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1、第8讲ATP和酶 第三单元细胞的能量供应和利用 考纲要求1 ATP在能量代谢中的作用 2 酶在代谢中的作用 3 实验 探究影响酶活性的因素 考点一 ATP的结构与功能 1 ATP的结构 C H O N P 腺苷 磷酸基团 A P P P 远离腺苷的高能磷酸键易水解 释放出能量 也可以接受能量而重新形成 梳理知识要点 归纳总结 1 ATP的结构 如下图所示 2 ATP中的 一 二 三 2 ATP与ADP的相互转化 1 植物细胞可以通过形成ATP 而动物细胞只能通过形成ATP 2 植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于 不用于其他生命活动 植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动 光合
2、作用和细胞呼吸 细胞呼吸 暗反应 3 细胞内产生与消耗ATP的生理过程 主动运输 光反应 蛋白质的合成 1 判断常考语句 澄清易混易错 1 人长时间剧烈运动时 骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等 2 线粒体内膜 内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP 3 ATP是生命活动的直接能源物质 但它在细胞中的含量很少 ATP与ADP时刻不停地进行相互转化 4 ATP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 6 在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中 不会同时发生ATP的合成与分解 2 分析命题热图 明确答题要点下图为ATP
3、的结构简图 请分析 1 图示a处应为 H 还是 OH 提示 提示 2 图示b c d所示化学键是否相同 其中最易断裂和重建的是哪一个 3 图示框e的名称是什么 它与DNA RNA有何关系 提示 命题点一ATP的结构及相关成分的比较1 下列关于ATP分子的叙述正确的是A A表示的是腺嘌呤B ATP分子中含有C H O N P五种元素C T表示胸腺嘧啶 因而ATP的结构与核苷酸很相似D 1molATP水解 能释放出30 54kJ的能量 这些能量储存在两个高能磷酸键中 答案 解析 探究命题方向 ATP分子的结构式中 A表示的是腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 A错误 ATP分子中含有C H O N P五种元
4、素 B正确 T表示的不是胸腺嘧啶 而是三个 C错误 ATP分子中的两个高能磷酸键只有远离腺苷的那个易断裂 易形成 故ATP水解时释放出的能量应是贮存在一个高能磷酸键中的能量 D错误 命题点一ATP的结构及相关成分的比较2 2016 泉州五校联考 下面关于ATP的叙述 错误的是A 细胞质和细胞核中都有ATP的分布B ATP合成所需的能量由磷酸提供C ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸D 正常细胞中 ATP与ADP的比值在一定范围内变化 答案 解析 细胞质和细胞核中都需ATP 用于相关生命活动 A正确 ATP合成所需的能量来源于光能和有机物中的化学能 磷酸不含能量 B错误 ATP可以水解为一个腺
5、嘌呤核糖核苷酸 AMP 和两个磷酸 C正确 正常细胞中 ATP与ADP不停地发生着相互转化 处于相对平衡状态 两者的比值在一定范围内波动 D正确 命题点一ATP的结构及相关成分的比较3 如图是人体细胞代谢部分简图 图中甲表示ATP 下列有关叙述错误的是A 甲 乙 丙 丁过程中 起催化作用的酶空间结构不同B 丙是RNA的基本组成单位之一C 丁由腺嘌呤和核糖组成 而戊可用于甲的合成D 在红细胞吸收葡萄糖时 细胞中乙的含量会显著增加 答案 解析 甲 乙 丙 丁表示ATP的逐步水解 每一次水解反应的酶都不同 故A正确 丙为A P A是腺苷 由1分子核糖和1分子腺嘌呤构成 加上1分子磷酸 构成1分子腺嘌
6、呤核糖核苷酸 故B正确 丁表示腺苷 由腺嘌呤和核糖组成 戊表示磷酸 是ATP的组成成分 故C正确 红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散 不需要消耗ATP 故乙 ADP 的含量不会增加 故D错误 命题点二ATP与ADP的相互转化4 如图是植物细胞中ATP合成与分解示意图 下列相关叙述错误的是A 能量1可能来自于有机物的氧化分解B 图中能量2来自于 和 被水解的过程C 如果能量1只来自于光能 那么能量2只能用于C3的还原D 如果 都被水解 则水解的产物中有合成RNA的原料 答案 解析 能量1用于ATP的合成 可能来自于呼吸作用过程中有机物的氧化分解 A正确 图中能量2来自于 被水解的过程 B错误 如果
7、能量1只来自于光能 说明是光反应合成的ATP 那么光反应产生的ATP中的能量只能用于C3的还原 C正确 ATP的结构简式是A P P P 水解掉2个高能磷酸键以后 得到的产物是腺嘌呤核糖核苷酸 是RNA的原料之一 D正确 命题点二ATP与ADP的相互转化5 ATP是细胞内直接的能源物质 可通过多种途径产生 如图所示 以下说法正确的是A O2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体 使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降B a过程和b过程都在细胞器中进行C 绿色植物通过b过程形成的ATP不能用于吸收矿质元素D 在物质和能量上都可成为互逆反应 答案 解析 O2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体属于自由扩散 不需要载体和能
8、量 因此肝脏细胞内ADP含量基本不变 A错误 a表示呼吸作用 呼吸作用的场所有细胞质基质 线粒体 B错误 b过程为光合作用 其形成的ATP只能用于暗反应 不能用于其他生命活动 C正确 分别为ATP的合成和水解过程 其中物质是可逆的 能量是不可逆的 D错误 1 ATP与ADP相互转化不可逆 ATP与ADP的相互转化 从物质方面来看是可逆的 从酶 进行的场所 能量方面来看是不可逆的 2 ATP是与能量有关的一种物质 不可等同于能量 ATP是一种高能磷酸化合物 高能磷酸键水解时能够释放出高达30 54kJ mol的能量 3 不可误认为细胞中含有大量ATP 事实上 细胞中ATP含量很少 ATP与ADP
9、转化非常迅速及时 无论是饱食还是饥饿 ATP与ADP含量都保持动态平衡 4 误认为ATP转化为ADP不消耗水 ATP转化为ADP又称 ATP的水解反应 这一过程需ATP水解酶的催化 同时也需要消耗水 蛋白质 脂肪 淀粉等的水解也都需要消耗水 与能源物质ATP相关的易错点提醒 考点二 酶的本质 特性及相关实验探究 1 酶的本质与作用 1 酶本质的探索历程 梳理知识要点 2 酶的本质和作用 蛋白质 RNA 氨基酸或核糖核苷酸 细胞核 生物催化作用 活化能 思维辨析正确理解有关酶的本质和作用 3 比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验过程 小 少 慢 大 多 快 变量分析 无机催化剂和过氧化氢酶 产生
10、气泡数目多少 温度 新鲜程度 辨析酶的作用原理 酶和其他催化剂均能降低化学反应的活化能 分析如下 图中段和段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能 若将酶变为无机催化剂 则B在纵轴上向上移动 用加热的方法不能降低活化能 但会提供活化能 无论是否有催化剂 反应的最终结果是不变的 AC BC 2 酶的特性及影响因素曲线的分析 1 对应连线 2 曲线辨析 表示酶高效性的曲线 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 曲线分析 酶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 表示酶专一性的曲线曲线分析 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 加入酶
11、A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快 说明酶具有 专一性 3 影响酶活性因素的相关曲线甲曲线分析 在一定温度 pH 范围内 随温度 pH 的升高 酶的催化作用 超过这一范围 酶的催化作用逐渐 过酸 过碱 高温都会使酶变性失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子的结构未被破坏 温度升高可恢复活性 增强 减弱 乙曲线分析 纵坐标为反应物剩余量 剩余量越多 生成物越少 反应速率越慢 图示pH 7时 反应物剩余量最少 应为最适pH 反应溶液pH的变化 填 影响 或 不影响 酶作用的最适温度 不影响 4 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 甲图 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
12、 但当底物达到一定浓度后 受酶数量的限制 酶促反应速率 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 加快 不再增加 正比 特别提醒 1 酶促反应速率与酶活性不同 温度和pH通过影响酶活性 进而影响酶促反应速率 底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率 但并未改变酶活性 2 同一个体不同细胞中 酶的种类和数量会不同 对于同一个细胞而言 在不同的时期或生理状态下 细胞中酶的种类和数量也会发生改变 1 判断常考语句 澄清易混易错 1 酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸 2 酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 3 酶提供了反应过程所必需的活化能 4 随着温度降低 酶促反应的
13、活化能下降 5 酶是由活细胞产生的 因此酶只能在细胞内发挥作用 6 酶活性的发挥离不开其特定的结构 2 分析命题热图 明确答题要点如图甲表示A B两种酶用同一种蛋白酶处理 酶活性与处理时间的关系 而图乙所示为不同条件下 某酶促反应生成物随时间的变化曲线 请分析 1 图甲中A B两种酶的化学本质是否相同 提示 2 图乙中B酶活性改变的机制是什么 提示 3 图乙中造成 曲线不同的条件可能是什么 提示 4 若图乙中3条曲线是在pH值为下图中的a b c点时所测的生成物的量随时间的变化曲线 若改为pH为d e点所示值的环境中时 请在乙图中绘出生成物的量随时间的变化曲线 提示 d点时对应如下图 而e点时
14、与乙图中 所示曲线重合 命题点一酶的本质与作用的分析1 下列有关酶的叙述 正确的是A 具有分泌功能的活细胞才能产生酶B 酶可被水解为氨基酸或脱氧核苷酸C 一种酶只能催化一定的反应物发生反应D 酶通过为化学反应供能来提高反应速率 答案 解析 探究命题方向 所有的活细胞 哺乳动物成熟的红细胞除外 都能产生酶 A错误 酶的化学本质是蛋白质或RNA 可被水解为氨基酸或核糖核苷酸 B错误 酶的催化作用具有专一性 即一种酶只能催化一定的反应物发生反应 C正确 酶通过降低化学反应的活化能来提高反应速率 本身不能为化学反应提供能量 D错误 命题点一酶的本质与作用的分析2 2016 湖南重点高中三校联考 下列关
15、于酶的叙述正确的是A 酶适于低温下保存 因为低温时虽然酶的活性很低 但酶的空间结构稳定B Fe3 和酶促使过氧化氢分解 是因为它们降低了化学反应的活化能 同时给过氧化氢提供能量C 酶是由内分泌腺细胞合成的 具有催化作用的有机物D 酶与激素一样使用后立即被灭活 所以活细胞中需要源源不断地合成酶 答案 解析 低温下酶的活性被抑制 而空间结构稳定 不会变性失活 A正确 Fe3 和酶均促使过氧化氢分解 是因为它们均能降低化学反应的活化能 但不能给过氧化氢的分解提供能量 B错误 酶是由活细胞产生的 具有催化作用的有机物 C错误 酶在化学反应后不被灭活 且数量不变 不需源源不断地合成 D错误 命题点一酶的
16、本质与作用的分析3 2016 山东师大附中三模 下列关于酶的叙述中 正确的是A 能产生激素的细胞一定能产生酶B 能产生酶的细胞一定能产生激素C 人体中酶只在内环境中起作用D 酶都是由内分泌腺细胞合成的 答案 解析 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苷酸序列 并在特定的切点上切割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 4 tRNA tRNA有61种 每种tRNA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 具有专一性或特异性的五类物质 命题点二影响酶因素的曲线分析4 用某种酶进行有关实验的结果如下图所示 下列有关说法错误的是 答案 A 该酶的最适催化温度不确定B 图2和图4能说明该酶一定不是胃蛋白酶C 由图4实验结果可知酶具有高效性D 由图3实验结果可知Cl 是酶的激活剂 解析 图1显示温度对酶活性的影响 从图中能得到的结论是该酶的最适催化
