高三生物一轮复习课件第8课时 酶和ATP

第8课时

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。3.活动：探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素。考情分析1.酶在代谢中的作用2024·河北卷，2；2023·天津卷，6；2023·广东卷，1；2023·全国乙卷，32；2022·湖南卷，32.酶的相关实验探究2024·广东卷，15；2024·浙江1月选考，7；2023·浙江6月选考，7；2022·重庆卷，7；2022·北京卷，12；2022·全国乙卷，4；2022·广东卷，13；2021·湖北卷，213.ATP的结构和功能2024·全国甲卷，2；2023·湖南卷，8；2023·北京卷，2；2021·北京卷，1；2021·海南卷，14考点一

酶在代谢中的作用1.酶的本质和作用（1）酶的本质探索历程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，少部分酶是RNA。注意：高中阶段接触的酶化学本质基本上是蛋白质，只有核酶是RNA。酶化学本质元素组成合成原料合成场所来源功能作用场所绝大多数是蛋白质少数是RNAC、H、O、N(S)C、H、O、N、P氨基酸核糖核苷酸核糖体主要在细胞核一般来说，活细胞都能产生酶具有催化作用细胞内、外及生物体内外均能发挥作用1.酶的本质和作用考点一

酶在代谢中的作用（2）酶的本质及作用作用机理降低化学反应的活化能正确理解有关酶的本质和作用项目错误说法正确理解产生场所具有分泌功能的细胞才能产生化学本质蛋白质作用场所只在细胞内起催化作用可在细胞内、细胞外、体外发挥作用温度影响低温和高温均使酶变性失活作用酶具有调节、催化等多种功能来源有的酶来源于食物等活细胞(不考虑哺乳动物成熟的红细胞)有机物(大多数为蛋白质，少数为RNA)低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活酶只起催化作用酶只在生物体内合成从化学本质、来源、作用及发挥作用后去向等方面比较酶、激素、神经递质和抗体。酶的本质鉴定实验设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。所以可以从蛋白质和RNA的物质鉴定的方法来确定酶的化学本质。方案:待鉴定酶+蛋白酶处理加入酶的底物底物没有被催化发生反应→该酶是蛋白质（酶丧失活性）底物被催化发生反应→该酶是RNA（酶有活性）1.酶的本质和作用考点一

酶在代谢中的作用（3）酶的作用机理酶并未供给反应物能量，只是降低了反应物反应的活化能，从而使处于容易发生化学反应的活跃状态的反应物分子增多。bacd反应过程能量初态（反应物）终态（产物）活跃状态E1E2E3酶降低的活化能：无催化剂无机催化剂酶E1-E31.酶的本质和作用考点一

酶在代谢中的作用（4）关注常考的酶及其作用①

Na+-K+泵：同时具有催化和运输的功能②

溶酶体中的水解酶：多种酶，最适PH5.0左右，在核糖体上合成。③

消化酶：多种酶，包括胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶等④

溶菌酶：具有免疫和催化作用，破坏细菌细胞壁中的肽聚糖。1.酶的本质和作用考点一

酶在代谢中的作用（4）关注常考的酶及其作用⑤

过氧化氢酶：普遍存在于动植物细胞中，在动物肝脏浓度较高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气，从而保护细胞免受氧化损伤。⑥

与核酸相关的酶：端粒酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶、逆转录酶、DNA酶等。⑦

酪氨酸酶：催化酪氨酸转变为黑色素的关键酶。白化病和老年白发与该酶有关。⑧

脲酶：分解尿素的酶，专一性强。是第一个被分离提纯的酶。⑨

纤维素酶、果胶酶：主要用于破坏植物细胞壁。应用于植物细胞工程和果汁生产等。2.酶的特性考点一

酶在代谢中的作用（1）高效性abc时间产物浓度加酶不加催化剂加无机催化剂与无机催化剂相比，酶能更显著地降低反应的活化能，从而使反应更有效地进行。①a、b相比说明酶具有高效性；②a、c相比说明酶具有催化作用；③

催化剂只缩短到达平衡点的时间，不改变化学反应的平衡点。2.酶的特性考点一

酶在代谢中的作用（2）专一性一种酶只能催化一种或一类化学反应。底物浓度反应速率底物S+酶D底物S+酶E锁钥模型诱导契合学说2.酶的特性考点一

酶在代谢中的作用（3）作用条件较温和①过酸，过碱，温度过高，酶的空间结构会破坏，酶永久失活(变性)。②低温酶活性下降，但酶的结构更加稳定，恢复适宜温度活性也恢复。因此保存酶的条件是低温而不是最适温度。

2.酶的特性考点一

酶在代谢中的作用（3）作用条件较温和a表示温度对底物分子能量的影响；b表示温度对酶空间结构的影响；c表示温度对酶促反应速率的影响。3.酶的抑制剂考点一

酶在代谢中的作用竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应。非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。练习：判断下列说法的正误。(1)酶不一定都会与双缩脲试剂发生紫色反应。()(2)酶提供了反应过程所必需的活化能。()(3)酶活性的发挥离不开其特定的结构。()(4)酶在催化反应完成后立即被分解。()(5)酶只能在细胞内发挥作用。()(6)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。()(7)酶活性最高时的温度适合酶的保存。()(8)产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定能产生激素。()√×√××××√练习：酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。(1)结合图示信息判断：高温、过酸、过碱对酶活性的影响与________________________的作用相同。(2)分析图1和图2，通过增加底物浓度的方法可以降低或解除________________(填抑制剂种类)对酶的抑制作用。非竞争性抑制剂(模型B)竞争性抑制剂练习：酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。(3)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。①实验思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________。

在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸，同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化(3)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。①实验思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________。

在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸，同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化②预期实验结果及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

若酶促反应速率能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B考点二

酶的相关实验探究1.比较过氧化氢在不同条件下的分解--验证酶的高效性分组编号对照组实验组说明1号2号3号4号相同处理2mL过氧化氢溶液不同处理常温90℃水浴2滴FeCl3溶液2滴鲜肝研磨液气泡产生不明显少量较多大量卫生香复燃不复燃不复燃变亮复燃结果过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样无关变量自变量因变量（观测指标）高效性考点二

酶的相关实验探究2.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用--验证酶的专一性方案一酶相同、底物不同①适量底物1+适量酶溶液②等量底物2

+等量酶溶液方案二底物相同、酶不同①适量底物+适量酶溶液1②等量底物

+等量酶溶液2实验步骤一取两支试管，编号1、2二1号试管中加入2mL淀粉溶液2号试管中加入2mL蔗糖溶液三各加入淀粉酶溶液2滴，振荡，试管下半部分浸入60℃的水浴中，反应5min。四加入等量斐林试剂→振荡→60℃水浴2min实验现象砖红色沉淀无变化结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解检测试剂能用碘液吗，为什么？实验步骤一取两支试管，编号1、2二向两支试管中各加入2mL淀粉溶液三1号试管加入2滴淀粉酶溶液2号试管加入2滴蔗糖酶溶液四反应5min后，向两支试管中加入等量的碘液实验现象不变蓝变蓝结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。不能，蔗糖和蔗糖的分解产物均不能和碘液反应检测试剂能用斐林试剂吗，为什么？可以，淀粉是非还原糖，其水解产物是还原糖。考点二

酶的相关实验探究3.探究温度对酶活性的影响实验步骤一1号2号3号二各加入2mL淀粉溶液三0℃保温60℃保温100℃保温三加入0℃保温的淀粉酶2滴加入60℃保温的淀粉酶2滴加入100℃保温的淀粉酶2滴四在各自的温度条件下反应约5min五各加入两滴碘液→振荡实验现象蓝色不变蓝蓝色结论温度对酶的活性有影响，温度偏低或偏高都会降低酶活性思考：（1）能不能先将酶和底物混合再用对应温度处理？

（2）检测试剂能用斐林试剂吗，为什么？

（3）能用H2O2和过氧化氢酶进行该实验吗，为什么？不能，酶和底物接触后会迅速反应，影响实验结果。不能，实验要严格控制温度，斐林试剂需水浴加热。不能，高温会促进H2O2的分解。考点二

酶的相关实验探究4.探究PH对酶活性的影响思考：（1）能用淀粉和淀粉酶溶液来进行该实验吗，为什么？

（2）该实验的无关变量有哪些？不能，淀粉在酸性条件下会水解。温度、H2O2浓度、酶的量、反应时间等。实验步骤一1号2号3号二各加入肝脏研磨液2滴三加蒸馏水1mL等量的5%HCl等量的5%NaOH三各加入3%H2O22mL四反应约5min，记录气泡产生情况实验现象较多气泡几乎无气泡几乎无气泡结论过酸、过碱会影响酶的活性，适宜pH下酶的催化效率最高练习：(2024·广东卷，15)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(

)肽链纤维素类底物褐藻酸类底物W1W2S1S2Ce5－Ay3－Bi－CB＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ce5＋＋＋－－Ay3－Bi－CB－－＋＋＋＋＋Ay3－－＋＋＋＋＋Bi－－－－CB－－－－注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。A.Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关B练习：(多选)(2025·山东临沂高三模拟)某研究小组将淀粉与淀粉酶分别保温至0℃、60℃、100℃，一段时间后，按对应温度分别混匀，混合溶液各装入一个透析袋中，再将透析袋放入装有液体的烧杯中，将装置温度分别调整到对应的温度，反应相同时间后将透析袋取出，并用试剂对烧杯中的溶液进行鉴定。下列相关叙述正确的是(

)A.本实验中检验试剂不能选用斐林试剂，以免温度对实验结果造成干扰B.该实验研究的目的是温度对酶活性的影响，温度和反应时间是自变量C.上述过程中调整装置温度应在放入透析袋前进行D.透析袋的作用是将麦芽糖和葡萄糖等小分子与淀粉等大分子分离CD考点三ATP的结构和功能1.ATP是一种高能磷酸化合物（1）ATP的结构①ATP的中文名称：_____________________；②ATP的元素组成：_____________________；③一分子ATP的化学组成：一分子_________，一分子_______和三分子___________。④ATP的结构简式：______________。④ATP脱掉两个磷酸基团后形成物质的名称是________________________________________，是构成_______的基本单位。腺苷三磷酸C、H、O、N、P腺嘌呤核糖磷酸基团A-P～P～P腺苷一磷酸（腺嘌呤核糖核苷酸，AMP）RNA腺苷(A)AMP（腺苷一磷酸）ADP（腺苷二磷酸）考点三ATP的结构和功能1.ATP是一种高能磷酸化合物（2）ATP的结构特点两个相邻磷酸集团都带负电相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。特殊的化学键1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。考点三ATP的结构和功能1.ATP是一种高能磷酸化合物（3）ATP在生物体内的存在特点资料2：研究显示，一个成年人一天在静止状态下所消耗的ATP约有40kg；在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5kg的ATP转化成ADP。资料1：成人体内ATP总量约2~10mg，人体安静状态下，肌肉内ATP含量只能供肌肉收缩1~2s。ATP在生物体内含量少，消耗多（ATP与ADP相互转化迅速）。因为ATP远离腺苷的特殊化学键容易断裂和形成，在这个过程中伴随着末端磷酸基团的高转移势能的释放和形成，所以ATP的结构适于直接供能。注意：ATP是细胞中主要的直接能源物质，但并不是唯一的直接能源物质。NTP与dNTPNTP与dNTP均是高能磷酸化合物，可用作RNA或DNA的合成原料，合成过程中会脱去两个磷酸基团，并释放出大量的能量。考点三ATP的结构和功能2.ATP和ADP相互转化ATP合成酶ATP水解酶ATP的合成是吸能反应，一般和生物体内放能反应相联系。ATP水解是放能反应，一般和生物体内吸能反应相联系。光合作用的光能、呼吸作用将有机物分解释放的能量用于供给各项生命活动。注意：ATP的合成和水解物质可逆，但所需的酶、场所、能量的来源是不同的。ATP与ADP的相互转化，时刻不停地发生并且处于动态平衡中。在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。考点三ATP的结构和功能2.ATP和ADP相互转化细胞内产生与消耗ATP的生理过程转化场所常见的生理过程细胞膜细胞质基质叶绿体线粒体核糖体细胞核消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐产生ATP：细胞呼吸第一阶段产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等消耗ATP：蛋白质的合成消耗ATP：DNA复制、转录等考点三ATP的结构和功能2.ATP和ADP相互转化【拓展】ATP的合成化学渗透学说：跨膜的质子动力势是ATP合成的能量来源。主要存在于线粒体内膜，叶绿体基粒膜、细菌的质膜上。考点三ATP的结构和功能3.ATP的利用ATP水解释放的能量直接用于各项生命活动。用于大脑思考（电能）用于主动运输用于生物发光(光能)用于生物发电（电能）

用于物质合成（化学能）用于肌肉收缩（机械能）考点三ATP的结构和功能3.ATP的利用ATP的供能机制①②③①参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。练习：（多选）下列有关ATP的叙述，正确的是（

）A.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成

B.DNA与ATP中所含元素的种类相同

C.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的

基本组成单位之一

D.ATP中的“A”与构成DNA和RNA中的

碱基“A”不是同一物质

E.1分子ATP彻底水解后得到3分子磷酸

基团、1分