1、1第 2 单元 细胞的代谢 第 6 讲 ATP 和酶考纲要求 1.细胞内的吸能反应和放能反应必考(a)、加试(a)。2.ATP 的化学组成和特点必考(a)、加试(a)。3.ATP 在能量代谢中的作用必考(b)、加试(b)。4.酶的发现过程必考(a)、加试(a)。5.酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用必考(b)、加试(b)。6.影响酶作用的因素必考(c)、加试(c)。7.活动：探究酶的专一性必考(c)、加试(c)。8.活动：探究 pH 对过氧化氢酶的影响加试(c)。考点一 ATP1吸能反应与放能反应(1)吸能反应Error!(2)放能反应Error!(3)吸能反应和放能反应的纽带是 ATP。2
2、ATP 是细胞中的能量通货(1)结构Error!(2)转化Error!(3)结构特点：在酶的催化下，远离 A 的高能磷酸键容易水解释放大量能量。(4)再生特点：ATP 在细胞中易于再生，可以作为源源不断的能源。3ATP 在能量代谢中的作用项目 ATP 的合成 ATP 的水解反应式 ADPPi能量 ATP 酶 ATP ADPPi能量 酶 酶 ATP 合成酶 ATP 水解酶反应类型 吸能反应 放能反应场所 细胞溶胶、线粒体、叶绿体 需能部位能量来源 光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸) ATP 中高能磷酸键内的化学能能量去路 用于 ATP 的合成 用于吸能反应或各项生命活动思考诊断1据图填写 AT
3、P 的化学组成2(1)写出数字代表的含义：腺嘌呤；核糖；磷酸基团；高能磷酸键；腺苷；ADP。(2)写出 ATP 与 ADP 相互转化的关系式：ADPPi能量 ATP。 酶 1 酶 22热图解读：下图为 ATP 的结构简图，请分析：(1)图示 b、c、d 所示化学键是否相同？其中最易断裂和重建的是哪一个？提示 图示 b 为普通磷酸键，c、d 为高能磷酸键，其中 d 处的键最易断裂和重建。(2)图示框 e 的名称是什么？提示 图示框 e 为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成 RNA 的基本单位之一。3据图归纳梳理细胞内常见的产生与消耗 ATP 的生理过程转化场所 常见的生理过程细胞膜 消耗 ATP：主动转
4、运、胞吞、胞吐细胞溶胶 产生 ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生 ATP：光反应消耗 ATP：碳反应以及自身 DNA 的复制和转录、蛋白质的合成等线粒体产生 ATP：需氧呼吸第二、三阶段消耗 ATP：自身 DNA 的复制和转录、蛋白质的合成等核糖体 消耗 ATP：蛋白质的合成细胞核 消耗 ATP：DNA 的复制、转录等4.请说出生物体内的主要能源物质、主要贮能物质、直接能源物质、最终能量来源。提示 (1)主要能源物质：糖类；(2)主要贮能物质：油脂；(3)直接能源物质：ATP；(4)最3终能量来源：太阳光能。题型一 ATP 的化学组成和特点1(2015慈溪高二期末)关于 ATP 的叙述，错误的
5、是( )A其中的 A 代表腺苷B结构简式为 APPPCATP 的水解反应释放能量DATP 与 ADP 的相互转化是可逆反应答案 D解析 ATP 的结构简式为 APPP，其中“A”代表腺苷，A、B 正确；ATP 的水解反应释放能量，用于吸能反应，C 正确；ATP 与 ADP 的相互转化过程中，反应条件不同，不是可逆反应，D 错误。2(2016余姚中学开学考)下列关于 ATP 的叙述，错误的是( )AATP 是细胞中的“能量通货”BATP 在细胞中容易再生CATP 分子含有 3 个高能磷酸键DATP 分子中含有腺嘌呤答案 C解析 ATP 分子中含有 2 个高能磷酸键，C 错误。题型二 ATP 与
6、ADP 的相互转化3下图为 ATP 的结构和 ATP 与 ADP 相互转化的关系式。有关说法不正确的是( )A图甲中的 A 代表腺苷，b、c 为高能磷酸键B图乙中进行过程时，图甲中的 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，图乙中的过程主要发生在线粒体答案 A解析 图甲中 A 代表的是腺嘌呤；ATP 水解一般是远离 A 的高能磷酸键断裂，也就是 c 键；酶催化作用的高效性可使 ATP 与 ADP 进行快速转化；夜间有 O2存在时，ATP 合成的主要场所是线粒体。4(2015温州十校联合体高二期末)如图为细胞中 ATP 与 ADP 相互转
7、化示意图，下列相关4叙述中正确的是( )A过程不能发生在线粒体中B过程不能发生在叶绿体中C过程所需的能量一定是来自有机物分解D过程释放的能量来自高能磷酸键答案 D解析 过程为 ATP 的合成，可以发生在线粒体和细胞溶胶中，也可以发生在叶绿体中，A错误；过程表示 ATP 水解释放能量，可以发生在光合作用碳反应过程中，场所为叶绿体基质，B 错误；过程所需要的能量可以来自光能，C 错误；过程释放的能量来自 ATP 中的高能磷酸键，D 正确。题型三 ATP 在能量代谢中的作用5ATP 是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关 ATP 的叙述，错误的是( )A线粒体合成的 ATP 可在细胞核中发挥作用B机
8、体在运动时消耗 ATP，睡眠时则不消耗 ATPC在有氧与缺氧的条件下细胞溶胶中都能形成 ATPD植物根细胞吸收矿质元素离子所需的 ATP 来源于呼吸作用答案 B解析 A 项，细胞核中无法进行呼吸作用，它所需要的 ATP 主要由细胞质中的线粒体提供。B 项，ATP 是生命活动的直接能源物质，机体时刻都在消耗 ATP。C 项，需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段均在细胞溶胶中进行，均有 ATP 形成。D 项，植物根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动转运的方式进行的，其消耗的能量来源于呼吸作用产生的 ATP。6(2014江苏，14)下列生命活动中不需要 ATP 提供能量的是( )A叶肉细胞合成的糖运输到果实
9、B巨噬细胞吞噬病原体的过程C淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D细胞中由氨基酸合成新的肽链答案 C解析 A 项，叶肉细胞合成的糖(如葡萄糖)通过主动转运进入果实细胞需要消耗 ATP。B 项，巨噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性，需要消耗 ATP 提供的能量。C 项，在适宜的温度、pH条件下，淀粉酶催化淀粉水解，此过程不需要消耗 ATP 提供的能量。D 项，氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗 ATP 提供的能量。5考点二 细胞代谢与酶1酶的发现实验 推论或结论斯帕兰扎尼 胃液中有一种能消化肉的物质巴斯德实验 酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果李比希实验酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵母菌的活动无关，最多只
10、需要酵母菌中某种物质的参与而已毕希纳实验 促使酒精发酵的是酵母菌中的酶，而不是酵母菌细胞本身萨母纳尔实验 得到脲酶，证实酶的本质是蛋白质20 世纪 80 年代初 发现极少数酶的本质是 RNA2.酶是生物催化剂催化机理：酶与底物结合，形成酶底物复合物，然后复合物会发生形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落，同时酶分子恢复原状。3酶的专一性原理模型锁钥学说(1)图中 A 表示酶，B 表示被 A 催化的底物，E、F 表示 B 被分解后产生的物质，C、D 表示不能被 A 催化的物质。(2)酶和被催化的反应物分子都有特定的空间结构。高温、过酸、过碱均会使酶的空间结构被破坏，而低温不破坏酶分子空间结构
11、，只是抑制酶活性。4酶的特性思考诊断1有关酶的相关实验的问题探究(1)在探究影响酶活性的条件时如何表示酶活性大小？6提示 通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。(2)为什么不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？提示 过氧化氢酶催化的底物是 H2O2，H 2O2在高温时分解，这样实验中就存在两个变量，使实验结果受到干扰。(3)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，请思考：甲、乙两种酶的化学本质是否相同？提示 观察曲线图可知，甲酶的活性始终保持不变，表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解，则甲酶的化学本质不是蛋白质而是 RNA，乙酶能被蛋白酶破坏，活性降低，则乙酶为
12、蛋白质。乙酶活性改变的机制是什么？提示 乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变，从而使其活性丧失。2与酶有关的曲线模型分析(1)酶高效性的曲线由曲线可知：酶比无机催化剂的催化效率更高；酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变(改变，不改变)化学反应的平衡点。因此，酶不能(“能”或“不能”)改变最终生成物的量。(2)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的变化是明显加快，说明酶 A 能催化该反应。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 不能催化该反应。(3)酶活性影响因素的曲线7分析图 A、B 可知，在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性最高。温度
13、和 pH 偏高或偏低，酶活性都会明显降低。分析图 C 中的曲线，反应溶液中 pH 的变化不会(会，不会)影响酶作用的最适温度。3归纳总结具有专一性的五类物质有哪些？提示 酶、载体、激素、tRNA、抗体等。题型一 酶的本质、特性及其在细胞代谢中的作用1(2016杭州高二七校联考)酶的化学本质是( )A均为蛋白质 B蛋白质或 RNAC蛋白质或 DNA D各种有机物答案 B解析 绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少部分为 RNA。2下图可表示人体某细胞内的某种生化反应，有关叙述正确的是( )A甲和乙都是反应的底物B在此反应过程中，甲的形态不会发生改变C甲、乙、丙可能都不是蛋白质D该反应过程一定发生于细胞
14、外答案 C解析 据图判断，甲为酶，乙为反应的底物，丙和丁为产物，A 错误；酶在催化过程中，其形态发生可逆性改变，B 错误；酶绝大多数是蛋白质，少部分为 RNA，所以甲、乙、丙可能都不是蛋白质，C 正确；酶可在细胞内发挥作用，也可在细胞外发挥作用，D 错误。归纳整合酶的产生部位、本质、功能和特性错误说法 解释产生场所 具有分泌功能的细胞活细胞(哺乳动物成熟红细胞等极少数特殊细胞除外)8化学本质 蛋白质 有机物(大多数为蛋白质，少数为 RNA)作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响 低温和高温均使酶变性失活 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活作用 酶具有催化、调
15、节等多种功能 酶只具有催化功能来源 有的可来自食物等 酶只能在细胞内合成题型二 影响酶作用的因素3(2015浙江 10 月学考)温度对甲、乙两种酶活性的影响如图所示，下列叙述中正确的是( )A甲酶保持活性的温度范围大于乙酶B甲酶的活性始终高于乙酶C乙酶在 55 后完全失去活性D乙酶的最适温度高于甲酶答案 D解析 据图可判断，乙酶保持活性的温度范围要大于甲酶，A 错误；甲酶的活性在两条曲线交点之前高于乙酶，交点之后，乙酶的活性高于甲酶，B 错误；乙酶在 55 时并没有失去活性，C 错误；乙酶的最适温度在 60 左右，甲酶的最适温度在 35 左右，D 正确。4(2015浙江 1 月学业水平考试)下
16、列各图中，能正确表示温度对酶活性影响的是( )9答案 C解析 酶促反应都有一个最适温度，在此温度以上或以下酶活性均要下降，C 正确。题型三 酶的特性的相关实验5取经过编号的 5 支试管，分别加入 2 mL 0.5 mol/L 的过氧化氢溶液进行如下实验。根据实验内容，判断下列说法正确的是( )试管编号 1 2 3 4 5加入物质适量唾液锈铁钉生土豆块熟土豆块生土豆块和稀盐酸实验结果几乎无气泡少量气泡大量气泡几乎无气泡几乎无气泡A.说明酶具有高效性的是 3 号和 4 号试管B1 号和 3 号对照不能说明酶具有专一性C各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系D3 号和 5 号对照可以说明酶的活性
17、受 pH 影响答案 D解析 酶具有高效性是通过与无机催化剂相比较(即 2 号与 3 号实验)得出的；1 号和 3 号实验是两种酶催化一种底物，能说明酶具有专一性；3 号和 4 号实验对比能说明高温会降低酶的活性；3 号和 5 号实验的自变量是 pH，说明 pH 会影响酶的活性。6如图表示改变某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果，请据此分析，改变下列哪种因素才能获得改变后的结果( )A温度 BpHC淀粉溶液量 D唾液量答案 C解析 由图中信息可知，反应进行到 12 min 后，还原糖的生成量不再增加，两组反应都不再进行，改变某一条件后生成物总量降低，反应物淀粉溶液量减少
18、能导致此结果。而改变温度、pH 和唾液量均会改变反应完成所需要的时间。考点三 活动：探究酶的专一性101实验原理淀粉(非还原糖) 麦芽糖(还原糖)； 水 解 蔗糖(非还原糖) 葡萄糖(还原糖)果糖(还原糖)， 水 解 还原糖本尼迪特试剂 红黄色沉淀。 沸 水 浴 加 热2实验步骤(1)方案一：用同一种酶催化两种不同底物Error!用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用本尼迪特试剂鉴定，根据是否有红黄色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。(2)方案二：用两种不同的酶催化同一种底物Error!分别用淀粉酶和蔗糖酶作用于淀粉后，再用本尼迪特试剂鉴定，根据是否有红黄色沉淀生成
19、来判断哪一种酶能将淀粉催化水解为还原糖，从而探索酶的专一性。1.实验记录试管 1 2 3 4 5 61%淀粉溶液 3 mL 3 mL 3 mL 2%蔗糖溶液 3 mL 3 mL 3 mL新鲜唾液 1 mL 1 mL 蔗糖酶溶液 1 mL 1 mL温度处理 37 恒温水浴保温 15 min本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL水浴加热 沸水浴 23 min实验结果不出现红黄色沉淀不出现红黄色沉淀出现红黄色沉淀不出现红黄色沉淀不出现红黄色沉淀出现红黄色沉淀2.结果分析(1)试管 1、3、5 相互对照，说明：淀粉酶能将淀粉催化水解，而蔗糖酶不能；试管2、4、6 相互对照，说明：蔗糖酶能将蔗糖催化水解，而淀粉酶不能。从而说明：一种底物
