1、2013-2014学年高一必修一复习学案酶、ATP与呼吸作用一、复习目标1.酶在代谢中的作用()。2.探究影响酶活性的因素。3.ATP在能量代谢中的作用()。4.细胞呼吸()。5.探究酵母菌的呼吸方式。二、基础知识梳理（一）、酶的作用和本质1酶在细胞代谢中的作用(1)细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的_的统称，是细胞生命活动的基础。(2)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_所需要的能量。(3)酶的作用机理：降低化学反应的_，且与无机催化剂相比，酶_的作用更显著，催化效率更高。2酶的本质：酶是_产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是_，少数是_。3关于实验变量(1)变量：实验过程中可以变
2、化的因素。(2)自变量：人为改变的变量。(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。(4)无关变量：除_外，其他对实验结果能造成影响的可变因素。4对照实验：除了一个因素以外，其余因素都_的实验。它一般要设置_和_。（二）、酶的特性1高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。2专一性：每一种酶只能催化_化学反应。3作用条件较温和(1)最适pH和温度下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显_。(2)过酸、过碱或高温下，酶_。（三）、细胞的能量通货ATP1ATP的结构和功能(1)结构：ATP是_的英文名称缩写，其结构简式是_，一个ATP分子中含有一个腺苷，三个_，两个_，A
3、TP分子中大量的化学能储存在_中。(2)功能：ATP是细胞内的一种_化合物，直接给细胞生命活动提供能量。2ATP与ADP的相互转化(1)相互转化的反应式为：ADPPi能量ATP。(2)ATP形成的能量来源在动物、人、真菌和大多数细菌中，ATP来自于_释放的能量。绿色植物的_和_都形成ATP。3ATP的利用(1)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由_直接提供能量的。(2)细胞的吸能反应一般与_的反应相联系，放能反应一般与_的反应相联系，即能量通过ATP而转化。4ATP中能量的应用（四）、探究酵母菌的呼吸方式1酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于_菌。2检测CO2的产生：可使
4、用澄清石灰水或_水溶液，CO2可使后者发生的颜色变化是_。3检测酒精的产生：可使用橙色的_溶液，在酸性条件下其与酒精发生化学反应，变成_。（五）、有氧呼吸1反应式：_ 2过程（六）、无氧呼吸1反应式(1)分解成酒精的反应式为：_ _。(2)转化成乳酸的反应式为：_ _。2过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同，第二阶段的产物是_，其全过程都在_中进行。基础知识梳理答案：一、1.(1)化学反应(2)常态活跃状态(3)活化能降低活化能2活细胞蛋白质RNA3(4)自变量4保持不变对照组实验组二、2.一种或一类3(1)降低(2)失活三、1.(1)三磷酸腺苷APPP磷酸基团高能磷酸键高能磷酸键(2)高
5、能磷酸2(2)细胞呼吸光合作用细胞呼吸3(1)ATP(2)ATP水解ATP合成四、1.兼性厌氧2.溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄3重铬酸钾灰绿色五、1.C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量2细胞质基质葡萄糖丙酮酸HATP少量线粒体基质丙酮酸H2OCO2HATP少量线粒体内膜HO2H2OATP大量六、1.(1)C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量(2)C6H12O62C3H6O3少量能量2酒精和CO2或乳酸细胞质基质三、重难点分析（一）酶的本质、作用及其实验验证1、酶的定义酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。2、酶的本质绝大多数酶是蛋白质，少数酶为RNA，其基本组成单位是氨基
6、酸或核糖核苷酸。3、酶化学本质的实验验证证明某种酶是蛋白质：实验组：待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色反应。证明某种酶是RNA：实验组：待测酶液吡罗红染液是否出现红色。对照组：已知RNA溶液吡罗红染液出现红色。4、酶的催化作用和高效性的验证实验分析实验原理： 。比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3等不同条件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。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3.5%FeCl3溶液2滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴H2O2分解速度用产生气泡的来源:学科网数
7、目多少表示加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管实验结论：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。酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（二）、与酶有关的曲线1、表示酶高效性的曲线：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。酶只能催化已存在的化学反应。2表示酶专一性的曲线：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。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。3、影响酶活性的曲线
8、：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。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。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。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：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。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。（三）ATP与ADP的相互转化(1)ATP在生物体内含量少，但转化十分迅
9、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。因为转化过程中的反应类型、所需酶、能量的来源和去路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。(4)ATP初步水解只能断裂远离腺苷(A)的高能磷酸键；若彻底水解则两个高能磷酸键全断裂。2ATP产生量与O2供给量之间的关系曲线 (1)在无氧条件下，可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。(2)随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，ATP产生量随之增加，但当O2供应量达到一定值后，ATP产生量不再增加
10、，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。（四）、细胞呼吸1有氧呼吸三个阶段的比较比较项目第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物葡萄糖丙酮酸和水H和氧气生成物丙酮酸和H二氧化碳和H水产生ATP量少量少量大量与氧的关系无关无关有关2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件需O2、酶不需O2、需酶产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没有完全释放相同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能
11、量（五）细胞呼吸的影响因素及应用1内部因素(1)植物种类：阳生阴生(2)发育阶段：幼苗、开花期成熟期(3)不同部位：生殖器官营养器官2外界因素(1)温度：温度通过影响与呼吸作用相关的酶的活性而影响呼吸作用。一般而言，在一定范围内，呼吸作用强度随着温度的升高而增强。(2)氧气浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧气浓度之间的关系，可用下图表示。当氧气浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸，Q点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。当氧气浓度在010
12、%之间时，有氧呼吸与无氧呼吸共存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸强度减弱，有氧呼吸强度增强。当氧气浓度大于或等于10%时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。当氧气浓度为C时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生CO2的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为0)，无氧呼吸强度为0。(3)水：在一定范围内，细胞的含水量越高，细胞呼吸作用越强。(4)CO2：在一定范围内，环境中CO2浓度越高，细胞呼吸越弱。3细胞呼吸原理的实践应用(1)用透气纱布或“创可
13、贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。(2)酿酒时(3)食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。(4)土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而烂根。(5)贮存粮食、水果的条件低氧(不是无氧)、低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。(6)提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。（六）探究酵母菌细胞呼吸的方式1本实验的鉴定试剂及现象试剂鉴定对象实验现象澄清石灰水CO2变混浊(据变混浊程度可确定CO2多少)溴麝香草酚
14、蓝溶液CO2蓝绿黄(据变色的时间快慢确定CO2的多少)重铬酸钾溶液酒精橙色灰绿色(酸性条件)2.探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)步骤检测CO2的产生，组装实验装置检查酒精的产生橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色 3注意问题(1)甲图中氢氧化钠溶液的作用是什么？吸收空气中的二氧化碳，保证通入石灰水的气体中的CO2全部来自酵母菌的细胞呼吸，从而排除空气中CO2对实验结果的干扰。(2)怎样保证乙图中通入石灰水的CO2全部来自酵母菌的无氧呼吸？实验开始时，应将D瓶密封后放置一段时间，以消耗完瓶中氧气，然后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入石灰水的CO2全部是由酵母菌无氧呼
15、吸产生的。(3)在实验过程中发现甲组石灰水变浑浊，很快又变澄清，为什么？后续通入的CO2会和刚产生的碳酸钙沉淀反应，形成了碳酸氢钙，因而石灰水变混浊后，很快又变澄清。如用溴麝香草酚蓝水溶液检测，就可避免这种现象。4.据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：(1)无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。(2)不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸，此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。(3)当CO2
16、释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。(4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下：若，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。若，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。若，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸。四、典型类题剖析1.（酶的本质、作用及其实验验证）甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是(B)A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶是不可能具有催化功
17、能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变答案：B解析：考查酶的本质。首先需要了解大部分酶的本质是蛋白质，少量的酶是RNA，用蛋白酶处理后，乙酶活性降低，说明乙酶的成分是蛋白质，被蛋白酶处理后被分解，而甲酶不变，则说明甲酶可能成分是RNA或者能够抗这种蛋白酶的降解。2、（与酶有关的曲线）下图一表示温度对酶促反应速率的影响示意图，图二的实线表示在温度为a的情况下生成物量与时间的关系图，则当温度增加一倍时生成物量与时间的关系是()A曲线1 B曲线2 C曲线3 D曲线4答案;：B解析：本题考查温度对酶活性的影响。酶不改变化学反应的平衡点，故A、D错误。从图一中可以看
18、到，温度为2a时的酶促反应速率比a时要高，所以温度为2a时的曲线比图二中的a曲线先达到最大值，根据图二可以看出只有曲线2符合。思维拓展操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加蒸馏水、加氢氧化钠、加盐酸)，然后再加入反应物(如可溶性淀粉液)。不能在加入酶后，先加入反应物，再加入盐酸或氢氧化钠，这样容易使反应物在酶的作用下水解，无法证实环境过酸和过碱对酶活性的影响。3、（ATP与ADP的相互转化）如图为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()图1图2A图1中的A代表的是腺嘌呤，b、c为高能磷酸键BATP生成ADP时图1中的c键断裂并释放能量CATP与ADP相互转化过程中物
19、质是可循环利用的，能量是不可逆的D酶1、酶2具有催化作用，不受其他因素的影响解析ATP是由腺苷和三个磷酸基团组成的，腺苷由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成；酶具有催化作用，具有高效性、专一性及作用条件比较温和等特点，所以其发挥作用时要受到温度、酸碱度等其他因素的影响。 答案D4、（细胞呼吸）细胞内糖分解代谢过程如图所示，下列叙述错误的是()A植物细胞能进行过程和或过程和B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C动物细胞内，过程比过程释放的能量多D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H解析植物细胞能进行过程和、和、和；真核细胞的细胞质基质中能进行无氧呼吸的全过程，即和或和；动物细胞中过程(有氧呼吸第二、三
20、阶段)比过程(有氧呼吸的第一阶段)释放的能量多；包括乳酸菌在内的细胞无氧呼吸过程中，第一阶段()产生的H，在第二阶段(或)消耗。 答案B5、（细胞呼吸的影响因素及应用）某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如下图所示，t1、t2表示10 30 之间的两个不同温度。下列分析正确的是()A与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏B与t2相比，t1时乙烯产生最高峰出现时间提前且峰值高，有利于叶片贮藏Ct1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏Dt1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏解析由
21、图可知，在温度为t1时离体叶片呼吸速率峰值出现时间及乙烯产生量峰值出现时间均早于t2时。呼吸速率越低，有机物消耗越少，越有利于叶片贮藏，A项错误。由于乙烯有催熟作用，产生的乙烯越少，越有利于叶片贮藏，B项错误。由图示可知，同一器官在不同温度下的呼吸速率曲线和乙烯产生量曲线趋势均相似，由此可知，温度为t1时细胞代谢旺盛，呼吸速率和乙烯产生量均大于t2时，这是由于温度t1高于t2，t1时酶的活性高所致，故C项正确，D项错误。 答案C6、（探究酵母菌细胞呼吸的方式）下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是()A两个装置均需要在黑暗条件下进行B装置乙在瓶处可检测到有酒精生成C装置乙中应让瓶先静置一会再与瓶连接D装置甲中NaOH的作用是吸收瓶处的CO2答案C 解析A错误，黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸没有明显的影响。B错误，装置乙中酵母菌产生的CO2可通过导管进入瓶，但酵母菌产生的酒精保留在瓶中。C正确，装置乙的瓶在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的瓶，这样做是为了消耗装置内的O2，防止酵母菌有氧呼吸对实验结果的干扰。D错误，装置甲中NaOH溶液的作用是排除空气中CO2对实验结果的干扰。