2026届高三一轮复习生物：酶和ATP课件

第七讲 酶和ATP 活细胞中一般都能产生酶 考点一、酶 定义： 酶是活细胞产生具有催化作用的有机物 本质： 大多数是蛋白质 少数是RNA 合成原料： 氨基酸 核糖核苷酸 注意：哺乳动物成熟的红细胞无法合成酶 合成场所： 主要是核糖体和细胞核，叶绿体线粒体也可以合成 来源： 作用： 催化化学反应的进行（唯一功能） 注意：物质在酶的作用下水解，也属于酶的催化作用。 作用场所： 胞内和胞外、体内和体外均可发挥作用 考点一、酶 作用机理： 降低化学反应的活化能 分子被激发到能够发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。 提醒 ①加热可以为反应提供能量，但不能降低化学反应的活化能。 ②酶可以降低化学反应的活化能，但不能为反应提供能量。 ③酶可以重复使用，作用后不会被降解或灭活。 考点一、酶 探索历程： 巴斯德：认为酒精发酵是酵母菌细胞的作用。 李比希：认为酒精发酵是酵母细胞中某种物质的作用。 毕希纳：证明了李比希的观点是正确的，并将这种物质命名为酶。 萨姆纳：提取到了脲酶，并证明其为蛋白质。 切赫和奥尔特曼：发现少数RNA也有生物催化功能。 考点二、酶的特性 1、高效性 过氧化氢溶液 水浴加热的过氧化氢溶液 过氧化氢溶液 （猪肝研磨液） （滴加氯化铁） 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 2H2O2===2H2O＋O2↑ 实验原理： 实验操作： 实验结果： 过氧化氢 水浴加热 加氯化铁 加猪肝研磨液 气泡 无 很少 较多 非常多 带火星的卫生香 - - 发亮 复燃 考点二、酶的特性 1、高效性 与__________相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 无机催化剂 注意：与不加催化剂相比，只能证明酶具有催化作用，不能证明其具有高效性！ ①酶比无机催化剂的催化效率更高 ②酶作为催化剂，只能缩短达到化学平衡所需的时间，不会改变化学反应的方向，也不会改变化学平衡点，也不会改变生成物的产量。 含义： 考点二、酶的特性 2、专一性 试管编号 1 2 注入可溶性淀粉溶液 2 mL － 注入蔗糖溶解 － 2 mL 注入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL 60 ℃水浴保温5 min 新配制的斐林试剂 2 mL 2 mL 沸水浴煮沸1 min  实验现象 有砖红色沉淀 无砖红色沉淀 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验现象说明了什么？ 说明了淀粉被分解，产生了还原糖；而蔗糖没有被水解，没有还原糖的产生。 该实验现象能够得到什么结论？ 酶的作用具有专一性。 注意：上述实验不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为无论蔗糖是否被水解，都无法被碘液检验。 考点二、酶的特性 2、专一性 每一种酶只能催化____________化学反应。 含义： 一种或一类 相关学说： ①锁钥学说（已被证明是不够科学的） ②诱导契合学说（主流说法） 锁钥学说 当底物与酶相遇时，酶活性中心的构象发生相应的变化，使酶和底物契合并反应，反应结束后，酶活性中心将恢复为原来的构象。 考点二、酶的特性 2、专一性 每一种酶只能催化____________化学反应。 含义： 一种或一类 底物A浓度 在底物A中加入酶A，反应速率明显加快；若加入酶B，则反应速率与未加酶时相同，说明酶B不能催化底物A的反应。 考点二、酶的特性 探究酸碱度对过氧化氢酶的影响 ①是否设置对照组？如何设置自变量？ 需要设置相互对照，自变量为不同的pH值。 ②能否将底物和酶混合后，再调节pH值，为什么？ 不能，因为酶具有高效性，混合后会立即发生反应，此时再调节pH值会导致实验结果误差大。 ③如何排除温度等其他因素对实验结果的干扰？ 将温度等其他因素设置为相同且适宜（设置为无关变量）。 试管号 1 2 3 4 5 6 7 过氧化氢酶（mL） 1 1 1 1 1 1 1 pH 1 3 5 7 9 11 13 过氧化氢（mL） 5 5 5 5 5 5 5 考点二、酶的特性 探究酸碱度对过氧化氢酶的影响 由图可知，过氧化氢酶的最适pH的范围是？ 如何得到更精确的最适pH的范围？ 最适pH范围是5到9之间 在pH=5到9之间再设置pH梯度进行实验 由图可知，过氧化氢酶的作用条件有何特点？ 3、作用条件温和 考点二、酶的特性 3、作用条件温和 ①在最适温度和pH条件下，____________________最高。 ②在过酸、过碱或过高温度条件下会使酶的_____________遭到破坏，导致____________。 ③在低温条件下，酶的活性_______，但空间结构_______遭到破坏。 因此，酶可以在低温条件下保存。 酶的活性（催化效率） 空间结构 完全失活 注意：空间结构被破坏，但肽键没有被破坏，仍可以用双缩脲试剂检验 大大降低 没有 与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。 解析： 考点二、酶的特性 3、作用条件温和 注意：低温条件下，酶的活性没有完全消失！而在酸碱度过低的条件下，酶活性完全消失。 教材P84 考点三、与酶有关的曲线分析 ①条件适宜，酶量恒定，不断增加底物 ①酶促反应速率先随底物浓度的增加而加快。 解读： ②随着底物浓度的继续增加，酶促反应速率受到酶数量的限制，不再加快。 ①条件适宜，底物量充足，不断增加酶 在底物充足的情况下，酶的含量越高，酶促反应速度越快。 解读： 1、(2022·湖南长沙高三月考)右图是某生物兴趣小组用淀粉和淀粉酶探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图(实验中用盐酸创造酸性条件，盐酸能催化淀粉水解)。下列有关叙述错误的是（ ） A．实验中温度、淀粉用量、淀粉酶的浓度等为无关变量 B．pH为1时淀粉酶可能已经失活，淀粉发生分解是盐酸起催化作用 C．pH为3和9时淀粉剩余量相同，说明两种条件下淀粉酶的酶活性相同 D．实验中用适量的H2O2和过氧化氢酶代替淀粉和淀粉酶作实验材料更为科学 C 随堂检测： 考点四、ATP的结构和功能 全称： 腺苷三磷酸 特殊的化学键 （高能磷酸键） 腺苷可以简写为A 结构简式： A-P~P~P 考点四、ATP的结构和功能 ATP ADP（腺苷二磷酸） 磷酸基团（Pi） AMP（腺嘌呤核糖核苷酸） ATP脱去两个磷酸基团后，是RNA的基本组成之一 AMP------腺嘌呤核糖核苷酸（RNA的基本单位之一） 考点四、ATP的结构和功能 补充：常见化合物的化学组成中的“A” 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺苷 腺苷 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤 考点四、ATP的结构和功能 主要功能：ATP是驱动细胞进行生命活动的直接能源物质 供能原理：高能磷酸键水解能够释放能量 1 mol ATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 1．(2022·河北邯郸高三期末)ATP是腺嘌呤核苷的衍生物，下图是ATP的分子结构图，下列分析正确的是 A．圆圈内所示为含氮碱基腺嘌呤 B．方框内所示为腺嘌呤核糖核苷酸 C．细胞合成蛋白质时利用①断裂释放的能量 D．②在光合作用过程中容易形成但不易断裂 A 考点五、ATP与ADP的转化 ATP ADP+Pi+能量 ATP合成酶 一、ATP的合成 反应式： 合成场所： 细胞质基质、线粒体、叶绿体 相关生理活动： 细胞呼吸、光反应、化能合成作用 反应类型： 吸能反应 细胞中的许多放能反应与ATP的合成相联系，将释放的能量储存在ATP中。 考点五、ATP与ADP的转化 ATP ADP+Pi+能量 ATP水解酶 二、ATP的水解 反应式： 反应类型： 放能反应 细胞中的许多吸能反应与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量。 相关生理活动： 光反应产生的ATP只用于暗反应 细胞呼吸和化能合成作用产生的ATP用于细胞的各种生命活动 ①ATP≠能量，ATP是一种可以储存能量的物质，不是能量本身 考点五、ATP与ADP的转化 三、易混易错点提醒 ②ATP和ADP的相互转化，虽然从物质上看是可逆的，但酶的种类、反应场所、能量的来源和去向等来看，这不是一个可逆反应。 ③在细胞中，ATP、ADP和Pi的含量很少，但可以重复利用，只要提供能量，细胞就可以不断合成ATP，满足细胞生命活动的需要。 考点六、细胞中产生与消耗ATP的常见生理过程 金榜P65 场所 常见生理过程 细胞膜 主动运输、胞吞、胞吐：消耗ATP 细胞质基质 有氧呼吸第一阶段：产生ATP 叶绿体 暗反应、DNA复制、转录、翻译：消耗ATP 光反应：产生ATP 线粒体 有氧呼吸第二、三阶段：产生ATP DNA复制、转录、翻译：消耗ATP 核糖体 蛋白质合成：消耗ATP 细胞核 DNA的复制、转录、翻译：消耗ATP 考点七、ATP的利用 细胞中绝大多数需能的生命活动都是由ATP直接提供能量的 （还有GTP、UTP、CTP和dATP、dGTP、dTTP、dCTP等，这些物质也是高能磷酸化合物，也能水解高能磷酸键释放能量。） ATP水解释放的能量，可以转换为： 机械能（如肌细胞收缩） 渗透能（如主动运输） 化学能（如蛋白质合成等） 电能（如电鳗放电） 光能（如萤火虫发光） 考点七、ATP的利用 1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。 3.载体蛋白的磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。 ATP为主动运输供能 考点八、ATP产生与氧气供给量的关系 A点：表示在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP AB段：随氧气供给量的增多，有氧呼吸明显增强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生量随之增加 BC段：氧气供给量超过一定范围后，ATP的产生量不再增加，此时限制因素可能是酶、ADP、Pi等 考点八、ATP产生与氧气供给量的关系 氧气的供给对ATP产生量无关，可表示无氧呼吸。如哺乳动物成熟的红细胞。 3．(2022·湖北黄冈高三月考)下图表示ATP与ADP的相互转化过程，下列相关叙述错误的是 A．图中的M指的是腺嘌呤，N指的是核糖 B．食物为ATP充电指的是呼吸作用分解来自食物中的有机物产能 C．运动时肌肉细胞中ATP的充电速率远高于其放能速率 D．ATP的“充电”和“放能”所需要的酶不同 C $$