第1講酶和ATP1.酶在代謝中的作用()2.ATP在能量代謝中的作用()3.實驗：探究影響酶活性的因素1.ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)(生命觀念)2.根據(jù)實驗總結(jié)酶的化學本質(zhì)與特性(科學思維)3.探究溫度、pH對酶促反應(yīng)的影響(科學探究)4.酶在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用(社會責任) 酶的本質(zhì)、作用和特性1酶的本質(zhì)和作用(1)酶本質(zhì)的探索歷程(連線)科學家主要觀點或成就巴斯德a引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質(zhì)，細胞死亡并裂解后才能起作用李比希 b少數(shù)RNA也具有生物催化功能畢希納 c把從酵母細胞中提取出的能引起發(fā)酵的物質(zhì)叫釀酶薩姆納 d從刀豆種子中提取出脲酶(第一個)切赫和奧特曼 e證明脲酶的化學本質(zhì)(蛋白質(zhì))和作用(分解尿素) f糖類變成酒精必須有酵母活細胞的參與提示：facd、eb(2)酶的本質(zhì)和作用化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸_核糖核苷酸合成場所核糖體主要是細胞核(真核細胞)來源一般來說，活細胞(哺乳動物成熟的紅細胞除外)都能產(chǎn)生酶作用場所細胞內(nèi)、外或生物體外均可生理功能催化作用(3)作用機理活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。作用機理：降低化學反應(yīng)的活化能。如圖曲線表示在無酶催化和有酶催化條件下某化學反應(yīng)的能量變化過程。.無酶催化與有酶催化的反應(yīng)曲線分別是。.ca段與ba段的含義分別是無催化劑的條件下反應(yīng)所需要的活化能、酶降低的活化能。.若將酶催化改為無機催化劑催化該反應(yīng)，則b點在縱軸上將向上移動。2比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)實驗過程(2)變量分析3酶的特性(1)高效性：催化效率大約是無機催化劑的1071013倍。(2)專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng)。(3)作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。高溫、過酸、過堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。1酶提供了反應(yīng)過程所必需的活化能。()提示：酶的作用是降低活化能。2酶活性的發(fā)揮離不開其特定的結(jié)構(gòu)。()3高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性。()提示：低溫不破壞酶的結(jié)構(gòu)。4酶活性最高時的溫度適合酶的保存。()提示：酶適合保存在低溫條件下。5酶在催化反應(yīng)完成后立即被分解。()提示：酶是催化劑，其在催化反應(yīng)完成后不會被分解。6酶只能在細胞內(nèi)發(fā)揮作用。()提示：酶在細胞內(nèi)和細胞外都能發(fā)揮作用。1結(jié)合圖示理解酶的特性(1)高效性曲線分析：酶對應(yīng)曲線A，無機催化劑對應(yīng)曲線B，未加催化劑對應(yīng)曲線C。結(jié)論：與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而酶的催化效率更高。(2)專一性圖形分析：.圖中所示的化學反應(yīng)：BEF。.圖中C、D表示不能被該酶催化的物質(zhì)。結(jié)論：每一種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng)。(3)作用條件較溫和酶活性：酶對化學反應(yīng)的催化效率稱為酶活性。曲線分析：如圖為溫度、pH對酶活性的影響。.甲、乙兩圖橫坐標分別表示溫度、pH，b點表示最適溫度，e點表示最適pH。.甲圖中，溫度由a變?yōu)閎時，酶活性升高；由c變?yōu)閎時，酶活性不變，原因是高溫時酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞且不可恢復。.乙圖中，pH由d變?yōu)閑或由f變?yōu)閑時，酶活性均不變，原因是過酸、過堿都會導致酶的空間結(jié)構(gòu)破壞且不可恢復。結(jié)論：在適宜的溫度、pH條件下，酶的活性最高。2底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響甲乙(1)甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度增加而加快，但當?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。(2)乙圖：在底物充足、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。1甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如圖所示，請思考：(1)甲、乙兩種酶的化學本質(zhì)是否相同？(2)乙酶活性改變的機制是什么？提示：(1)觀察題曲線圖可知，甲酶的活性始終保持不變，表明甲酶能抵抗該種蛋白酶的降解，則甲酶的化學本質(zhì)不是蛋白質(zhì)而是RNA，乙酶能被蛋白酶破壞，活性降低，則乙酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(2)乙酶被降解的過程中其分子空間結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使其活性喪失。2溫度和pH對酶促反應(yīng)速率的影響與底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率影響的本質(zhì)有什么不同？提示：溫度和pH影響酶促反應(yīng)速率的原因是影響了酶的活性；底物濃度和酶濃度影響酶促反應(yīng)速率的原因是影響了酶分子和底物分子的結(jié)合，酶的活性并沒有改變。3酶活性受多種因素的影響，如圖表示抑制酶活性的兩個模型，模型A中的抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而降低酶對底物的催化效應(yīng)；模型B中的抑制劑與酶活性位點以外的其他位點結(jié)合，能改變酶的構(gòu)型，使酶不能與底物結(jié)合，從而使酶失活。研究發(fā)現(xiàn)某氨基酸能降低酶G的活性。請設(shè)計實驗探究某氨基酸降低酶G活性的作用方式屬于模型A還是模型B，簡要寫出(1)實驗思路；(2)預期實驗結(jié)果及結(jié)論。提示：(1)在酶G量一定且底物濃度合適并使酶活性充分發(fā)揮的反應(yīng)體系中加入某氨基酸，同時不斷提高底物濃度，觀察酶促反應(yīng)速率變化。(2)若酶促反應(yīng)速率能恢復，則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型A；若酶促反應(yīng)速率不能恢復，則說明某氨基酸降低酶活性的作用方式屬于模型B?？疾槊副举|(zhì)、作用和特性1(2019日照期中)下列有關(guān)酶的敘述，正確的是()A酶的數(shù)量因參與化學反應(yīng)而減少 B細胞中所有酶的合成都受基因控制C同一生物體內(nèi)的各種酶的催化反應(yīng)條件都相同 D活細胞都能產(chǎn)生酶，酶在細胞內(nèi)才起催化作用B酶是生物催化劑，酶促反應(yīng)前后酶的數(shù)量不變，A項錯誤；細胞中的酶是蛋白質(zhì)或RNA，它們的合成都受基因控制，B項正確；同一生物體內(nèi)的各種酶的催化反應(yīng)條件可能不同，C項錯誤；活細胞都能產(chǎn)生酶，酶在細胞內(nèi)和細胞外都能起催化作用，D項錯誤。2(2019濰坊期中)下列關(guān)于酶的敘述，正確的是()A酶的基本組成單位都是氨基酸B所有活細胞都含有與細胞呼吸有關(guān)的酶C酶不參與構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)也不供能，但可調(diào)節(jié)細胞代謝D酶能加快反應(yīng)速度是因為它能顯著提高化學反應(yīng)的活化能B酶的基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸，A項錯誤；活細胞都要進行細胞呼吸，因此所有活細胞都含有與細胞呼吸有關(guān)的酶，B項正確；酶不參與構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)也不供能，也不調(diào)節(jié)細胞代謝，只是起催化作用，C項錯誤；酶能加快反應(yīng)速度是因為它能顯著降低化學反應(yīng)的活化能，D項錯誤。與酶相關(guān)的常見誤區(qū)明示項目正確說法錯誤說法化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)產(chǎn)生部位一般來說，凡是活細胞都能產(chǎn)生酶(不考慮哺乳動物的成熟紅細胞)具有分泌功能的細胞才能產(chǎn)生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成場所核糖體或細胞核核糖體生理功能生物催化劑，只起催化作用酶具有調(diào)節(jié)、催化等多種功能來源在生物體內(nèi)合成有的來源于食物作用場所既可在細胞內(nèi)，也可在細胞外、體外發(fā)揮作用只在細胞內(nèi)起催化作用溫度影響低溫影響酶的活性，不破壞酶的結(jié)構(gòu)，但高溫易使酶失活低溫會引起酶變性失活作用前后催化反應(yīng)前后的數(shù)量和性質(zhì)沒有變化發(fā)生催化作用后被分解影響酶促反應(yīng)的坐標曲線分析3(2019汕頭模擬)甲、乙兩圖是溫度、pH對酶活性影響的數(shù)學模型。下列有關(guān)說法錯誤的是()A兩圖中B點代表的含義分別是酶的最適溫度和最適pH下的反應(yīng)速率B兩圖中A點對應(yīng)的值對酶活性的影響不相同C兩圖中C點對應(yīng)的溫度或pH對酶活性的影響相同D保存酶制品最好選擇兩圖中B點對應(yīng)的溫度和pHD甲、乙兩圖中，在B點對應(yīng)的溫度和pH下，酶促反應(yīng)速率最大，酶的活性最高，分別表示酶的最適溫度和最適pH，A正確。甲圖中A點對應(yīng)的溫度較低，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；乙圖中A點對應(yīng)的pH過低，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。因此，甲、乙兩圖中A點對應(yīng)的值對酶活性的影響不相同，B正確。甲、乙兩圖中C點對應(yīng)的溫度或pH均過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活，C正確。低溫條件下，酶的活性很低，但酶的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。因此，保存酶制品最好在低溫條件下保存，即甲圖中的A點，D錯誤。故選D。4(2019長郡中學測試)長郡中學高三生物興趣小組為了研究pH對某種酶活性的影響，設(shè)置a、b、c三組實驗，各組pH條件均不同，其他條件相同且適宜。測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物量，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)分析不正確的是()Aa組的pH可能高于b組的pHBa組pH條件下，該酶降低化學反應(yīng)的活化能可能最多C在c組pH條件下比較適宜保存酶D實驗要求“其他條件相同且適宜”的目的是減少實驗誤差C酶的活性在最適pH條件下最高，pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低，在過酸或過堿的條件下，酶會變性失活。據(jù)此依題意并分析圖示可知：a組酶的活性高于b組酶的活性，因此a組的pH可能高于b組的pH，A正確；與b、c組相比，a組酶的活性最高，說明a組pH條件下，該酶降低化學反應(yīng)的活化能可能最多，B正確；c組產(chǎn)物的最大生成量明顯低于a、b組，說明在c組pH條件下，酶已經(jīng)變性失活，不適宜保存酶，C錯誤；實驗中的“其他條件”為無關(guān)變量，實驗要求“其他條件相同且適宜”的目的是減少實驗誤差，D正確?！八牟椒ā狈治雒复俜磻?yīng)曲線(1)識標：“識標明變量”。明確酶促反應(yīng)曲線坐標圖中橫坐標(自變量)和縱坐標(因變量)的含義。(2)析線：“析線理關(guān)系”。分析酶促反應(yīng)曲線走勢，明確因變量怎樣隨自變量的變化而變化?！吧仙薄跋陆怠薄跋壬蠼怠薄跋壬蠓€(wěn)”“水平”等。(3)明點(特殊點)：“抓點求突破”。明確酶促反應(yīng)曲線中起點、終點、頂點、拐點、交叉點、特殊條件下的交點等表示的生物學含義。(4)判斷：“先分后合巧辨析”。對多條酶促反應(yīng)曲線圖，根據(jù)曲線上不同標示物識別曲線所代表的意義(有的曲線直接標出)，首先對每一條曲線單獨分析，進行比較，判斷曲線間有無聯(lián)系或找出相互關(guān)系，然后綜合分析。 探究影響酶活性的因素(實驗)1實驗原理(1)酶活性：酶對化學反應(yīng)的催化效率。(2)淀粉水解淀粉檢測：加入碘液，溶液變藍色。淀粉酶可催化淀粉水解。(3)H2O2分解H2O2可分解為H2O和O2。H2O2可在H2O2酶的催化作用下快速分解。常溫下H2O2易分解，高溫可以使H2O2分解加快。2實驗方案設(shè)計與預期結(jié)果比較項目探究溫度對酶活性的影響探究pH對酶活性的影響實驗材料淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、H2O2酶溶液變量控制無關(guān)變量反應(yīng)物與酶的量、溶液pH等應(yīng)適宜且相同反應(yīng)物與酶的量、溫度等應(yīng)適宜且相同自變量先將反應(yīng)物溶液與酶溶液在各梯度溫度下分別保溫，然后混合先將反應(yīng)物溶液與酶溶液分別調(diào)至各梯度pH，然后混合因變量檢測滴加碘液，觀察溶液顏色變化觀察氣泡產(chǎn)生的快慢預期結(jié)果酶活性較低時，溶液變?yōu)樗{色酶活性較低時，氣泡產(chǎn)生較慢1探究溫度影響酶活性的實驗不宜選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫常壓時就能分解，加熱條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。2探究pH影響酶活性的實驗不宜選擇淀粉和淀粉酶作實驗材料，因為強酸強堿能催化淀粉水解，從而影響實驗結(jié)果。3若選擇淀粉和淀粉酶探究溫度影響酶的活性，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，不宜選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。4在探究溫度影響酶活性的實驗中應(yīng)將淀粉溶液和淀粉酶溶液在設(shè)定的溫度下先保溫一段時間后再混合，而不能先混合再保溫，因為酶具有高效性，酶和底物混合后，就發(fā)揮催化作用，這樣反應(yīng)不是在設(shè)定的溫度下完成，自變量控制不嚴格。5在探究pH對酶活性的影響時，需要保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液的pH調(diào)至實驗要求的pH后再讓反應(yīng)物與底物接觸，不宜在未達到預設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與酶接觸。1探究溫度對酶活性影響最合理的實驗步驟是 ()取3支試管，編號，各注入2 mL淀粉液；另取3支試管，編號，各自注入1 mL新鮮的淀粉酶溶液將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉液試管中，維持各自的溫度5 min向各試管中滴一滴碘液將6支試管分成三組，每組各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分別放在60 的熱水、沸水和冰水中觀察實驗現(xiàn)象ABC DD實驗設(shè)計要排除無關(guān)變量，酶和底物保持在相同溫度下發(fā)生催化反應(yīng)，才能嚴格控制溫度。2(2019山西聯(lián)考)為探究影響酶活性的因素，某班同學設(shè)計了如下實驗，其中合理的是()編號探究課題選用材料與試劑A溫度對酶活性的影響新制的蔗糖酶溶液可溶性淀粉溶液碘液 B溫度對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液斐林試劑 CpH對酶活性的影響過氧化氫溶液新鮮的肝臟研磨液DpH對酶活性的影響新制的淀粉酶溶液可溶性淀粉溶液碘液C探究溫度對酶活性的影響，自變量是溫度的不同，依據(jù)酶的專一性，應(yīng)選擇新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，用碘液檢測淀粉的剩余量，但不能用斐林試劑檢測淀粉的水解產(chǎn)物還原糖，因為用斐林試劑檢測需水浴(5065 )加熱，對實驗產(chǎn)生干擾，A、B錯誤；探究pH對酶活性的影響，自變量是pH的不同，新鮮的肝臟研磨液中含有過氧化氫酶，過氧化氫酶催化過氧化氫水解產(chǎn)生水和氧氣，因此可通過觀察單位時間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生量來推知過氧化氫酶的活性，C正確；因淀粉及其水解產(chǎn)物都能與碘液發(fā)生反應(yīng)，且淀粉在酸性條件下加熱，也會發(fā)生自然水解，所以探究pH對酶活性的影響，不能使用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和碘液，D錯誤。3(2019深圳模擬)由青霉菌中提取的淀粉酶在不同溫度條件下分別催化淀粉反應(yīng)1 h和2 h，其產(chǎn)物麥芽糖的相對含量如圖所示。相關(guān)分析正確的是()A第1 h內(nèi)，酶的最適溫度在4550 之間 B第1 h到第2 h,45 條件下淀粉酶活性提高C第1 h到第2 h,50 條件下酶的催化作用明顯D若只生產(chǎn)1 h,45 左右時麥芽糖產(chǎn)量相對較高D由圖分析可知，第1 h內(nèi)，酶的最適溫度在4050 之間，A錯誤；第1 h到第2 h,45 條件下淀粉酶活性并未提高，只是因為1 h的時間并未將所有淀粉分解成麥芽糖，因此，麥芽糖會在1 h的基礎(chǔ)上有所增加，B錯誤；第1 h到第2 h,50 條件下，產(chǎn)物的量不變，說明酶的催化作用已經(jīng)喪失，C錯誤；由圖可知，若只生產(chǎn)1 h,45 左右時麥芽糖產(chǎn)量相對較高，D正確。綜上所述，選D項。4. 圖表是某小組為探究“過氧化氫酶的活性是否受pH的影響”而設(shè)計的實驗操作步驟(豬肝中含有過氧化氫酶)。請回答下列問題：操作步驟操作方法試管甲試管乙1加體積分數(shù)為3%的H2O2溶液2 mL2 mL2加質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸溶液1 mL/3加質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液/1 mL4加質(zhì)量分數(shù)為20%的豬肝研磨液2滴2滴5觀察相同時間內(nèi)試管中產(chǎn)生的氣泡數(shù)量(1)上述操作步驟中存在明顯的缺陷，請寫出改進方案：_，_。(2)在完成改進方案后，若實驗結(jié)果為_，則說明過氧化氫酶的活性受pH的影響。(3)如果本實驗用出現(xiàn)一定氣泡數(shù)量所需要的時間來表示酶的活性，那么所需的時間越長，酶的活性越_。(4)如果將本實驗的自變量換成溫度來探究“過氧化氫酶的活性是否受溫度的影響”，你認為是否合適？_，原因是_。解析(1)本實驗應(yīng)該有蒸餾水對照、過酸、過堿這三組，并且應(yīng)該是自變量處理在前。(2)在完成改進方案后，若甲、乙兩試管中產(chǎn)生的氣泡數(shù)量少，丙試管中產(chǎn)生大量的氣泡，則說明過氧化氫酶的活性受pH的影響；若甲、乙、丙3支試管中產(chǎn)生的氣泡的情況基本一樣，則說明過氧化氫酶的活性不受pH的影響。(3)如果本實驗用出現(xiàn)一定氣泡數(shù)量所需要的時間來表示酶的活性，那么所需的時間越長，酶的活性越低。(4)過氧化氫會隨溫度升高分解加快，從而對實驗結(jié)果造成干擾，故不能用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響。答案(1)操作步驟1、4互換增加丙試管，在加入鹽酸或氫氧化鈉的步驟中換為加入1 mL蒸餾水，其他步驟與修正后的步驟相同(2)甲、乙兩試管中產(chǎn)生的氣泡數(shù)量少，丙試管中產(chǎn)生大量的氣泡(3)低(或“弱”)(4)不合適過氧化氫會隨溫度升高分解加快，從而對實驗結(jié)果造成干擾 ATP的結(jié)構(gòu)和功能1ATP的結(jié)構(gòu)(1)ATP的元素組成：C、H、O、N、P。(2)ATP的化學組成：一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基團。(3)ATP的結(jié)構(gòu)簡式：APPP。(4)ATP中的能量：主要儲存在高能磷酸鍵中。2ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化(1)轉(zhuǎn)化原因：ATP的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，遠離腺苷的那個高能磷酸鍵容易斷裂與合成。(2)轉(zhuǎn)化關(guān)系及過程比較：項目ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADPPi能量ATPATPADPPi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(yīng)場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位3.ATP的功能與動、植物細胞代謝(1)植物細胞可以通過光合作用和細胞呼吸形成ATP，而動物細胞只能通過細胞呼吸形成ATP。(2)植物光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP一般只用于暗反應(yīng)，不用于其他生命活動；植物或動物細胞呼吸產(chǎn)生的ATP才能用于多種生命活動。(3)ATP水解釋放的能量可用于主動運輸、發(fā)光發(fā)電、肌肉收縮、物質(zhì)合成、大腦思考等。11個ATP分子中只含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團。()提示：1個ATP分子中含有1個腺嘌呤、1個核糖和3個磷酸基團。2ATP水解釋放的能量可用于細胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。()3淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。()提示：淀粉水解成葡萄糖時不合成ATP。4人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態(tài)平衡。()提示：細胞中的ATP與ADP的含量處于動態(tài)平衡狀態(tài)，保證能量供應(yīng)。5無氧條件下，光合作用是葉肉細胞產(chǎn)生ATP的唯一來源。()提示：無氧呼吸也能產(chǎn)生ATP。6線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和葉綠體中進行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)中都能合成ATP。 ()提示：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上不能產(chǎn)生ATP。7ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，但它在細胞中的含量很少，ATP與ADP時刻不停地進行相互轉(zhuǎn)化。()1ATP的再生和利用圖解2細胞內(nèi)常見產(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：細胞呼吸第一階段消耗ATP：一些吸能反應(yīng)葉綠體產(chǎn)生ATP：光反應(yīng)消耗ATP：暗反應(yīng)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1據(jù)圖分析ATP的結(jié)構(gòu)和特點(1)圖示a處應(yīng)為“H”還是“OH”？(2)圖示b、c、d所示化學鍵是否相同？其中最易斷裂和重建的是哪一個？(3)圖示框e中結(jié)構(gòu)的名稱是什么？它與RNA有何關(guān)系？提示：(1)圖示a處應(yīng)為“OH”，因為該五碳糖為核糖。(2)圖示b為普通磷酸鍵，c、d則為高能磷酸鍵，其中d處的化學鍵最易斷裂和重建。(3)圖示框e中結(jié)構(gòu)為腺嘌呤核糖核苷酸，它是構(gòu)成RNA的基本單位之一。2細胞內(nèi)ATP和ADP的轉(zhuǎn)化是不是可逆反應(yīng)？為什么？提示：細胞內(nèi)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(yīng)場所方面不盡相同， 因此細胞內(nèi)ATP和ADP的轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)，但物質(zhì)可以重復利用。3人的心肌細胞比口腔上皮細胞新陳代謝旺盛，那么心肌細胞比口腔上皮細胞含有的ATP多嗎？提示：ATP在細胞中的含量很少，心肌細胞含有的ATP并不比口腔上皮細胞多，只是ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化更迅速。4實驗室里有螢火蟲尾部研磨粉、生理鹽水、葡萄糖溶液、ATP溶液，請設(shè)計實驗證明ATP是直接能源物質(zhì)。寫出實驗步驟和實驗結(jié)果。提示：將螢火蟲尾部研磨粉用生理鹽水配制成懸濁液；取兩支試管編號為甲、乙，分別加入等量的已配制的懸濁液；向甲試管中加入兩滴ATP溶液，向乙試管中加入兩滴葡萄糖溶液，在黑暗環(huán)境中觀察兩試管；觀察到甲試管發(fā)出熒光，乙試管沒有發(fā)出熒光。ATP的結(jié)構(gòu)及其合成和利用1(2019廣州一模)如圖表示生物體內(nèi)發(fā)生的兩個化學反應(yīng)，請判斷下列相關(guān)說法中正確的是()AATP分子水解時，圖中所示的化學鍵最易斷裂B圖中酶1和酶2的化學本質(zhì)相同，但是二者的種類不同C細胞中的吸能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系DATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制只發(fā)生在真核細胞內(nèi)B分析圖形可知，ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵最易斷裂，提供能量，A錯誤；圖中酶1和酶2的化學本質(zhì)相同都是蛋白質(zhì)，但是二者的種類不同，B正確；細胞中的放能反應(yīng)一般與ATP的合成反應(yīng)相聯(lián)系，吸能反應(yīng)一般與ATP的分解反應(yīng)相聯(lián)系，C錯誤；ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制發(fā)生在一切細胞內(nèi)，D錯誤。2(2019濰坊期中)細胞內(nèi)的化學反應(yīng)伴隨著能量的變化。以下相關(guān)敘述錯誤的是()AATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制是生物界的共性B光合作用暗反應(yīng)過程中有機物的合成需要ATP水解提供能量C有機物氧化分解釋放能量并儲存在ATP中，因此屬于吸能反應(yīng)DATP水解釋放的能量也可以用于維持人體體溫的相對穩(wěn)定C放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中，有機物氧化分解釋放能量并儲存在ATP中，屬于放能反應(yīng)。ATP的拓展考查3(2019河南九校聯(lián)考)核苷三磷酸(NTP)包括ATP、GTP、UTP、CTP等，脫氧核苷三磷酸(dNTP，d表示脫氧)包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。研究發(fā)現(xiàn)dNTP可作為DNA合成的原料。下列敘述正確的是()AdNTP和NTP的區(qū)別體現(xiàn)在五碳糖的種類不同BdNTP含有2個高能磷酸鍵，可為DNA復制提供能量CDNA復制時需dATP、dTTP越多，則DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定D真核細胞分裂時，胞內(nèi)dNTP都進入細胞核內(nèi)參與DNA的復制BdNTP和NTP的區(qū)別在于五碳糖種類不同和堿基種類不同，A錯誤；DNA復制時，dNTP需要斷裂2個高能磷酸鍵，可為DNA復制提供能量，B正確；DNA復制時需dCTP、dGTP越多，則DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，C錯誤；真核細胞進行分裂時，除核DNA進行復制外，細胞質(zhì)DNA也有復制，胞內(nèi)dNTP不可能全部進入細胞核中，D錯誤。因此，本題答案選B。1.四個角度區(qū)別酶和激素2ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不可等同于能量。3細胞中ATP的含量很少，但是ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化非常迅速，能為生命活動提供大量能量。無論是飽食還是饑餓，ATP與ADP的含量都保持動態(tài)平衡，不會劇烈變化。1.同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。2酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。3酶具有專一性和高效性，作用條件較溫和。4低溫抑制酶的活性，但不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)。5高溫、過酸、過堿都會導致酶分子空間結(jié)構(gòu)破壞而永久失去活性。6ATP是為細胞生命活動提供能量的直接能源物質(zhì)。7細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性。8吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，需要ATP水解酶的催化，同時也消耗水；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系。真題體驗| 感悟高考淬煉考能1(2019天津高考)下列過程需ATP水解提供能量的是()A唾液淀粉酶水解淀粉B生長素的極性運輸C光反應(yīng)階段中水在光下分解D乳酸菌無氧呼吸的第二階段B唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中進行的，不需要消耗ATP水解釋放的能量，A項錯誤；生長素的極性運輸是細胞的主動運輸，需要消耗ATP水解釋放的能量，B項正確；光反應(yīng)階段中水在光下分解產(chǎn)生H和氧氣，不需要消耗ATP水解釋放的能量，C項錯誤；乳酸菌無氧呼吸的第二階段是丙酮酸在酶的催化作用下轉(zhuǎn)化成乳酸，此過程既不產(chǎn)生ATP，也不消耗ATP，D項錯誤。2(2018浙江高考)ATP是細胞中的能量“通貨”，下列敘述正確的是 ()AATP中的能量均來自細胞呼吸釋放的能量BATPADP循環(huán)使得細胞儲存了大量的ATPCATP水解形成ADP時釋放能量和磷酸基團DATP分子中的2個高能磷酸鍵不易斷裂水解C光反應(yīng)和細胞呼吸可以產(chǎn)生ATP。ATP在細胞內(nèi)含量少，易再生，ATPADP循環(huán)不會使細胞儲存大量的ATP。ATP水解形成ADP和磷酸基團，同時釋放能量。ATP中有兩個高能磷酸鍵，其中遠離腺苷的高能磷酸鍵易水解，另一個高能磷酸鍵不易水解。3(2017全國卷)下列關(guān)于生物體中酶的敘述，正確的是()A在細胞中，核外沒有參與DNA合成的酶B由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性C從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法D唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度都是37 C本題考查酶的種類、分布、特性與保存。在細胞核外，葉綠體和線粒體中也含有參與DNA合成的酶，A錯誤；由活細胞產(chǎn)生的酶，在生物體外適宜的條件下也有催化活性，如唾液淀粉酶在適宜條件下可催化試管中的淀粉水解，B錯誤；鹽析可使蛋白質(zhì)沉淀，但不會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，析出的蛋白質(zhì)仍可以溶解在水中，其化學性質(zhì)不會發(fā)生改變，C正確；唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度是37 ，但保存時應(yīng)在低溫條件下，D錯誤。4(2016全國卷)若除酶外所有試劑均已預保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是()A加入酶加入底物加入緩沖液保溫并計時一段時間后檢測產(chǎn)物的量B加入底物加入酶計時加入緩沖液保溫一段時間后檢測產(chǎn)物的量C加入緩沖液加入底物加入酶保溫并計時一段時間后檢測產(chǎn)物的量D加入底物計時加入酶加入緩沖液保溫一段時間后檢測產(chǎn)物的量C在測定酶活力的實驗中，酶與底物混合后再用緩沖液調(diào)pH，這樣在達到設(shè)定pH之前酶就發(fā)揮了作用，實驗結(jié)果不準確，故緩沖液應(yīng)在加入底物和酶之前加入，只有C項符合要求。5(2016全國卷)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個實驗組：A組(20 )、B組(40 )和C組(60 )，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是_組。(2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10 ，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會_。(3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量_，原因是_。(4)生物體內(nèi)酶的化學本質(zhì)是_，其特性有_(答出兩點即可)。解析(1)在60 條件下，反應(yīng)的最終產(chǎn)物濃度比20 和40 條件下小很多，說明酶在60 條件下最終失活。20 與40 條件下相比，40 時酶促反應(yīng)到達反應(yīng)平衡的時間短，說明40 條件下酶活性較高。(2)在時間t1前，如果A組溫度提高10 變成30 ，由該酶活性隨溫度的變化規(guī)律可知，30 條件下的該酶活性大于20 條件下的，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會加快。(3)t2時C組的產(chǎn)物濃度已不再增加，但由A組和B組t2時的產(chǎn)物濃度可知，t2時C組底物并未全部被分解，C組產(chǎn)物濃度不再增加是由于C組溫度條件下t2時酶已經(jīng)變性失活。因此如果在時間t2時，向C組增加2倍量的底物，在其他條件不變的情況下，t3時產(chǎn)物的總量也不會再增加。(4)生物體內(nèi)酶的化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA。酶具有高效性、專一性等特性，并且需要適宜的溫度和pH等。答案(1)B(2)加快(3)不變60 條件下，t2時酶已失活，即使增加底物，反應(yīng)產(chǎn)物總量也不會增加 (4)蛋白質(zhì)或RNA高效性和專一性6為了檢測玉米子粒發(fā)芽過程中淀粉含量變化，將不同發(fā)芽階段的玉米子?？v切，滴加_，進行觀察。結(jié)果顯示，胚乳呈藍色塊狀，且隨著發(fā)芽時間的延長，藍色塊狀物變小。(1)上述實驗可得出的結(jié)論是_。(2)為了驗證上述藍色塊狀物變小是淀粉酶作用的結(jié)果，設(shè)計了如下實驗：在14號試管中分別加入相應(yīng)的提取液和溶液(如圖所示)，40 溫育30 min后，分別加入斐林試劑并60 水浴加熱，觀察試管內(nèi)顏色變化。請繼續(xù)以下分析：設(shè)置試管1作為對照，其主要目的是_。試管2中應(yīng)加入的X是_的提取液。預測試管3中的顏色變化是_。若試管4未出現(xiàn)預期結(jié)果(其他試管中結(jié)果符合預期)，則最可能的原因是_。解析(1)淀粉遇碘變藍色，常用碘液檢測生物組織中淀粉的存在。隨著發(fā)芽時間的延長，藍色塊狀物變小，說明玉米萌發(fā)過程中會不斷消耗胚乳中儲存的淀粉，使胚乳中的淀粉逐漸減少。(2)在驗證藍色塊狀物變小是淀粉酶作用的結(jié)果的實驗設(shè)計中，要嚴格遵循對照原則、單一變量原則等。設(shè)置1號試管的主要目的是排除用于實驗的淀粉溶液中含有還原糖，試管2中應(yīng)加入發(fā)芽前玉米提取液。試管3與試管4對照，預期二者的顏色變化都是藍色磚紅色，說明發(fā)芽玉米提取液中含有淀粉酶并催化淀粉水解成還原糖；如果試管4沒有出現(xiàn)磚紅色沉淀，最可能的原因是淀粉酶失活。答案碘液(1)玉米發(fā)芽過程中胚乳中的淀粉逐漸減少(2)排除用于實驗的淀粉溶液中含有還原糖發(fā)芽前玉米藍色磚紅色淀粉酶已失活