必修1第4章第1节

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1、第一节 ATP和酶,一、生命活动的能量“通货”ATP,1.写出ATP的结构简式和简式中A、P所代表的含义 (1)结构简式：_。 (2)A：_； P：_。 2.图中是_，其中远离A的高能磷酸键易形成和断 裂 3.图中为高能磷酸键水解释放能量的过程，其作用是_ _ 4.写出ATP与ADP相互转化的反应式 _ 5.ATP的作用 直接为生物体的各种_提供能量。,A-PPP,腺嘌呤核苷,磷酸基团,高能磷酸键,为各,项生命活动提供能量,需能反应,二、酶的本质、作用和特性 1.酶的本质、功能及作用原理,蛋白质,RNA,氨基酸,核糖核苷酸,核糖体,催化活性,活化能,2.酶的特性 (1)_：例如，1个过氧化氢酶

2、分子在25条件下1 min可 催化500万个过氧化氢分子的分解反应。 (2)特异性：一种酶只能对_发生催化作用。酶具有 一定的空间结构，酶的_往往与底物分子在空间结构 上有特殊的匹配关系。 (3)作用条件较温和，需要常温、常压、_等。 3.影响酶促反应速率的因素 _、pH、_和底物浓度等。,高效性,一定的底物,活性中心,适宜pH,温度,酶浓度,三、探究影响酶活性的因素pH 1.实验原理 (1)反应原理： _。 (2)鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响_的生成量。可 通过气泡生成量的多少，及滤纸片向上运动直至浮出液面所需 时间的长短来检验O2生成量的多少。,氧气,2.实验步骤,酵母菌液,pH=

3、5,pH=9,少量气泡,大量气泡,少量气泡,短,3.实验结论 pH对_有影响。 4.实验实质 pH对酶活性的影响是通过改变_等发挥作用的。,酶的活性,酶的活性中心,1.酶的基本组成单位都是氨基酸。( ) 【分析】绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，因此其基本组 成单位是氨基酸和核糖核苷酸。 2.能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。( ) 【分析】淀粉酶的化学本质是蛋白质，根据酶的专一性，蛋白 质由蛋白酶来水解。 3.一种酶只能催化一种化学反应。( ) 【分析】酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反 应。,4.酶在常温下不会失去活性。( ) 【分析】若常温下酶所处的环境中pH不合适，也会导致酶失

4、 活。 5.(2011天津T3B)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化 学反应速率。( ) 【分析】酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率， 但不能为反应物提供能量。 6.ATP中的“A”和腺嘌呤脱氧核苷酸中的“A”所代表的含义 不一样。( ) 【分析】ATP中的A表示腺嘌呤核苷，由腺嘌呤和核糖组成，腺 嘌呤脱氧核苷酸中的A只表示腺嘌呤。,7.ATP与ADP的相互转化不是可逆反应。( ) 【分析】因为ATP与ADP相互转化时其正方向与逆方向的酶、场 所、能量来源不同。 8.细胞内含有大量的ATP，用于细胞的各项生命活动。( ) 【分析】ATP在细胞内的含量很少，但在细胞内会迅速产生，

5、也会迅速被利用。,考点 一 ATP的结构和转化 1.ATP的结构 (1)元素组成：C、H、O、N、P。 (2)化学组成：1分子腺苷和3分子磷酸基团。 (3)结构式：,由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。 (4)结构简式：APPP。,2.ATP的形成途径,3.ATP与ADP的相互转化,4.ATP产生量与O2供给量关系模型分析,(1)生物细胞可以通过无氧呼吸产生少量ATP，因此在O2为0的时候，其产生量仍有一定数值，而非0。 (2)当O2供给量增多，有氧呼吸明显加强。ATP的产生随之增加，但当O2供给量达到一定值后，其产生量不再增加，

6、是由于酶、有机物、ADP或磷酸的限制因素所致。 (3)当横坐标表示呼吸强度时，ATP的产生量曲线应该从原点开始。,【高考警示】 (1)ATP能量： ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。 (2)ATP消耗量ATP含量： ATP是生命活动的直接能源物质，在细胞中的消耗量很大，但它在细胞中的含量很少。只是细胞中ATP与ADP的转化速率很快。,【典例1】(2013苏北模拟)下列有关人体细胞内ATP的叙述，错误的是( ) A.一个ATP分子中含有两个高能磷酸键 B.人体细胞合成ATP时都需要氧气的参与 C.内质网上的核糖体合成免疫球蛋白时需要消耗ATP D.正常细胞中

7、ATP与ADP的比值在一定范围内变化 【解析】选B。ATP是生命活动的直接能源物质，生物大分子的合成需要消耗ATP；人体细胞进行无氧呼吸时，也能产生少量的ATP；细胞中ATP与ADP之间不停地相互转化，因此，二者之间的比值在一定范围内变化。,【变式训练】下列有关植物细胞中ATP的叙述，正确的是( ) A.能产生ATP的细胞器只有线粒体 B.植物被水淹时，根细胞不能产生ATP C.ATP与ADP的相互转化是可逆反应 D.远离腺苷(A)的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能 【解析】选D。植物细胞中能产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体；植物被水淹时，根细胞无氧呼吸产生ATP；ATP与ADP的相互

8、转化在物质方面是可逆的，但在能量方面是不可逆的；远离腺苷(A)的高能磷酸键中的能量可以来自有机物氧化分解释放的化学能，也可以来自光能。,考点 二 酶作用原理和酶的特性 1.酶的作用原理 如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。,(1)没有酶催化的反应曲线是。 (2)有酶催化的反应曲线是。 (3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。 (4)BC段的含义是酶降低的活化能。 (5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。,2.酶的特性,3.酶化学本质是蛋白质的实验设计(1)分组(2)实验结果分析： 通过对照

9、，实验组若出现紫色，证明待测酶液的化学本质是蛋 白质，否则，不是蛋白质。,4.酶催化活性的实验验证 (1)原理： 。 酵母菌液中含有过氧化氢酶。 (2)实验设计及现象：结论：酶具有催化活性。,【高考警示】 (1)酶并不只在细胞内发挥作用： 酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用，如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶；在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。 (2)产生激素的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。,【典例2】(2013无锡模拟)取经过编号的5支试管，分别加入2 mL 0.5 mol/L的H2O2溶液，进行如下实验

10、(见下表)，实验结果不能说明的是( ),A.1号和3号对照说明酶有专一性 B.3号和4号对照说明酶的活性受温度的影响 C.4号和5号对照说明酶的活性受pH的影响 D.实验结果还可以用卫生香的复燃情况进行判断,【解析】选C。1号和3号对比，加入的酶种类不同，唾液中含有唾液淀粉酶，土豆中含有过氧化氢酶，加入土豆块的试管产生大量气泡，说明酶具有专一性；3号和4号对比，4号经过高温处理，几乎无气泡产生，说明高温影响酶的活性；4号和5号对比，一个是高温处理的土豆块，一个是加入稀盐酸的土豆块，这里存在两个变量，无法得出准确结论；该实验的产物为氧气，可借助卫生香的复燃情况来判断产生氧气的多少。,【变式训练】

11、下列有关酶的正确叙述是( ) 酶是由具有分泌功能的细胞产生的 酶对底物有严格的选择性 酶是活细胞产生的 酶在发挥作用后立即被分解 有的酶不是蛋白质 酶的活性与温度呈正相关 在新陈代谢和生长发育中起调控作用 酶只是起催化作用 A. B. C. D.,【解析】选C。凡是活细胞一般都能产生酶，并不只是由具分泌功能的细胞产生的；酶对底物有严格的选择性，但酶在发挥作用后不会立即被分解，而是会被反复利用；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶只是起催化作用；酶的活性与温度和pH有关，但有最适值，在最适值前随温度和pH的升高，其活性逐渐增强，超过最适值后则下降，而不呈正相关。,考点 三 与酶有关的曲线分析

12、1.表示酶高效性的曲线及实验验证 (1)曲线模型：,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)实验验证： 对照组：反应物+无机催化剂反应物分解速率； 实验组：反应物+等量酶溶液反应物分解速率。 实验中自变量是催化剂种类，因变量是反应物分解速率。 实验结论：酶的催化效率远大于无机催化剂的催化效率。,2.表示酶专一性的曲线及实验验证 (1)曲线模型：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。 而加入酶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。,(2)实验验证： 原理：,过程： 用淀粉

13、酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。,3.影响酶促反应的因素 (1)温度和pH：,在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。 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，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。,(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率 随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量 和酶活性限制，酶促

14、反应速率不再增加。 乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率 与酶浓度成正比。,【高考警示】 影响酶的活性和酶促反应速率的因素并不完全相同 高温、pH过高或过低会破坏酶的空间结构，使酶活性降低或失去活性，反应减慢或停止，酶促反应速率也随之减小或变为零；低温不破坏酶的空间结构，只会使酶的活性降低，酶促反应速率减小。 底物浓度和酶浓度影响酶促反应的速率，但不影响酶的活性。,考查角度1 利用曲线图考查酶的催化作用 【典例3】(2011海南高考)某一不可逆化学反应(SP+W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶

15、后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是( ),A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 【解析】选D。当反应进行到t时加入催化该反应的酶，由于酶的高效性，将促进化学反应的进行，反应物浓度迅速降低，最后反应物浓度降为0。,【互动探究】 (1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗？ 提示：不是。因为随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢，但酶的活性保持不变。 (2)若将纵坐标改为生成物的量，其曲线变化趋势会改变吗？ 提示：会改变。其应该先呈快速增长，然后缓慢增长，最后达到相对稳定。,(3)若在t时加入无机催化剂，反应物(S)的浓度达到0的时间点和丁曲线表示的时间点相同吗？ 提示：不同。时间点要

16、比丁曲线表示的时间点长。因为无机催化剂的催化效率低于酶的催化效率。,考查角度2 利用实验考查酶的特性及影响酶活性的因素 【典例4】下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验设计及结果。,注：“+”表示有；“-”表示无。*：此行“+”的多少代表颜色的深浅。,根据实验结果，以下结论正确的是( ) A.蔗糖被水解成非还原性糖 B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原性糖 C.淀粉酶的活性在60时比40时低 D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性 【解析】选B。解答此题的关键是先分析出各组之间的对照关系，以及实验结果出现差异的原因，也就是单一变量对实验的影响。试管与试管形成对照，探究了淀粉酶的专一性，蔗糖不能被淀粉酶分解，而淀粉可以在淀粉酶的作用下分解成还原性糖。试管相互对照探究了温度对酶活性的影响，证明了淀粉酶在60时比40时活性高。,