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1、 27/27第2讲酶和ATP课标要求1.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响2解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质实验:探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素核心素养(教师用书独具)1.通过关于酶本质的探索的学习,认识酶的化学本质,并进行分析综合,总结出酶的作用,并能设计实验证明酶的作用及化学本质。(生命观念科学思维科学探究)2通过分析与综合,明确酶的高效性和专一性的含义,并学会设计实验,探究酶的专一性和温度、pH等对酶促反应的影响,进而明确酶在生产和生活中的应用。(科学探究科学思维社会责任)3基于对细胞生命活动实例的分析,理解AT
2、P是生命活动的直接能源物质,并结合ATP的结构特点,认同结构和功能相适应的观点。(生命观念科学思维)考点1酶的本质作用和特性一、酶的作用和本质1酶本质的探索历程(连线)提示:facd、eb2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(真核细胞)来源一般来说,活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶作用场所细胞内、外或生物体外均可生理功能催化作用3.酶作用机理(1)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。(2)作用机理:降低化学反应的活化能。(3)如图曲线表示在无酶催化和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
3、无酶催化与有酶催化的反应曲线分别是。ca段与ba段的含义分别是无催化剂的条件下反应所需要的活化能、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。4比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验过程(2)变量分析二、酶的特性1酶的催化特性(1)高效性:催化效率是无机催化剂的1071013倍。(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(3)作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活;低温条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。2探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用试管编号12注入可溶性淀粉溶液2 mL注入蔗糖溶
4、液2 mL注入新鲜的淀粉酶溶液2 mL2 mL60 水浴保温5 min新配制的斐林试剂2 mL2 mL沸水浴煮沸1 min实验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀(1)实验结果和结论:1号试管有砖红色沉淀生成,说明产生了还原糖,淀粉被水解,2号试管不出现砖红色沉淀,说明蔗糖没有被水解。结论:淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,酶的作用具有专一性。(2)该实验的自变量是底物的种类;因变量是底物是否被淀粉酶水解。本实验设计思路是探究同一种酶是否能催化不同底物水解。1酶提供了反应过程所必需的活化能。()提示:酶的作用是降低活化能。2酶活性的发挥离不开其特定的结构。()3高温和低温均能破坏酶的结构使其
5、失去活性。()提示:低温不破坏酶的结构。4酶活性最高时的温度适合酶的保存。()提示:酶适合保存在低温条件下。5酶在催化反应完成后立即被分解。()提示:酶是催化剂,其在催化反应完成后不会被分解。6酶只能在细胞内发挥作用。()提示:酶在细胞内和细胞外都能发挥作用。1已知胃蛋白酶的最适pH为1.5,小肠液的pH为7.6,胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用吗?为什么?(必修1P82“背景知识”)提示:不能,因为没有了适宜的pH,胃蛋白酶的活性大大降低甚至失活。2临床上溶菌酶与抗生素混合使用,能增强抗生素的疗效,溶菌酶的作用是什么?(必修1P85“科学技术社会”)提示:溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁。1低
6、温与高温、过酸、过碱对酶活性影响的不同之处是_。提示:低温抑制酶的活性不破坏酶的结构,高温、过酸、过碱破坏酶的结构2温度和pH对酶促反应速率的影响与底物浓度和酶浓度对酶促反应速率影响的本质不同是_。提示:温度和pH通过影响酶的活性影响酶促反应速率,底物浓度和酶浓度不影响酶的活性,通过影响酶分子与底物的结合影响酶促反应速率1酶高效性的曲线分析(1)与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。(2)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酶专一性的曲线分析(1)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。(2)加入酶A的反应速率比无酶
7、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分析 甲乙(1)甲曲线分析:在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用逐渐增强,超过最适温度(pH),酶的催化作用逐渐减弱。(2)乙曲线分析:纵坐标为反应物剩余量(相对量),反应物剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;图示pH7时,反应物剩余量最少,该pH下的酶活性相对较高;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分析甲(在酶量一定的情况下)乙(在底物足量的情况下)丙(1)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
8、一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。(2)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。(3)丙图:其他条件适宜的情况下,酶量增加,酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上移(对应b点位置)。1如图表示将A、B两种物质混合,T1时加入酶C,在最适温度下这两种物质浓度的变化。(1)适当降低反应温度,分析T2值如何变化?(2)分析T2后B增加缓慢的原因。(3)T1时加入酶C后,酶促反应速率变化有什么规律?提示:(1)该图为最适温度下的物质变化,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。(2)T2后B增加缓慢的原因是A浓度降低导致反应速率下降
9、。(3)T1时加入酶C后,酶促反应速率先快后慢。2小麦种子中含有、两种淀粉酶,某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验,步骤如下:将等量的淀粉酶(70 活性不受影响,100 高温下失活)与淀粉酶(70 处理15 min即失活)加适量蒸馏水混合,分为甲、乙、丙三组;甲组25 下处理,乙组70 水浴处理15 min后取出,丙组100 下处理15 min后取出;甲、乙、丙三组分别在25 条件下加入等量且足量的淀粉溶液;一段时间后,测得甲、乙、丙三组淀粉剩余量分别为a、b、c。请思考回答:(1)三组淀粉剩余量最多的是哪一组?原因是什么?(2)利用上述实验结果,如何大致比较25 条件下淀粉酶和淀粉酶活性
10、的大小?提示:(1)丙组;两种淀粉酶在100 条件下均失去活性,且降到25 活性不能恢复。(2)比较ba(淀粉酶的活性)与cb(淀粉酶的活性)数值的大小。考查酶的本质、作用和特性1生物体的正常生命活动离不开酶的作用。下列叙述中错误的是()A酶是活细胞合成的有机物,大多数为蛋白质,可在细胞内外发挥作用B酶在代谢中起催化作用,能有效降低反应活化能,反应前后数量不变C酶受温度、酸碱度、重金属影响易变性,保存时要在低温的缓冲液中D在酶促反应中,随着酶浓度或底物浓度的增加,酶活性先升高后降低D酶在细胞中合成,绝大多数酶是蛋白质,胞内酶在细胞内起作用,胞外酶在细胞外起作用,A正确;酶是催化剂,反应前后数量
11、不变,催化反应的原理是有效降低反应的活化能,B正确;酶易变性,受温度、酸碱度和重金属等因素影响,应保存在低温的缓冲液中,C正确;酶浓度或底物浓度都会影响反应速率,但不会影响酶的活性,D错误。2(2021赣州联考)下图中曲线、分别表示物质A在无催化剂条件和有酶催化条件下生成物质P所需能量的变化过程。下列相关叙述正确的是()Aad段表示在无催化剂的条件下,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,b在纵轴上将向上移动Dac段表示在无催化剂条件下,物质A
12、生成物质P需要的活化能,A错误;与酶相比,无机催化剂降低化学反应活化能的效果不显著,因此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;若仅增加反应物A的量,则图中曲线的原有形状不变,C错误;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,D正确。与酶相关的常见误区明示项目正确说法错误说法化学本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA酶的本质是蛋白质产生部位一般来说,凡是活细胞都能产生酶(不考虑哺乳动物的成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成场所核糖体或细胞核核糖体生理功能生物催化剂,只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能
13、来源在生物体内合成有的来源于食物作用场所既可在细胞内,也可在细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温影响酶的活性,不破坏酶的结构,但高温易使酶失活低温会引起酶变性失活作用前后催化反应前后的数量和性质没有变化发生催化作用后被分解考查酶作用和特性的坐标曲线分析3(2021潍坊检测)下图表示酶促反应速率在最适温度和pH条件下,随反应物浓度变化的曲线。以下分析正确的是()A如果A点时温度升高10 ,曲线上升幅度将变大B与A点相比,B点时的酶活性更高CB点时,向反应混合物中加入少量同样的酶,反应速率会加快D如果B点时适当降低pH,会使酶降低化学反应活化能的效果更显著C酶活性受温度、pH影响,
14、该图表示的是最适温度下酶促反应,温度升高或者降低都会使曲线下降,A错误;B点时的酶活性与A点相同,B错误;B点时,随着反应物浓度增大,反应速率不再变化,限制酶促反应速率的条件可能是酶数量,所以向反应混合物中加入少量同样的酶,反应速率会加快,C正确;B点pH下降,酶促反应速率下降,D错误。4(2021衡水中学二调)某科研小组将新鲜的萝卜磨碎、过滤制得提取液,以等体积等浓度H2O2为底物,对提取液中过氧化氢酶的活性进行相关研究,得到如图所示的实验结果。下列说法错误的是()实验一实验二A从实验一可以看出,与加Fe3相比,单位时间内加萝卜提取液产生的氧气多,其原因是酶降低反应活化能的效果更显著B若将实
15、验一中的萝卜提取液换成等量的新鲜肝脏研磨液,则O2产生总量明显增多C实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2的剩余量,引起A、B曲线出现差异的原因最可能是酶的含量不同D过氧化氢酶制剂的保存,一般应选择低温、pH为7的条件B实验一的两条曲线是比较相同时间内萝卜提取液和Fe3催化H2O2产生O2的量,主要目的是研究提取液中的过氧化氢酶和Fe3的催化效率,过氧化氢酶的催化效率高是因为酶降低活化能的效果更显著,A正确;氧气产生总量取决于底物过氧化氢的量,B错误;实验二中在相同温度下、相同时间内过氧化氢的剩余量不同最可能是因为酶的量不同,C正确;低温和中性环境不会破坏酶分子的结构,有利于过氧化氢酶制剂
16、的保存,D正确。“四看法”分析酶促反应曲线一看两坐标轴的含义:分清自变量与因变量,了解两个变量间的关系。二看曲线的变化:利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时,一般情况下,曲线未达到平衡时,限制因素是横坐标所表示的因素,当曲线达到平衡状态后限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。三看特殊点:即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等,理解特殊点的意义。四看不同曲线的变化:理解曲线之间的内在联系,找出不同曲线的异同及变化的原因。考查酶的作用和特性的实验设计和分析5(2021福建三校联考)某兴趣小组利用如图所示装置探究H2O2在
17、不同条件下的分解,FeCl3可催化H2O2的分解。实验中所用各种溶液的量相同。下列叙述正确的是()甲乙A甲、乙装置反应结束后,量筒中收集到的气体多于量筒B若探究温度对酶活性的影响,可设置一系列温度梯度的装置乙C将装置甲中的FeCl3溶液换成淀粉酶溶液可探究酶的专一性D将装置甲中的FeCl3溶液换成HCl溶液可探究酶的活性受pH影响C由于过氧化氢的量是一样的,所以最后产生的氧气的量是一样的,A错误;探究温度对酶活性的影响不能选择过氧化氢作为底物,B错误;将装置甲中的FeCl3溶液换成淀粉酶溶液可探究酶的专一性,C正确;探究pH对酶活性的影响需要将HCl和NaOH分别加入过氧化氢酶溶液中处理,D错
18、误。6(2021广州二模)研究者进行两项乳糖水解反应实验,实验一用不同浓度的酶作用于10%的乳糖溶液, 实验二选用实验一的某一酶浓度为条件,用不同浓度的乳糖溶液进行实验。两项实验反应体系的体积相同且相对反应速率的基准一致,结果见表1、2。下列叙述错误的是()表1不同酶浓度下乳糖水解相对反应速率组别酶浓度/%相对反应速率1002125325044100表2不同乳糖浓度下乳糖水解相对反应速率组别乳糖浓度/%相对反应速率10025253105042065A该实验的反应速率可以用单位时间、单位体积内产物的生成量表示B实验一若改用20%的乳糖溶液,则组别3的相对反应速率为100C实验二组别4中乳糖水解增
19、速变缓的原因是酶的数量有限D比较实验一与实验二可知,实验二中的酶浓度为2%B酶促反应的速率可以用单位时间、单位体积内产物的生成量或底物的减少量表示,A正确;据表2可知,当乳糖浓度为20%时,相对反应速率为65,B错误;据分析可知,实验二中当酶的作用达到或接近饱和时,增大底物浓度水解增速会变缓,C正确;实验一选用的乳糖浓度为10%,根据实验二组别3乳糖浓度为10%时相对反应速率为50,与实验一中酶浓度为2%一致,故可知实验二中选用的酶浓度为2%,D正确。考点2(探究实践)探究影响酶活性的因素1实验原理(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,从而影响淀粉水解,滴加碘液,根据
20、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:2H2O2eq o(,sup10(过氧化氢酶)2H2OO2。鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用带火星的卫生香燃烧情况来检验O2产生量的多少。2实验步骤与结论(1)温度对酶活性的影响实验步骤与现象(如表)试管编号试管1试管1试管2试管2试管3试管3实验步骤一1 mL淀粉酶溶液2 mL淀粉溶液1 mL淀粉酶溶液2 mL淀粉溶液1 mL淀粉酶溶液2 mL淀粉溶液二放入0 冰水中约5 min放入60 热水中约5 min放入100 热水中约5 min三将1与1试管内的液体混合后继续在0 冰水内放置10 mi
21、n将2与2试管内的液体混合后继续在60 热水内放置10 min将3与3试管内的液体混合后继续在100 热水内放置10 min四取出试管各加入两滴碘液,振荡实验现象变蓝不变蓝变蓝实验结论:在最适温度条件下,酶的活性最高,高温、低温都影响酶的活性。(2)pH对酶活性的影响实验步骤与现象(如表)试管编号试管1试管2试管3实验步骤一2滴过氧化氢酶溶液二1 mL蒸馏水1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸溶液1 mL物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液三2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液实验现象卫生香燃烧猛烈卫生香燃烧不猛烈卫生香燃烧不猛烈实验结论:在最适pH条件下,酶的活性最高
22、,过酸、过碱都影响酶的活性。1实验变量控制的三个原则实验变量控制原则实例自变量单一变量原则探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量无关变量等量适宜原则探究温度对酶活性的影响实验中pH为无关变量,不但相同,还要适宜因变量可观测性原则探究温度对酶活性的影响实验中,根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来,便于实验结果的观测2.实验材料和试剂的选择(1)探究温度影响酶活性的实验不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶做实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热条件下分解会加快,从而影响实验结果。(2)探究pH影响酶活性的实验不宜选择淀粉和淀粉酶做实验材料,因为
23、强酸能催化淀粉水解,从而影响实验结果。3实验步骤和结果检测的注意事项(1)若选择淀粉和淀粉酶探究温度影响酶的活性,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,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。(2)在探究温度影响酶活性的实验中应将淀粉溶液和淀粉酶溶液在设定的温度下先保温一段时间后再混合,而不能先混合再保温,因为酶具有高效性,酶和底物混合后,就发挥催化作用,这样反应不是在设定的温度下完成,自变量控制不严格。(3)在探究pH对酶活性的影响时,需要保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物
24、与酶接触。1(2021茂名一模)在探究温度对酶活性影响的实验设计中,下列操作及材料的选取合理的是()A选用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和碘液B选用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和斐林试剂C选用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液D将酶和底物在室温下混合后置于不同温度下保温A碘液可以使淀粉变蓝色,经淀粉酶处理过的淀粉溶液遇碘液后蓝色变浅,实验结果明显,因此可以用碘液进行检验,A正确。斐林试剂在检验还原糖时需要水浴加热,温度会影响淀粉酶的活性,B错误。温度会影响过氧化氢的分解,影响实验结果,C错误。探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在不同温度下分别保温后在相同温度混合,D错误。2探究温度对酶
25、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ABCDD实验设计要排除无关变量,酶和底物保持在相同温度下发生催化反应,才能严格控制温度,所以最合理的实验步骤为。3下表是某小组为探究“过氧化氢酶的活性是否受pH的影响”而设计的实验操作步骤(猪肝中含有过氧化氢酶)。请回答下列问题:操作步骤操作方法试管甲试管乙1加体积分数为3%的H2O2
26、溶液2 mL2 mL2加质量分数为5%的盐酸溶液1 mL3加质量分数为5%的氢氧化钠溶液1 mL4加质量分数为20%的猪肝研磨液2滴2滴5观察相同时间内试管中产生的气泡数量(1)上述操作步骤中存在明显的缺陷,请写出改进方案:_,_。(2)在完成改进方案后,若实验结果为_,则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响。(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性,那么所需的时间越长,酶的活性越_。(4)如果将本实验的自变量换成温度来探究“过氧化氢酶的活性是否受温度的影响”你认为是否合适?_,原因是_。解析(1)本实验应该有蒸馏水对照、过酸、过碱这三组,并且应该是自变量处理在前。(2)在完成
27、改进方案后,若甲、乙两试管中产生的气泡数量少,丙试管中产生大量的气泡,则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响;若甲、乙、丙3支试管中产生的气泡的情况基本一样,则说明过氧化氢酶的活性不受pH的影响。(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性,那么所需的时间越长,酶的活性越低。(4)过氧化氢会随温度升高分解加快,从而对实验结果造成干扰,因此不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。答案(1)操作步骤1、4互换增加丙试管,在加入盐酸或氢氧化钠的步骤中换为加入1mL蒸馏水,其他步骤与修正后的步骤相同(2)甲、乙两试管中产生的气泡数量少,丙试管中产生大量的气泡(3)低(4)否(不合适)过氧化
28、氢会随着温度的升高分解加快,从而对实验结果造成干扰考点3细胞的能量“货币”ATP一、ATP的结构1图中各部分名称A代表腺嘌呤,P代表磷酸基团,代表腺苷,代表AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,代表ADP,代表ATP,代表特殊的化学键。2特点(1)ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等,使得特殊的化学键不稳定,末端磷酸基团有较高的转移势能。(2)ATP的水解过程就是释放能量的过程,1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ,所以说ATP是一种高能磷酸化合物。(3)ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。二、ATP与
29、ADP的相互转化三、ATP的利用1ATP为细胞中绝大多数需能生命活动直接供能2ATP为Ca2跨膜主动运输直接供能机理分析(1)Ca2与膜上载体蛋白(催化ATP水解的酶)相应位点结合,酶活性被激活(2)酶水解ATP释放的末端磷酸基团与Ca2载体蛋白结合导致后者磷酸化,伴随着能量的转移(3)Ca2载体蛋白空间结构发生变化,使Ca2的结合位点转向膜外侧,将Ca2释放到膜外。3ATP是细胞内流通的能量“货币”(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系许多吸能反应一般与ATP水解的反应相联系;许多放能反应一般与ATP合成的反应相联系。(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。11个ATP分
30、子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。()提示:1个ATP分子中含有1个腺嘌呤、1个核糖和3个磷酸基团。2ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少。()3淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。()提示:淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。4ATP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。()提示:无氧呼吸也能产生ATP。6线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP。 ()提示:内质网膜上不能产生ATP。1写出下图中的“A”的含义:(必修1P86“相关信息”)_;_;_;_。提示:腺苷腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤
31、核糖核苷酸2ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应?为什么?(必修1P87“图54”)提示:不是可逆反应,因为从物质方面看是可逆的,从酶、进行的场所、能量来源等方面看是不可逆的。1人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,这一事实说明_。提示:ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化,并且处于动态平衡之中2植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以ATP作为能量“货币”,由此说明_。提示:生物界具有统一性,也反映种类繁多的生物有着共同的起源1ATP的再生和利用图解2ATP产生量与O2供给量的关系分析实验室
32、里有萤火虫尾部研磨粉、生理盐水、葡萄糖溶液、ATP溶液,请设计实验证明ATP是直接能源物质。写出实验步骤和实验结果。思路建模:设置对照分组编号控制自变量检测因变量。提示:将萤火虫尾部研磨粉用生理盐水配制成悬浊液;取两支试管编号为甲、乙,分别加入等量的已配制的悬浊液;向甲试管中加入两滴ATP溶液,向乙试管中加入两滴葡萄糖溶液,在黑暗环境中观察两试管;观察到甲试管发出荧光,乙试管没有发出荧光。ATP的结构特点及ATP与ADP的转化1(2021长沙联考)物质甲、乙通过反应、相互转化的反应如图所示,下列说法正确的是()A物质甲彻底水解得到的产物是合成DNA和RNA的原料B根尖分生区细胞中反应可以发生在
33、细胞质基质、线粒体和叶绿体中C细胞中甲和乙的相互转化时刻不停地发生并处于动态平衡之中D放能反应一般与反应相联系,吸能反应一般与反应相联系C物质甲是ATP,ATP彻底水解得到的产物是磷酸、核糖和腺嘌呤,而合成DNA和RNA的原料是核苷酸,A错误;根尖分生区细胞中反应可以发生在细胞质基质、线粒体中,根尖分生区细胞无叶绿体,B错误;细胞中甲和乙即ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并处于动态平衡之中,C正确;放能反应一般与ATP的合成即反应相联系,吸能反应一般与ATP的水解即反应相联系,D错误。2(2021黄冈联考)如图是生物体内ATP合成与分解示意图,下列叙述正确的是()A能量1可以来自蛋白质水
34、解为氨基酸的过程 B能量1可以来自丙酮酸的氧化分解C能量2可以用于叶绿体中H2O的光解D能量2可以用于光合作用中CO2的固定B能量1为合成ATP的能量,来自呼吸作用或光合作用,A错误;能量1可以来自丙酮酸的氧化分解,B正确;H2O的光解所需能量来自光能,C错误;能量2可以用于各种需能的生命活动,但是光合作用中CO2的固定不需要消耗能量,D错误。细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所考查细胞内ATP的利用3(2021潍坊检测)ATP作为细胞的能量“货币”,是由其分子结构决定的。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的,这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起,依次分别称为、
35、磷酸基团。下列有关说法正确的是()A磷酸基团具有较高的转移势能,因此ATP分子中只有磷酸基团能够水解B离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输的速率C人体在剧烈运动时ATP的合成速度大于分解速度D神经元兴奋时,Na内流和释放神经递质均需要ATP水解供能B磷酸基团是远离腺苷的磷酸基团,具有较高的转移势能,但ATP分子中不只有磷酸基团能够水解,腺嘌呤和核糖之间也可以水解,A错误;离子通过离子泵的跨膜运输需要载体和消耗能量,属于主动运输,人体一氧化碳中毒减少能量的供应,进而会降低离子泵跨膜运输离子的速率,B正确;人体在剧烈运动时ATP的合成速度和分解速度都加快
36、,处于动态平衡,C错误;神经元兴奋,动作电位产生时Na的内流,是通过离子通道运输的被动运输过程,不需要细胞呼吸提供能量,不需要ATP水解,神经递质释放方式是胞吐,需要消耗能量,需ATP水解,D错误。4(不定项)(2021永州联考)ATP是一种非常重要的化合物,它是细胞的能量“货币”,其结构简式为APPP。ATP的水解可以为物质的主动运输供能,如图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是()AATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后,剩余部分是组成DNA的一种基本单位B参与Ca2主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶C在运输Ca2的载体蛋白的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下
37、来与载体蛋白结合,这一过程伴随能量的转移D由图可知,细胞中Ca2的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输,而ATP水解总是跟放能反应有关ADATP中的“”代表一种特殊的化学键,断开两个这种化学键,就形成AP,又叫AMP(腺嘌呤核糖核苷酸),它是组成RNA的一种基本单位,A错误;如图所示,参与Ca2主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,当膜内侧的Ca2与其相应位点结合时,酶活性就被激活了,B正确;在运输Ca2的载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随能量的转移,此过程就是载体蛋白的磷酸化,C正确;细胞中Ca2的跨膜运输是主动运输,需要ATP水
38、解释放能量为其供能,而细胞内许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,D错误。1核心概念(1)(必修1 P76)细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应。(2)(必修1 P78)活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。(3)(必修1 P81)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。(4)(必修1 P82)酶活性:酶催化特定化学反应的能力。2结论语句(1)(必修1 P78)与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。(2)(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。(3)(必修1 P84)过酸、过碱或温度过高,会
39、使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。低温下酶的空间结构稳定,因此,酶制剂适宜在低温下保存。(4)(必修1 P86)ATP是一种高能磷酸化合物。(5)(必修1 P87)ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。1(2020海南等级考)下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述,正确的是 ()A都可通过体液运输到全身B都在细胞内发挥作用C发挥作用后都立即被灭活D都能在常温下与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应D胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶,通过导管运输至消化道内发挥作用,而胰岛素由胰岛B细胞分泌,可通过血液运输至全身,A错误;胰蛋白酶在消化道内发挥作用,而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合
40、,进而调节靶细胞的代谢活动,二者均不在细胞内发挥作用,B错误;胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变,胰岛素发挥作用后会被灭活,C错误;胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质,都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应,D正确。2(2021重庆选择性考试适应性测试)下列关于酶的叙述,正确的是()A细胞衰老过程中所有酶的活性降低B胰蛋白酶能彻底水解蛋白质C赤霉素能诱导淀粉酶产生D过氧化氢酶能升高过氧化氢的活化能C细胞衰老过程中,大部分酶的活性降低,但与细胞衰老有关的酶的活性可能上升,A错误;胰蛋白酶水解蛋白质成多肽,但蛋白质彻底水解需要肽酶,B错误;赤霉素能诱导淀粉酶产生,使种子无需萌发即可产生淀粉酶,C正确
41、;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,D错误。3(2021湖南招生适应性测试)ATP是细胞生命活动的能量“货币”。下列叙述错误的是()A糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATPB等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同C光合作用和呼吸作用都产生ATP,所需的ADP可共用DATP与ADP的相互转化由不同的酶催化完成A糖类、脂肪和蛋白质等有机物中都储存着化学能,但ATP是一种高能磷酸化合物,不能储存在这些有机物中,A错误;由于有氧呼吸能彻底分解有机物,而酒精发酵属于无氧呼吸不能将有机物彻底分解,所以分解等量的葡萄糖有氧呼吸产生ATP的数量比无氧呼吸多,B正确;光合作用和呼吸作用都产生AT
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