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1、【知识网络】知识点一 、酶的本质、特性以及酶促反应的因素 1. 核酸与蛋白质的关系1有关酶的实验探究思路分析 (1)探究某种酶的本质重点(2)验证酶的专一性。设计思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同) 设计方案示例： 1 1 检 测2 2 3 3 n n结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。 (3)验证酶的高效性。(4)探究酶作用的最适温度或最适 pH。实验设计思路：底物T pH 酶液底物T pH 酶液底物的分解底物T pH 酶液 速度或存在量 底物T pH 酶液操作步骤：2影响酶促反应的因素 (1)温度和 pH：低温时，酶分子活性受到抑制，但并未失活，若恢复最适
2、温度，酶的活性也升至最高；高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使酶失活。温度或 pH 是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度；反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适 pH。 (2)底物浓度和酶浓度：在其他条件适宜、酶量一定的条件下，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，酶促反应速率不再增加。如图甲。在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。如图乙。3有关酶的疑难问题点拨(1)酶并非都是蛋白质，某些 RNA 也具有催化作用，因此酶的基成单位是氨基酸和核糖核苷酸。(2)酶促反应速率不
3、等同于酶活性。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。(3)在探究酶的最适温度(最适 pH)时，底物和酶应达到相同温度(pH)后才混合，以使反应一开始便达到 预设温度(pH)。知识点二、ATP 的合成利用与能量代谢1ATP 的形成及与光合作用、细胞呼吸的关系(重难点) (1)ATP 的形成途径：(2)植物产生 ATP 的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生 ATP 的场所是细胞质基质和线粒 体。注：浙科版把细胞基质称作细胞溶胶。(3)光合作用的光反应产生的 ATP 用于暗反应中 C 的还原，而细胞呼吸产生的 ATP 用
4、于除 C 还原之3 3外的各项生命活动。(4)光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，而 ATP 是生命活动的直接能量来源。(5)光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。 (6)能量在生物群落中具有单向流动、不可重复利用以及逐级递减的特点。2有关 ATP 的疑难问题点拨(1)化合物中“A”的辨析(2)ATP 与 ADP 的转化并不是完全可逆的。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，即从整体上来看二者的转化并不可逆，但可以实现不同形式的能量之间的转化，保证生命活动所需能量的 持续供应。(3)
5、误认为 ATP 等同于能量。ATP 是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为 APPP，高能磷酸键水解时能够释放出高达 30.54 kJ/mol 的能量，所以 ATP 是与能量有关的一种物质，不可将两者等同起来。(4)ATP 转化为 ADP 也需要消耗水。ATP 转化为 ADP 又称“ATP 的水解反应”，这一过程需 ATP 酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子 有机物(如蛋白质、脂肪、淀粉等)的水解都需要消耗水。1 1 2 知识点三、验证酶的有关试验1酶的本质和生理作用的实验验证(1)酶是蛋白质检测设计思路：对照组：标准蛋白质溶液双缩脲溶液出现紫色反应；检测实验组：待测酶溶液双缩脲溶液是否
6、出现紫色。通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是蛋白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量是待测酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量是否出现紫色反应。同理，也可用吡罗红来鉴定某些酶是RNA 的 实验。(2)酶的催化作用检测设计思路：对照组：反应物清水反应物不被分解；检测实验组：反应物等量的相应酶溶液反应物被分解。实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底物是否被分解。设计思路二：换酶不换反应物。检测实验组：反应物相应酶溶液反应物被分解；检测对照组：相同反应物等量另一种酶溶液反应物不被分解。此实验过程中要注意：选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性
7、，检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否 被水解。要保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。(2)酶的高效性检测设计思路：对照组：反应物无机催化剂底物分解速度；检测实验组：反应物等量酶溶液底物分解速度。实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速度。(3)酶的适宜条件的探究实验的自变量(即单一变量)为温度或 pH，因变量是反应物分解的速度或存在量。适宜的温度：设计思路：反应物 t 酶溶液，反应物 t 酶溶液，3 3 n 1 2 3 n 反应物 t ，反应物 t酶溶液，检测酶溶液反应物分解的速度或存在的量在实验步骤中要注意：a.在酶溶液和反应物混合
8、之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。b.若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试 剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。适宜的 pH：设计思路：反应物 pH 酶溶液，反应物 pH 酶溶液，反应物 pH 酶溶液，检测反应物 pH 酶溶液反应物分解的速度或存在的量设计与酶有关的实验时，实验设计的一般步骤为：取材分组编号不同处理平衡无关变量现象观 察结果分析得出结论。特别提示：影响酶作用的因素分析酶的催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物的减少量或产物的生成量来表示。研究某一因素对酶促反 应速率的影响时，应在保持其他因素不
9、变的情况下，单独改变研究的因素。影响酶促反应的因素常有：酶的浓度、底物浓度、 pH、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下 特点：(1)酶浓度对酶促反应的影响：在底物充足，其他条件固定的情况下，反应系统中不含有影响酶活性的 物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶的浓度成正比。(2)底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率几乎也不再 改变。(3)pH 对酶促反应
10、的影响：一种酶只能在一定限度的 pH 范围内才表现活性，超过这个范围酶就失去活 性。在一定条件下，一种酶在某一个 pH 时活力最大，这个 pH 称为这种酶的最适 pH。(4)温度对酶促反应的影响：酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快，反而随着温度的升高而下降。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。(5)激活剂对酶促反应速度的影响：能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂种类很多，有无机阳离子，如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等；无机阴离子，如氯离子、溴离子、碘离子、硫酸盐离子、磷酸盐离子等；有机化
11、合物，如维生素C、半胱氨酸、还原性谷胱甘肽等。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活性，这称为对酶的激活作用。而有些酶被合成后呈现无活 性状态，它必须经过适当的激活剂激活后才具活性。这种酶称为酶原。(6)抑制剂对酶促反应速度的影响：能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促反应速度。酶的抑制剂有重金属离子、一氧化碳、硫化氢、氢氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物碱、染料、 对氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性剂等。高频考点一 ATP 和 ADP 的相互转化过程分析例 1图 1 为 ATP 的结构，图 2 为 ATP 与 ADP 相互转化的
12、关系式，以下说法正确的是( )A图 1 中的五碳糖为脱氧核糖B图 1 中 A 代表腺苷，b、c 为高能磷酸键C图 2 中反应向右进行时，图 1 中 c 键断裂并释放能量D图 2 中反应向左进行时，能量只能来自细胞呼吸【答案】C【解析】图 1 为 ATP 的结构简式，图中的 A 代表腺嘌呤，其中的五碳糖为核糖，A 与核糖结合形成腺苷，b、c 为高能磷酸键，A、B 错误；图 2 中反应向右进行时，表示 ATP 水解成 ADP 和 Pi，远离腺苷的高能磷酸键即图 1 中的 c 键断裂并释放能量，C 正确；图 2 中 ADP 转化为 ATP 所需的能量可来自光合作用吸 收的光能或细胞呼吸释放的有机物中
13、的化学能，D 错误。【特别提醒】细胞内有与 ATP 结构类似的 GTP、CTP 和 UTP 等高能磷酸化合物，但 ATP 用途较为广 泛。下列有关叙述中错误的是( )AUTP 分子中含有 2 个高能磷酸键，彻底水解可得到 3 种有机物BATP 分子中高能磷酸键全部断裂后的产物中有某些酶的基本组成单位CATP 的合成常伴随放能反应，而吸能反应不一定伴随 ATP 的水解D唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶的过程是一个需要消耗 ATP 的胞吐过程【答案】A【解析】UTP(三磷酸尿苷)彻底水解的产物为尿嘧啶、核糖和磷酸，其中磷酸属于无机物，A 错误；ATP分子中高能磷酸键全部断裂后的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸
14、，其中腺嘌呤核糖核苷酸是 RNA 类酶的基本组成单位，B 正确；某些吸能反应可能伴随 GTP、CTP 或 UTP 的水解，C 正确；唾液腺细胞分泌唾液淀粉 酶的过程是一个需要消耗ATP 的胞吐过程，D 正确。高频考点二 考查 ATP 的作用例 2（2019 天津卷）下列过程需 ATP 水解提供能量的是 （ ）A唾液淀粉酶水解淀粉B生长素的极性运输C光反应阶段中水在光下分解D乳酸菌无氧呼吸的第二阶段【答案】B【解析】唾液淀粉酶水解淀粉，形成麦芽糖，不消耗能量，A 错误；生长素的极性运输是以主动运输的方式，在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端，需要 ATP 提供能量，B 正确；光反应阶段中水在光下分解，需要光能，不需要 ATP 功能，C 错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成
