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1、第第 6 讲讲 细胞与能量、酶细胞与能量、酶考纲要求 1.ATP 及其在能量代谢中的作用()。2.酶的本质、特性、作用及其影响因素()。3.实验：(1)探究酶的专一性。(2)探究 pH 对过氧化氢酶的影响。考点一 ATP 在能量代谢中的作用1吸能反应与放能反应(1)吸能反应：产物分子中的势能比反应物分子中的势能高。(2)放能反应：产物分子中的势能比反应物分子中的势能低。(3)最重要的吸能反应是光合作用，最重要的放能反应是细胞呼吸。(4)吸能反应和放能反应的纽带是 ATP。2ATP 的结构下图为 ATP 的分子简式，据图回答：(1)ATP 的元素组成为 C、H、O、N、P。(2)说出的中文名称。
2、腺苷，高能磷酸键，磷酸基团，腺苷三磷酸。(3)结构特点：在酶的催化下，远离 A 的高能磷酸键容易水解释放大量能量(4)若水解掉两个磷酸基团后的产物是 RNA 四种基本组成单位之一。(5)将彻底水解，其产物是腺嘌呤、核糖、磷酸基团。3ATP 的主要来源(1)动物、人、真菌和大多数细菌的呼吸作用。(2)绿色植物的呼吸作用和光合作用。4ATP 与 ADP 的相互转化ATP 的合成ATP 的水解反应式ADPPi能量ATP酶ATPADPPi能量酶所需酶ATP 合成酶ATP 水解酶能量来源光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存于高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细
3、胞溶胶、线粒体、叶绿体生物体的需能部位思维诊断(1)ATP 水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(2014新课标，1C)( )(2)线粒体内膜上不能合成 ATP(2012北京，1A)( )(3)无氧的条件下，光合作用是叶肉细胞产生 ATP 的唯一来源(2008广东，4A)( )(4)人在饥饿时，细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡(2008天津，6)( )(5)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(2013四川，1C)( )(6)活细胞内 ATP 与 ADP 的转化只能单向进行(2014四川，1D)( )题组一 ATP 的结构与功能1当你品尝各种
4、美味佳肴时，你不得不感谢腺苷三磷酸(ATP)这种化学物质。新的研究显示，ATP 这种传统上与细胞能量供应相关的物质在把食物的味道信息传递给大脑的过程中起到了关键的作用。据以上信息我们不能推出的结论是( )AATP 与能量供应相关B作为信息分子的 ATP 不能提供能量CATP 也可作为信息传递分子D神经细胞膜外表面可能有 ATP 的受体答案 B解析 ATP 能把食物的味道信息传递给大脑，说明 ATP 也可作为信息传递分子，在神经细胞膜外表面可能有 ATP 的受体；ATP 与能量代谢有关。2下图表示 ATP 水解产生 ADP 的过程。请据图回答下列问题：(1)图中 A 表示_，P 代表_，ATP
5、脱去两个磷酸基团后可作为_(物质)基本结构单位的一种。(2)图中表示_，其中蕴藏着_。(3)图中表示_的过程，其作用是_。(4)催化该过程的酶与催化 ATP 生成的酶_(填“是”或“不是”)同一种酶，高等植物细胞内 ATP 在_部位生成。答案 (1)腺苷 磷酸基团 RNA (2)高能磷酸键 大量化学能 (3)高能磷酸键水解释放能量 为生命活动提供能量 (4)不是 叶绿体类囊体膜、细胞溶胶和线粒体解析 (1)由 ATP 的结构简式可知，A 表示腺苷、P 表示磷酸基团、代表高能磷酸键，ATP水解掉两个高能磷酸键后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可作为形成 RNA 的原料。(2)高能磷酸键中蕴藏有大量能量。(
6、3)高能磷酸键水解时，可释放大量能量供生命活动所需。(4)催化 ATP水解与生成的酶不同，在植物细胞中 ATP 的生成部位是类囊体膜、细胞溶胶和线粒体。ADP 与 ATP 形成的场所及相关生理过程转化场所相关生理过程细胞溶胶需氧呼吸的第一阶段和厌氧呼吸线粒体需氧呼吸的第二、三阶段 ATP 形成叶绿体类囊体膜光合作用的光反应阶段叶绿体基质光合作用的碳反应阶段细胞膜等生物膜物质跨膜转运(除被动转运)细胞核核酸合成的过程中ADP 形成(ATP 水解)细胞质蛋白质、多糖等的合成及各种耗能过程题组二 ATP 与 DNA、RNA 的组成比较3下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
7、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 D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 AP，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；红细胞吸收葡萄糖为易化扩散，不需要消耗 ATP，故乙(ADP)的含量不会显著增加，故 D 错。4在下列几种化合物的化学组成
8、中， “”中所对应的含义最接近的是( )A和 B和C和 D和答案 D解析 根据题意知“”中所对应的含义分别为：一磷酸腺苷 AMP，腺嘌呤，DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA 分子上的腺嘌呤核糖苷酸，腺苷，腺苷。ATP、DNA、RNA 中“A”含义的比较ATP 中的 A 为腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)，DNA 分子中的 A 为腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA分子中的 A 为腺嘌呤核糖核苷酸，核苷酸中的 A 为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。考点二 酶的本质、特性、作用及其影响因素1酶的发现实验(年代)推论或结论巴斯德实验酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果李比希实验酒精发酵仅仅是一种化学反应，与酵
9、母菌的活动无关，最多只需要酵母菌中某种物质的参与而已毕希纳实验促使酒精发酵的是酵母菌中的酶，而不是其本身萨母纳尔实验证实绝大多数酶的本质是蛋白质20 世纪 80 年代初发现极少数酶的本质是 RNA2.酶是生物催化剂催化机理：酶与底物结合，形成酶底物复合物，然后复合物会发生形状变化使底物发生化学变化，并从复合物上脱落，同时酶分子恢复原状。3酶的特性(1)酶的高效性与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)酶的专一性加入酶 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 A 的反应速率随反应物浓度的增大明
10、显加快，说明酶具有专一性。(3)酶的作用条件较温和：在最适宜的温度、pH 条件下，酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。一般在低温条件下，酶的活性降低，但不会失活。由低温恢复到适宜温度时，酶活性可以恢复。4酶的本质及作用的实验验证(1)酶的化学本质的实验验证(2)酶的催化作用的实验验证Error!思维诊断(1)用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是 RNA 聚合酶(2014福建，1B)( )(2)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸(2011天津，1A)( )(3)所有酶的
11、合成都包括转录和翻译两个过程( )(4)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(2011海南，14D)( )(5)高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质不同( )(6)人体内酶的活性受温度、pH 的影响，并只能在人体的内环境中起作用( )(7)酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段( )题组一 分析酶的本质与作用120 世纪 80 年代科学家发现了一种 RNaseP 酶，它由 20%的蛋白质和 80%的 RNA 组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高 Mg2的浓度，他们发现留下来的 RNA 仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明( )ARNA 具有生物催化作
12、用B酶是由 RNA 和蛋白质组成的C酶的化学本质是蛋白质D绝大多数的酶是蛋白质，少数是 RNA答案 A解析 由题可知，除去 RNaseP 酶中的蛋白质，在提高 Mg2的浓度的前提下，RNA 仍然具有与这种酶相同的催化活性，说明起催化作用的不仅是这种蛋白质，其中的 RNA 也有催化作用。D 项由于本题只说明了这种酶的催化成分是 RNA，故不具有普遍性。2如图为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用过程，根据图示不能得出的结论是( )A胃蛋白酶能使抗体失活B抗体的化学本质是蛋白质C木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质D胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶答案 C解析 经木瓜蛋白酶或胃蛋
13、白酶处理后，抗体中的部分化学键断裂，进而导致抗体失活；根据酶的专一性可知，抗体的化学本质为蛋白质；本实验不能得出两种酶的化学本质是蛋白质的结论；从图中信息可知，胃蛋白酶催化抗体水解时断裂的肽键数较多。用“二、一、一、一”巧记酶的概念题组二 酶的作用机理与作用特性3酶的活性部位往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。下列叙述能用图示解释的是( )酶具有高效性 发挥作用后酶被分解 酶具有专一性 酶的结构改变可能影响其活性A B C D答案 B解析 题干中“酶的活性部位往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系” ，说明酶具有专一性，图中酶的结构与底物分
14、子结构相契合，酶的结构一旦改变，与底物的契合度降低，影响酶的活性，所以 B 项正确；通过此图不能得出酶的高效性和发挥作用后被分解的特点。4图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线，下列叙述正确的是( )A图甲中物质 a 可以是麦芽糖也可以是乳糖，该过程为吸能反应B图甲中物质 b 能降低该化学反应的活化能，其化学本质与无机催化剂相同C图乙中若曲线表示不同温度下酶促反应速率，则曲线温度曲线温度曲线温度D图乙中若曲线表示不同酶浓度下酶促反应速率，则曲线酶浓度曲线酶浓度曲线酶浓度答案 D解析 据图甲可知，该物质由两个相同的基本单位组成，乳糖由一分子半乳糖和一分子葡萄糖组成，A 项错误；b
15、是酶，化学本质是蛋白质或 RNA，B 项错误；因为不确定该酶的最适温度，故不能确定曲线的温度，C 项错误。题组三 影响酶促反应速率的因素5如图所示，曲线 b 表示在最适温度、最适 pH 条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是( )A酶量是限制曲线 AB 段反应速率的主要因素B酶量减少后，图示反应速率可用曲线 a 表示C升高温度后，图示反应速率可用曲线 c 表示D减小 pH 后重复该实验，A、B 点位置都不变答案 B解析 AB 段随着反应物浓度升高，反应速率加快，限制因素是反应物的浓度，A 项错误；酶量减少，在反应物浓度一定的条件下，反应速率下降，可用曲线 a 表示，B 项正确；图中曲线b 是在最适温度、最适 pH 下的曲线图，因此，升高温度，减小 pH，酶活性下降，反应速率下降，应为曲线 a，C、D 项错误。6下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究 H2O2分解条件而获得的实验结果。相关叙述错误的是( )A图一可以得出酶具有高效性B
