新高考一轮复习人教版酶与ATP学案

第8讲酶与ATP

［考纲明细］1.酶在代谢中的作用（H）2.ATP在能量代谢中的作用（II）3.

实验：探究影响酶活性的因素

---------------P课前自主检测:

判断正误并找到课本原文

1.细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。（必修1P78—

正文）（J）

2.实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称做自变量。

（必修1P79—控制变量）（J）

3.过氧化氢酶促使过氧化氢分解，它为过氧化氢分解提供能量。（必修1P80-

正文）（X）

4.萨姆纳从刀豆种子中提取了胭酶，证明了麻酶是蛋白质。（必修1P8I—资

料分析）（V）

5.酶都是由活细胞产生的，具有催化作用的有机物，其中大多数是蛋白质。

（必修1P83—正文）（V）

6.每种酶只能催化一种化学反应。（必修1P83—正文）（X）

7.酶制剂适于在低温（（）〜4℃）下保存，原因是0℃左右，酶的活性很低，

但酶的空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性可以升高。（必修1P85—小字）（J）

8.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，ATP中A代表腺苔，由腺喋吟和

核糖结合而成。（必修1P88—正文及相关信息）（J）

9.ATP含量少，但ATP与ADP的相互转化时刻进行并处于动态平衡，这

种ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。（必修1P8L正文）（J）

10.放能反应伴随着ATP的水解，吸能反应伴随着ATP合成。（必修1P89—

正文）（X）

（2017•全国卷II）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°C

答案C

解析在细胞核外，叶绿体和线粒体中也含有参与DNA合成的酶，A错误;

由活细胞产生的酶，在生物体外适宜的条件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在适

宜条件下可催化试管中的淀粉水解，B错误；盐析可使蛋白质沉淀，但不会破坏

蛋白质的空间结构，析出的蛋白质化学性质不会发生改变，C正确；唾液淀粉酶

催化反应的最适温度是37℃,但保存时应在低温条件下，D错误。

----------------P知识自主梳理］----------------

-酶在代谢中的作用

I.细胞代谢

⑴概念：所I细胞内各种有序化学反应的总称。

（2）场所：质细胞质基质（主要）。

2.酶的催化作用的实验验证（催化作用、高效性）

⑴原理：2H202-^2^0+02。

（2）实验设计及现象分析

试管编号试剂处理现象

①2mLH2O2常温画几乎无气泡产生

②2mLH2O290c水浴加热有较少气泡产生

有较多气泡产生；带火星的卫

③2mLH2O23.5%FeCh溶液2滴

生香复燃

新鲜20%肝脏研磨液2画有大量气泡产生;带火星

④2mLH2O2

滴的卫生香复燃

（3）实验过程的变量及对照分析

定义

其中人为控制的对实验对象进行处理的因素

①自变量一举例

蚓温度型重化剂（加热、加FeCk溶液、加肝脏研磨液）

誉上因门变量改变而变化的变量

②因变量一举例■陋H,。？分解速率

懿脑气泡产生的多少

户之除n变限外.实验过程中还存在一些对哒实型逑

造成影响的可变因素

③无关变出一生生如画反应物浓度和反应时间等

耨⑩保持等址；相同且适宜

件上除作为自变址的内索外,其余因索（无关变量）都回保

持不变的实验叫做对照实验

④对照实验T

吐试管

.验组--②号、③号和④号试管

（4）实验结论

a.①④对照：酶具有同催化作用,同无机催化剂一样都可加快化学反应

速率。

b.③④对照：酶具有向高效性,同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。

c.①②对照：说B月由加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。

3.酶的作用机理

（1）活化能：分子从回常态转变为向容易发生化学反应的活跃状态所需要

的能量称为活化能。

Q）酶催化作用的原理：回降低化学反应的活化能。

二酶的发现

1.巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。

2.酶本质的探究历程（连线）

科学家主要观点或成就

①巴斯德

②李比希

③毕希纳

④萨姆纳

⑤切赫和奥特曼

错误！

答案©—e②一a③一c©—d⑤一b

三酶的化学本质

化学本质绝大多数是回］蛋白质少数是画RNA

合成原料画氨基酸画核糖核昔酸

合成场所厨核糖体主要是细胞核(真核生物)

来源一般来说，画活细胞都能产生酶

作用场所细胞内、外及体外

生理功能生物画催化作用

作用原理国降低化学反应的活化能

四酶的特性

1.高效性

(1)定义：同无机催化剂相比，酶降低回活化能的作用更显著,因而催化效

率更高。

(2)意义：使细胞代谢快速进行。

(3)曲线分析

①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率陶更高。

②酶只能画缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的回平衡点。

2.专一性

(1)定义：每一种酶只能催化画Wttz类化学反应。

⑵意义：使细胞代谢有条不紊地进行。

(3)图形及曲线分析

①图形

30

0⑥E

K>

a.图中A表示圆醒，B表示被催化的画底物，E、F表示B被分解后的

产物，C、D表示不能被该酶催化的物质。

b.酶和被催化的物质都有特定的、相契合的空间结构。

酶B或

01234空白对照

反应物浓度

②曲线

加入酶B的反应速率与空白对照条件下的反应速率画相同,而加入酶A的

反应速率随反应物浓度增大明显函加快，说明酶B对此反应无催化作用，进而

说明酶具有回专一性。

3.酶的作用条件较温和

酶促反应一般是在回比较温和的条件下进行的。

五影响酶促反应速率的因素

1.温度和pH对函促反应速率的影响

(1)分析这两个曲线图可以看出，在最适宜的温度(B)和pH(E)条件下，酶的

活性画最高。温度和pH偏高(BC和EF)或偏低(AB和DE),酶活性都会画明

显降低。

(2)过酸(D)、过碱(F)或温度过高(C),都会使画酶的空间结构遭到破坏,使

酶永久画失透；而在低温(A)下，酶的活性明显画隆低，但酶的固空间结构

稳定，在适宜的温度下酶的活性可以画I升高。因此，酶可以在网低温(0〜4℃)

下保存。

(3)最适温度：一般来说，动物体内的酶最适温度在画35〜40_℃之间;植

物体内的酶最适温度在由40〜50_℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别

较大。

(4)最适pH:动物体内酶的最适阳大多在11116.5〜8.0之间,但也有例外，

如胃蛋白酶最适pH为回；植物体内的酶最适pH大多在回之间。

2.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响

工例，

甲乙(在底物足1止情况F)

(1)甲图，在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度

增加而回加快，但当底物达到一定浓度后，受同酶数量和酶活性限制,酶促

反应速率不再增加。

(2)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成叵］

正比。

3.综合影响

反应物剩余H(相灼ht)反应物剩余|止

301

.「阳=133V.

37t

0・5\pH=735t

()1・

温度

图中显示：不同pH条件下，酶最适温度不变；不同温度下，酶最适pH也

不变。即反应溶液PH［温度)的变化而不影响(填“影响”或“不影响”)酶作用

的最适温度(pH)°

六细胞的能量“通货”——ATP

1.ATP的结构

2.ATP的结构及其与RNA的关系

①

(1)图中A表示画腺瞟吟,①是画腺苴，②是画腺瞟吟核糖核苗酸,③

是画ADP,④是由ATP,⑤是向普通化学键,⑥泉眼高能磷酸键。

(2)据图确定ATP与RNA的关系是ATP去掉回两个磷酸基团后的剩余部分

是H可组成RNA的基本单位之一。

3.ATP与ADP的相互转化

ATP的合成ATP的水解

反应式ADP+Pi+能量一酸fATPATP一酷一ADP+Pi+能量

所需酶ATP合成酶ATP水解酶

植物：光能(同光合作用)、化学能

能量

(国细胞呼储存在高能磷酸键中的能量

来源

动物：化学能(细胞呼吸)

光合作用过程中产生的ATP用于

能量同C3的还原,细胞呼吸过程中

储存于形成的回高能磷酸键中

去路产生的ATP用于阿各项生命活

动

植物：国细胞质基质、线粒体、叶

反应生物体内的需能部位，如细胞膜、

绿体

场所叶绿体基质等

动物：细胞质基质、线粒体

ATP与ADP的相互转化过程中反应的类型、反应所需的酶以及能量的

关系

来源、去路和反应场所都不完全相同，因此ATP的合成和水解不可逆

4.ATP的主要功能

(DATP是细胞内的一种可高能磷酸化合物,是细胞生命活动所需能量的

国直接来源。

(2)ATP是细胞内流通的能量“通货”：吸能反应一般与ATP画水解的反应

相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的网合成相联系。能量

通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。

5.生物体内常见的几种能源物质

(1)主要能源物质：回糖类。

(2)主要储能物质：因脂肪。

(3)植物储能物质：囱淀粉、月部方。

（4）动物储能物质：网糖原、脂肪。

⑸直接能源物质：回巫。

（6）最终能源：西太阳能。

6.能源物质为生命活动供能的过程

能源物质疑"能ATI-I'的化学能-水解供能-生命活动

热能（放失）

第记空间.

特别提醒

1.加热可以给化学反应提供能量，但不能降低反应的活化能。酶可以降低

化学反应活化能。

2.酶的高效性必须与无机催化剂进行对照才能得出。与空白对照（不加酶）

只能得出具有催化作用。

易错判断

1.酶可降低化学反应的活化能，而无机催化剂不能。（X）

2.酶和无机催化剂都不改变化学反应中生成物的量。（J）

3.酶和无机催化剂都可为化学反应提供物质和能量。（X）

4.酶可改变化学反应的方向。（X）

5.酶活性的发挥离不开其特定的结构。（J）

6.酶在催化反应前后，其分子结构不变。（J）

深入思考

1.最适合酶保存的温度是最适温度吗？改成pH呢？

提示最适合酶保存的温度不是最适温度，最适合酶保存的pH为最适pHo

2.温度和pH与底物浓度和酶浓度影响酶促反应速率的方式相同吗？

提示不同。温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的，而底物

浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触概率来影响酶促反应速率的，其并不影

响酶活性。

特别提醒

ATP与DNA、RNA、核苗酸的结构中都有“A”，“A”表示的含义不同

®_p〜p_p&gF

TGCA

ATP-1----1--------1-

DNA

一⑤q

RNA标与我：

ATP结构中的A为腺苔，由腺瞟吟和核糖组成；DNA分子结构中的A为腺

噂吟脱氧核苗酸，由一分子腺噂吟、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成；RNA

分子结构中的A为腺瞟吟核糖核苦酸，由一分子腺噂吟、一分子核糖和一分子

磷酸组成；核昔酸结构中的A为腺喋吟。可见，它们的共同点是都含有腺喋吟。

特别提醒

1.ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用。

2.ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将ATP和

能量等同起来。

3.生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。ATP与ADP之

间快速转化，并处于动态平衡。当新陈代谢更旺盛时，ATP与ADP的相互转化

更加迅速，单位时间内生成与消耗的ATP量更多。ATP的供能机制在生物界具

有普遍性。

4.ATP是细胞代谢的直接能源物质，但不是唯一的直接能源物质，如蛋白

质合成过程中还可以利用UTPo

------------------------考点题型突破］-------------------------

考点1酶的本质、作用

流题型一酶的概念及本质

1.(2021.湖北选择性考试)在生物体内，酶是具有催化作用的有机物。下列

关于酶的叙述，错误的是()

A.过氧化氢酶、服酶和麦芽糖酶的化学本质都是蛋白质

B.DNA聚合酶和DNA连接酶都能催化磷酸二酯键的形成

C.胰蛋白酶的合成及分泌与核糖体、内质网和高尔基体有关

D.淀粉酶和盐酸通过降低反应物的活化能催化淀粉水解

答案D

解析DNA聚合酶能催化磷酸二酯键的形成，从而将游离的脱氧核苗酸连

接在正在合成的子链上，DNA连接酶也能催化磷酸二酯键的形成，从而将两个

DNA片段连接到一起，B正确；胰蛋白酶属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成首先

要在核糖体上合成肽链，然后还要经过内质网和高尔基体的加工，形成一定的空

间结构，C正确；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，D错误。

2.用同一种蛋白酶处理甲、乙两种酶，甲、乙两种酶的活性与处理时间的

关系如图所示。下列分析错误的是（）

A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解

B.甲酶是不可能具有催化功能的RNA

C.乙酶的化学本质为蛋白质

D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变

答案B

解析蛋白酶能分解蛋白质，用同一蛋白酶处理后，乙酶活性降低，说明乙

酶是蛋白质，而甲酶活性不变，则说明甲酶可能是具有催化功能的RNA或能够

抗这种蛋白酶降解的蛋白质，A、C正确，B错误；乙酶的本质是蛋白质，用蛋

白酶处理后，其分子结构改变，导致其活性改变，D正确。

漆题型二酶的作用及原理

3.如图为反应物A生成产物P的化学反应在无酶和有酶催化条件下的能量

变化过程，假设酶所处的环境条件最适，对于图中曲线分析正确的是（）

A.ad段表示无酶催化时该反应的活化能

B.be段表示酶为底物提供的活化能

C.若把酶改成无机催化剂，则图中b点位置会下移

D.若将有酶催化的反应温度下降10℃,则ab段会缩短

答案D

解析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称为

活化能，所以，在没有催化剂时ac段表示该反应所需要的活化能，A错误；在

有酶催化时be段表示该反应需要的活化能，酶降低了化学反应的活化能，B错

误；酶具有高效性，与无机催化剂相比，其降低化学反应的活化能更显著，所以

若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b点将向上移动，C错误；由于该酶

所处的环境条件为最适条件，故将有酶催化的反应温度下降10℃,酶活性下降,

导致降低化学反应活化能的程度下降，b点上移，ab段会缩短，D正确°

考点2酶的特性及影响因素

f题型一酶的特性

1.(202().北京西城一模)如图表示一种酶与其对应底物，以下叙述错误的是

()

A.高温导致该酶空间结构发生改变

B.高温下该酶失活是因其活性位点与底物不吻合

C.降低至最适温度时此酶的活性位点结构能恢复

D.酶的专一性是由酶和底物的空间结构决定的

答案C

解析高温条件下酶失去活性，降低至最适温度时酶活性不能恢复，C错误。

2.（2021.河南第一次模拟）下列有关酶的实验的叙述，正确的是（）

A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性

B.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对防活性的影响

C.利用过氧化氢溶液、新鲜的肝肮研磨液和FcC13溶液研究酶的高效性

D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液研究pH对酶活性

的影响

答案C

解析可用碘液检测淀粉是否被水解，但碘液既不与蔗糖反应，也不与其水

解产物反应，因此不能用碘液检测淀粉酶能否使蔗糖水解，故不能利用淀粉、蔗

糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性，A错误；加热会加快过氧化氢分解，一般不

用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，B错误；酶的高效性是指与

无机催化剂相比，酶的催化效率更高，因此可利月过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研

磨液和FeCh溶液研究酶的高效性，C正确；胃蛋白酶催化反应的最适pH为1.5,

因此利用胃蛋白酶研究pH对酶活性的影响时，缓冲液的pH不能为5、7、9,D

错误。

3.可以用“酶的作用条件较温和”进行解释的生物学现象是（）

A.“沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳”和“低温保存的食物不易

腐败”

B.“人发高烧时，浑身无力，食欲下降”和“寒冷时，人不由自主地打寒

战”

C.“胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解”和“胰岛素只能注射”

D.“高原反应”和“不能用纯氧抢救煤气中毒的病人”

答案A

解析“沸水浸泡过的加酶洗衣粉的洗涤效果不佳”是由于高温破坏了酶

的结构，“低温保存的食物不易腐败”是由于微生物细胞内的酶在低温条件下活

性受到抑制，两个实例均能体现出“酶的作用条件较温和”这一特性，A正确；

“人发高烧时，浑身无力，食欲下降”能体现酶的催化需要适宜的温度，但“寒

冷时，人不由自主地打寒战”是体温调节造成的，不能体现“酶的作用条件较温

和”，B错误；“胃蛋白酶进入小肠后不再催化蛋白质水解”体现酶的催化需要

适宜的pH,“胰岛素只能注射”是因为口服时胰岛素能被消化道中的蛋白酶水

解，不能体现“酶的作用条件较温和"，C错误；“高原反应”是由于机体缺氧，

“不能用纯氧抢救煤气中毒的病人”是由于血液中的二氧化碳可以作为化学物

质刺激呼吸中枢，D错误。

;回困囱昼.............................

I

具有专一性或特异性的五类物质

(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶只能

识别特定的核昔酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。

(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，

载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。

(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜

或胞内存在与该激素特异性结合的受体。

(d)tRNA:tRNA有61种，每种IRNA只能识别并转运一种氨基酸。

(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。

f题型二影响酶促反应的因素

4.(202().北京等级考)用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解

H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0,20℃条件下，向5mL

1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做

了一个改变。第2组实验提高了()

生

成

组

笫2

•二

6

总.

农

的

I组

O第

----

O

----Q

//O

相

对

值

4r

25

I

时间

反应

度

液的浓

2O2溶

B.H

的浓度

液中酶

A.悬

pH

系的

应体

D.反

的温度

应体系

C.反

B

答案

对值不

量的相

02总

，生成

增加

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