專題四酶和ATP 考 點 一 酶 的 本 質(zhì) 、 作 用 及 特 性 1.酶的本質(zhì)和作用蛋 白 質(zhì) RNA氨 基 酸核 糖 體 活 細 胞催 化 2.用“試劑檢測法”鑒定酶的本質(zhì)實 驗 原 理 和 方 法 雙 縮 脲 蛋 白 質(zhì)吡 羅 紅 3.酶的特性專 一 性 溫 度 pH 1.判斷下列有關(guān)酶說法的正誤（ 1） 酶 提 供 了 反 應 過 程 所 必 需 的 活 化 能（2011海南卷，14A）（ ）（ 2） 酶 是 活 細 胞 產(chǎn) 生 的 并 具 有 催 化 作 用 的 蛋 白 質(zhì)（重慶卷，1B）（ ）（ 3） 高 溫 和 低 溫 均 能 破 壞 酶 的 結(jié) 構(gòu) 使 其 失 去 活 性（重慶卷，1A）（ ）（ 4） 酶 分 子 在 催 化 反 應 完 成 后 立 即 被 降 解 成 氨 基 酸 2011海南卷，14D）（ ）（ 5） 淀 粉 酶 溶 液 中 加 入 蛋 白 酶 不 會 導 致 淀 粉 酶 活 性 發(fā) 生 變 化（ ） 2.連線：酶的特性和原理 酶 作 用 及 原 理 的 兩 種 表 示 方 法1.實驗法驗證酶具有催化作用 2.曲線法表示酶的作用原理 沒 有 酶 催 化 的 反 應 曲 線 是 b。 有 酶 催 化 的 反 應 曲 線 是 a。 AC段 的 含 義 是 在 無 催 化 劑 的 條 件 下 ， 反 應 所 需 要 的 活 化 能 。 BC段 的 含 義 是 酶 降 低 的 活 化 能 。 若 將 酶 催 化 改 為 無 機 催 化 劑 催 化 該 反 應 ， 則 B點 在 縱 軸 上 將向 上 移 動 ， 即 反 應 需 要 的 活 化 能 要 增 大 。 模 型 構(gòu) 建 法 表 示 酶 的 特 性1.高效性曲線模型 與 無 機 催 化 劑 相 比 ， 酶 的 催 化 效 率 更 高 。 酶 只 能 縮 短 達 到 化 學 平 衡 所 需 的 時 間 ， 不 能 改 變 化 學 反 應 的平 衡 點 。 2.專一性（ 1） 物 理 模 型 圖 中 A表 示 酶 ， B表 示 被 A催 化 的 底 物 ， E、 F表 示 B被 分 解后 產(chǎn) 生 的 物 質(zhì) ， C、 D表 示 不 能 被 A催 化 的 物 質(zhì) 。 酶 和 被 催 化 的 反 應 物 分 子 都 有 特 定 的 結(jié) 構(gòu) 。 （ 2） 曲 線 模 型 加 入 酶 B的 反 應 速 率 和 無 酶 條 件 下 的 反 應 速 率 相 同 ， 說 明 酶B對 此 反 應 無 催 化 作 用 。 而 加 入 酶 A的 反 應 速 率 隨 反 應 物 濃 度 的 增 大 明 顯 加 快 ， 說 明酶 A可 催 化 該 反 應 ， 即 酶 具 有 專 一 性 。 3.影響酶促反應的因素（ 1） 溫 度 和 pH 對 酶 促 反 應 的 影 響 在 一 定 溫 度 （ pH ） 范 圍 內(nèi) ， 隨 溫 度 （ pH ） 的 升 高 ， 酶 的 催化 作 用 增 強 ， 超 過 這 一 范 圍 ， 酶 的 催 化 作 用 逐 漸 減 弱 。 過 酸 、 過 堿 、 高 溫 都 會 使 酶 變 性 失 活 ， 而 低 溫 只 是 抑 制 酶的 活 性 ， 酶 分 子 結(jié) 構(gòu) 未 被 破 壞 。 從 丙 圖 可 以 看 出 ： 反 應 溶 液 pH 的 變 化 不 影 響 酶 作 用 的 最 適 溫 度 。 （ 2） 底 物 濃 度 和 酶 濃 度 對 酶 促 反 應 的 影 響 甲 圖 ： 在 其 他 條 件 適 宜 、 酶 量 一 定 的 情 況 下 ， 酶 促 反 應 速 率隨 底 物 濃 度 增 加 而 加 快 ， 但 當 底 物 達 到 一 定 濃 度 后 ， 受 酶 數(shù) 量的 限 制 ， 酶 促 反 應 速 率 不 再 增 加 。 乙 圖 ： 在 底 物 充 足 、 其 他 條 件 適 宜 的 情 況 下 ， 酶 促 反 應 速 率與 酶 濃 度 成 正 比 。 酶 實 驗 中 底 物 與 檢 測 劑 的 選 擇 對酶產(chǎn)生場所、化學本質(zhì)、作用、來源等存在系列誤區(qū)點撥防范“酶”的錯誤說法（1）活細胞（不考慮哺乳動物成熟紅細胞等）都能產(chǎn)酶，切不可認為具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生。（2）酶是“有機物”（絕大多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNA），切不可以認為酶都是蛋白質(zhì)。 （3）酶可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用，切不可誤認為酶只在細胞內(nèi)起催化作用。（4）低溫只抑制酶的活性，不會使酶變性失活，高溫才會使酶變性失活。（5）酶只具有催化作用，切不可認為酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能。（6）酶只在生物體內(nèi)合成，切不可認為酶有的可來源于食物等。 （1）混淆酶探究實驗中的變量與對照組設置點撥設置對照實驗可以排除無關(guān)變量的干擾，增加實驗的可信度。要想正確設置對照，自變量的確定是關(guān)鍵。常見的與酶有關(guān)的實驗設計思路總結(jié)如下表。 實 驗 目 的 自 變 量 實 驗 組 對 照 組驗證酶具有催化作用相應酶液的有無底物相應酶液底物等量蒸餾水驗證酶的高效性催化劑的種類（無機催化劑和酶）底物相應酶液底物無機催化劑驗證酶的專一性不同的底物或不同的酶液底物相應的酶液同一底物另一酶液或另一底物同一酶液驗證某種酶是蛋白質(zhì)待測酶液和標準蛋白質(zhì)溶液待測酶液雙縮脲試劑標準蛋白質(zhì)溶液雙縮脲試劑 驗證某種酶是RNA待測酶液和標準RNA溶液待測酶液吡羅紅染液標準RNA溶液吡羅紅染液 （2）混淆“酶促反應速率”與“酶活性”點撥酶促反應速率不同于酶活性：溫度、pH都能影響酶的空間結(jié)構(gòu)，改變酶的活性，進而影響酶促反應速率。底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸面積而影響酶促反應速率的，并不影響酶的活性。 考 點 二 代 謝 與 ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)及組成部分的含義 2.ATP的再生和利用 3.巧記能源物質(zhì)的三個“一”與一個“二” 1.判斷正誤（ 1） DNA與 ATP中 所 含 元 素 的 種 類 相 同 。（2015課標卷，1A）（ ）（ 2） 每 個 ADP分 子 中 含 有 兩 個 高 能 磷 酸 鍵 。（2014江蘇，1B）（ ）（ 3） 在 誘 導 離 體 菊 花 莖 段 形 成 幼 苗 的 過 程 中 不 會 同 時 發(fā) 生 ATP的 合 成 和 分 解 。（2013四川理綜，1C）（ ）（ 4） 細 胞 代 謝 所 需 的 ATP可 在 細 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 中 產(chǎn) 生 。 （ ）（ 5） 人 在 饑 餓 時 ， 細 胞 中 ATP與 ADP的 含 量 照 樣 達 到 動 態(tài) 平 衡 。（ ） 2.識圖析圖下 圖 表 示 ATP水 解 產(chǎn) 生 ADP的 過 程 。 請 據(jù) 圖 回 答 下 列 問 題 ：（ 1） 圖 中 A表 示 腺 苷 ， P代 表 _。（ 2） 圖 中 表 示 _， 其 中 蘊 藏 著 。磷 酸 基 團高 能 磷 酸 鍵 大 量 化 學 能 （ 3） 圖 中 為 的 過 程 ， 其 作用 是 。（ 4） 催 化 該 過 程 的 酶 與 催 化 ATP生 成 的 酶 （ 填 “是 ”或“不 是 ”） 同 一 種 酶 ， 高 等 植 物 細 胞 內(nèi) ATP在 _等 部 位 生 成 。高 能 磷 酸 鍵 水 解 釋 放 能 量為 生 命 活 動 提 供 能 量 不 是葉 綠 體 類 囊 體 的薄 膜 、 細 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 和 線 粒 體 細 胞 內(nèi) 產(chǎn) 生 與 消 耗 ATP的 生 理 過 程轉(zhuǎn) 化 場 所 常 見 的 生 理 過 程細 胞 膜 消 耗 ATP： 主 動 運 輸 、 胞 吞 、 胞 吐細 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 產(chǎn) 生 ATP： 細 胞 呼 吸 第 一 階 段葉 綠 體 產(chǎn) 生 ATP： 光 反 應消 耗 ATP： 暗 反 應 和 自 身 DNA復 制 、 轉(zhuǎn) 錄 、 蛋 白 質(zhì) 合 成 等線 粒 體 產(chǎn) 生 ATP： 有 氧 呼 吸 第 二 、 三 階 段消 耗 ATP： 自 身 DNA復 制 、 轉(zhuǎn) 錄 、 蛋 白 質(zhì) 合 成 等核 糖 體 消 耗 ATP： 蛋 白 質(zhì) 的 合 成 細 胞 核 消 耗 ATP： DNA復 制 、 轉(zhuǎn) 錄 等 正 確 理 解 ATP與 ADP相 互 轉(zhuǎn) 化 為 何 不 是 可 逆 反 應 ATP的 合 成 ATP的 水 解反 應 式 ADP Pi 能 量 ATP ATP ADP Pi 能 量所 需 酶 ATP合 成 酶 ATP水 解 酶能 量 來 源 光 能 （ 光 合 作 用 ） 、 化 學 能 （ 細胞 呼 吸 ） 儲 存 在 高 能 磷 酸 鍵 中 的 能 量能 量 去 路 儲 存 于 形 成 的 高 能 磷 酸 鍵 中 用 于 各 項 生 命 活 動 反 應 場 所 細 胞 質(zhì) 基 質(zhì) 、 線 粒 體 、 葉 綠 體 生 物 體 的 需 能 部 位酶 酶 由 表 可 以 看 出 ， ATP的 合 成 和 ATP的 水 解 在 所 需 的 酶 、 能 量來 源 、 能 量 去 路 和 反 應 場 所 方 面 不 相 同 ， 因 此 ATP和 ADP的相 互 轉(zhuǎn) 化 并 不 是 可 逆 反 應 。 （1）化合物中“A”的辨析 （2）與ATP相關(guān)的三個易錯點 ATP的一個高能磷酸鍵水解，形成ADP和Pi；兩個高能磷酸鍵水解，形成AMP和2Pi。 ATP中去掉2個磷酸基團即是構(gòu)成RNA的基本單位之一腺嘌呤核糖核苷酸。 ATP水解釋放的能量是儲存于高能磷酸鍵中的化學能，可直接用于各項生命活動（光反應階段合成的ATP只用于暗反應）；而合成ATP所需能量則主要來自有機物氧化分解釋放的化學能或光合作用中吸收的光能。 （1）ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系在無氧條件下，生物細胞可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量ATP。 隨O2供應量增多，有氧呼吸明顯加強，ATP產(chǎn)生量隨之增加；但當O2供應量達到一定值后，ATP產(chǎn)生量不再增加，此時的限制因素可能是酶、有機物、ADP、磷酸等。當橫坐標表示呼吸強度時，ATP產(chǎn)生量曲線應從原點開始。（2）誤認為細胞中ATP含量很多，或誤認為劇烈運動或饑餓或代謝旺盛時ATP分解量大于ATP合成量或ATP合成量大于ATP分解量點撥ATP在細胞中含量很少，但轉(zhuǎn)化很迅速，ATP與ADP“循環(huán)”速度隨細胞代謝狀況的不同而有差異，但二者總處于“動態(tài)平衡”中，不可說成ATP的合成大于分解或分解大于合成。 綜 合 研 判 模 板【典例】 為 了 研 究 溫 度 和 pH 對 酶 活 性 的 影 響 ， 某 興 趣 小 組 進行 了 相 關(guān) 實 驗 。 表 1為 探 究 溫 度 對 酶 活 性 影 響 的 實 驗 步 驟 ， 表2為 探 究 某 種 過 氧 化 氫 酶 的 最 適 pH 的 實 驗 結(jié) 果 。探 究 溫 度 對 酶 活 性 影 響 的 實 驗 （ 實 驗 一 ）實 驗 步驟 分 組 甲 組 乙 組 丙 組淀 粉 酶 溶 液 1 1 1可 溶 性 淀 粉 溶 液 5 5 5控 制 溫 度 / 0 60 90 將 新 鮮 淀 粉 酶 溶 液 與 可 溶 性 淀 粉 溶 液 混 合 后 做 恒 溫 處 理測 定 單 位 時 間 內(nèi) 淀 粉 的 分 解 量表1 表2探 究 某 種 過 氧 化 氫 酶 的 最 適 pH 的 實 驗 （ 實 驗 二 ）組 別 A組 B組 C組 D組 E組pH 5 6 7 8 9H 2O2溶 液 完 全 分解 所 需 時 間 （ 秒 ） 300 180 90 192 284 據(jù) 此 回 答 問 題 。（ 1） 在 實 驗 一 中 溫 度 與 pH 分 別 屬 于 變 量 和 變 量 。（ 2） 在 實 驗 一 的 操 作 中 有 一 處 明 顯 的 錯 誤 ， 請 加 以 更 正 ： _。（ 3） 如 將 實 驗 一 的 新 鮮 淀 粉 酶 溶 液 和 可 溶 性 淀 粉 溶 液 換 為 新鮮 肝 臟 研 磨 液 和 H 2O2溶 液 ， 你 認 為 是 否 科 學 ？ ， 為 什么 ？ 。（ 4） 通 過 對 實 驗 二 結(jié) 果 的 分 析 ， 可 得 到 的 結(jié) 論 是 _ ， 要 在 該 （ 填 “預 ”、 “對 照 ”或 “對 比 ”） 實驗 的 基 礎 上 要 進 一 步 探 究 該 過 氧 化 氫 酶 的 最 適 pH ， 可 在 pH 為 之 間 設 置 pH 梯 度 進 行 研 究 。 【解題流程】 【模板構(gòu)建】 三 大 方 法 突 破 “酶 實 驗 ”1.用“試劑檢測法”鑒定酶的本質(zhì)實 驗 原 理 和 方 法 2.用“對比實驗法”探究或驗證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素（ 1） 驗 證 酶 的 高 效 性設 計 思 路驗 證 酶 高 效 性 的 方 法 是 “對 比 法 ”， 實 驗 變 量 為 不 同 類 型 催 化 劑 ，因 變 量 為 底 物 的 反 應 速 率 進 行 比 較 。（ 2） 酶 的 專 一 性 的 實 驗 探 究 方 法 對 比 法設 計 思 路 ： 常 見 的 方 案 有 兩 種 ， 即 底 物 相 同 但 酶 不 同 或 底 物 不同 但 酶 相 同 ， 最 后 通 過 觀 察 酶 促 反 應 能 否 進 行 得 出 結(jié) 論 。 3.用“梯度法”探究影響酶活性的因素（溫度或pH）（ 1） 設 計 思 路 ： 設 計 實 驗 時 需 設 置 一 系 列 不 同 溫 度 （ 或 pH ）的 實 驗 組 進 行 相 互 對 照 ， 最 后 根 據(jù) 實 驗 現(xiàn) 象 得 出 結(jié) 論 。 酶 促 反應 所 需 時 間 最 短 的 一 組 對 應 的 溫 度 （ 或 pH ） 最 接 近 最 適 溫 度（ 或 pH ） 。 相 鄰 組 間 的 差 值 （ 即 梯 度 值 ） 越 小 ， 測 定 的 最 適溫 度 （ 或 pH ） 就 越 精 確 。 （ 2） 設 計 方 案組 別 編 號 1 2 n實 驗 材 料 等 量 的 同 種 底 物 和 酶溫 度 （ 或 pH ） t1（ 或 a1） t2（ 或 a2） tn（ 或 an）衡 量 指 標 相 同 時 間 內(nèi) ， 各 組 酶 促 反 應 中 生 成 物 量 的 多少 ， 或 底 物 剩 余 量 的 多 少實 驗 結(jié) 論 生 成 物 量 最 多 的 一 組 ， 或 底 物 剩 余 量 最 少 的一 組 對 應 的 溫 度 （ 或 pH ） 最 接 近 最 適 溫 度 （或 pH ）