知识清单06 降低化学反应活化能的酶 ATP-2022年高考生物一轮复习必背知识清单

知识清单06 降低化学反应活化能的酶 ATP 小贴士：虽然现在取消考试大纲和考试说明，但是仍需了解下该内容 考纲内容 考纲解读 1．酶在代谢中的作用（Ⅱ）； 2．ATP在能量代谢中的作用（Ⅱ）。 1．能说出酶的发现历程，体验科学方法对科学研究的重要性；能概述酶的概念及酶促反应的原理；能举例说明酶的特性。 2. 能描述ATP的化学组成和特点；能ATP与ADP相互转化的过程；能概述ATP在生命活动中的作用和意义 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。 常见酶的作用比较： 酶的种类 作用 代谢有关 的酶 淀粉酶 催化淀粉水解成麦芽糖 麦芽糖酶 催化麦芽糖水解成葡萄糖 脂肪酶 催化脂肪水解成甘油和脂肪酸 蛋白酶 作用于肽键，使蛋白质水解成多肽（部分氨基酸） 肽酶 作用于肽键，使多肽水解成氨基酸 过氧化氢酶 使过氧化氢分解成氧气和水 DNA 酶 作用于磷酸二酯键，使其断裂水解成脱氧核苷酸 遗 传 变 异 相关的酶 解旋酶 作用于氢键，使 DNA 的两条链解旋。 DNA 聚合酶（Taq 酶） 作用于（形成）磷酸二酯键，使多个脱氧核苷酸聚合成 DNA RNA 聚合酶 作用于（形成）磷酸二酯键，使多个核糖核苷酸聚合成 RNA 逆转录酶 作用于（形成）磷酸二酯键，使 RNA 逆转录成 DNA 生 物 工 程 相关的酶 限制酶 作用于磷酸二酯键，其断裂使 DNA 形成黏性末端或平末端 DNA 连接酶 作用于（形成）磷酸二酯键，使两个 DNA 连接形成重组 DNA 纤维素酶、果胶酶 去除植物细胞的细胞壁，形成原生质体 胰蛋白酶（胶原蛋白酶） 使动物组织、器官分散成单个细胞，便于动物细胞培养 注意：氢键的断裂除了解旋酶外，还可以加热；氢键只要互不配对，不需要酶就可以形成。 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A、B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A、B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。 二、探究影响酶活性的因素 1．实验原理 （1）探究温度对酶活性的影响 ①反应原理：淀粉 麦芽糖 　　 　 碘↓液　　 　碘↓液 　　　　 蓝色　　 无蓝色出现 ②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色深浅来判断酶的活性。 （2）探究pH对酶活性的影响 ①反应原理（用反应式表示）：2H2O2 2H2O＋O2。 ②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。 2．实验步骤 （1）温度对酶活性的影响 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 底物控制 2 mL 3%的可溶性淀粉溶液 温度控制 60 ℃热水 沸水 冰块 酶控制 1 mL相同温度的2%新鲜淀粉酶溶液 试剂控制 等量的碘液 观察指标 检测是否出现蓝色及蓝色的深浅 （2）pH对酶活性的影响 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 底物控制 2 mL 3%的过氧化氢溶液 pH控制 1 mL蒸馏水 1 mL 5%的HCl 1 mL 5%的NaOH 酶