1、第7讲ATP与酶1ATP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2ATP和ADP的相互转化ATPADPPi能量(1)下列需要A过程提供能量的是。主动运输生物发光、发电肌肉收缩淀粉合成大脑思考植物根细胞吸收水分(2)进行B过程的生命活动和场所生命活动场所：线粒体、细胞质基质、叶绿体。(3)进行B过程的能量来源和去向光能和有机物氧化释放的能量。去向：用于形成ATP中的高能磷酸键。1含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一。(2016海南卷，T11A)()命题来源于必修一教材P8889ATP与ADP可以相互转
2、化2DNA与ATP中所含元素的种类相同。(2015全国卷，T1A)()命题来源于必修一教材P88ATP的化学组成旁栏相关信息3机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP。(2014全国卷，T2B)()命题来源于必修一教材P8890ATP的利用1动植物体内ATP的合成与水解2ATP产生量与O2供给量之间的关系(1)在无氧条件下，生物细胞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，此时的限制因素可能是酶、有机物、ADP、磷酸等。(3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP产生量曲线应从原点开始
3、。关于ATP的2个易错提醒(1)ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物(如蛋白质、糖原、淀粉等)的水解都需要消耗水。(2)ATP水解释放的能量是储存于高能磷酸键中的化学能，可直接用于各项生命活动(光反应阶段合成的ATP只用于暗反应)；而合成ATP所需能量则主要来自有机物氧化分解释放的化学能或光合作用中吸收的光能。1判断正误(1)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。()(2)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。()(3)ATP在细胞内含量很少，但是ATP与ADP在细胞内转化十分迅速的。()(4)细胞内ATP
4、与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。()(5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。()(6)吸能反应总是与ATP水解反应相联系，放能反应总是与ATP合成反应相联系。()2(2018河池联考)下列关于ATP的叙述，正确的是()AA代表腺嘌呤脱氧核苷BATP中的糖是五碳糖CATP的结构简式可表示为APPPD细胞生命活动均需ATP直接供能解析：选BATP中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，A错误；ATP中的糖是核糖，属于单糖中的五碳糖，B正确；ATP的结构简式可表示为APPP，C错误；ATP是细胞的直接能源物质，但并不是唯一的直接能源物质，如NADPH(H)也可以直接供
5、能，D错误。ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析(1)ATP结构中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA结构中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA结构中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸结构中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。角度围绕ATP与ADP的相互转化和ATP的结构和功能考查理解能力和实验探究能力3.(2017重庆模拟)下图为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法错误的是()ATPADPPi能量AATP中的“A”与ATP彻底水解后生成的“A”表示不同物质BA
6、TP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为化学能，但无法转化为光能CATP与ADP快速转化依赖于酶的高效性D酶1和酶2的作用机理都是降低反应的活化能解析：选BATP中的“A”为腺苷，ATP彻底水解后生成的“A”表示腺嘌呤，A项正确；ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转化为光能和化学能，B项错误；ATP在细胞中的含量很低，快速转化依赖于酶的高效性，C项正确；酶的作用原理是降低反应的活化能，从而提高反应速率，D项正确。4(2018江西临川一中质检)经研究证实ATP是细胞的能量“通货”。请分析回答问题：(1)ATP分子结构简式是_。研究发现，正常成年人安静状态下24 h有40 kg ATP发生转
7、化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为210 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是_。(2)细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是_。(3)为了研究X物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24 h，然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如表所示：实验组编号X物质的浓度(mgmL1)细胞内ATP的浓度(mmolmL1)细胞死亡百分率(%)A0801B2703C45010D82025E16570F32195该实验的因变量是_。实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系？_。若用混有浓度为
8、2 mgmL1的X物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是_。解析：(1)ATP分子结构简式是APPP。细胞中的ATP的含量非常少，但是ATP与ADP能迅速发生相互转化，所以能满足细胞对能量的需要。(2)ATP全名叫三磷酸腺苷，若3个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的结构为腺苷。(3)由题目中信息“研究X物质对动物细胞的影响”和“测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率”可知该实验的自变量是X物质的浓度，因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。分析实验数据可知，细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，使细胞死亡率增加。若用混有浓度为2 mgmL1的X物质的饲料饲喂大
9、鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因可能是X物质阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；抑制主动运输，影响营养物质的吸收。答案：(1)APPPATP与ADP相互迅速转化(2)腺苷(3)细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率细胞内ATP的浓度下降，能量供应减少，细胞死亡的百分率增加X物质阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；X物质妨碍主动运输，影响营养物质的吸收(1)ATP与ADP相互转化不可逆：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。(2)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30
10、.54 kJ/mol的能量。(3)不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。考点二酶的本质、特性及相关实验探究1酶的本质和作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能具有生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能巧记酶的
11、“二、一、一、一”2酶的本质的探索(连线)3酶的特性和原理(连线)1由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。(2017全国卷，T3B)()命题来源于必修一教材P81资料分析关于酶本质的探索2酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度。(2013全国卷，T6C)()命题来源于必修一教材P80酶降低化学反应活化能的图解3生物体内酶的化学本质是_，其特性有_ (答出两点即可)。(2016全国卷，T29(4)提示：蛋白质或RNA高效性和专一性命题来源于必修一教材P83酶的概念和特性1酶的本质和作用(1)酶的本质：有机物(绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA)蛋白质类酶：是由相关基因控制，经转录和翻译
12、，在核糖体上合成的。另外，胞外酶(如消化酶)的合成与分泌还需要高尔基体、内质网、线粒体的参与。RNA类酶：主要是在细胞核中完成的，以核糖核苷酸为原料的转录过程。(2)酶的作用：催化作用(酶是生物催化剂)酶的催化作用原理是降低化学反应所需的活化能。图中ac段和bc段分别表示无催化剂催化时和酶催化时反应进行所需要的活化能。若将酶变为无机催化剂，则b点在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低化学反应的活化能，但会提供活化能。2酶特性及相关曲线分析(1)高效性：下图表示酶高效性的曲线与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点，且酶在反应前后的质量和性质
13、无变化。酶只能催化已存在的化学反应。(2)专一性：下图表示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，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。(3)受温度和pH的影响下图表示温度和pH对酶促反应速率的影响。在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用逐渐增强，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，酶分子结构并未被破坏，温度在一定范围内升高，酶可恢复活性。从图丙可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(4)其他因素对酶促反应速率的影响除了温度和
14、pH外，底物浓度和酶浓度也会影响酶促反应速率，如下列曲线所示：图甲：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性的限制，酶促反应速率不再增加。图乙：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。1判断正误(1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。()(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。()2(2013全国卷)关
15、于酶的叙述，错误的是()A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物解析：选B低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，所以B错误。角度1依据酶的作用特性考查实验探究能力3.下表是关于酶专一性的实验设计，相关叙述正确的是()步骤12345注入淀粉溶液注入蔗糖溶液注入某种酶溶液注入斐林试剂并水浴加热观察现象试管2 mL2 mL2 mLA试管
16、2 mL2 mL2 mLBA.该实验的自变量是酶的种类，无关变量是底物的用量、反应温度等B步骤3只能选用新鲜的淀粉酶C若步骤3选用新鲜的淀粉酶，则现象A是产生砖红色沉淀，现象B是无砖红色沉淀D该实验还可以选用碘液作为检测试剂解析：选C本实验用同种酶催化两种不同的物质来研究酶的专一性，自变量是底物种类，A项错误；酶可以选择新鲜的淀粉酶或蔗糖酶，B项错误；若选用新鲜的淀粉酶，试管中的淀粉被水解成还原糖，所以现象A是产生砖红色沉淀，现象B是无砖红色沉淀，C项正确；蔗糖及蔗糖水解产物都不能与碘液发生颜色反应，故用碘液无法判断蔗糖是否被催化水解，D项错误。4(2018洛阳模拟)关于探究酶特性的实验叙述中
17、，最恰当的是()A若探究pH对酶活性的影响，可选择可溶性淀粉溶液为底物B若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照C若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测D若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测解析：选B探究pH对酶活性的影响时，不能选择可溶性淀粉溶液为底物，因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应，A项错误；分解过氧化氢时，过氧化氢酶比无机催化剂(FeCl3溶液)分解的速率快，可证明酶具有高效性，B项正确；若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择碘液检测，根据颜色的深浅来判断酶的活性，不能用斐林试剂，因为它需要水浴加热，改变温度条件，C项错
18、误；若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不能用碘液检测实验结果，因为碘液不能检测蔗糖的分解，应用斐林试剂检测，D项错误。若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。角度2借助酶的活性影响因素曲线考查获取信息的能力5.(2018石家庄二中联考)如图所示，abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线，有关曲线的判断错误的是()A曲线abd，若X为时间，Y可表示某一化学反应产物的产量B若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点时酶结构中的肽键数与b点时相同C曲线abd，若X为底物浓度，Y可表示反应速
19、率，bd不再增加可能是酶浓度的限制D曲线abc，若X轴为pH，则b点时酶的最适温度高于a点时的最适温度解析：选D曲线abd可表示某一酶促反应中产物的产量随时间而变化的曲线，底物反应完全后产物不再增加，A项正确；若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点的高温条件会破坏酶的空间结构，但不会影响肽键数目，与b点温度条件下肽键数目相同，B项正确；曲线abd若表示酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，bd不再增加可能是酶浓度的限制，C项正确：曲线abc若表示酶促反应速率随pH变化的曲线，则b点和a点相比酶的最适温度并没有变，D项错误。6(2016全国卷)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组
20、(20)、B组(40)和C组(60)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10，那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量_，原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_，其特性有_(答出两点即可)。解析：本题考查温度对酶活性影响实验的相关知识。(1)由图可见，在Ot1范围内，B组产物浓度最高，且曲线的切线斜率最大，可知B组酶活性最高。(2)由图可知，在时间t1之前，温度从20提高到40，
21、酶促反应速度加快，所以，A组提高10后，酶催化反应的速度加快。(3)据图可知，C组在t2时，产物浓度远低于A、B两组，说明反应物并没完全反应完毕，而且t2前后产物浓度不变，说明酶已完全失活，因此，t2时增加底物量，产物不再增加。(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。酶的特性有：高效性、专一性、作用条件较温和等。答案：(1)B(2)加快(3)不变60条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或RNA高效性和专一性“四看法”分析酶促反应曲线网络构建答题必备_1.酶的催化效率高的原因是：同无机催化剂相比，酶能显著降低化学反应的活化能。2关于酶全面而准确的表
22、述是：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。3温度、pH与酶活性之间关系的表述是：在最适的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。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。5ATP的分子结构可以写成简式：APPP，其功能是直接给细胞的生命活动提供能量。探究高考模拟演练_1(2017全国卷)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解析：选C本题考查酶的相关知识。细胞质中线粒体和
23、叶绿体内也有参与DNA合成的酶，A错误；在适宜环境下，酶在生物体内外都有催化活性，B错误；在胃蛋白酶的提取液中加入某些无机盐溶液后，可以使胃蛋白酶凝聚而从溶液中析出，C正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度不适合该酶的保存，应该在低温下保存，D错误。2(2017天津卷)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。叙述错误的是()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值增大解析：选C本题考查酶促反应过程中酶的作用。由图示中A、B物质变化曲线知，A、B分别为反应物和生成物，酶C的作用
24、是降低A生成B这一反应的活化能，A正确；随反应物浓度降低，该体系中酶促反应速率先快后慢，B正确；T2后因A浓度降低导致了反应速率下降，从而导致B浓度增加缓慢，C错误；该图为最适温度下的酶促反应曲线，若适当降低反应温度，达到反应平衡的时间会延长，T2值会增大，D正确。3(2014全国卷)ATP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质基质中都能形成ATPD植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用解析：选B细胞核无法进行细胞呼吸，细胞核需要的ATP主要
25、由线粒体提供，A正确；ATP是生命活动直接的能源物质，机体无时无刻不在消耗ATP，睡眠时生命活动并没停止，也需要消耗能量，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中进行，都有ATP形成，C正确；根细胞主要通过主动运输的方式吸收矿质离子，其消耗的能量来源于细胞呼吸，D正确。4(2013全国卷)已知大麦在萌发过程中可以产生淀粉酶，用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验：试管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验步骤实验结果步骤1步骤21011带胚25保温24 h后去除种子，在各试管中分别加入1 mL淀粉液25保温10 min后各试管中分别加
26、入1 mL碘液，混匀后观察溶液颜色深浅2011去胚30.210.8去胚40.410.6去胚50.410.6不加种子注：实验结果中“”越多表示颜色越深，表中液体量的单位均为mL。回答下列问题：(1)淀粉酶催化_水解可生成二糖，该二糖是_。(2)综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的_，这两支试管中淀粉量不同的原因是_。(3)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该实验中GA的作用是_。(4)综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_。解析：(1)淀粉酶能催化淀粉水解，淀粉的初级水解产物是麦芽糖，其水解后生成两个葡萄糖。(2)试管1和试管2两组进行对比，相互之
27、间的自变量为是否有胚(或有无淀粉酶存在)，因变量是试管中淀粉的含量。在此实验中淀粉的含量由生成的淀粉酶的量决定，淀粉酶含量越高，则淀粉被水解的越多；淀粉酶含量越低，则淀粉被水解的越少；无淀粉酶，则淀粉不被水解。检测时，加入碘液后，颜色较深的含淀粉多，颜色较浅的含淀粉少。(3)以试管5作为空白对照，对比试管2和试管3，仅有试管3中的淀粉被分解，说明试管3有淀粉酶产生，而试管2没有淀粉酶产生。由此可以推断GA溶液在无胚的情况下可诱导种子生成淀粉酶，继而促进了淀粉的水解。(4)观察试管2、3和4，三者加入的GA溶液浓度呈梯度分布，且当GA含量越多时，试管中的淀粉越少。由此可推测，GA浓度高对淀粉酶的诱导效果好。答案：(1)淀粉麦芽糖(2)少带胚的种子保温后能够产生淀粉酶，使淀粉水解(3)诱导种子生成淀粉酶(4)GA浓度高对淀粉酶的诱导效果好
