专题04 酶和ATP-备战2021年高考生物专题提分攻略

第4章 酶和ATP 一、基础知识必备 1、酶的本质 （1）酶的定义酶 是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。 （2）酶的作用机理 酶能够降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,两者的比较如图所示。 （3）酶的本质 绝大多数酶是蛋白质,少数酶为RNA。 2、酶的特性 （1）.高效性 酶的催化效率很高,大约是无机催化剂的107~1013倍。 （2）专一性:酶对底物具有严格的选择性,一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （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。 3、ATP的结构和形成 （1）ATP的结构 ATP的结构简式为A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键。ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。 （2）ATP去掉2个磷酸基团即是构成RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸。 4、ATP与ADP的相互转化 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP+Pi+能量 ATP ATP ADP+Pi+能量 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) 储存在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 生理过程 呼吸作用、光合作用的光反应阶段 肌肉收缩、细胞分裂、兴奋传导、物质吸收等 反应 场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体内的需能部位,如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等 关系 ATP与ADP的相互转化过程中反应类型,反应所需的酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同,因此ATP的合成和水解不可逆 二、通关秘籍 1、酶 (1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。 (2)酶可以缩短化学反应到达平衡的时间,但不改变反应的平衡点。 (3)酶通过降低活化能加快化学反应速率。 (4)在反应前后,酶的化学性质和数量将保持不变。 (5)酶既可在细胞内,也可在细胞外发挥催化作用。 (6)由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。 2、几种化合物中“A”的含义的区别 ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”,但表示的含义不同,如图所示: 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,由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成;RNA分子中的A为腺嘌呤核糖核苷酸,由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成;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。 3、生物体内与“能源”相关的物质 (1)生物体的三大能源物质是糖类、脂肪、蛋白质,其中糖类是主要能源物质。 (2)生物体的主要储能物质是脂肪。 (3)ATP是生物利用的直接能源,糖类等有机物的能量只有转变为ATP中的能量,才能用于各项生命活动。 (4)能量通过ATP在吸能反应和放能反应之间循环流通。因此,可以形象地把ATP比喻成细胞内的能量“通货”。 (5)生物体内的能量最终都来源于太阳能。 说明:ATP是细胞内的直接供能物质,但并非所有生命活动所需的能量都是由ATP提供的。 1、 选择题 1．[2020·福建福州质检]动物细胞的溶酶体内含多种水解酶，不作用于细胞正常结构成分；溶酶体内的pH约为5，而细胞质基质pH约为7.2。下列推测不合理的是(　　) A．正常情况下，水解酶不能通过溶酶体膜 B．溶酶体膜经过修饰，不被溶酶体内的水解酶水解 C．H＋以协助扩散方式通过溶酶体膜进入溶酶体 D．酸性环境有利于维持溶酶体内水解酶的活性 【答案】 C 【解析】 溶酶体内的水解酶存在于溶酶体内，正常情况下，其不能通过溶酶体膜释放出来，A正确；溶酶体膜经过修饰，不被溶酶体内的水解酶水解，B正确；据题干信息，溶酶体内的pH约为5，而细胞质基质的pH约为7.2，溶酶体内H＋的浓度高于细胞质基质中的，H＋通过主动运输方式通过溶酶体膜进入溶酶体，C错误；溶酶体内的环境为酸性，可推测溶酶体内的水解酶在酸性条件下活性高，即酸性环境有利于维持溶酶体内水解酶的活性，D正确。 2．[2020·河南南阳联考]在其他条件不变而酶浓度增加的条件下，下列图中能正确表示生成物量变化情况的是(图中虚线表示酶浓度增加后的变化情况)(　　) 【答案】 C 【解析】 酶具有催化作用，能使反应速率加快，但不改变化学反应达到平衡时的状态。当酶的浓度增加时，生成物量将更快地达到最大值，表现出如图C所示的曲线变化。 3．[2020·浙江温州测试]酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示(Ea、Eb、Ec为活化能，指底物