高三生物一轮复习第7讲+ATP和酶+

第7讲

酶和ATP《一轮复习》一、酶的本质、作用及特性（P47）1、酶的概念酶是有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，少数酶是RNA。2、酶的本质化学本质绝大多数_______少数是_____合成原料合成场所来源作用部位生理功能作用原理蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核大多数来源于活细胞细胞内外、生物体外催化作用降低化学反应的活化能（酶的唯一功能，它不具调节功能，也不作为能源物质）（哺乳动物成熟的红细胞除外）一、酶的本质、作用及特性（P47）3、酶的作用：催化作用4、酶的作用原理：降低化学反应的活化能酶降低的活化能酶催化过程所需的活化能①AC段表示是

催化时反应进行所需要的活化能。②BC段表示是

催化时反应进行所需要的活化能。③AB段表示__________________。无酶有酶酶降低的化学反应活化能酶通过降低化学反应活化能来提高化学反应速率一、酶的本质、作用及特性（P50）（1）酶具有高效性步骤试管编号变量1234一H2O2浓度剂量二反应条件反应速率气泡产生卫生香燃烧结论2ml2ml3%3%3%3%90℃水浴2滴FeCl3肝脏研磨液2ml2ml自然状态不明显不复燃少量不复燃较多复燃不明显大量复燃明显过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样。与无机催化剂（FeCl3）相比，酶的催化效率更高（即酶具有高效性）实验组对照实验自变量因变量无关变量比较过氧化氢在不同条件下的分解一、酶的本质、作用及特性（P50-51）（2）酶具有专一性酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解项目试管1试管2实验步骤一注入可溶性淀粉溶液

二注入蔗糖溶液

三注入新鲜的淀粉酶溶液四保温5min五加入斐林试剂六水浴加热煮沸并保持1min实验现象实验结论

2mL

2mL2mL2mL60℃60℃2mL2mL

砖红色沉淀

没有砖红色沉淀酶具有专一性探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用自变量因变量无关变量一、酶的本质、作用及特性（P51）探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用(1)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。(2)上述实验中不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会遇碘液变色。

一、酶的本质、作用及特性（P51）（3）酶的作用条件较温和酶活性是指酶催化特定化学反应的能力。试管编号11′22′33′实验步骤一2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液2mL淀粉酶溶液2mL可溶性淀粉溶液实验步骤二在冰水中水浴5min在60℃温水中水浴5min在沸水中水浴5min三1与1′试管内液体混合，摇匀2与2′试管内液体混合，摇匀3与3′试管内液体混合，摇匀四在冰水中水浴数分钟在60℃温水中水浴相同时间在沸水中水浴相同时间五取出试管，分别滴加2滴碘液，摇匀，观察现象实验现象呈__________________呈______结论酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性蓝色无蓝色出现蓝色探究温度对酶活性的影响一、酶的本质、作用及特性（P51）探究温度对酶活性的影响①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2易分解，加热条件下其分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。

一、酶的本质、作用及特性（P51）（3）酶的作用条件较温和探究pH对酶活性的影响实验步骤一试管1试管2试管3二三四五实验现象实验结果试管各加入1mLH2O2酶1mL蒸馏水1mL浓HCl1mL浓NaOH加入2mLH2O2溶液，振荡混匀反应5分钟后，记录气泡产生情况基本无气泡产生有大量气泡产生基本无气泡产生酶的催化作用需要适宜的pH，过酸、过碱都会影响酶的活性酶活性的影响因素：温度、pH、酶抑制剂、酶激活剂等酶活性是指酶催化特定化学反应的能力。斐林试剂？淀粉溶液？一、酶的本质、作用及特性（P51）探究pH对酶活性的影响①探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂发生反应，使斐林试剂失去作用。②探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，且在酸性条件下淀粉也会被水解，从而影响实验的观察效果。

一、酶的本质、作用及特性（P47）【小结】酶的特性：（1）高效性；（2）专一性；（3）作用条件较温和一、酶的本质、作用及特性（P48）（1）酶具有高效性高效性催化分析：①酶比无机催化剂的催化效率更高；②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。③酶不能改变最终生成物的量。5、酶的特性及曲线分析一、酶的本质、作用及特性（P48）（P48)（2）酶具有专一性

砖红色沉淀

浅蓝色专一性专一性小结：酶只是提高化学反应速率，在反应前后，其分子结构、数量、活性不变一、酶的本质、作用及特性（P48）（3）酶的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、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。

一、酶的本质、作用及特性（P48）

砖红色沉淀

浅蓝色【考点速览•诊断】(1)麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低。(2021·湖北卷，2D)(

)提示一般来说，动物体内酶的最适温度比植物低。(2)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的。(2021·全国甲卷，1A)(

)提示大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；只有部分激素是蛋白质类。(3)胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。(2020·海南卷，8C)(

)提示酶可以重复多次利用，不会立即被降解。×××一、酶的本质、作用及特性（P48）

砖红色沉淀

浅蓝色【考点速览•诊断】(4)细胞中生物大分子的合成需要酶来催化。(2020·江苏卷，T2D)(

)(5)饥饿时，胰高血糖素水平升高，促进糖原分解，说明激素具有酶的催化活性。(2018·全国卷Ⅱ，T3B)(

)提示激素具有调节作用。(6)由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。(2017·全国卷Ⅱ，T3B)(

)提示酶在生物体内、体外均可发挥催化作用。(7)从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法。(2017·全国卷Ⅱ，3C)(

)√××√一、酶的本质、作用及特性（P48）【情境推理·探究】1.唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。唾液的pH为6.2～7.4而胃液的pH为0.9～1.5，唾液淀粉酶没有了适宜的pH条件，酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用2.高温、过酸、过碱等条件下，酶失活后即使给予适宜的条件，活性仍不能够恢复正常，原因是__________________________________________________________________；

人发烧时不想吃东西，原因是_________________________________________________________。高温、过酸、过碱等条件都会导致酶空间结构被破坏，使酶永久失活体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢一、酶的本质、作用及特性（P48）【情境推理·探究】3.利用加酶洗衣粉洗涤衣服时：①丝绸和毛皮类衣物不能用加酶洗衣粉来洗涤，因为_________________________________________________________________；②加酶洗衣粉使用的水温一般在50℃以下，切记不能用沸水，否则_______________。加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可能会损坏丝绸和毛皮类衣物的蛋白质酶会失去活性【典例

精心深研】（P52）B1.(2022·浙江6月选考，10)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(

) A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活 B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性 C.淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高 D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率考向探究酶的特性及影响因素【典例

精心深研】（P52）D2.(2023·广东湛江模拟)已知淀粉在酸性条件下能被水解，如图表示pH对淀粉酶活性的影响结果。下列有关叙述正确的是(

)A.分析实验结果可知，该淀粉酶的最适pH为7B.若在强酸条件下淀粉的剩余量较少，则淀粉酶具有活性C.当pH＝3时，淀粉酶的活性比pH＝9时的活性高D.分离在pH＝13时的淀粉酶，其能与双缩脲试剂产生紫色反应3.(2023·华师附中调研)已知淀粉在酸性条件下自身会发生水解，唾液淀粉酶的最适pH为6.6。欲探究在pH＝5的条件下唾液淀粉酶的催化效率，某同学设置了如下四组实验：

①在pH＝5的溶液中加入一定量的可溶性淀粉和唾液淀粉酶溶液，一定时间后检测淀粉剩余量 ②在pH＝6.6的溶液中加入一定量的可溶性淀粉和唾液淀粉酶溶液，一定时间后检测淀粉剩余量 ③在pH＝5的溶液中加入一定量的可溶性淀粉，一定时间后检测淀粉剩余量B④在pH＝6.6的溶液中加入一定量的可溶性淀粉，一定时间后检测淀粉剩余量可用来进行对照得出实验结论的两组是(

)A.①和②

B.①和③C.②和④

D.①和④二、影响酶促反应速率的因素（P49）1、温度（1）过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。

温度过低会抑制酶的活性，但酶的空间结构仍然稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。（2）酶保存条件：低温保存（0-4℃）

。2、pH二、影响酶促反应速率的因素（P49）3、底物浓度（反应物浓度）在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶浓度和酶活性限制，酶促反应速率将不再增加4、酶浓度在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度呈正相关。【典例P49】D1.(2023·山西太原调研)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、脲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.淀粉酶和盐酸通过升高化学反应的活化能催化淀粉水解考向结合酶的本质及作用，考查科学思维解析淀粉酶是生物催化剂，盐酸是无机催化剂，都可以降低化学反应的活化能来催化淀粉水解，D错误。【典例P49】A2.(2023·广东深圳调研)嚼馒头时会感觉有甜味，那是因为唾液淀粉酶将淀粉分解成了麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是(

) A.升高温度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用机理相同 B.高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结构改变而使其失活 C.唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物 D.唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色【典例P49】3.(2022·全国乙卷，4)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。实验组①②③④⑤底物＋＋＋＋＋RNA组分＋＋－＋－蛋白质组分＋－＋－＋低浓度Mg2＋＋＋＋－－高浓度Mg2＋－－－＋＋产物＋－－＋－【典例P49】根据实验结果可以得出的结论是(

)A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性B.蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高C.在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性D.在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性C【典例P49】C4.(2023·重庆市抽测)某同学探究温度、pH、底物浓度与酶促反应速率的关系，绘制出如下曲线图。有关叙述正确的是(

)考向结合酶促反应速率的影响因素，考查科学思维A.图1中AB段与BC段酶促反应速率的限制因素相同B.图2中D点与F点酶的空间结构都被部分破坏且不能恢复C.图3中把G点时对应的相关因素调至最适，酶促反应速率不能同步升高D.图1、图2、图3中相关因素分别是底物浓度、pH、温度三、ATP的结构与功能（P52）腺苷（A）ATP（腺苷三磷酸）ADP（腺苷二磷酸）~~特殊的化学键（不稳定）组成元素C、H、O、N、P化学组成1分子腺嘌呤+1分子核糖+3分子磷酸基团结构简式A－P~P~P结构特点①ATP是一种高能量磷酸化合物，含有2个“~”；（2）“~”不稳定，原因是两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等。AMP（腺苷一磷酸/腺嘌呤核糖核苷酸）功能ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质ATP并非细胞新陈代谢唯一的直接能源物质，CTP、GTP、UTP等也可以直接为生命活动功能。下列几种常见化合物的化学组成中，请写出“○”中所对应的含义。①腺嘌呤核糖核苷酸（AMP)②腺嘌呤⑤腺苷（腺嘌呤+核糖）⑥腺苷③DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸【重点难点P53】共同点：都含有腺嘌呤，其中AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）是RNA的基本组成单位之一腺嘌呤核糖核苷酸可直接转化成其他的能量(如机械能、电能等）用于各项生命活动：主动运输、蛋白质合成、胞吞胞吐、肌肉收缩、蛋白质磷酸化、大脑思考等光合作用的光能（绿色植物等）呼吸作用的化学能（一切生物）三、ATP的结构与功能（P52）ATP的合成场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体ATP的水解场所：生物体的需能部位2、ATP和ADP的相互转化2、ATP和ADP的相互转化项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP+Pi+能量→ATPATP→ADP+Pi+能量能量来源能量去路反应场所联系酶酶光能（光合作用）化学能（呼吸作用）形成特殊的化学键细胞质基质、线粒体、叶绿体等储存在特殊化学键中的能量用于各项生命活动生物体的需能部位①ATP在生物体内含量很少，但转化十分迅速，从而使细胞中的ATP和ADP总是处于一种动态平衡；②ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。因为物质是可逆的，能量是不可逆的，酶、场所也不相同；③合成ATP的过程中有水的生产，水解ATP的过程有水的消耗。ATP是一种物质（有机物），不是能量，能量可储存在ATP中三、ATP的结构与功能（P53）

3.ATP的利用

(1)ATP为主动运输供能的过程(以Ca2＋释放为例)【重点】载体蛋白在跨膜运输时的变化是：ATP水解释放的磷酸基团使载体蛋白磷酸化，导其空间结构发生变化。(2)ATP——细胞内流通的能量“货币”三、ATP的结构与功能（P53）Pi能量Pi能量水解合成放能反应吸能反应许多放能反应和ATP的合成相联系许多吸能反应和ATP的水解相联系含义：细胞内释放能量的化学反应举例：细胞呼吸（葡萄糖氧化分解）ATP在吸能反应和放能反应之间流通，是细胞内的能量“货币”含义：细胞内需要吸收能量的化学反应举例：生物大分子的合成（蛋白质的合成）三、ATP的结构与功能（P53）4.ATP产生量与O2供给量的关系分析【考点速览•诊断】P53(1)ATP必须在有氧条件下合成。(2021·北京卷，1B)(

)提示无氧呼吸也可产生ATP。(2)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(2019·全国卷Ⅲ，1C)(

)提示高尔基体不能合成ATP。(3)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。(2019·天津卷，2A)(

)提示淀粉水解不需要消耗ATP。(4)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶(2018·全国卷Ⅰ，1A)(

)×××√(5)水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量。(2017·海南卷，10D)(

)提示水在叶绿体中分解产生氧气依靠光能提供能量。(6)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生；神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP。(2016·全国卷Ⅰ，4A，D)(

)×√【疑难•精准突破】P531.“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”诗中描述的萤火虫发光的原理是______________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________。萤火虫尾部的发光细胞中的荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素而发光2.科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量，请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因：_______________________________________________________________。含有两个特殊化学键，远离鸟苷的特殊化学键容易水解断裂，释放能量【疑难•精准突破】P533.在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端P已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是：_______________________________________________________________________________________________________。①ATP中远离A的磷酸基团容易脱离；③部分32P标记的ATP是重新合成的②该过程中ATP既有合成又有水解；【典例•精心深研】P54A考向围绕ATP的结构和特点，考查生命观念【典例•精心深研】P54A2.(2023·山东菏泽调研)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，下图代表ATP的结构。下列叙述错误的是(

)A.①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸B.④和⑤之间化学键的形成过程总是与放能反应相关联C.ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变D.细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快【典例•精心深研】P54C3.(2023·广东中山调研)ATP是细胞内一种不稳定的高能磷酸化合物，也是生物体内直接的能源物质。下列有关ATP的叙述错误的是(

) A.一个ATP分子中含有三个磷酸，两个特殊化学键 B.无氧条件下，酵母菌的细胞质基质也能合成ATP C.蓝细菌细胞中的ATP全部来自有氧呼吸 D.ATP和ADP的生成都需要相关酶的催化考向围绕ATP与ADP的相互转化和ATP的利用，考查科学思维【典例•精心深研】P54B4.(2023·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(

)A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能C.图中产生的ATP可用于一切生命活动D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康【重温真题•经典再现】P551.(2021·北京卷，1)ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是(

) A.含有C、H、O、N、P B.必须在有氧条件下合成 C.胞内合成需要酶的催化

D.可直接为细胞提供能量B解析ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程释放的能量也能用于合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，