2027届高三生物一轮复习课件第2讲：酶与ATP

第三单元 细胞代谢 第2讲 酶和ATP 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢,细胞代谢离不开“酶” 1 一、酶的概述 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1、探究.实践 实验步骤、结果及结论 4 步骤 试管编号 说明 (变量类型) 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2ml 2ml 2ml 2ml 二 反应条件 常温 90 常温FeCl3 常温 肝脏研磨液 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 结论 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 酶和无机催化剂具有催化作用,同无机催化剂相比,酶催化效率更高 实验组 对照组 因变量 自变量P78 无关变量 (相同且适宜) (人为改变) (观测指标) 卫生香复燃 程度 对照原则 等量性原则 等量性原则 单一变量原则 因变量:过氧化氢的分解速率 用加号数量表示气体多少 4 与1号试管相比,2号试管加热后过氧化氢分解的快,其原因是? 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 加热使过氧化氢得到了能量,分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态 催化剂(酶、FeCl3)的作用原理:降低化学反应所需要的活化能 没有催化剂 有无机催化剂 有酶催化 加热使过氧化氢分子得到能量,从常态转变为容易分解的活跃状态。 5 所需的活化能 所需的活化能 所需的活化能 图中①表示: 图中②表示: 图中④表示: 图中③表示: 图中⑤表示: 催化反应时降低的活化能 催化反应时降低的活化能 无催化剂时化学反应 无机催化剂催化时化学反应 酶催化时化学反应 无机催化剂 酶 没有催化剂 有无机催化剂 有酶催化 与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。 6 例、如下图曲线表示在无催化剂和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。 (1)没有催化剂的反应曲线是 。 (2)有酶催化的反应曲线是 。 (3)AC段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的 _。 (4)BC段的含义是_。 (5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵轴上将 移动 ① ② 活化能 酶降低的活化能 向上 8 项目 正确说法 错误说法 作用前后 作用后被分解 产生细胞 具有分泌功能的细胞才能产生酶 合成原料 氨基酸 数量、性质不变 凡是活细胞都能产生酶(不考虑人成熟红细胞等) 氨基酸,核糖核苷酸 生理功能 酶具有催化、调节等多种功能 作用场所 酶只在细胞内起催化作用 温度影响 低温和高温都会引起酶的变性失活 只具有催化作用 可在细胞内发挥作用,也可在细胞外、体外发挥作用 低温影响酶的活性,不破坏酶的结构;高温使酶变性失活 2、常见的有关酶的“误区” 项目 酶 动物激素 来源 化学本质 生物功能 共性 3、“酶”与“动物激素”的比较 活细胞产生 内分泌腺(细胞)产生 都具有:微量、高效的特点,具有一定的特异性(专一性) 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物等。 催化作用(反应前后数量和性质不变) 调节作用(发挥作用后被灭活) 绝大多数是蛋白质,少数是RNA 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 9 1)酶 即每一种酶只能催化“一种”或“一类”化学反应。 2)载体蛋白(通道蛋白) 不同物质需要的载体蛋白和通道蛋白一般不同。 3)抗体 一种抗体只能与相应的抗原发生特异性免疫反应。 4)tRNA tRNA有61种,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 4、具有“专一性”(特异性)物质 例1.下列关于酶和动物激素的叙述中,不正确的是( ) A.高等动物体内,激素的作用与神经系统联系紧密 B.能产生激素的细胞不一定能产生酶 C.激素产生后一般作用于其它细胞 D.能产生酶的细胞不一定能产生激素 B 例2.下列关于酶及激素的叙述,正确的是( ) A.在酶、激素的调节下,植物体才能进行正常代谢 B.一种激素只作用于一种靶细胞 C.酶与激素的作用特点都是微量、高效、促进 D.某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的 D 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 试题分析:在生命活动中,神经调节和体液调节往往共同调节生命活动,故A正确;能产生激素的细胞是活细胞,一定能产生酶,而产生酶的细胞不一定是具有分泌功能的细胞,不一定能产生激素,故B错误,D正确;激素作用于靶细胞或靶器官,故C正确。 解析:酶没有调节作用,只有催化作用,激素具有调节作用,A错误;生物体内所有的细胞都能产生酶,能产生激素的细胞一定能产生酶,B错误;酶与激素的作用特点都是微量、高效,激素的作用不一定是促进,有可能为抑制,C错误;激素一般作用于其它细胞,酶不全在细胞内发挥作用,也可以在细胞外及体外发挥作用,D正确。 11 例3.下列关于生物专一性的叙述不正确的一组是( ) ①酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应 ②基因工程操作中的载体具有专一性,一种载体只能运载一种特定的 目的基因 ③tRNA具有专一性,一种tRNA只能运载一种特定的氨基酸 ④碱基互补配对具有专一性,与腺嘌呤配对的只能是胸腺嘧啶 ⑤抗体具有专一性,一种抗体只能与一种相应的抗原结合 A.①③ B.②④ C.④⑤ D.③② B 5、常考的五类酶及其作用 巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关 (法)巴斯德 1857年,发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用 引起发酵的是酵母中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 (德)毕希纳(提出“酿酶”) 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样 (美)萨姆纳 (1926)脲酶是蛋白质 李比希(德) 20世纪80年代(美)切赫和奥特曼 少数RNA也具有生物催化功能 争论 6、关于酶本质的探索 法国的微生物学家巴斯德,德国的化学家李比希,德国的化学家毕希纳 14 酶本质的探索历程 二、酶的三大特性 (高效性、专一性、作用条件温和) 3 4 4 3 少量肝脏 研磨液 一、酶的高效性: 与无机催化剂相比较,酶具有高效性。 ①酶的高效性如何体现? ②酶会不会改变化学反应的平衡点? ③怎样来衡量酶促反应速率? 单位时间内、单位体积中底物的减少量、产物的增加量。 例.某科研小组将新鲜的萝卜磨碎,过滤制得提取液,对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究,得到如图所示的实验结果。下列分析错误的是( ) A.图甲中两支试管内加入的H2O2的浓度和量都属于无关变量 B.若将图甲中的萝卜提取液换成等量新鲜肝脏研磨液,则O2产生总 量明显增多 C.图乙中引起A、B曲线出现差异的原因可能是温度不同 D.过氧化氢酶可保存在低温、pH为7的环境中 B 解析:选B 图甲中催化剂的种类是自变量,H2O2的浓度和量属于无关变量;O2产生总量取决于底物H2O2的量,与酶无关;在pH相同时,温度不同,酶的活性可能不同,从而可引起A、B曲线出现差异;过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,过氧化氢酶可保存在低温和pH为7的环境中。 18 二、酶的“专一性”的实验探究 步骤 项目 试管1 试管2 1 注入可溶性淀粉溶液(3%) 2 注入蔗糖溶液(3%) 3 注入新鲜的淀粉酶溶液(2%) 4 加入斐林试剂 5 水浴加热 6 观察颜色变化 探究实践(P81):“淀粉酶”对淀粉和蔗糖的水解作用 2mL — — 2mL 2mL(摇匀、60、5) 2mL(摇匀、60、5) 水浴加热1min 2mL(摇匀) 砖红色沉淀 无砖红色沉淀 思考:能否用碘液对实验结果进行检测? 不能,因为碘液无法检测蔗糖是否发生水解 实验结论: 酶具有专一性(淀粉酶只能催化淀粉水解,对蔗糖则不起催化作用) (一种酶只能催化一种或一类化学反应) 自变量 因变量 底物是否被水解 19 对照组 实验组 对照组 实验组 方案二 方案一 项目 酶具有专一性 酶具有专一性 结论 不发生反应 发生反应 不发生反应 发生反应 现象 同一种酶(等量) 另外一种酶 与底物相 对应的酶 试剂 另外一 种底物 与酶相对 应的底物 底物相同(等量) 材料 酶的“专一性”的两种实验设计方案 步骤 1 2 3 4 5 注入淀 粉溶液 注入蔗 糖溶液 注入某种 酶溶液 注入斐林 试剂并水 浴加热 观察 现象 试管 2 mL - 2 mL 2 mL A 试管 - 2 mL 2 mL 2 mL B 例.下表是关于酶专一性的实验设计,下列相关叙述正确的是( ) A.该实验的自变量是酶的种类,无关变量是底物的用量、反应温度等 B.步骤3只能选用新鲜的淀粉酶 C.若步骤3选用新鲜的淀粉酶,则现象A是产生砖红色沉淀,现象B是无砖红色沉淀 D.该实验还可以选用碘液作为检测试剂 C 解析:选C 本实验用同种酶催化两种不同的底物来研究酶的专一性,自变量是底物种类;酶可以选择新鲜的淀粉酶或蔗糖酶;若选用新鲜的淀粉酶,试管 中的淀粉被水解成还原糖,而蔗糖不发生分解,所以现象A是产生砖红色沉淀,现象B是无砖红色沉淀;蔗糖及蔗糖水解产物都不能与碘液发生颜色反应,故用碘液无法判断蔗糖是否被水解。 21 酶为什么具有专一性-锁钥学说(P85拓展应用1) 酶在反应中与底物的关系就像钥匙和锁的关系,它们的空间结构必须相互结合形成复合物才能发生反应。 反应前后酶的“结构”和“性质”不变,酶可以重复利用。 22 例.下图是某种酶催化底物发生反应的过程示意图,下列叙述错误的是( ) A.图示反应过程还有水的产生 B.该图能体现酶催化作用的专一性 C.底物与酶能否结合与酶的结构有关 D.酶在催化过程中的形状改变是不可逆的 D 解析:选D 图示为酶催化的氨基酸的脱水缩合过程,产物是二肽和水;图示可体现酶的催化作用具有专一性;底物与酶能否结合与酶的结构有关;酶在催化过程中的形状改变是可逆的。 23 探究“温度”对酶活性的影响 步骤 操作内容 试管 A1 试管 A2 试管 B1 试管 B2 试管 C1 试管 C2 1 加等量可溶性淀粉液 2mL 2mL 2mL 2 加等量 -淀粉酶 1mL 1mL 1mL 3 分组处理 60 热水5min 沸水5分钟 冰块5分钟 4 底物与酶混合 将1毫升淀粉酶注入相同温度下的淀粉液中维持相应温度5分钟 5 冷却后加等量碘液 2滴 2滴 2滴 6 观察现象 不出现蓝色 蓝色 蓝色 能否用斐林试剂作为检测试剂?能否选用H2O2作底物? 实验结论:温度变化影响酶的活性 用 -淀粉酶(最适温度60 )催化可溶性淀粉液 三、酶的作用条件较温和(探究温度和pH对酶活性的影响)P82 过氧化氢(H2O2)在加热条件下易分解 斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验需严格控制温度 24 步骤 操作内容 试管1 试管2 试管3 1 注入等量过氧化氢(3%) 2mL 2mL 2mL 2 加入等量不同PH溶液 1mL蒸馏水 1mL氢氧化钠 1mL盐酸 3 加入等量鲜肝研磨液 2滴 2滴 2滴 4 观察气泡释放量 多 少 少 能否选用淀粉酶催化淀粉水解来探究pH对酶活性的影响? 探究:pH对过氧化氢酶活性的影响 以过氧化氢为底物,肝脏研磨液(含过氧化氢酶)为催化剂,盐酸和NaOH调节pH,气泡释放量为检测指标 实验结论: pH大小影响酶的活性 酸既能催化蛋白质水解、也能催化脂肪水解、又能催化淀粉水解 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例1、若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活力的试验中,下列操作顺序合理的是( ) A.加入酶 加入底物 加入缓冲液 保温并计时 一段时间后检测产物的量 B.加入底物 加入酶 计时 加入缓冲液 保温 一段时间后检测产物的量 C.加入缓冲液 加入底物 加入酶 保温并计时 一段时间后检测产物的量 D.加入底物 计时 加入酶 加入缓冲液 保温并计时 一段时间后检测产物的量 C 试验编号 探究课题 选用材料与试剂 ① 酶的专一性 淀粉溶液、蔗糖溶液、蔗糖酶溶液,碘液 ② 温度对酶活性的影响 淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液,碘液 ③ 酶的高效性 氯化铁溶液、猪肝研磨液、H2O2溶液,卫生香 ④ pH对酶活性的影响 淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液,斐林试剂 例2.下列是为了探究酶的特性的实验设计,合理的是( ) A.实验①②④ B.实验①③④ C.实验②③ D.实验②④ C 【详解】 ①用淀粉酶、淀粉、蔗糖酶探究酶的专一性实验不可以用碘液检验,因为实验组和对照组实验现象相同,不能说明淀粉酶对蔗糖是否起作用,所以该实验应用斐林试剂进行检测,①错误; ②探究温度对酶活性的影响可用新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液,最后用碘液检是否有淀粉剩余,②正确; ③利用过氧化氢、新鲜猪肝研磨液和氯化铁溶液可用于探究酶的高效性,③正确; ④探究pH对酶活性的影响实验中不能用可溶性淀粉溶液,因为酸性条件下可溶性淀粉溶液会被酸水解,④错误;故符合题意的有②③,C正确。 27 例1.将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。如图为最适温度下A、B浓度的变化曲线。叙述错误的是 ( ) A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能 B.该体系中酶促反应速率先快后慢 C.T2后B增加缓慢是酶活性降低导致的 D.适当降低反应温度,T2值增大 C 解析:加入酶C后A浓度降低,B浓度升高,说明在酶C的催化下A能生成B,酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能;随着反应的进行,底物A浓度由大变小,酶促反应速率先快后慢;T2后B增加缓慢是由底物A不足导致的;图示反应在最适温度下进行,降低反应温度,反应速率将减慢,反应时间将延长,T2值增大。 28 底物浓度和酶浓度是通过影响 来影响酶促反应速率的 温度和pH等是通过影响 来影响酶促反应速率的 影响“酶促反应速率”的因素- (酶量一定的条件下) (在底物充足的条件下) +底物浓度、 酶浓度 受酶数量和酶活性限制 反应物与酶的接触 影响“酶活性”的因素- ①温度 ②pH ③酶的激活剂、抑制剂 ④重金属 酶活性 ⑤紫外线 29 练习1、下图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是 ( ) A.增大pH,重复该实验,A、B点位置都不变 B.B点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现c所示变化 C. 酶量增加,图示反应速率可用曲线a表示 D.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素 D 30 A、题干中提出“曲线b表示在最适温度、最适pH条件下”,因此如果增大pH,酶的活性会下降,A、B点位置都会下移,A错误; B、曲线b是在最适温度条件下进行的,如果升高温度,酶活性将会下降,反应速率应在B点后下降,B错误; C、曲线b在B点时反应速率不再增加,这是受酶的数量的限制,因此如果在B点增加酶量增加,图示反应速率可用曲线c表示,C错误; D、图中可以看出,在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关,因此反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素,但是在B点时反应速率不再增加,此时的限制因素为酶的数量,D正确. 故选:D 练习2、(全国卷II)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20 )、B组(40 )和C组(60 ),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。回答下列问题 (1)三个温度条件下,该酶活性最高的是 组。 (2)在时间t1之前,如果A组温度提高10 ,那么A组酶催化反应的速度会 。 (3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量 ,原因是 。 (4)生物体内酶的化学本质是 ,其特性有 (答出两点即可)。 B 加快 不变 60 条件下,t2时酶已失活,即使增加底物,反应总量也不会增加 蛋白质或RNA 高效性、专一性 练习3(经典例题)为了验证口腔的分泌液中有蛋白酶,某学生设计了两组实验,如下图所示。在37 水浴中保温一段时间后,1,2中加入适量双缩脲试剂,3,4不加任何试剂,下列实验能达到目的的是( ) A.实验② B.实验① C.实验①实验②都能 D.实验①实验②都不能 A 从图中可知,验证口腔的分泌液中有蛋白酶,由于蛋白酶能够将蛋白质水解,且蛋白酶本身也是蛋白质,所以不能用双缩脲试剂检测,而应看实验②中的蛋白块是否消失,所以A选项正确。 32 第二部分:ATP ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 (如主动运输、肌纤维的收缩等) 2.ATP的结构简式? 1.ATP(含有C、H、O、N、P)的中文名称? 一、ATP的结构和功能 腺苷三磷酸 A-P~P~P 3.简式中“A”代表_,是由_和_结合而成,“P”代表_; “~”代表_; 磷酸基团 腺苷 腺嘌呤 核糖 一种特殊的化学键 ⑤ ⑥ 4.右图中各部分名称:A_ _,①_ _ ②_ _ ③_ _,④_,⑤_。 (2) ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是 。 腺嘌呤 腺苷 AMP (腺苷一磷酸、腺嘌呤核糖核苷酸) ADP (腺苷二磷酸) ATP (腺苷三磷酸) 普通化学键 腺嘌呤核糖核苷酸(组成RNA的基本单位之一) 1)两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥;使得ATP中两个特殊的化学键不稳定,末端的磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能; 2)ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化(磷酸化) 1molATP水解释放的能量为30.54。 34 例1.如图是ATP的结构示意图,图中标号与表中对应的叙述错误的是 ( ) A ① 只含有C、H、O三种元素 B ② 生命活动的能量一般不是由②断裂释放提供 C ③ 肯定含有N元素 D ④ 腺嘌呤脱氧核苷酸 D 解析:由图可知①~④依次是核糖、高能磷酸键、腺嘌呤、腺嘌呤核糖核苷酸。核糖只有C、H、O三种元素,A正确;②是靠近腺苷的高能磷酸键,而为生命活动提供能量的是远离腺苷的高能磷酸键水解释放的能量,B正确;腺嘌呤是含氮的碱基,肯定含有N元素,C正确;④表示的是腺嘌呤核糖核苷酸,D错误。 答案:D 35 例2、ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物,它们的结构只是碱基的不同,下列叙述错误的是( ) A.ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应 B.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的 D.UTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料 解析、A:细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解,放能反应总是与ATP的合成相关联; B:ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物,它们的结构只是碱基的不同,1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质:“磷酸、核糖、碱基”; C:CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的; D:UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,可作为基因转录的原料。 C 例3.磷酸肌酸主要储存于动物和人的肌细胞中,是一种高能磷酸化合物.ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化.下列相关叙述错误的是( ) 磷酸肌酸(C〜P)+ADP ATP+肌酸(C) A.磷酸肌酸是能量的一种储存形式,是细胞内的直接能源物质 B.磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联 C.肌肉收缩时,在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定 D.据ATP的结构推测生物体内还存在着其他高能磷酸化合物,如GTP、CTP等 A 【解析】磷酸肌酸是能量的一种储存形式,但不是细胞内的直接能源物质,A项错误;当肌肉收缩而使ATP含量由于大量消耗减少时,磷酸肌酸就释放出所储存的能量,供ADP合成为ATP,同时生成肌酸,这是动物体内ATP形成的一个途径,当肌细胞中的ATP浓度过高时,肌细胞中的ATP可将其中的高能磷酸键转移给肌酸,生成磷酸肌酸,因此磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联,肌肉收缩时,在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定B、C项正确;GTP、CTP等也是生物体内存在着的其他的高能磷酸化合物,D项正确。 37 材料阅读:以下问题说明了什么? 1.ATP在细胞内形成后不到1min的时间就要发生水解; 2.氰化钾会阻止人体内新的ATP合成,它引起中毒后人在几分钟就会死亡 3.研究显示:一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP为48kg,在紧张活动的情况下,ATP的消耗可达0.5kg/min。而人体中ATP的总量只有大约2mg,剧烈运动时只能维持3s ATP是生命活动的“直接”能源物质; 4.细胞内的ATP含量很少, 但生命活动却要消耗很多,那ATP会不会被消耗完呢? ATP和ADP是时刻不停地快速转化。 ATP不能长时间储存 ATP消耗很快(多),但生物体内ATP含量很少。 二、ATP与ADP相互转化 项目 ATP的合成 ATP的水解 需要的酶 能量来源 反应场所 需能部位 ATP合成酶 ATP水解酶 光能,化学能 特殊化学键中的化学能 细胞质基质、线粒体、叶绿体 活细胞内时刻进行着 此反应属于可逆反应吗? 放能反应 (如葡萄糖氧化分解) 吸能反应 (蔗糖的合成 蛋白质的合成) ①细胞中的放能反应与 相联系。 ②细胞中的吸能反应与 相联系。 ATP合成 ATP水解 39 ATP转化为ADP的过程中,如果脱下来的磷酸基团未转移给其他分子,就成为游离的磷酸。人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP,这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。ATP不能被储存,因为ATP的合成后必须在短时间内被消耗 ,人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP (1)化学能:如蛋白质,DNA的合成。(2)机械能:染色体运动。(3)电能:神经传导、生物电。(4)光能:萤火虫发光等。(5)渗透势能:主动运输。 例1.在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶,它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有关分析错误的是 ( ) A.腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着2分子ADP的生成 B.腺苷酸激酶催化的结果是产生一分子ATP和一分子ADP C.腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关 D.腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成 B 细胞呼吸为ATP的合成过程,故腺苷酸激酶的数量多少不会影响细胞呼吸的强度,B错误 解析: ATP分子含3个磷酸基团, ADP含2个磷酸基团,AMP含1个磷酸基团,腺苷酸激酶能催化1分子ATP脱掉1个磷酸基团,形成1分子ADP,同时脱掉的磷酸基团转移到AMP上,又形成1分子ADP,因此腺苷酸激酶催化1分子ATP分解时会伴随着2分子ADP的生成;腺苷酸激酶催化该反应会释放能量,一般与吸能反应相联系;腺苷酸激酶能促进ATP的水解,故腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关;腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP,故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成。 40 例2.物质甲、乙通过反应①、②相互转化的反应如图所示,下列说法正确的是( ) A.物质甲彻底水解得到的产物是合成DNA和RNA的原料 B.根尖分生区细胞中反应②可以发生在细胞质基质、线粒体和叶绿体中 C.细胞中甲和乙的相互转化时刻不停地发生并处于动态平衡之中 D.放能反应一般与反应①相联系,吸能反应一般与反应②相联系 C C [物质甲是ATP,ATP彻底水解得到的产物是磷酸、核糖和腺嘌呤,而合成DNA和RNA的原料是核苷酸,A错误;根尖分生区细胞中反应②可以发生在细胞质基质、线粒体中,根尖分生区细胞无叶绿体,B错误;细胞中甲和乙即ATP与ADP的相互转化时刻不停地发生并处于动态平衡之中,C正确;放能反应一般与ATP的合成即反应②相联系,吸能反应一般与ATP的水解即反应①相联系,D错误。] 41 ATP 萤火虫发光 主动运输 胞吞胞吐 物质合成 肌纤维收缩 细胞中一些需要能量的过程 三、ATP的利用 ATP释放的能量如何用于上述生命活动呢? ATP利用实例——ATP为“Ca2+”主动运输供能 参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种_ _;当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时,其酶活性就被_; 在这种酶的作用下,ATP分子的_ _ 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; 载体蛋白的磷酸化 导致其_,使Ca2+的结合位点转向膜外侧,将Ca2+释放到膜外; 能催化ATP水解的酶 激活 末端磷酸基团 空间结构发生变化 A-P~P~P 例.ATP是一种非常重要的化合物,它是细胞的能量“货币”,其结构简式为A—P~P~P。ATP的水解可以为物质的主动运输供能,如图是ATP为主动运输供能的示意图。下列有关叙述错误的是( ) C.在运输Ca2+的载体蛋白的作用下,ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随能量的转移 D.由图可知,细胞中Ca2+的跨膜运输是由ATP水解提供能量的主动运输,而ATP水解总是跟放能反应有关 A.ATP中离A最远的两个磷酸基团被水解后,剩余部分是组成RNA的一种基本单位 B.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶 D D [ATP中的“~”代表一种特殊的化学键,断开两个这种化学键,就形成A—P,又叫AMP(腺嘌呤核糖核苷酸),它是组成RNA的一种基本单位,A正确;如图所示,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,酶活性就被激活了,B正确;在运输Ca2+的载体蛋白这种酶的作用下,ATP分子末端的磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,这一过程伴随能量的转移,此过程就是载体蛋白的磷酸化,C正确;细胞中Ca2+的跨膜运输是主动运输,需要ATP水解释放能量为其供能,而细胞内许多吸能反应与ATP水解的反应相联系,D错误。] 44 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP: 细胞质基质 产生ATP: 消耗ATP: 叶绿体 产生ATP: 消耗ATP: 线粒体 产生ATP: 消耗ATP: 核糖体 消耗ATP: 细胞核 消耗ATP: 主动运输、胞吞、胞吐 细胞呼吸第一阶段 一些需能反应 光反应阶段 暗反应阶段,DNA的复制、转录、翻译等 有氧呼吸的第二、三阶段 DNA的复制、转录,翻译等 蛋白质的合成 DNA的复制、转录等 四.归纳-细胞内“消耗”和“产生”ATP生理过程 例、关于ATP的叙述正确的是( ) ① ATP 中的 A 代表腺嘌呤,T 代表三个,P 代表磷酸基团; ②含有三个高能磷酸键的ATP 直接为细胞的生命活动提供能量; ③ 1个ATP 脱去两个磷酸基团可形成 1 分子腺嘌呤脱氧核苷酸; ④ ATP 与 ADP 相互转化是生物界生物能量利用的共性; ⑤ ATP 的水解产物仍可存在特殊的化学键; ⑥1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团; ⑦活细胞内时刻都有ATP生成, ATP化学性质不稳定; ⑧酶和ATP均可在细胞外发挥作用,激素只能在细胞内发挥作用; ⑨ ATP 是细胞的能量“通货”,细胞需要储备大量的 ATP; ⑩人在饥饿时,细胞中 ATP 与 ADP 的含量难以达到动态平衡; ④⑤⑦ 谢谢 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 (3)解旋酶:用于DNA复制时双链间氢键打开。 (5)各种消化酶:可对应催化相关大分子的水解,如淀粉酶催化淀粉水解、蛋白酶催化蛋白质水解等。 (1)DNA聚合酶:催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脱氧核苷酸链,作用部位是磷酸二酯键。 (2)RNA聚合酶:催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链,作用部位是磷酸二酯键。 $