1、第1节 ATP和酶【学习目标导航】学习目标1、ATP的化学组成和特点（A级），分子简式（A级），与ADP相互转化（B级），2、举例说明酶的本质和特性（A级）3、探究影响酶活性的因素（B级）知识概要（一）ATP：1、ATP的结构简式ATP的中文名称是_，其结构式可以简写成_。A表示_，T表示_，P表示_。在结构简式中“”表示_。2、ATP与ADP的相互转化ATP分子中_的高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂，也很容易重新形成。在ATP与ADP的转化中，位于ATP末端的高能磷酸键，能很快地水解断裂形成ADP和Pi,同时释放能量，同样，在提供能量和相关酶的作用下，ADP和Pi也容易又转化为ATP，转化
2、式可表为 ，其中ATP的水解酶与合成酶 同一种酶。ATP在细胞内的含量是_的。ATP在细胞内的转化是十分迅速的。细胞内ATP的含量总是处在_之中，对于构成生物内部稳定的供能环境，具有重要意义。3、ATP的形成途径对于动物和人来说，ADP转化成ATP时所需要的能量，来自_，对于绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需要的能量，来自_和_。构成生物体的活细胞，内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化，同时也就伴随有能量的 _和 。故把ATP比喻成细胞内流通着的“ ”。（二）酶：1、酶的发现：美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有_ ，科学家切赫和奥特曼发现少数 也具有生物催化作用。总之，酶是_产生的
3、一类_ _的_，胃蛋白酶、唾液淀粉酶等绝大多数的酶是_，少数的酶是RNA。（见教材P61“拓展视野”）2、酶的特性科学研究表明，所有的酶在一定的条件下，都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身_ 。酶具有 性和 性。温度可以影响酶的活性，高温能破坏酶的 ，从而使酶丧失活性，低温只能使酶的活性 。PH也是影响酶活性的一个因素，每一种酶都有它特定的最适合的PH环境，如胃蛋白酶适合在强酸性条件下发挥催化效应，小肠部位的酶适合在弱碱性条件下发挥催化效应，但对于某种酶而言，偏酸或偏碱都会破坏酶的 从而使酶 。【知识拓展与链接】一、ATP与ADP的相互转化生活细胞在生命活动中无时无刻不需要能量供应
4、，可以理解ATP的消耗是可观的，ATP形成依靠反应不断在转化中产生能量，同时也靠它不断补充自己。定量测定表明，细胞内ATP的含量是比较平稳的。这种相对稳定的浓度如何能满足某些细胞生命活动的需要呢？例如处于强烈运动的肌肉细胞对ATP的大量需要，这就要求ATP和ADP转换速度能够随细胞活动的需要而不断变化。细胞合成ATP的速度受细胞消耗ATP速度的调控，ADP的含量对ATP的合成速度起直接的调控作用。细胞内有一系列的调节系统，一方面提供细胞所需的ATP，另一方面使ATP仍能维持相对恒定的水平，这就是动态平衡。ATP和ADP的相互转化不是可逆的，因为反应的酶和能量的形式都不同。例如ATP水解成ADP
5、、Pi的过程中所释放的能量可以用于：机械能；电能；渗透能；化学能；光能；热能。二、酶的特性1.酶具有高效性生物体内的大多数反应，在没有酶的情况下，几乎是不能进行的，即使像CO2与水的合成作用这样简单的反应也是通过体内碳酸酐酶催化的。2.酶具有专一性唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。应该说明的是，生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的物质。这就是说，酶的催化作用具有专一性的特点。一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质。这就是酶作用的专一性。3.酶需要适宜的条件酶的化学本质除有催化活性的RNA之外几乎都是蛋白质。凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强酸、重金属盐等都能使酶失去催
6、化活性，因此酶所催化的反应往往都是比较温和的常温、常压和接近中性酸碱条件下进行。三生物体内的能源细胞内主要的能源物质-糖类 直接能源-ATP 细胞内主要的储能物质-脂肪 最终能源-太阳光【合作探究和能力提升】1ATP也叫三磷酸腺苷、腺三磷。ATP的分子结构比较复杂，它的结构式是： OPPPOOOOCHOOOO O O OHOH2NHNNN2HHH -A 表示腺苷（由腺嘌呤和核糖构成）； T 表示三个磷酸基团（1）请你写出ATP的结构简式。（2）从你所写的结构简式看，ATP有几个高能磷酸键？哪个最容易水解释放能量？（3）从结构上看ATP和腺嘌呤核糖核苷酸有什么联系？2下图为ATP与ADP相互转化
7、的模式图：请写出ATP与ADP相互转化的化学方程式与能量转化的细胞器有哪些？它们的作用是什么？从它们相互转化的方程式看，ATP中的能量有哪些来源？ATP水解后释放的能量有哪些去向 ？ATP 在生物体内含量很少，但它却每时每刻为机体的各项生命活动提供大量的能量，且在体内含量相对稳定，你怎么解释这种现象？3研究表明,在一个化学反应体系中,活化分子越多，反应速率就越快。因此，设法增加活化分子数，就能提高反应速率。而要使活化分子增多，有两种途径：一种是加热或用光照射，使一部分分子获得能量而活化，直接增加活化分子的数量，以加速化学反应的进行；另一种是降低分子活化所需的活化能的高度，间接增加活化分子的数目
8、。催化剂的作用就是能降低活化能。观察下列两组实验，试分析问题 下列四支试管分别加入等量的H2O2 ，1号不做处理，2号加热，3号加FeCl3 (无机催化剂)，4号加新鲜猪肝研磨液（含有过氧化氢酶），一段时间后观察反应现象，回答问题 （1）与1号试管相比，2号试管出现什么不同现象？该现象说明什么？（2）3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？（3）3号和4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？（4）本实验遵循了什么实验原理？4 观察下列实验，思考问题： 试剂试管编号12固体蛋白质块1块-固体淀粉块-1块蛋白酶溶液(ml)1.01.0实验现象蛋白块消失淀粉块未消失（1）本实
9、验体现了什么实验原理？（2）蛋白块消失了淀粉块却没有消失，说明了什么？5. 实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25 室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：酶溶液的pH 1 2 3 4 5蛋白块消失的时间（min） 13 9 11 45 60（1）酶活性最强时的pH是多少_。（2）请你描述蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系？（3）你能用曲线表示PH对酶活性的影响吗？（横坐标表示PH，纵坐标为酶的活性）6. 利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响在不同温度条件下得到的
10、果汁量，结果如下表：温度/1020304050607080出汁量/ml813152515121110根据上述实验，请分析回答下列问题：（1）细胞壁的组成是什么？果胶酶为什么能破除细胞壁？（2）实验结果表明，当温度为多少时，果汁量最多？此时果胶酶的活性怎样？（3）你能画出酶的活性随温度变化的曲线吗？（4）低温和高温对酶活性的影响是一样的吗？为什么？【学习效果检测】一 选择题1. ATP 之所以作为能量的直接来源，是因为A、ATP 在细胞内数量很多 B、ATP 中的高能磷酸键很稳定 C、ATP 中的高能磷酸键储存的能量多且很不稳定 D、 ATP 是生物体内唯一可以储存能量的化合物 2.高等植物体内
11、产生ATP的生理过程有 A.呼吸作用、渗透作用 B.呼吸作用、蒸腾作用 C.光合作用、主动运输 D.光合作用、呼吸作用 3.生物体内既能贮存能量,又能为生命活动直接提供能量的物质是 A.葡萄糖B.糖原C.三磷酸腺苷 D.脂肪 4.ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表A、H2O B、H C、P D、Pi5、30 个腺苷和 60 个磷酸基最多能组成 ATP （ ） A、10 个 B、20 个 C、30 个 D、60 个6、下列关于人体细胞的 ATP 的叙述中，正确的是（ ） A、ATP 虽在人体细胞中普遍存在，但含量不多 B、ATP 在人体细胞中普遍存在，含量很高 C、它含有三个高能磷酸键
12、 D、当它过分减少时，可由 ADP 在不依赖其他物质的条件下直接形成 7、ATP 形成 ADP 时最先断裂的是 A、腺苷与磷酸的结合键 B、两个高能磷酸键 C、靠近腺苷的那个高能磷酸键 D、远离腺苷的那个高能磷酸键 8.血液凝固是一系列酶促反应过程,采集到的血液在体外下列哪一种温度条件下凝固最快 （ ） A.0 B.15 C.35 D.25 9酶是活细胞产生的。下列关于酶的论述错误的是A有些酶是核酸 B酶的数量因参与化学反应而减少C酶的活性与pH有关 D酶的催化效率很高10催化淀粉酶水解的酶是A 肽酶 B 蛋白酶 C 脂肪酸 D 淀粉酶11右图为4种不同的酶（分别以a、b、c、d表示）在不同温
13、度下酶活性变化的曲线。在37时酶活性最高的是（ ）Aa Bb Cc Dd12.将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内,调整pH至2.0,保存于37的水浴锅内。过一段时间后,容器内剩余的物质是 A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B.唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水 C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水 13右图表示某种动物消化酶的催化反应速度与温度之间关系的曲线是 A. B. C. D. 14.2008年奥运会上，中国举重队取得了八金一银的骄人战绩，为我国登上奥运金牌榜首位立下汗马功劳。举重队大力士们赛场上力拔山兮气盖世的气魄让人敬佩不
14、已，下面有关他们体内能量供应的说法错误的是A由于长期的艰苦训练，大力士们的肌肉细胞中储存有大量ATP供比赛时利用B.大力士们举重时的直接能源物质是ATP C.大力士们体内主要的能源物质是糖类D举重运动员奋力一举时，骨骼肌细胞中ATP和ADP的转化是相互的二非选择题15 ATP是生物体内的高能化合物。人和动物的生命活动所需要的ATP主要通过_作用释放的能量来合成。植物体内ADP转化成ATP所需要的能量主要来自_作用和_作用。ATP中_水解，释放能量用于生命活动。16、下表是H2O2在不同条件下的分解。据表回答：试管号处理现象（略）12ml H2O2 + 2滴蒸馏水产生气泡很少22ml H2O2
15、+ 2滴FeCl3产生气泡较多32ml H2O2 + 2滴肝脏研磨液产生气泡很多42ml H2O2 + 2滴（煮沸）肝脏研磨液基本同152ml H2O2 + 2滴肝脏研磨液 + 2滴5%HCl基本同162ml H2O2 + 2滴肝脏研磨液 + 2滴5%NaOH基本同17* * * * * * *（1）比较2号与3号试管的实验现象，说明酶具有 ，其作用原理是 。2号与3号的对照中，自变量是 ，比较4号与3号试管的实验现象，说明 。（2）设置5号、6号、7号试管对照实验是要探究 ，7号试管的处理为 。17.为验证pH值对唾液淀粉酶活性的影响,实验如下: (1)操作步骤: 在1-5号试管中分别加入0
16、.5%的淀粉液2mL 加完淀粉液后,向各试管中加入相应的缓冲液3.00L,使各试管中反应液的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。 分别向1-5号试管中加入0.5%唾液1mL,然后进行37恒温水浴。 反应过程中,每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液,滴在比色板上,加一滴碘液显色,待呈橙黄色时,立即取出5支试管,加碘液显色并比色,记录结果。 (2)结果见下表: *“+,表示蓝色程度。 请回答: 试管编号处理 1 2 3 4 5 PH 5.00 6.20 6.80 7.40 8.00 结果（颜色*） + + + 橙黄色 + + + (1)实验过程为什么要选择37恒温? (2)3号试管加碘液后出现橙黄色,说明什么? (3)如果反应速度过快,应当对唾液做怎样的调整? (4)该实验得出的结论是什么？
