高考生物知识点之细胞的代谢
高考生物细胞代谢知识点与考点解析

高考生物细胞代谢知识点与考点解析在高考生物中,细胞代谢是一个极其重要的考点,它涵盖了细胞内一系列复杂而又相互关联的化学反应,对于理解生命活动的本质和规律具有关键意义。
接下来,让我们一起深入探讨细胞代谢的相关知识点和考点。
一、细胞代谢的概念细胞代谢是指细胞内所发生的各种化学反应的总和,包括物质的合成与分解、能量的转换与利用等。
它是细胞维持生命活动的基础,通过一系列有序的化学反应,细胞能够实现物质和能量的平衡,以适应内外环境的变化。
二、细胞代谢的主要过程1、物质代谢(1)糖类代谢糖类是细胞的主要能源物质。
细胞可以通过光合作用将二氧化碳和水合成糖类,也可以通过摄取外界的糖类进行分解代谢,为细胞提供能量。
例如,葡萄糖在细胞内经过有氧呼吸或无氧呼吸,被分解为二氧化碳和水或乳酸等物质,同时释放出能量。
(2)脂质代谢脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。
脂肪是细胞内良好的储能物质,当细胞需要能量时,脂肪可以被分解为脂肪酸和甘油,进一步氧化分解供能。
(3)蛋白质代谢蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞内的蛋白质不断地进行合成和分解。
氨基酸是蛋白质的基本组成单位,细胞可以通过摄取外界的氨基酸或者自身合成氨基酸来合成蛋白质,同时也会将一些老化或受损的蛋白质分解为氨基酸,重新利用。
2、能量代谢(1)细胞呼吸细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸是细胞在有氧条件下,将有机物彻底氧化分解,产生大量能量的过程。
无氧呼吸则是在无氧或缺氧条件下,有机物不完全分解,产生少量能量的过程。
有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段在细胞质基质中进行,葡萄糖分解为丙酮酸和少量H,释放少量能量;第二阶段在线粒体基质中进行,丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量H,释放少量能量;第三阶段在线粒体内膜上进行,H与氧气结合生成水,释放大量能量。
无氧呼吸也分为两个阶段:第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同,第二阶段在不同生物中产物不同,在动物和某些植物组织中,丙酮酸被还原为乳酸;在大多数植物和微生物中,丙酮酸被还原为酒精和二氧化碳。
高考生物细胞代谢知识点

高考生物细胞代谢知识点细胞代谢是生物学的重要内容之一,也是高考生物科目中的重要知识点。
细胞代谢是指细胞中进行生命活动所必需的一系列化学反应,包括物质的合成和分解以及能量的转化。
了解细胞代谢的过程和关键点对于应对高考生物考试至关重要。
下面我将带你重温一下高考生物细胞代谢的基本知识。
1. 细胞代谢的基本概念细胞代谢是细胞中一系列化学反应的总称。
这些化学反应通过酶的参与,在生物体内进行物质和能量的转化和调控。
细胞代谢主要包括两个方面:合成代谢和分解代谢。
合成代谢是指细胞内通过一系列化学反应合成复杂有机物的过程,比如葡萄糖的合成;分解代谢是指细胞内通过一系列化学反应将有机物分解为简单物质以释放能量,比如葡萄糖的分解。
2. 能量的转化与储存细胞代谢过程中,能量的转化与储存是非常重要的。
能量在细胞中以adenosine triphosphate(ATP)的形式储存和释放。
ATP是一种高能化合物,通过酶催化,在细胞中能够转化为另一种化合物adenosine diphosphate(ADP)和无机磷酸(P),释放能量。
而在合成代谢过程中,细胞则能够通过一系列反应重新合成ATP。
3. 细胞呼吸细胞呼吸是细胞分解代谢的最主要过程之一,也是细胞从有机物中释放能量的过程。
细胞呼吸可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。
有氧呼吸需要氧气参与,产生大量ATP和二氧化碳。
无氧呼吸则是指在没有氧气的情况下进行的呼吸过程,只产生少量ATP和乳酸(动物细胞)或乙醇(植物细胞)。
4. 光合作用光合作用是生物界中最重要的代谢过程之一,也是地球上维持生物圈平衡的重要途径。
光合作用需要光能的参与,将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
在这个过程中,光能被光合色素吸收并转化为化学能,再通过一系列复杂的反应最终合成葡萄糖。
5. 植物细胞与动物细胞的代谢差异细胞代谢在植物细胞和动物细胞中有一些差异。
植物细胞具备光合作用的能力,可以通过合成过程将光能转化为化学能;而动物细胞则主要以有氧呼吸的方式从有机物中释放能量。
高三生物教案 细胞的代谢速率

高三生物教案细胞的代谢速率高三生物教案:细胞的代谢速率1. 引言细胞代谢速率是指细胞在单位时间内进行化学反应的速度。
细胞代谢速率的大小与细胞的生命活动密切相关,对于理解细胞生物学过程具有重要意义。
本节课将介绍细胞代谢速率的概念、影响因素以及测定方法。
2. 细胞代谢速率的概念细胞代谢速率是指细胞在单位时间内进行化学反应的速度。
化学反应包括细胞的物质合成、分解以及能量转化等过程。
细胞代谢速率的大小取决于细胞的能力来吸收和利用营养物质,以及维持正常生理功能所需的能量。
3. 影响细胞代谢速率的因素细胞代谢速率受到多个因素的影响,包括温度、底物浓度、酶活性以及细胞状态等。
- 温度:温度升高可以加快细胞代谢速率,因为温度能够促进酶的活性。
然而,过高的温度也可能导致酶变性,从而降低细胞代谢速率。
- 底物浓度:底物浓度的增加可以提高细胞代谢速率,因为细胞能更快地吸收和利用更多的底物。
- 酶活性:酶是细胞代谢的催化剂,酶活性的增加可以加快细胞代谢速率。
- 细胞状态:细胞的生理状态,如健康程度、损伤程度等,也会对细胞代谢速率产生影响。
4. 细胞代谢速率的测定方法测定细胞代谢速率的方法有多种,其中常用的方法包括呼吸速率的测定和酶活性的测定。
- 呼吸速率的测定:通过测定细胞的氧气消耗量或二氧化碳释放量,可以间接测定细胞的代谢速率。
这种方法需要使用特殊的实验设备和试剂。
- 酶活性的测定:通过测定细胞中某种特定酶的活性变化,可以间接测定细胞的代谢速率。
这种方法需要制备酶提取物和特定的底物,然后通过观察反应的速率来推测细胞的代谢速率。
5. 总结细胞代谢速率是细胞进行化学反应的速度,受到温度、底物浓度、酶活性和细胞状态等因素的影响。
测定细胞代谢速率可以采用呼吸速率的测定和酶活性的测定方法。
进一步研究细胞代谢速率的变化及其与细胞生物学过程的关系有助于深入理解细胞的功能和调控机制。
高考生物代谢过程知识点讲解

高考生物代谢过程知识点讲解在高考生物中,代谢过程是一个非常重要的考点,它涵盖了生物体从外界获取物质和能量,并将其转化为自身所需的物质和能量,以及排出代谢废物的一系列复杂过程。
接下来,让我们详细地了解一下高考中常考的代谢过程知识点。
一、细胞呼吸细胞呼吸是生物体内将有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成 ATP 的过程。
1、有氧呼吸有氧呼吸是细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP 的过程。
总反应式:C₆H₁₂O₆+ 6O₂+ 6H₂O → 6CO₂+ 12H₂O +能量有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段:在细胞质基质中,葡萄糖分解为丙酮酸和少量H,释放少量能量。
第二阶段:在线粒体基质中,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H,释放少量能量。
第三阶段:在线粒体内膜上,H与氧结合生成水,释放大量能量。
2、无氧呼吸无氧呼吸是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解,产生酒精和二氧化碳或乳酸,释放少量能量,生成少量 ATP 的过程。
(1)产生酒精的无氧呼吸:C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂+少量能量(2)产生乳酸的无氧呼吸:C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃+少量能量细胞呼吸的意义在于为生命活动提供能量,是生物体代谢的核心环节之一。
二、光合作用光合作用是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。
1、光反应阶段场所:类囊体薄膜条件:光、色素、酶物质变化:水的光解(2H₂O → 4H + O₂);ATP 的合成(ADP+ Pi +光能→ ATP)能量变化:光能转化为 ATP 中活跃的化学能2、暗反应阶段场所:叶绿体基质条件:多种酶物质变化:CO₂的固定(CO₂+ C₅ → 2C₃);C₃的还原(2C₃+ H +ATP → (CH₂O)+ C₅)能量变化:ATP 中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能光合作用的意义在于将无机物转化为有机物,将光能转化为化学能,维持大气中的氧气和二氧化碳平衡。
高考生物知识点:新陈代谢

高考生物知识点:新陈代谢
新陈代谢是指生物体内发生的一系列化学反应,用于维持生命活动所需的能量和物质。
以下是高考生物中与新陈代谢相关的知识点:
1. 新陈代谢的概念:新陈代谢是指生物体内发生的一系列化学反应,包括物质的合成、分解和能量的转化。
2. 反应类型:新陈代谢反应可以分为两类:异化反应和同化反应。
异化反应是指物质
的分解,产生能量和简单的有机分子;同化反应是指利用合成途径将简单分子合成为
复杂的有机物。
3. 能量转化:在新陈代谢过程中,能量通过酶催化的化学反应转化为生物体能够利用
的形式。
细胞内的三大能量转化途径是糖酵解、细胞呼吸和光合作用。
4. 糖酵解:糖酵解是指糖分子通过酶的作用分解为乳酸或酒精,产生少量的ATP和能量。
这一过程通常发生在无氧条件下,如肌肉运动时。
5. 细胞呼吸:细胞呼吸是指生物体内糖类和其他有机物被完全氧化,产生大量的ATP
和能量。
这一过程主要发生在线粒体内,包括三个阶段:糖解、乙酸酸化和氧化磷酸化。
6. 光合作用:光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物,同时释放氧气。
这一过程主要发生在叶绿体内,包括光能捕获、光化学反应和暗反应。
7. 代谢调节:新陈代谢过程受到多种调节机制的控制,如内分泌系统的调节和反馈机
制的调节。
这些调节机制能够确保生物体内各种代谢反应的平衡和协调。
以上是高考生物中与新陈代谢相关的知识点,掌握这些知识有助于理解生物体内的能量转化和物质代谢过程。
生物高考知识点细胞

生物高考知识点细胞细胞是生物学中非常重要的基本单位,它是构成生命体的基本结构和功能单位。
了解细胞的结构和功能对于生物高考非常重要。
在本篇文章中,我们将介绍生物高考中涉及的一些重要的细胞知识点。
一、细胞的基本结构细胞由细胞膜、细胞质和细胞核组成。
细胞膜是细胞的边界,控制物质的进出;细胞质是细胞内的液体,包含细胞器和一些溶质;细胞核是细胞内的控制中心,负责保存遗传信息和控制细胞的生命活动。
二、细胞的功能1.代谢功能:细胞可以进行新陈代谢,包括物质的摄取、消化、吸收和排泄等功能。
2.生殖功能:细胞可以通过有丝分裂和无丝分裂等方式进行繁殖,并传递遗传信息。
3.生长和发育功能:细胞可以通过细胞分裂和细胞增加,从而实现生物体的生长和发育。
4.适应环境的功能:细胞可以感知和应对外部环境的变化,保持稳定的内部环境。
5.遗传功能:细胞可以传递和保存遗传信息,决定生物的性状和特征。
三、细胞的类型1.原核细胞:原核细胞是最简单的细胞类型,没有细胞核和内膜系统。
细菌是原核细胞的代表。
2.真核细胞:真核细胞具有细胞核和内膜系统,可以进一步划分为植物细胞和动物细胞。
四、细胞器的功能1.细胞膜:控制物质的进出,维持细胞的稳定环境。
2.细胞核:存储遗传信息,控制细胞的生命活动。
3.线粒体:参与细胞呼吸,产生细胞能量。
4.内质网:参与蛋白质的合成和修饰。
5.高尔基体:参与蛋白质的包装和分泌。
6.溶酶体:参与细胞内物质的消化与降解。
7.叶绿体:植物细胞特有,参与光合作用,产生有机物质。
8.核糖体:参与蛋白质的合成。
五、细胞的分裂1.有丝分裂:有丝分裂是真核细胞的一种重要的细胞分裂方式,包括前期、中期、后期和末期。
2.无丝分裂:无丝分裂是一种原核细胞的细胞分裂方式,简单且快速。
六、细胞在生物体中的作用细胞是构成生物体的基本单位,各种细胞组织和器官相互协作,构成生物体的生命系统。
不同类型的细胞具有不同的功能和特点,并负责生物体的各种生理活动。
高考生物 高考考点5 人和动物体内的三大营养物质的代谢

藏躲市安详阳光实验学校高考考点5 人和动物体内的三大营养物质的代谢本类考题解答锦囊本高考考知识点综合性校强,要求掌握三大营养物质的代谢过程,同时要求学生在此基础上要进一步拓展,比如初中学过的对三大营养物质的消化、吸收,三大营养物质生理作用,代谢场所,即细胞的结构等知识。
还要与动物的生命活动及调节的知识相联系。
要求学生在日常学习过程中,对基础知识一定要扎实、牢固地掌握,并能进行分析、综合应用。
解决此类问题的关键是首先要掌握三大营养物质各自的代谢过程,其次要掌握三大营养物质之间的转化和联系,这类体比较容易和实际生活相联系,要求学生学会知识迁移,审题准确,抓住题干中的关键亭、词,从考查的对象或提供的代谢中间产物、最终产物判断出要考查的是哪一种物质,再联想与此物质相关的有关知识,就能把握住解,冼此类问题的主要思珞,就不会有太大的偏差。
Ⅰ热门题【例题】生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下。
据上面的图解回答:(1)反应①②③④中可在人体细胞中进行的是:_______(2)粮食贮藏进程中有时会发生粮堆温度增大现象,这是因为__________。
(3)在反应①②③④中,必须在有氧条件下进行的是________________高考考目的与解题技巧:本题主要考查人体内的糖的代谢、种子的呼吸,同时考查对各种现象的分析能力。
解题关键是理解糖代谢的途径、掌握动物和植物在呼吸方式上的不同。
【解析】人体在物质代谢中,不可能使丙酮酸转化为乙醇,该过程一般发生在植物钿胞中。
粮食也进行呼吸作用,所以堆放时间久了以后,会生水。
丙酮酸进一步分解为CO2和水需氧。
图形中的①是呼吸的第一阶段,场所是细胞质,②是有氧呼吸的第二、三阶段,场所是线粒体,③是多数植物无氧呼吸产生的,④是动物和部分植物(玉米等)无氧呼吸的产物,丙酮酸沿③、④两条途径反应的原因是酶不同速成的。
【答案】(1)①、②、④(2)呼吸作用产生水(3)②1关于进入动物细胞内氨基酸所发生变化的描述,正确的是A.可以合成蛋白质B.分解的最终产物是二氧化碳和水C.直接合成性激素D.经过氨基转换作用形成尿素答案: A 指导:本题主要考查学生对蛋白质代谢的分析。
高中生物选择性必修一第二章代谢调节知识梳理

高中生物选择性必修一第二章代谢调节知
识梳理
代谢调节的基本概念
- 代谢调节是指在稳定环境条件中,生物体能够通过调节代谢
过程保持一定的内部稳定状态。
- 生物体内代谢调节的作用体现在物质合成和降解的平衡上,
从而影响生物体内能源的储备和利用。
代谢调节的方式
- 代谢调节可以通过神经体液调节和内分泌调节两种方式实现。
神经体液调节
- 神经体液调节主要是指人体通过神经系统和体液调节机制来
达到代谢平衡的方式。
- 在神经体液调节中,神经元通过将信息传递到靶细胞上,从
而影响靶细胞的代谢状态。
内分泌调节
- 内分泌调节是指通过内分泌腺体分泌激素来调节代谢平衡的方式。
- 内分泌腺体分泌的激素经过血液循环到达靶细胞,影响其代谢状态。
代谢调节的实例
- 食物摄入量:人体通过调节进食量来达到对营养成分的摄入平衡。
- 血糖调节:胰岛素和胰高血糖素的分泌调节是人体维持血糖平衡的关键。
- 体温调节:人体通过调节代谢过程以及出汗等方式来维持体温平衡。
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高考生物知识点之细胞的代谢考试要点(1)物质出入细胞的方式Ⅱ(2)酶在代谢中的作用Ⅱ(3)ATP在能量代谢中的作用Ⅱ(4)光合作用的基本过程Ⅱ(5)影响光和作用速率的环境因素Ⅱ(6)细胞呼吸Ⅱ(7)探究影响酶活性的条件Ⅱ(8)绿叶中色素的提取和分离Ⅱ知识网络构建重点知识整合一、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1.有关酶的实验探究思路分析 [重点](1)探究某种酶的本质(2)验证酶的专一性。
①设计思路:酶相同,底物不同(或底物相同,酶不同)②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。
(4)探究酶作用的最适温度或最适pH。
①实验设计思路:⎭⎪⎬⎪⎫底物+T 1pH 1+酶液底物+T 2pH 2+酶液底物+T 3pH 3+酶液⋮ ⋮ ⋮底物+T npH n+酶液――→检测 底物的分解速度或存在量②操作步骤:2.影响酶促反应的因素 (1)温度和pH :①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。
②温度或pH 是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。
③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: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。
如图甲。
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。
如图乙。
3.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。
①温度和pH通过影响酶活性,进而影响酶促反应速率。
②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 ATP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、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。
注:浙科版把细胞基质称作细胞溶胶。
(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“A”的辨析(2)ATP与ADP的转化并不是完全可逆的。
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ATP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A—P~P~P,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ADP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。
高频考点突破考点1 酶在代谢中的作用12.有关酶的本质和生理特性等实验的设计思路【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:①图中A表示酶,B表示被催化的反应物。
②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: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)影响酶促反应的曲线:①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、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。
②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 ATP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2-3-2表示。
分析:曲线①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③说明运输速率与氧气浓度无关,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②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④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 1.酶的本质和生理作用的实验验证 (1)酶是蛋白质设计思路:对照组:标准蛋白质溶液+双缩脲溶液――→检测出现紫色反应; 实验组:待测酶溶液+双缩脲溶液――→检测是否出现紫色。
通过对照,实验组若出现紫色,则证明待测酶溶液是蛋白质,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)酶的催化作用设计思路:对照组:反应物+清水――→检测反应物不被分解; 实验组:反应物+等量的相应酶溶液――→检测反应物被分解。
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。
实验组:反应物+相应酶溶液――→检测反应物被分解;对照组:相同反应物+等量另一种酶溶液――→检测反应物不被分解。
此实验过程中要注意:①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。
②要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。
(2)酶的高效性设计思路:对照组:反应物+无机催化剂――→检测底物分解速度; 实验组:反应物+等量酶溶液――→检测底物分解速度。
实验中自变量是无机催化剂和酶,因变量是底物分解速度。
(3)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。
①适宜的温度:设计思路:反应物+ t 1+酶溶液, 反应物+ t 2+酶溶液, 反应物+ t 3 +酶溶液, …… ,反应物+ t n +酶溶液――→检测反应物分解的速度或存在的量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。
②适宜的pH :设计思路:反应物+ pH 1+酶溶液, 反应物+ pH 2+酶溶液, 反应物+ pH 3 +酶溶液, ……,反应物+ pH n +酶溶液――→检测反应物分解的速度或存在的量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:影响酶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:(1)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。
(2)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,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。
(3)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。
(4)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。
(5)激活剂对酶促反应速度的影响:能激活酶的物质称为酶的激活剂。
激活剂种类很多,有①无机阳离子,如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等;②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;③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。