专题05 细胞中的酶与ATP（知识点串讲）-2020-2021学年高一生物期末复习考点大串讲

专题05　细胞中的酶与ATP 知识网络 重难突破 知识点一 酶的本质、作用和特性 1．酶的概念剖析 （1）本质与作用 化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要是细胞核（真核细胞） 来源 一般来说，活细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外）都能产生酶 作用场所 细胞内、外或生物体外均可 生理功能 生物催化作用 （2）作用机理 降低化学反应的活化能（分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量），曲线分析如下： 　　　　　　　　　　　　　 ①ac和bc段分别表示无催化剂和酶催化时反应进行所需要的活化能。 ②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。 （3）作用特点 ①酶不能改变化学反应的平衡点，只能改变达到平衡点的时间； ②酶和无机催化剂一样，在反应前后性质和数量保持不变，但酶并非能终生发挥作用，酶和其他物质一样也需要更新； ③有的酶存在于细胞外（如消化酶），有的存在于细胞内（如呼吸酶）。 2．酶的特性 （1）高效性：催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。曲线分析如下： 　　　　　　　　　 酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，酶不能（“能”或“不能”）改变最终生成物的量。 （2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。图像分析如下： 　　 ①图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示不能被酶催化的物质。 ②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。 （3）作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活；低温条件下酶的活性很低，但空间结构稳定。曲线分析如下：　　 　　　　　　　 ①分析图甲、乙可知，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。 ②分析图甲、乙中曲线的起点和终点可知：过酸、过碱、高温都会使酶失去活性，而低温只是使酶的活性降低。前者都会使酶的空间结构遭到破坏，而后者并未破坏酶的分子结构。 【技巧点拨】 1．“三看法”分析酶促反应曲线 2．酶活性实验探究中的“三宜”“五不宜” 【典例1】下列关于酶的叙述，错误的是（　　） A．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸 B．酶的专一性是指一种酶只能催化一种化学反应 C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率 D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物 【答案】B 【解析】大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。故酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A正确；酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应，是由其特定的分子结构决定的，B错误；酶催化化学反应的机理是通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，C正确；酶可以作为催化剂，但其化学本质是蛋白质或RNA，也可以作为反应的底物被相应的酶分解，D正确。 【典例2】下图为用同一种酶进行的不同实验结果，下列叙述正确的是（　　） A．酶的空间结构改变，则催化活性丧失 B．温度20℃与40℃条件酶活性比30℃时减弱的原因相同 C．图2实验中增加酶的量，生成物的量上升 D．根据酶的专一性判断，本实验研究的是麦芽糖酶 【答案】D 【解析】酶的结构决定其功能，酶的空间结构发生改变，则催化活性将下降甚至丧失，A错误；温度20℃与40℃条件酶活性比30℃时减弱的原因不同，二者分别属于低温和高温，低温不会破坏酶的空间结构，而高温会破坏酶的空间结构，B错误；生成物的量是由反应物的量决定的，图2实验中即使增加酶的量，生成物的量也不会上升，C错误；据图分析，图1中在酶的催化作用下，麦芽糖的含量逐渐降低，而蔗糖的含量不变，说明该酶是麦芽糖酶，D正确。 知识点二 ATP的结构和功能 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、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。 2．ATP在细胞代谢中的作用 （1）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） 储存于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 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 （2）ATP的形成途径 　　　　 （3）ATP产生量与O2供给量、呼吸强度的关系 【典例1】ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，如图