能会低于无机催化剂作用 酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能【训练3】(2013黄冈联考)下列有关酶的叙述，正确的是()。A酶提供使反应开始所必需的活化能B在叶绿体类囊体薄膜上存在ATP合成酶C低温下酶的活性降低是因为酶的空间结构被破坏D酶的催化效率总是高于无机催化剂解析酶能够降低反应的活化能，而不是提供活化能；在叶绿体内ATP的合成是在光反应阶段发生的，叶绿体的类囊体薄膜上存在有ATP合成酶；低温只是暂时抑制酶的活性，其空间结构并没有被破坏；酶的作用条件较温和，当酶处于高温、低温、过酸、过碱环境时，酶的催化效率可能会低于无机催化剂。答案B1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)酶只能催化自然条件下能发生的化学反应。与酶相关的曲线解读与酶相关的曲线解读 高考地位：高考地位：5年年6考考(2011(2011海南卷、全国新课标卷，海南卷、全国新课标卷，20102010全国全国卷，卷，20092009宁夏卷宁夏卷)2表示酶专一性的曲线加入酶B的反应速率与无酶A或空白对照条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用。进而说明酶具有专一性。3影响酶活性的曲线(1)甲、乙曲线表明：在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。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。(2)从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。4底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(1)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。(2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。以曲线图表形式综合考查考生对酶的特性的理解能力及探究影响酶活性的因素(温度、pH等)是命题专家最常用的命题手段，应重视。【典例4】请针对下列酶的有关曲线回答问题。(1)图一表示人体内某种酶在适宜的温度和pH条件下，作用于一定量的底物时，生成物量与反应时间的关系。在140 min后，曲线变成水平，这是因为_。若其他条件不变，将该酶的浓度增加一倍，请在原图上画出生成物的量变化曲线。(2)图二表示该酶促反应速率与底物浓度的关系。若酶量增加一倍，曲线应如何变化？请在图中画出。(3)图三可以表示人体_在37 条件下酶促反应速率与pH的关系。A唾液淀粉酶 B胃蛋白酶C胰脂肪酶 D呼吸氧化酶解析本题考查底物浓度、pH对酶活性的影响，正确分析坐标曲线的变化原因、自变量与因变量是解题的关键。(1)在温度和pH适宜的条件下，140 min后，生成物量不再增加可能是因为底物已消耗完毕。若在其他条件不变的情况下，将酶的量增加一倍，则反应会加快，达到平衡的时间会提前，但生成物量与未增加前的最大值一致。(2)在其他条件保持适宜时，酶量增加一倍，反应速率会加快，达到最大反应速率时的底物浓度高于增加酶量前。(3)由曲线可知：该种酶达