1、第8讲 酶和ATP 1酶的作用原理(1)原理：酶降低反应的活化能。(2)图示及解读：考点一 酶的作用原理及特性没有酶催化的反应曲线是b。有酶催化的反应曲线是a。AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。BC段的含义是酶降低的活化能。若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。2酶的特性 角度一 分析酶的本质与作用1(2016湖南名校联考)如图曲线、分别表示物质A在无催化条件和有酶催化条件下生成物质P所需的能量变化过程。下列相关叙述正确的是()Aad段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能B若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则
2、b在纵轴上将向下移动C若仅增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状均发生改变D若曲线为最适酶促条件下的曲线，改变酶促条件后，则b在纵轴上将向上移动解析：ca段表示在无催化剂的条件下A生成P需要的活化能，cb段表示在有酶催化的条件下A生成P需要的活化能，ad段表示在无催化剂条件下，P生成A所需要的活化能，A错误；若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动，B错误；增加反应物A的量，则图中曲线的原有形状不会发生改变，C错误；酶的活性受温度、pH等的影响，最适条件下酶降低反应活化能的效果最好，酶活性最高，如果曲线为最适酶促条件下的曲线，则降低反应活化能的效果最显著，改变酶促条件后，酶降
3、低化学反应活化能的效果减弱，达到活化状态需要的能量增加，b在纵轴上将向上移动，D正确。答案：D2图示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是()A胃蛋白酶能使抗体失活B抗体的化学本质是蛋白质C木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质D胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶解析：经木瓜蛋白酶或胃蛋白酶处理后，抗体中的部分化学键断裂，进而导致抗体失活；根据酶的专一性可知，抗体的化学本质为蛋白质；本实验不能得出两种酶的化学本质是蛋白质的结论；从图中信息可知，胃蛋白酶催化抗体水解时断裂的肽键数较多。答案：C角度二 酶的作用特性3(2016天津和平区模拟)如图表
4、示酶的催化反应过程有关叙述错误的是()A该酶促反应过程可表示为abcdB适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率Cc或d的生成速率可以表示酶促反应的速率D若探究底物浓度对酶促反应速率影响，b的数量就是实验的自变量解析：由以上分析知，a表示酶，该酶促反应过程可表示为bcd，A错误；由以上分析知，a表示酶，适当增大a的浓度会提高酶促反应的速率，B正确；由以上分析知，c和d表示生成物，酶促反应的速率可以用单位时间内产物的生成速率来表示，C正确；由以上分析知，b表示反应底物，如果探究底物浓度对酶促反应速度的影响，自变量是底物浓度，D正确。答案：A4下列曲线、中能正确表示人体消化酶作用规律的是()A和 B和
5、C和D和A和 B和C和D和解析：人体内酶的最适温度接近正常体温(37)，故第一个坐标系中能表示人体消化酶作用的是曲线。第二个坐标系中，酶含量为a作为参照，当在底物浓度较低时，反应速率的限制因素是底物浓度而不是酶含量，所以酶含量a时的曲线起始段应和酶含量为a时的曲线重合，排除曲线。答案：D 1ATP的结构及组成部分的含义 考点二 ATP的结构、功能和利用2ATP的再生和利用3ATP产生速率与O2供给量之间的关系(1)图中A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之
6、增加。(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。清错破疑 对ATP认识上的四个易误点 (1)误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应。ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不尽相同，因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应，但物质可重复利用。(2)误认为ATP转化为ADP不消耗水。ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需酶的催化，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。(3)误认为“ATP能量”。ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一
7、种物质，不能将两者等同起来(ATP能量)。(4)误认为细胞中含有大量ATP。生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。角度一 ATP的结构与功能5(2015海南卷改编)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是()A酒精发酵过程中有ATP生成BATP可为物质跨膜运输提供能量CATP中高能磷酸键水解可释放能量DATP中腺苷由腺嘌呤、脱氧核糖组成解析：酵母菌进行酒精发酵过程中有ATP生成，A正确；ATP可为主动运输提供能量，B正确；ATP中远离腺苷的高能磷酸键
8、水解可释放能量，为生命活动供能，C正确；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，D错误。答案：D6(2016湖南名校联考)下列有关ATP的叙述，不正确的是()AATP可以水解，为细胞提供能量，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解B细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性C在ADP转化成ATP的过程中，所需能量来自有机物氧化分解释放的能量D主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质都是ATP解 析：ATP水解是指远离腺苷的高能磷酸键的水解，A正确；ATP是直接能源物质，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性，B正确；在ADP转化成ATP的过程中，所需能量
9、来自有机物氧化分解释放的能量或光能(可以光合作用的生物)，C错误；主动运输、肌肉收缩、大脑思考所需直接能源物质都是ATP，D正确。答案：C角度二 ATP与DNA、RNA的组成比较7在下列几种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是()A和 B和C和D和解析：根据题意知“”中所对应的含义分别为：一磷酸腺苷AMP，腺嘌呤，DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，腺苷，腺苷。答案：D8下图是人体细胞代谢部分简图。图中甲表示ATP，下列有关叙述错误的是()A甲乙丙丁过程中，起催化作用的酶空间结构不同B丙是RNA的基本组成单位之一C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成
10、D在红细胞吸收葡萄糖时，细胞中乙的含量会显著增加解析：甲乙丙丁表示ATP的逐步水解，每一次水解反应的酶都不同，故A正确；丙为AP，A是腺苷，由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成，加上1分子磷酸，构成1分子腺嘌呤核糖核苷酸，故B正确；丁表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，戊表示磷酸，是ATP的组成成分，故C正确；红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，不需要消耗ATP，故乙(ADP)的含量不会显著增加，故D错。答案：D1实验原理(1)探究温度对酶活性的影响 考点三 实验：探究影响酶活性的因素鉴定原理：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
11、2实验步骤(1)温度对酶活性的影响(2)pH对酶活性的影响 如何确定酶的最适温度和pH?提示：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。特别注意：在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列、相互对照外，其他所有无关变量都必须相同且适宜(包括材料的大小、质量、生长状况等)。1在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什
12、么一定不能颠倒顺序？提示：因为酶具有高效性，把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。2实验中所用酶的来源不同，其最适温度相同吗？试举例说明。提示：不同。常见示例：若淀粉酶为市售的淀粉酶，其最适温度为5075；若淀粉酶来自人体或生物组织，则最适温度为37 左右。3在探究温度对酶活性影响的实验中，为什么不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解？在选用淀粉酶分解淀粉时，为什么不选用斐林试剂进行检测？提示：过氧化氢在加热的条件下自身会加快分解。斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下，才能生成砖红色沉淀，但实验需要控制温度。4探究温度、pH对酶活性的影响实验中，自变量和因变量分别是什么？提示：探究温度对酶活性的影
13、响实验中，自变量是温度，因变量是淀粉水解程度。探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，因变量是过氧化氢的分解速率。5唾液淀粉酶随食物进入胃内，为什么不能继续将淀粉分解为麦芽糖？提示：唾液淀粉酶的pH在6.27.4，而胃液的pH在0.91.5，在胃中唾液淀粉酶失活，并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解。角度一 温度、pH对酶活性影响的实验原理与结果分析9研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是()A底物浓度可影响酶促反应速率B若反应温度不断升高，则A点持续上移CP对该酶的活性有抑制作用D曲线所代表的反应比曲线所代表的反应先达到反应平衡解析：由图可知，底物浓度
14、在一定范围内，酶促反应速率随底物浓度的增加而加快；酶促反应都有适宜的温度，超过这一温度时，酶的活性会降低，酶促反应速率下降，A点不会持续上移；与仅有酶的曲线相比，加入化合物P后酶促反应速率降低，说明P对该酶的活性有抑制作用；从坐标图可以看出，曲线条件下比曲线条件下反应速率高，故达到反应平衡所需的时间要短。答案：B10在下列实验中，试管内容物一定变成蓝色的是()A.1、2、3 B2、3、4C3、4、5 D2、4、5解析：1、3号试管中糨糊被唾液中的唾液淀粉酶分解，加入碘液不会变蓝；2号试管中加入清水，淀粉不会被分解，加入碘液变蓝；4号试管在0 条件下，淀粉酶活性较低，淀粉几乎不被分解，加入碘液变
15、蓝；5号试管中淀粉酶在强酸的作用下失活，淀粉不被分解，加入碘液变蓝。答案：D角度二 确定酶的最适温度和pH11下列有关酶的实验设计思路正确的是()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利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性C利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性D利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响解析：因为过氧化氢不稳定，在高温下会自行分解成水和氧气，会对实验结果造成影响，故其不适合用来探究温度对酶活性的影响；利用淀粉、蔗糖、淀粉酶验证酶的专一性，可用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用；胃
16、蛋白酶的最适pH小于3，验证pH对酶活性的影响应设置在最适pH左右。答案：C12下表是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果。根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是()A该实验的自变量为温度B该实验检测的因变量是还原糖的生成量C纤维素被水解成了还原糖D该纤维素酶的最适温度为40 解析：该实验的目的是探究温度对纤维素酶活性的影响，所以实验的自变量是温度。从表格中的处理方法可知，该实验的因变量是检测还原糖的生成量。该实验只设置了三个温度，40 时酶的活性相对较高，但不能说明40就是该纤维素酶的最适温度。答案：D解读影响酶活性因素的相关曲线信息解读(1)底物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系：
17、甲图：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。乙图：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呈正相关。温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。(2)反应时间与酶促反应的关系：丙、丁、戊三图的时间t0、t1和t2是一致的。随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因积累而增多。t0t1段，因反应物较充足，所以反应速率较高，反应物消耗较快，生成物生成速率快。t1t2段，因反应物含量较少，所以反应速率降
18、低，反应物消耗较慢，生成物生成速率较慢。t2时，反应物被消耗干净，生成物也不再增加，此时反应速率为0。解题技法“四看法”分析酶促反应曲线1如图1为温度对酶促反应速率的影响示意图，图2的实线表示在温度为a的条件下生成物量与时间的关系。则图2中可表示当温度提高一倍时生成物量与时间的关系的曲线是()A曲线1 B曲线2 C曲线3 D曲线4 解析：从图1可以看出，当温度由a变为2a时，酶促反应速率提高，所以能在更短的时间内达到反应的平衡点。答案：B 2某生物小组用某种酶进行了三组实验，有关实验的结果如图所示，下列说法正确的是()A本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶B三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温
19、和性C通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近30、pH7DpH5或温度为20 条件下酶活性下降的原因相同解析：图3中，麦芽糖的含量减少，蔗糖保持不变，说明该实验研究的酶是麦芽糖酶。酶具有高效性是酶与无机催化剂相比，图示中并没有进行此实验。图1中温度为30时，达到反应平衡点所用的时间最短，说明此温度最接近最适温度；图2中pH7时，底物剩余量最少，说明底物被分解的最多，因此，该种酶活性最大时的条件接近30、pH7。在pH5时，该酶活性下降的原因是酶的结构被破坏，温度为20的条件下，酶的活性降低但酶的结构没有破坏，所以D错误。答案：C1加热使反应物获得了能量，加快反应速率。2同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。3酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。4酶具有专一性和高效性，作用条件较温和。5低温抑制酶的活性，但不破坏酶的分子结构。6高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构破坏而永久失去活性。7ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。8细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。