第8讲：酶与ATP 高三一轮复习

1、第第8 8讲：酶和讲：酶和ATPATP高三生物高三生物一轮复习一轮复习 细胞细胞代谢代谢：细胞中每时每刻进行着的：细胞中每时每刻进行着的的的统称，是统称，是细胞生命活动的基础，细胞中代谢的细胞生命活动的基础，细胞中代谢的主要主要场所是。场所是。 酶酶的作用机理的作用机理：降低化学反应的：降低化学反应的，且，且与与无机催化剂相比无机催化剂相比，酶，酶 的作用更显著的作用更显著，催化效率。催化效率。 活化能活化能：分子从：分子从 转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的所需要的能量所需要的能量。化学反应化学反应活跃状态活跃状态活化能活化能降低活化能降低活化能常态常态细胞质基质细胞质基质更高

2、更高反应总能量改变反应总能量改变 酶促反应酶促反应 活化能活化能 非催化反应活化能非催化反应活化能 一般催化剂催一般催化剂催化反应的活化能化反应的活化能 能能量量 反反 应应 过过 程程 底物底物 产物产物 酶促反应活化能的改变酶促反应活化能的改变 活化能：活化能：底物分子从常态转变到活化态所需的能量底物分子从常态转变到活化态所需的能量ABCD活化态活化态巴斯德之前巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德巴斯德发酵与发酵与活细胞活细胞有关，发酵有关，发酵是整个细胞而不是细胞中是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用某些物质起作用引起发酵的是引起发酵的是细胞中

3、的某些物细胞中的某些物质质，但这些物质只有在酵母细，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用胞死亡并裂解后才能发挥作用毕希纳毕希纳酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样萨姆纳萨姆纳酶是酶是蛋白质蛋白质李比希李比希切赫、奥特曼切赫、奥特曼少数少数RNARNA也具有生物催化功能也具有生物催化功能1 .酶酶的本质探索历程的本质探索历程根据题意分析，可知RNA能催化化学反应，是一种生物催化剂。【解析解析】考查酶的本质。酶大多数是蛋白质，少量的酶是RNA，用蛋白酶处理后，乙酶活性

4、降低，说明乙酶的成分是蛋白质，被蛋白酶处理后被分解，而甲酶不变，则说明甲酶可能成分是RNA或者能够抗这种蛋白酶的降解。【解析解析】1.酶的特性酶的特性2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃酶具有高效性酶具有高效性反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量3%3%的的 H H2 2O O2 2试剂试剂气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧对照组对照组实验组实验组 探究探究酶酶的特性的

5、特性对照组是？实验组是？1 1、与、与1 1号试管相比，号试管相比，2 2号试管出现什么不同的现象？号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？这一现象说明了什么？加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2 2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3 3、3 3号和号和4 4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？说明什么？FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。3 3、3 3号与号与4 4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么明什么？

6、如何通过实验探究如何通过实验探究酶的酶的专一性专一性？可以使用哪些实验原理来检测、判断？可以使用哪些实验原理来检测、判断？如何做？如何做？可以使用碘液来检测吗？可以使用碘液来检测吗？可以使用哪些实验原理来检测、判断？可以使用哪些实验原理来检测、判断？如何做？如何做？可以使用碘液来检测吗？可以使用碘液来检测吗？ 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。（1 1）在最适温度时，酶的活性最强，酶促反应速率最大；在最适温度时，酶的活性最强，酶促反应速率最大；低于最适温度时低于最适温度时，随温度的升高，酶的催化作用

7、随温度的升高，酶的催化作用增强增强；超过超过最适温度最适温度时，随时，随温度的升高，温度的升高，酶酶的催化作用的催化作用将将迅速迅速减弱。减弱。（2 2）在最适）在最适pHpH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pHpH，酶的，酶的催化作用都减弱催化作用都减弱。1.1.温度和温度和pHpH对对酶酶促反应促反应的的影响影响请概述温度、请概述温度、pHpH对酶促反应的影响对酶促反应的影响分析分析图图A A、B B中曲线的起点和终点有何特点？中曲线的起点和终点有何特点？原因是什么？原因是什么？过酸过酸、过碱、高温都会使、过碱、高温都会使酶酶的空间结构遭到的空间结构

8、遭到破坏而破坏而失去失去活性活性，所以即使环境条件恢复到正常情况下，其活，所以即使环境条件恢复到正常情况下，其活性也不能恢复；性也不能恢复；而低温不会导致其空间结构改变，只是而低温不会导致其空间结构改变，只是使酶的使酶的活性活性降低降低，当温度回复到正常当温度回复到正常情况下，其情况下，其活性活性可可能恢复。能恢复。2.2.底物底物浓度浓度对对酶酶促反应促反应的的影响？影响？其前提条件是什么，限制因素其前提条件是什么，限制因素是什么？是什么？的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量限制。若将酶的含量增加一倍，曲线如何描绘？若将酶的含量

9、增加一倍，曲线如何描绘？3.3.酶酶浓度浓度对对酶酶促反应促反应的的影响影响？ 其前提条件是什么？其前提条件是什么？在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 若底物有限，若底物有限，曲线如何描绘？曲线如何描绘？有些有些物质能够物质能够增强酶的活性增强酶的活性，这些物质叫做酶，这些物质叫做酶的激活剂。的激活剂。例如，经过透析的唾液淀粉酶的活性不高，如果加入少量的NaCl，这种酶的活性就会大大增强。因此，NaCl(更准确地说是其中的Cl-)，就是唾液淀粉酶的激活剂。有些物质能够抑制酶的活性，这类物质叫做酶有些物质能够抑制酶的活性，这类物质叫做酶的抑制剂。的抑制剂。例如，

10、氰化物可以抑制细胞色素氧化酶的活性。4.4.酶的抑制剂、酶的抑制剂、激活剂激活剂对酶促反应的影响？1 1分子腺嘌呤分子腺嘌呤1 1分子核糖分子核糖3 3分子磷酸基团分子磷酸基团思考：思考：ATPATP与核糖核苷酸结构上的与核糖核苷酸结构上的关系？关系？三磷酸腺苷、腺三磷三磷酸腺苷、腺三磷1 1分子分子ATPATP腺 苷腺 苷腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺苷腺苷胸苷？胸苷？鸟苷？鸟苷？ATPATP的分子结构简式可以表示为：的分子结构简式可以表示为：高能磷酸键高能磷酸键高能高能磷酸键相当脆弱，水解磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂。时容易断裂。高能磷酸键水解时能放出能量高达高能磷酸键水解时能放出能

11、量高达30.54KJ/mol30.54KJ/mol。含高能磷酸键的化合物称为高能磷酸化合物，含高能磷酸键的化合物称为高能磷酸化合物，生物体内有哪些？生物体内有哪些？ATPATPADPADP磷酸肌酸（磷酸肌酸（仅在动物细胞中仅在动物细胞中）高能磷酸化合物高能磷酸化合物（类似的还有（类似的还有 UTPUTP、GTPGTP、CTPCTP）ATP + C ADP + CPADP + CP ATP + C当当ATP充足时：充足时：当当ATP大量减少时：大量减少时： 磷酸肌酸磷酸肌酸 CPATP和和ADP的相互转化是否为可逆反应，为什么？的相互转化是否为可逆反应，为什么？反反 应应ATPADP+Pi+能量

12、能量 ADP+Pi+能量能量ATP反应类型反应类型酶的类型酶的类型场所场所能量来源能量来源能量去向能量去向酶酶酶酶水解反应水解反应合成反应合成反应水解酶水解酶合成酶合成酶活细胞所有部位活细胞所有部位线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体、细胞质基质等细胞质基质等高能磷酸键高能磷酸键有机物中的化学能、光能有机物中的化学能、光能用于各项生命活动用于各项生命活动储存于高能磷酸键中储存于高能磷酸键中例例1 1：下图记录了一位接力队员在比赛中肌肉细胞中：下图记录了一位接力队员在比赛中肌肉细胞中ATPATP的相对含量的变化，请回答下列问题：的相对含量的变化，请回答下列问题：(1)(1)肌细胞中的肌细胞中的ATPA

13、TP主要来自主要来自( (生理过程生理过程) )，其，其结构简式为结构简式为_。ATPATP通过水解释放能量，当通过水解释放能量，当其水解掉一个高能磷酸键后，变成其水解掉一个高能磷酸键后，变成ADPADP，水解掉两个高能，水解掉两个高能磷酸键后，成为磷酸键后，成为AMPAMP，AMPAMP全称是，全称是，它是构成它是构成_的的基本单位之一。基本单位之一。细胞呼吸细胞呼吸A-PA-PP PP P腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸RNARNA( (2)A2)A到到B B的变化过程，说明的变化过程，说明_，释，释放的能量用于放的能量用于_。(3)B(3)B到到C C的过程中，由于的过程中，由于_等活动

14、加强，释放更等活动加强，释放更多的多的_供供ADPADP形成形成ATPATP以补充细胞中以补充细胞中ATPATP含量的不足。含量的不足。(4)(4)由整个曲线来看，肌细胞中由整个曲线来看，肌细胞中ATPATP的含量不会降为零，的含量不会降为零，说明说明_。ATPATP由于水解含量下降由于水解含量下降肌肉收缩等生命活动肌肉收缩等生命活动细胞呼吸细胞呼吸能量能量ATPATP和和ADPADP是可以相互转化的，并达到动态平衡是可以相互转化的，并达到动态平衡分析曲线还可以得出什么结论？分析曲线还可以得出什么结论？ATPATP不会在细胞内大量积累，但它能快速地不会在细胞内大量积累，但它能快速地合成合成，以

15、满足，以满足各项生物活动对能量的需求。各项生物活动对能量的需求。植物？植物？动物？动物？产生产生ATP的的场所？场所？光合作用：光合作用：仅产生于“”（光反应产生的ATP）呼吸作用：呼吸作用：有氧呼吸的三个阶段都产生ATP（）；无氧呼吸；细胞质基质，线粒体，叶绿体线粒体，叶绿体ATP生命活动所需能量的生命活动所需能量的能能源源来来源源能量直接来源能量直接来源主要能源物质主要能源物质生物体内重要储能物质生物体内重要储能物质动物细胞内的储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源最终能源来源ATP糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太阳能太阳能关于能源物质需要关于能

16、源物质需要注意的知识点：注意的知识点：1 1、直接能源、直接能源物质：物质：主要是主要是ATPATP。其实NADPH（H）除供氢外，也能直接提供能量，如暗反应中；2 2、能源物质、能源物质：糖类糖类是主要能源物质，脂肪是主要是主要能源物质，脂肪是主要的储能物质。的储能物质。生物体在极度饥饿、严重疾病时，也可分解蛋白质供能。3 3、储能物质、储能物质：主要：主要是是。此外，糖元、淀粉也是储能物质。转移释放利用散失中文全称：中文全称：结构简式：结构简式：与与ADPADP相互相互转化：转化：形成的主要形成的主要途径：途径：利用利用：三磷酸三磷酸腺苷腺苷A-PA-PP PP P呼吸作用、光合作用呼吸作

17、用、光合作用为各种生命活动提供能量为各种生命活动提供能量（转化（转化成各种形式的成各种形式的能量）能量）3 3、如果一个如果一个ATPATP脱去两个磷酸基团，该物质就是脱去两个磷酸基团，该物质就是 A A、鸟嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸 B B、腺苷、腺苷 C C、腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸 D D、腺苷和磷酸、腺苷和磷酸 2 2、ADPADP转变为转变为ATPATP需要需要A APiPi、酶、腺苷和、酶、腺苷和能量能量 B BPiPi、能量、能量C C能量、腺苷和能量、腺苷和酶酶D DPiPi、能量和酶、能量和酶5 5、下列关于人体细胞内下列关于人体细胞内ATPATP的叙述，正确

18、的是的叙述，正确的是 A A、人体细胞内储有大量、人体细胞内储有大量ATPATP，共生命活动需要，共生命活动需要B B、ATPATP水解水解ADPADP的反应是不可逆的的反应是不可逆的C C、ATPATP只能在线粒体中生成只能在线粒体中生成D D、ATPATP中含有一个在一定条件下容易水解和重新生成中含有一个在一定条件下容易水解和重新生成的键的键 变变式式训练训练 ATPATP在细胞内的含量及其生成速度是在细胞内的含量及其生成速度是 很多；很多； 很少；很少； 很快；很快； 很慢；很慢；6.6.下列哪些过程会使细胞中下列哪些过程会使细胞中ADPADP的含量增加的是：的含量增加的是： 原尿中的葡萄糖进入血液的肾小管上皮细胞原尿中的葡萄糖进入血液的肾小管上皮细胞 血红蛋白变为氧合血红蛋白血红蛋白变为氧合血红蛋白 甘油进入红细胞甘油进入红细胞 K+K+、Na+Na+进入小肠绒毛上皮细胞进入小肠绒毛上皮细胞A AB BC CD D【变式【变式1 1】高等植物体内产生高等植物体内产生ATPATP的场所有？的场所有？细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞质基质、线粒体、叶绿体【变式【变式2 2】植物根尖细胞产生植物根尖细胞产生ATPATP的场所有？的场所有？细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体7 7绿色植物的细胞中，能生成绿色植物的细