第三单元 第7讲.docx

1、第三单元 第7讲第7讲ATP和酶考纲要求1.ATP在能量代谢中的作用()。2.酶在代谢中的作用()。3.实验：探究影响酶活性的因素。考点一ATP的结构与功能1ATP的结构(1)图中各部分名称：A腺嘌呤，腺苷，一磷酸腺苷，ADP，ATP，普通化学键，高能磷酸键。(2)ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。(3)结构特点ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解断裂，释放出能量，ATP就转化为ADP，ADP也可以接受能量而重新形成ATP。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。2ATP与ADP的

2、相互转化项目ATP的合成ATP的水解反应式ADPPi能量ATPH2OATPH2OADPPi能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量能量去路储存于高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位3.ATP的功能与动、植物细胞代谢(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。(1)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等()(2)线粒体内膜、内质网膜和

3、叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP()(3)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化()(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应()(5)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源()(6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生ATP的合成与水解()(7) “能量”就是指ATP，ATP就是“能量”()据图分析ATP的结构和特点(1)图示a处应为“H”还是“OH”？提示图示a处应为“OH”，因为该五碳糖为核糖。(2)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则

4、为高能磷酸键，其中d处的化学键最易断裂和重建。(3)图示框e中结构的名称是什么？它与DNA、RNA有何关系？提示图示框e中结构为腺嘌呤核糖核苷酸，它是构成RNA的基本单位之一，当发生逆转录时，它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。命题点一ATP的结构和特点分析1(2018广西北海高三一模)ATP是细胞直接的能源物质。dATP(d表示脱氧)是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写，其结构式可简写成dAPPP。下列有关分析错误的是()A一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成B细胞内生成dATP时有能量的储存，常与放能反应相联系C在DNA合成过程中，dATP是构成DNA的基本单位之一

5、DdATP具有高能磷酸键，可能为细胞的某些反应提供能量答案C解析根据题意，dATP与ATP结构类似，从其结构简式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A正确；细胞内生成dATP时要形成高能磷酸键，有能量的储存，常与放能反应相联系，B正确；DNA的基本组成单位是四种脱氧核苷酸，而dATP是三磷酸脱氧腺苷，在DNA合成过程中，dATP不是构成DNA的基本单位，C错误；dATP含有2个高能磷酸键，可能为细胞的某些反应提供能量，D正确。2(2019成都七中高三诊断)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，下列叙述错误的是()AA

6、TP的合成常伴随着细胞内的放能反应B1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质CCTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的DUTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料答案C解析细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，A正确；1分子GTP彻底水解可得到磷酸、核糖和碱基3种小分子物质，B正确；CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C错误；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，可作为基因转录的原料，D正确。命题点二ATP与ADP的相互转化和ATP的利用3科学家从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质，并且发现该物质(简称F)不仅在能量储存过程

7、中起着重要作用，而且还是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实，当某些物质存在时，F还可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸。下列相关叙述错误的是()A物质F水解ATP的过程可能需要其他物质共同参与B物质F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活性C线粒体中若缺少物质F，ADP可能无法与磷酸结合形成ATPD线粒体中形成ATP所需要的能量直接来源于葡萄糖的分解答案D解析某些物质存在时，F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸，A正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，当某些物质存在时，F可以把ATP缓慢水解为ADP和磷酸，故F同时具有类似于ATP水解酶及ATP合成酶的活

8、性，B正确；F是形成ATP过程中不可缺少的一种酶的复合体，线粒体中若缺少它，ADP可能无法与磷酸结合形成ATP，C正确；线粒体中形成ATP所需要的能量来自丙酮酸的分解、H和氧气结合，D错误。4下列有关ATP的叙述错误的是()AATP和ADP的相互转化保证了机体对能量的需求B图中两次ATP的水解，后者能量可用于各项生命活动C图中两次合成ATP，前者能量来源于光能且在人体细胞中不会发生DATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成答案D解析细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，保证了机体对能量的需求，A项正确；图中两次ATP的水解，前者能量储存在有机物中，后者能量可用于各项生命

9、活动，B项正确；图中两次合成ATP，前者ATP的合成是通过光合作用，所需能量来源于光能，在人体细胞中不会发生，C项正确；一分子ATP由3个磷酸基团和1个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成，D项错误。生命观念细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等考点二酶的本质、作用及特性1酶的本质与作用(

10、1)酶本质的探索历程(连线)(2)酶的本质和功能(3)酶的作用原理表示无酶催化时反应进行需要的活化能的是AC段。表示有酶催化时反应进行所需要的活化能的是BC段。酶降低的活化能是AB段。若将酶变为无机催化剂，则B在纵轴上向上移动。2酶的特性(连线)归纳总结关于酶的8个易错点项目正确说法错误说法产生场所活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞等)具有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物(绝大多数为蛋白质，少数为RNA)蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体

11、内合成有的可来源于食物等合成原料氨基酸、核糖核苷酸只有氨基酸合成场所核糖体、细胞核等只有核糖体(1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物()(2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()(3)酶提供了反应过程所必需的活化能()(4)随着温度降低，酶促反应的活化能下降()(5)酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用()(6)酶活性的发挥离不开其特定的结构()(7)蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类()(8)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁() (9)同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同() 如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分

12、析：(1)A、B两种酶的化学本质是否相同？提示不相同。A酶能抵抗该种蛋白酶的降解，化学本质不是蛋白质而是RNA；B酶能被蛋白酶破坏，活性降低，化学本质为蛋白质。(2)B酶活性改变的原因是什么？提示B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。(3)欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用哪种酶处理？提示应选用RNA水解酶处理。1与酶有关的曲线分析(1)酶高效性的曲线与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶和无机催化剂一样，只能缩短达到化学平衡所需要的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶专一性的曲线加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。加入酶A的反应

13、速率比无酶条件下的反应速率明显加快，说明酶A对此反应有催化作用。(3)影响酶活性因素的相关曲线甲曲线分析：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、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子的结构未被破坏，温度升高可恢复活性。乙曲线分析：纵坐标为反应物剩余量，剩余量越多，生成物越少，反应速率越慢；图示pH7时，反应物剩余量最少，应为最适pH；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曲线甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率先随底物浓度增加而加快，当底物达到一定

14、浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。乙图：在底物足量、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。2酶专一性的理论模型(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、相契合的结构。命题点一酶的本质与特性的综合分析1(2017全国，3)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是()A在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶B由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 答案C解析DNA主要在细胞核中合成，此外在线粒体

15、和叶绿体中也能合成，因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶，A项错误；只要给予适宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性，B项错误；盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性，胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C项正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 ，但是37 不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D项错误。2核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是()A核酶能将所有RNA单链降解，与脂肪酶有3种元素相同B核酶和脂肪酶都能与双缩脲

16、试剂在常温下发生紫色反应C因核酶为单链RNA分子，所以核酶分子中一定不存在氢键D核酶在温度过高或过低条件下降低活化能的效果可能不同答案D解析核酶只能降解特异的mRNA序列，其化学本质为RNA，脂肪酶的化学本质为蛋白质，二者共有的元素有C、H、O、N 4种；脂肪酶能够与双缩脲试剂发生紫色反应，核酶不能发生该反应；核酶为单链RNA，但单链RNA折叠也可能形成氢键；温度过高或过低对核酶的影响不同，因此导致核酶降低活化能的效果不同。社会责任酶在生活中的实例(1)人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适p

17、H为6.8，而胃液的pH为0.91.5。(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。命题点二酶的相关曲线分析3(2018菏泽高三一模)某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时，根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是()A降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶B在30 条件下竞争能力最强的一定是微生物丙C对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶D若将温度改为pH，则所得实验结果曲线与

18、图示结果相同答案C4用某种酶进行有关实验的结果如下图所示，下列有关说法错误的是()A该酶的最适催化温度不确定B图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C由图4实验结果可知酶具有高效性D由图3实验结果可知Cl是该酶的激活剂答案C解析图1显示温度对酶活性的影响，图中结果只能显示30 比较适宜，但温度梯度太大，不能确定该酶的最适催化温度，A项正确；图2显示该酶的最适pH为7，而胃蛋白酶的最适pH为1.5，由图4可知该酶为麦芽糖酶，B项正确；图3能说明Cl是该酶的激活剂，Cu2是该酶的抑制剂，D项正确；图4可说明酶具有专一性，C项错误。科学思维解答坐标曲线题的“三步曲”考点三探究影响酶活性的因素1实验原理

19、(1)探究温度对酶活性的影响反应原理鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)探究pH对酶活性的影响反应原理(用反应式表示)：2H2O22H2OO2。鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速率，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。2实验步骤和结果(1)探究温度对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31加入等量的可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2控制不同的温度条件60 热水(5分钟)沸水(5分钟)冰块(5分钟)3加入等量的新鲜淀粉酶溶液1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)1 mL(5分钟)4加入

20、等量的碘液1滴1滴1滴5观察实验现象不出现蓝色(呈现碘液颜色)蓝色蓝色 (2)探究pH对酶活性的影响序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量的体积分数为3%的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL2注入等量的不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL 5%的HCl1 mL 5%的NaOH3注入等量的过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴4观察实验现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生5将带火星的卫生香插入试管内液面的上方燃烧剧烈燃烧较弱燃烧较弱1实验材料选择时的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响的实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加

21、热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。(2)在探究pH对酶活性的影响实验中，不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快，从而影响实验结果。2实验步骤和结果检测的注意事项(1)在探究温度对酶活性的影响的实验中，底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。 (2)在探究pH对酶活性的影响实验中，宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。(3)若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂

22、，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。命题点一影响酶活性的因素的基础实验分析1探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是()取3支试管，编号，各注入2 mL淀粉溶液；另取3支试管，编号，各自注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液试管中，维持各自的温度5 min向各试管中滴一滴碘液将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉溶液和一份淀粉酶溶液，分别放在60 的热水、沸水和冰水中观察实验现象A BC D答案D解析探究温度对酶活性影响的实验步骤为：分组酶与底物在各自温度下处理一段时间酶与底物混合，保温一段时间检测观察实验现象。2(2018太原中学联考)下列关于探

23、究酶活性实验的设计思路，最适宜的是()A利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响B利用过氧化氢和过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响C利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究温度对酶活性的影响D利用淀粉、淀粉酶和斐林试剂探究pH对酶活性的影响答案B解析温度影响过氧化氢的分解，从而对过氧化氢酶活性测定造成干扰，A项错误；利用过氧化氢和过氧化氢酶可探究pH对酶活性的影响，B项正确；斐林试剂使用时需要水浴加热，温度会对实验结果造成干扰，C项错误；酸性条件下淀粉会水解，会对实验结果造成干扰，D项错误。命题点二实验的拓展和应用3下图的实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响。先将酶和乳汁分别放在2支试管中

24、，然后将2支试管放入同一温度的水中进行水浴15 min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验并记录不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表：装置ABCDEF水浴温度/102030405060凝乳时间/min不凝固7.04.01.54.0不凝固据此实验，请判断下列叙述中正确的是()A凝乳时间越长，凝乳酶的活性越高B如果将A组的水温逐渐提高，乳汁可以凝固C低温破坏了酶的分子结构，所以10 温度下乳汁不凝固D凝乳酶的最适温度一定为40 答案B解析A组不凝固的原因是温度太低，酶的活性受到抑制，当温度逐渐升高时，会提高酶的活性，使乳汁凝固。4某研究小组在研究不同金属离子

25、对某水解酶活性的影响时，得到下图结果。下列分析不正确的是()AMn2降低了相应化学反应过程所必需的活化能BCo2或Mg2可能导致酶结构改变使其活性降低C不同离子对酶的活性有提高或降低作用D该水解酶的用量是实验的无关变量答案A解析从图中可以看出，Mn2只是提高了该水解酶的活性，并不能降低反应过程所必需的活化能，A项错误；Co2或Mg2可能导致酶结构改变使该水解酶活性降低，B项正确；从图中可以看出，有的离子可以提高酶的活性，有的离子可以降低酶的活性，C项正确；不同金属离子是实验的自变量，该水解酶的活性是实验的因变量，该水解酶的用量是实验的无关变量，D项正确。矫正易错强记长句1ATP是与能量有关的一

26、种物质，不可等同于能量。2ATP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，因此不是可逆反应。3细胞中ATP含量很少，但是ATP与ADP的相互转化非常迅速，能为生命活动提供大量能量。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡，不会剧烈变化。4吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，需要ATP水解酶的催化，同时也消耗水；放能反应一般与ATP的合成相联系。5酶促反应速率与酶活性不同。温度和pH通过影响酶活性，进而影响酶促反应速率。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。如图为不同条件下，某酶促反应生成物的浓度随时间的变化曲线，请分析

27、：1若表示的是不同催化剂条件下的反应，是不加催化剂，是加无机催化剂，是加酶，这体现了酶的高效性，酶具有该特性的原理是同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。2若表示不同温度条件下的反应，能否确定三种温度的高低，为什么？不能，因为在最适温度下，酶的活性最高，但是温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。3生物体内酶的化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、酶的作用条件较温和。4过酸、过碱或温度过高使酶永久失活的原因：酶的空间结构遭到破坏。重温高考演练模拟1.(2017天津，3)将A、B两种物质混合，T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。下列叙述

28、错误的是()A酶C降低了A生成B这一反应的活化能B该体系中酶促反应速率先快后慢CT2后B增加缓慢是酶活性降低导致的D适当降低反应温度，T2值增大答案C解析T1时加入酶C后，A浓度逐渐降低，B浓度逐渐升高，说明酶C催化物质A生成了物质B。由于酶能降低化学反应的活化能，因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能，A项正确；由图可知，该体系中酶促反应速率先快后慢(减慢的原因是底物减少)，B项正确；T2后B增加缓慢是反应物A减少导致的，C项错误；图示是在最适温度条件下进行的，若适当降低反应温度，则酶活性降低，酶促反应速率减慢，T2值增大，D项正确。2(2016全国，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是()A加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量答案C解析测定酶活力的影响因素时，在改变被探究因素之前，务必防止酶与底物混合，故只有C选项所述操作顺序正确。3(2016海南，11)下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是()A含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一B加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加C无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴