专题梳理4 ATP、酶（课件PPT）-【精英1号】2024年高中生物学考笔记·知识梳理手册

栏 目 导 航 一　知识梳理 　二　概念图构建 三　典例精练 四　易错提醒 精英1号 生物 知识梳理手册 04 如需返回目录，可按ESC键返回。 01 本光盘课件全部为PPT格式，教师使用时如需加工可把光盘中的PPT文件复制到本地磁盘上进行编辑。 03 进入目录,可按上下键、空格键或点击鼠标等进行浏览。 02 光盘成盘为自动播放模式，如不能播放则是电脑做了拦截，可将电脑调至自动播放模式，也可直接从“我的电脑”中，双击相应光盘图标或在此处右键点击“打开”，然后双击光盘中的“play.bat”文件即可以全屏的方式播放（点击后有缓冲过程，稍加等待后,便可出现相关内容）。 温 馨 提 示 Wenxintishi 3 专题梳理4　ATP、酶 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 高能磷酸键 腺苷 直接能源 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 细胞核 叶绿体 细胞溶胶 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 两 远离腺苷 高能磷酸键 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 放能 吸能 很快 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 活细胞 生物催化剂 蛋白质 RNA 不发生化学变化(可发生物理形变) 酶-底物复合物 恢复原状 酶活性 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 酶 被酶催化的物质 无法与酶结合的物质 一种底物 少数几种 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 底物分子结合 活化能 降低化学反应活化能 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 续表 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 最适pH 空间结构 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 最适温度 高温 低温 恢复 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 倒置量筒中的气体量 升高 失活 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 精英1号　生物　学考笔记 　 专题梳理4　ATP、酶 B 精英1号　生物　学考笔记 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2．ATP的功能：ATP是生命活动的 。 (二)细胞内ATP与ADP保持动态平衡 1．分布：在活细胞中，ATP广泛分布在 、线粒体、 、 等结构中，但含量很低。 2．ATP的水解与合成 (1)水解：ATP在细胞中易于水解。1个ATP分子含有 个高能磷酸键，在酶1的作用下， 的高能磷酸键水解，形成腺苷二磷酸(ADP)，释放出1个磷酸，同时释放能量。 (2)合成：ATP在细胞中易于再生。在酶2的作用下，ADP和1个磷酸结合重新形成ATP，在这个过程中吸收的能量以 的形式储存起来。 3．ATP-ADP循环：通过ATP的合成和水解，使 反应所释放的能量用于 反应，此过程被称为ATP-ADP循环。细胞中ATP-ADP循环速度 ，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。 4．ATP与常见生命活动 (1)与光合作用的关系 (2)与呼吸作用的关系 二、酶是生物催化剂 (一)绝大多数酶是蛋白质 1．酶的发现历程(连线)： ①斯帕兰扎尼　 a．酶的本质是蛋白质 ②巴斯德　　　 b．促使酒精发酵的不是酵母菌细胞本身 ③李比希　　　 c．胃液中有一种能消化肉的物质 ④毕希纳　　　 d．酵母菌中某种物质参与酒精发酵 ⑤萨姆纳尔　　 e．酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果 【答案】　①－c　②－e　③－d　④－b　⑤－a 2．酶的化学本质：酶是由 产生的一类 ，大多数酶是 ，还有少数特殊的酶是 。 3．酶的作用：酶是生物催化剂，具有促使反应物发生化学变化而本身 的特点。酶与底物结合，形成 ，然后这个复合物会发生一定的形状变化，使底物变成产物，并从复合物上脱落；同时酶分子又 。 4．酶作用的强弱可用 表示。 (二)酶的催化功能具有专一性和高效性 1．酶的专一性 (1)图中：A表示 ，B表示 ，E、F表示B被分解后产生的物质，C、D表示 。 (2)由于酶分子的形状只适合与一种或是小部分分子结合，所以一种酶只能催化 或 相似底物的反应。 2．酶的高效性：由于酶通过与 ，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。 3．酶作用原理：化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的化学键，使反应物活化并完成化学反应生成产物，这种化学反应过程中所需要的能量被称为 。酶的作用是 ，使得化学反应加快。 4．探究酶的专一性和高效性 【答案】　①本尼迪特　②红黄色　③对照组　④唾液淀粉酶　⑤蔗糖酶　⑥实验组　⑦对照组 (三)酶的催化功能受多种条件影响 1．影响因素 (1)pH对酶活性的影响 a．不同的酶 不同，在最适pH下，酶的活性最高，高于或低于最适pH，酶的活性都会降低，甚至失活。 b．过酸、过碱的条件下，都会使酶的 遭到破坏而失去活性。 (2)温度对酶活性的影响 a．不同种酶的 不同，高于或低于此温度，酶的活性都会降低。 b． 使酶的空间结构遭到破坏而失去活性； 使酶的活性降低，在适宜温度下，酶的活性可以 。 2．探究pH对过氧化氢酶的影响 (1)实验原理： ①反应式：2H2O2eq \o(――――→,\s\up14 (过氧化氢酶))2H2O＋O2 ②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用 来测量。 (2)实验结论：在一定范围内，随着pH升高，酶的活性 ；超过最适pH，随着pH升高，酶的活性降低。过酸或过碱都会使酶 。 【答案】　①是否加过氧化氢酶(肝脏研磨液)　②气泡产生速度　③过氧化氢溶液的浓度和加入量、反应温度、加入酶量、反应时间等　④气泡产生速度快　⑤气泡产生速度慢　⑥酶能够加速相应的化学反应　⑦催化剂类型(加酶或无机催化剂)　⑧酶的催化效率比无机催化剂高　⑨加热组气泡产生速度明显比常温组快　⑩降低反应活化能　⑪脲酶　⑫少数RNA　⑬生物催化剂 ATP是细胞生命活动的直接能源 【例题1】　[2022·7浙江学]细胞的生存需要能量和营养物质，其中驱动细胞生命活动的直接能源物质是( ) A．H2O B．ATP C．Na＋ D．Ca2＋ 【例题2】　[2021·7浙江学考]荧光素酶催化荧光素与氧发生反应形成氧化荧光素并发出荧光，该过程需ATP供能。基于上述原理发明的手持ATP测定仪，可用于测定食物表面的细菌数。测定时，细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶荧光素体系”并发出荧光，依据荧光强度得出细菌数。下列叙述错误的是( ) A．荧光素与氧发生反应的过程，需要吸收ATP释放的能量 B．荧光强度与ATP消耗量呈正相关，与细菌数呈负相关 C．细菌体内的ATP含量基本恒定，是该测定方法的重要依据 D．ATP是细菌生命活动的直接能源物质，也可在体外水解放能 【解析】荧光素与氧发生反应发光，属于吸能反应，需要ATP分解供能，A正确；细菌数量越多，裂解时释放的ATP越多，发出荧光越强，B错误；要从释放的ATP的量推测细菌个数，前提是细菌体内ATP的含量基本恒定，这是该测定法的基本依据，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，细菌裂解时，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶荧光素体系”并发出荧光，可推测ATP也可在体外水解放能，D正确。 【例题3】　[2017·4浙江卷]下列关于细胞中吸能反应和放能反应的叙述，错误的是( ) A．糖的氧化反应是放能反应 B．光合作用的碳反应是吸能反应 C．ATP是吸能反应和放能反应的纽带 D．氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应 【解析】反应物分子结构比生成物分子结构复杂是放能反应，反之，则为吸能反应。糖的氧化反应就是糖类被氧化为CO2和H2O，是放能反应，A正确；光合作用是将CO2还原为糖分子，需要ATP和NADPH为之提供能量，是吸能反应，B正确；ATP主要利用糖的氧化释放能量合成，同时ATP水解又可为其他吸能反应提供能量，C正确；许多氨基酸合成蛋白质的过程是吸能反应，需ATP供能，因为蛋白质的结构远比氨基酸复杂，D错误。 细胞内ATP与ADP保持动态平衡 【例题4】　[2018·4浙江卷]ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是( ) A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量 B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团 D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解 【解析】ATP的形成途径是光合作用和细胞呼吸，因此ATP中的能量来自光能和细胞呼吸释放的能量，A错误；ATP-ADP循环，使得细胞中ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，不会使得细胞储存大量ATP，B错误；ATP水解远离腺苷的高能磷酸键断裂，形成ADP和Pi，同时释放能量，C正确；ATP分子中含有2个高能磷酸键，远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，D错误。 酶是生物催化剂 【例题5】　[2018·11浙江卷]酶是生物催化剂，其作用受pH等因素的影响。下列叙述错误的是( ) A．酶分子有一定的形状，其形状与底物的结合无关 B．绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示 C．麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解 D．将胃蛋白酶加入到pH＝10的溶液中，其空间结构会改变 【解析】酶分子有一定的形状，能与特定的底物结合，酶的形状决定了酶的专一性，A错误；绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示，B正确；酶有专一性，麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解，C正确；胃蛋白酶的最适pH是1.5～2.2，将胃蛋白酶加入到pH＝10的溶液中，其空间结构会改变，D正确。 【例题6】 下列有关酶的描述正确的是( ) A．生长激素和呼吸酶不可能来自同一个细胞 B．酶要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工，分泌到细胞外才能发挥作用 C．有些酶和相应的化学试剂作用呈现紫色反应 D．高温或低温均能破坏酶的结构，使其失去活性 【解析】垂体细胞既可以产生生长激素，也可以产生呼吸酶，A错误；胞内酶在细胞内起作用，不必分泌到细胞外，B错误；大多数酶的化学本质是蛋白质，蛋白质和双缩腺试剂作用呈现紫色反应，C正确；高温可以破坏酶的结构使酶失去活性，低温只是降低酶的活性，不能破坏酶的结构，D错误。 酶的特性 【例题7】　[2021·6浙江卷]下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是( ) A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同 B．“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物 C．“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖 D．设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物 【解析】“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，熟马铃薯块茎中的过氧化氢酶已经失活，不能催化过氧化氢分解，A错误；先加入pH的缓冲液后再加入底物，顺序不能颠倒，B正确；“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是作对照，检测蔗糖和淀粉中是否含有还原糖，C错误；设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，不可选择本尼迪特试剂检测反应产物，本尼迪特试剂需水浴加热使用，影响变量温度，D错误。 【例题8】　[2020·1浙江卷]细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示，其中甲～戊代表生长必需的不同物质，①～⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下到叙述正确的是( ) A．突变型细菌缺乏酶①②③ B．酶④与乙结合后不会改变酶④的形状 C．酶②能催化乙转变为丙，也能催化丙转变为丁 D．若丙→戊的反应受阻，突变型细菌也能生长 【解析】分析题意可知，野生型细菌体内含有这5种酶，所以只要在培养基中添加甲就能合成生长需要的乙、丙、丁、戊这4种物质；而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长，说明缺乏合成相应物质所必需的酶。突变型细菌缺乏酶①、③，A错误；酶④与乙结合后会改变酶④的形状，反应结束恢复形状，B错误；酶具有专一性，酶②能催化乙转变为丙，但不能催化丙转变为丁，C错误；若丙→戊的反应受阻，该突变型细菌可通过酶④将乙→戊，突变型细菌也能生长，D正确。 探究酶的专一性、高效性及影响酶催化功能的因素 [2021·7浙江学考]某小组进行“探究酶催化的专一性”活动，实验思路如下表所示。(据此作答例题9、例题10) 组别 甲 乙 丙 丁 1%淀粉溶液3mL ＋ － ＋ － 2%蔗糖溶液3mL － ＋ － ＋ 唾液淀粉溶液1mL － － ＋ ＋ 蒸馏水1mL ＋ ＋ － － 37℃水浴10min，分别加入检测试剂2mL，摇匀，沸水浴2min，观察并记录颜色变化 注：①“＋”表示加入，“－”表示不加入；②检测试剂可选择本尼迪特试剂和斐林试剂中的一种。 【例题9】　丙和丁可构成一组对照实验，其自变量是( ) A．酶的种类 B．底物种类 C．反应温度 D．颜色变化 【例题10】　下列关于该实验的分析，正确的是( ) A．设置甲、乙两组是为了证明淀粉和蔗糖都是还原糖 B．沸水浴加热2min的作用是让酶促反应充分进行 C．若选用碘液作为检测试剂，则无法检测蔗糖是否水解 D．若用蔗糖酶替换唾液淀粉酶，则不能探究酶催化的专一性 【解析】设置甲、乙两组是为了证明淀粉和蔗糖中不含还原糖，A错误；本尼迪特鉴定还原糖需要沸水浴加热，B错误；碘液无法鉴定蔗糖以及蔗糖水解产物，无法判断蔗糖是否水解，C正确；若用蔗糖酶替换唾液淀粉酶，则丙组无红黄色沉淀，丁组有红黄色沉淀，现象不一样，依然可以探究酶催化的专一性，D错误。 【例题11】　[2023·1浙江卷]某同学研究某因素对酶活性的影响，实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45 ℃水浴12 min，酶活性丧失50%；己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45 ℃水浴12 min，酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是(　　) A．温度 B．底物 C．反应时间 D．酶量 【解析】根据题干信息，两组实验的温度均为45 ℃，水浴时间均为12 min，但一组加入过量底物，而另一组没有加底物，观测指标是酶活性丧失量，故该实验研究的是过量底物对酶在高温下活性丧失的影响。故选B。 【例题12】　[2020·7浙江卷]为研究影响酶作用的因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是( ) A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中 B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致 C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液 D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围 【解析】温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围，D正确。 eq \x(点拨)肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，改变形状，这是吸能反应；然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这是放能反应。 易错点1：误以为ATP是能量通货的原因是ATP中能量多。 eq \x(点拨) ATP中能量少，便于流通，才作为能量通货。 易错点2：误以为肌肉收缩过程中，肌肉改变形状是放能反应。 易错点3：误以为吸能反应中的能量全部来自放能反应。 eq \x(点拨)光合作用是吸能反应，但其能量来自太阳光能。 易错点4：误以为ATP是RNA的基本单位之一。 eq \x(点拨) RNA的基本组成单位之一是腺苷一磷酸(腺嘌呤核糖核苷酸)，ATP是腺苷三磷酸。 易错点5：误以为运动时ATP合成速率远小于ATP水解速率。 eq \x(点拨)运动时机体仍保持稳态，所以ATP合成速率和ATP水解速率基本相等，但ATP水解速率比安静时快。 易错点6：误以为主动转运的能量都来源于ATP。 eq \x(点拨)一些糖或氨基酸的主动转运并不直接依靠水解ATP的能量，而是依赖于离子梯度形式贮存的能量。在小肠或肾细胞中，葡萄糖是伴随Na＋一起输入细胞的，Na＋顺浓度梯度进入细胞，葡萄糖逆浓度梯度进入细胞，Na＋浓度差推动葡萄糖输入细胞。 易错点9：误以为1g蔗糖酶能使多少克蔗糖水解，就代表蔗糖酶的活性是多少。 eq \x(点拨)应有时间限制，1g蔗糖酶在1min内能使多少克蔗糖水解，才能代表蔗糖酶的活性是多少。 易错点7：误以为酶的运输都是胞吐。 eq \x(点拨) DNA聚合酶通过核孔进行运输。 易错点8：误以为酶的保存温度是其最适温度。 eq \x(点拨)一般将酶保存在低温条件下。 易错点10：误以为细胞内所有的化学反应都需要酶催化。 eq \x(点拨)酶作为催化剂，与普通的化学无机催化剂一样，仅能催化符合热力学原理的相关反应，而像过氧化氢在没有酶的催化下也能发生自分解。 $$