2027届高三生物人教版一轮复习课件1.7 酶与ATP综合

1.7 酶与ATP 考情分析 ——明晰考向 对标素养，研判高考命题趋势 2 细胞代谢 有氧呼吸 光合作用 氨基酸→肽链 细胞中每时每刻都进行着许多种化学反应，统称为细胞代谢。 细胞代谢离不开酶的催化。 细胞内 化学反应 注意：主要场所是细胞质基质。 必修一P76 细胞代谢是细胞生命活动的基础 1.什么是细胞代谢？细胞的代谢的主要场所是什么？ 考点一 酶的本质及作用机理 考点一 酶的本质及作用机理 一、酶的本质及作用 1.【生物科学史】酶本质的探索历程 19世纪：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。 酿酒中的发酵是需活酵母菌细胞参与。 引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 得到不含酵母菌细胞的提取液，结果与含有活酵母细胞中一样。将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。 巴斯德 李比希 毕希纳 从刀豆中提取脲酶（使尿素分解成氨和CO2），并证明其化学本质是蛋白质 发现少数RNA具有生物催化功能，称为核酶(主要用于RNA的加工剪切)。 萨姆纳之后 科学家们获得胃蛋白酶，胰蛋白酶等许多酶的结晶，并证明这些酶的化学本质是蛋白质。 切赫、奥尔特曼 萨姆纳 切赫 奥特曼 2.酶的本质？合成原料？合成场所？ 2.酶的本质及作用 绝大多数是蛋白质，少部分是RNA 氨基酸或核糖核苷酸 可在细胞内、细胞外(或体外)发挥作用 一般活细胞都能产生 具有催化作用 (机理：显著降低化学反应的活化能）　 (哺乳动物成熟的红细胞除外) 真核细胞： 原核细胞： 核糖体，细胞核 核糖体，拟核 加酶洗衣粉、PCR用Taq酶等体外应用。 酶降低活化能的幅度远大于无机催化剂。 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大数酶是蛋白质。 (课本P81) 3.【拓展1】鉴定酶本质的方法 （1）试剂检测法 例1〔必修1 P79“思考·讨论”拓展〕设计简单的实验验证从大豆种子中 提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路 向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入等量的双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。 【拓展1】鉴定酶本质的方法 （2）酶解鉴定法 例2 如图表示A、B两种酶用同一种蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析： ①A酶的化学本质最可能是 。B酶的化学本质是 ，判断的理由是 RNA　 蛋白质　 B酶能被蛋白酶破坏，活性降低　 ②B酶活性改变的原因是 ⁠ ⁠。 B酶被降解的过程中其分子结构 会发生改变，从而使其活性丧失　 1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是（    ） A．基本单位是脱氧核苷酸 B．在细胞内或细胞外均可发挥作用 C．当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D．为维持较高活性，适宜在70℃~75℃下保存 耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质，基本单位为氨基酸 B 缺少引物和缓冲液时反应无法启动 耐高温的 DNA 聚合酶虽然能在较高温度下发挥作用，但保存时一般在低温下保存，而不是在70℃~75℃下保存 课堂练习 8 2.(2025·河北卷，2)下列过程涉及酶催化作用的是(　　) A.Fe3＋催化H2O2的分解 B.O2通过自由扩散进入细胞 C.PCR过程中DNA双链的解旋 D.植物体细胞杂交前细胞壁的去除 D 课堂练习 3. 科学家发现，去除大肠杆菌RNaseP（一种核酸内切酶）的蛋白质部分 后，在体外高浓度Mg2＋条件下，剩余的RNA部分仍有与全酶相同的催化 活性。下列叙述正确的是（　　） A. RNaseP可为反应提供所需的活化能 B. RNaseP的催化活性只取决于RNA C. 实验中高浓度Mg2＋参与RNA的合成 D. 实验说明某些酶的化学本质是RNA D 课堂练习 4. 下列有关生物体内酶和激素的叙述，正确的是（　　） A. 酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的 B. 某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的 C. 两者都是细胞的结构组成成分，都不能提供能量 D. 一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种细胞 B 激素不直接参与代谢，某些激素可以 通过影响酶的活性来调节细胞代谢 并不是每一种激素都只作用于一种细胞，如甲状腺激素的靶细胞几乎是全身组织细胞，一种酶可以催化一种或者一类化学反应。 课堂练习 4.酶和激素的比较“一同三不同” 相同 都具有　　　 　的特点，也具有一定特异性 不同 产生 部位 几乎所有　　细胞都产生酶；而只有　　　细胞才能产生激素 化学 本质 酶绝大多数是　　　　，少数为RNA；激素的化学本质则为　　　、　　　　、氨基酸衍生物等 作用 机制 酶是催化剂，在化学反应前后，质量和性质　　　　；激素作为信号分子，在发挥完作用后被　　　　. 微量、高效 活 内分泌 蛋白质 蛋白质 脂质 不变 灭活 （提醒：激素发挥作用后被灭活，酶反应前后不变） 能产生激素的细胞一定能产生酶，能产生酶的细胞不一定能产生激素。 12 H2O2 常态 H2O2 活跃态 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 活化能 Fe3+和过氧化氢酶的作用？ 5.酶的作用机理-- 降低化学反应的活化能 降低化学反应的活化能 提醒　①加热可以为反应提供能量。 ②酶不能提供能量，而是降低化学反应的活化能 13 图中①表示： 图中②表示： 图中④表示： 没有催化剂时化学反应所需的活化能。 无机催化剂催化时化学反应所需的活化能。 酶催化时化学反应所需的活化能。 图中③表示： 图中⑤表示： 无机催化剂降低的活化能 酶降低的活化能 意义：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，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行 5.酶的作用机理分析 必修一P78 14 与无机催化剂相比: 酶 不改变反应的平衡点，只是缩短了到达平衡点的时间 5.酶的作用机理分析 思考：酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？ 酶只改变化学反应速率，反应前后本身数量和性质不变； 酶能降低活化能，使反应速率加快； 酶可以缩短达到平衡的时间，但不改变化学反应方向和平衡点。 若想改变反应的平衡点，需要改变底物的量 酶作用机理的曲线图分析 (1)不加催化剂、加入无机催化剂和加入酶的曲线分别是：____________。 (2)不加催化剂、加入无机催化剂和加入酶反应所需要的活化能分别是___________。 (3)酶降低的活化能是_______。 (4)无机催化剂降低的活化能是_____。 A、B、C E2、E1、E3 E2-E3 E2-E1 课堂练习 1. (2026河北高考)酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是（ ） A．图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B．图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C．与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D．图2所示反应中酶促反应的活化能为f D 产物能量下降为放能，上升为吸能 活化能=峰顶能量-反应物起点能量 3.(2025·广东深圳模拟)下列实验所采取的措施,不涉及“降低化学反应活化能”原理的是(　　) A.利用溶菌酶溶解细菌的细胞壁 B.滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解 C.滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率 D.通过加热提高过氧化氢的分解速率 D 加热能提供能量,不能降低活化能 18 拓展：酶的应用 1.溶解细菌的细胞壁： 抗菌消炎 2.果胶酶：溶解细胞壁中的果胶 3.加酶洗衣粉：去污力更强 4.含酶牙膏：分解细菌， 清新口气 5.多酶片： 治疗消化不良 酶 降低化学反应的活化能 蛋白质（绝大多数）或RNA ①高效性 ②专一性 ③作用条件温和 强酸、强碱、高温失活 低温抑制活性（保存） 活细胞 （除成熟红细胞外） 生物催化剂（有机） 机 理 本质 产生 特 性 小结： 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 一、酶的高效性 酶的催化效率是无机催化剂的107 ～1013倍。 与 相比，酶 的作用更显著，催化效率更高。 无机催化剂 降低活化能 加酶 加无机催化剂 不加催化剂 ① a、b相比说明酶具有 。 ② a、c相比说明酶具有 。 高效性 催化作用 意义： 酶的高效性保证了细胞代谢能在温和的条件下快速地进行。 3 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 （1）实验目的 3 （2）实验原理 （3）实验材料 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液、质量分数为3.5%的FeCl₃溶液、新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液、试管、滴管、卫生香等。 ①加热是化学反应常见的条件 ②Fe3+是无机催化剂 ③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 判断H2O2的分解快慢依据： O2的产生量 ①点燃的卫生香的复燃情况 ②气泡冒出情况 自变量：反应条件 因变量：过氧化氢分解速率 一、酶的高效性 实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 一、酶的高效性 实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 ①②对照，说明______________________________； ①④对照，说明酶具有__________，可加快化学反应速率； ③④对照，说明酶具有________，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 加热能促进过氧化氢的分解 催化作用 高效性 结论：过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样，在过氧化氢酶的作用下分解速率最快 阅读教材P78科学方法，找出本实验的各种变量及对照组和实验组 步骤 试管编号 1 2 3 4 一 H2O2 浓度 H2O2 剂量 二 反应条件 观察结果 气泡产生 卫生香燃烧 结论 2ml 2ml 2ml 2ml 3% 3% 3% 3% 常温 90℃ 2滴FeCl3 2滴肝脏研磨液 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 H2O2在不同条件下的分解速率不一样； H2O2在H2O2酶的作用下分解速率最快。 变量 自变量 因变量 观察指标 相同且适宜 无关变量 教材P78 对照实验 对照组 实验组 二、酶的专一性 1.内容：一种酶只能催化____________化学反应。 一种或一类 一类 肽酶：多肽→氨基酸 蛋白酶：蛋白质→多肽 一种 H2O2酶：H2O2 脲酶：尿素 2.酶的专一性的曲线分析： （1）加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率______，说明酶B对此反应无催化作用。 （2）加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显______，说明酶A对此反应有催化作用。 （3）只有酶A可催化底物A参与的反应，说明酶具有________。 相同 加快 专一性 二、酶的专一性 3.酶的专一性的模型分析： 保证了细胞代谢能够有条不紊地进行。 4.意义： （1）图中A表示____，B表示______，E、𝐹 表示______，C、D表示不能被A催化的物质。 （2）在反应前后，酶的化学性质和数量均保持______；酶可以______利用 酶 底物 不变 产物 重复 实验验证酶的专一性： 3%可溶性淀粉溶液、3%蔗糖溶液、2%淀粉酶溶液、2%蔗糖酶溶液、斐林试剂、碘液 材料： 方案一 同种酶 + 不同底物 ① 淀粉酶 + 淀粉 方案二 同种底物 + 不同酶 ① 淀粉 + 淀粉酶 ② 淀粉酶 + 蔗糖 ② 淀粉 + 蔗糖酶 方案一：只能选用斐林试剂鉴定，不能用碘液来检测，为什么？ 二、酶的专一性 教材P81 不能，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色 步 骤 1 2 mL可溶性淀粉溶液＋2 mL_______________溶液 2 mL蔗糖溶液＋ 2 mL_______________溶液 2 轻轻振荡试管，并将试管下半部浸到60 ℃左右的热水中，保温5 min 3 取出试管，各加入2 mL_________________，将两支试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热，煮沸1 min 现象 出现砖红色沉淀 无颜色变化 结论 _____________________ 淀粉酶　 淀粉酶　 斐林试剂　 方案一 实验验证酶的专一性： 二、酶的专一性 教材P81 淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶作用具有专一性 第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件 1. 温度对酶活性的影响 温度 酶活性 最适温度 a b c 0 低于最适温度，随着温度降低，酶活性下降， 低温酶的空间结构稳定。 若温度升高，酶活性可恢复。 高于最适温度，随着温度升高，酶活性下降， 高温酶空间结构遭到破坏。 温度降低时，酶活性不可恢复。 高温变性 温度不同，酶活性可能相同，如a、c。 三、酶的作用条件较温和 酶活性：酶催化特定化学反应的能力。 低温抑制活性 教材P84 29 2. pH对酶活性的影响 低于最适pH，随着pH降低，酶活性下降，若pH升高，酶活性不可恢复。 高于最适pH，随着pH升高，酶活性下降，若pH降低时，酶活性不可恢复。 强酸、强碱会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(蛋白质变性) pH 酶活性 最适pH a b c 0 三、酶的作用条件较温和 总结：酶的保存宜选择 、 等条件。　　　 低温 适宜的pH 思考：已知胃蛋白酶最适pH为1.5，小肠液为7.6。胃蛋白酶随食糜进入小肠后还能发挥作用？ 不能。因为脱离了适宜的pH，胃蛋白酶活性大大下降甚至失活，不再发挥作用。 教材P84 30 实验验证酶的作用较温和 实验材料：淀粉酶溶液、可溶性淀粉、溶液过氧化氢酶、过氧化氢溶液、缓冲液、蒸馏水、盐酸、NaOH溶液、热水、冰块、 检测试剂：碘液、斐林试剂 淀粉酶+可溶性淀粉溶液 碘液检测 因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，本实验要严格控制温度 1.探究温度对酶活性的影响 （1）本实验选择材料是什么？为什么？ （2）实验检测试剂选择什么？为什么？ （3）实验材料先分别处理温度，还是先混合？ 一定要让反应物和酶在各组所需的温度下保温一段时间，再进行混合。避免在未达到预设的温度时反应物与酶接触发生反应，影响实验结果。 因为H2O2在加热条件下分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化 操作 1号试管 2号试管 3号试管 4号试管 5号试管 6号试管 0℃ 0℃ 50℃ 50℃ 100℃ 100℃ 加淀粉 2mL — 2mL — 2mL — 加淀粉酶 — 2mL — 2mL — 2mL 保温 在各自温度下保温5min 混合 将2号加入1号中 将4号加入3号中 将6号加入5号中 保温 在各自温度下保温5min 加碘液 2滴 2滴 2滴 观察颜色 变蓝 不变蓝 变蓝 实验过程和分析： 结论 酶的催化作用需要适宜的温度，温度过低或过高都会影响酶的活性。 缩小温度梯度，重复进行上述实验，进一步探究淀粉酶的最适温度 1.探究温度对酶活性的影响 保证酶和底物分别达到预设温度 让酶促反应在预设温度下进行 （2）鉴定原理 pH影响酶的活性，从而影响______的生成量，可用气泡的产生量(或点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况)来检验其生成量的多少。 O2 材料：H2O2、H2O2酶 实验验证酶的作用较温和 2.探究pH对酶活性的影响 淀粉在酸性条件下会被水解 81页 （1）实验选择材料是什么？原因？ 实验材料：淀粉酶溶液、可溶性淀粉、溶液过氧化氢酶、过氧化氢溶液、缓冲液、蒸馏水、盐酸、NaOH溶液、热水、冰块、 检测试剂：碘液、斐林试剂 基础·精细梳理 考点二 酶的相关实验探究 目录 实验步骤 一 1号试管 2号试管 3号试管 二 各加入肝脏研磨液2滴（H2O2酶） 三 加蒸馏水1 mL 等量的5%HCl 等量的5%NaOH 四 各加入3%的H2O22 mL 五 反应约5 min，记录气泡产生情况 实验现象 结论 (3)步骤及现象 有大量气泡产生 基本无气泡产生 基本无气泡产生 PH（过酸、过碱）会降低酶的活性，甚至失活，酶的催化作用需要适宜pH。 保证酶达到预设pH 思考：能否先将淀粉和淀粉酶混合后再加入蒸馏水、盐酸、NaOH？ 2.探究pH对酶活性的影响 不能，因为酶的作用具有高效性，在酶达到预设pH之前，试管中已经发生了剧烈反应，会影响到检测结果 关键能力 提升 ①探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。 ②选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。　　　 ③探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2在加热条件下分解会加快，氧气的产生速率增加，并不能准确反映酶活性的变化。 特别提醒： 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 高温下过氧化氢会分解，因此若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组，以排除底物自身分解对实验结果的干扰。 1.（2025·北京卷，T 3）某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15∼20 min ，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60℃ 以上热水。下列叙述错误的是( )。 A.该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D.水温过高导致酶活性下降 A 课堂练习 酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，而该洗衣粉含有的酶均无法分解纤维素，故不会损坏纯棉衣物 2．（2025·江苏·高考真题）为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是（    ） 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液 ② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？ ③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热 A．丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液 B．两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C．根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D．甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 C 应加入2mL淀粉酶溶液，验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性， 第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件 甲组（淀粉+淀粉酶）水解产物为葡萄糖（还原糖），与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色；丙组（蔗糖+淀粉酶）无水解产物，故丙组出现蓝色 37 3．（2025·四川·高考真题）下列以土豆为材料的实验描述，错误的是（    ） A．土豆DNA溶于酒精后，与二苯胺试剂混合呈蓝色 B．向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色 C．利用土豆匀浆制备的培养基，可用于酵母菌的培养 D．土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响 A DNA的鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色，题目中未提及沸水浴步骤，无法显色 38 4．（2026·湖南卷）关于过氧化氢酶的叙述，错误的是（    ） A．过氧化氢酶可以降低H2O2分解反应所需的活化能 B．若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组 C．持续升高H2O2浓度不一定加快过氧化氢酶的酶促反应速率 D．过氧化氢酶活性随pH降低而降低，随pH升高而升高 D 高温下过氧化氢会分解，因此若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组，以排除底物自身分解对实验结果的干扰。 酶的浓度 酶促反应： 由酶催化的化学反应，生物体内化学反应大多数属于酶促反应。 酶促反应速率： 用单位时间内反应物的减少量或剩余量或生成物的增加量来表示 pH 温度 抑制剂 激活剂 酶的活性 影响酶促反应速率的因素： 酶催化特定化学反应的能力 表示方法： 可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 酶活性： 酶促 反应 速率 酶的浓度 底物浓度 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 1.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 底物浓度 酶浓 度和酶活性 成正相关 【注意】底物浓度和酶浓度是通过影响底物和酶的接触概率来影响酶促反应速率，并不影响酶的活性 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 除温度、PH和底物浓度等外，还有哪些因素影响酶促反应的速率？ 41 酶促反应产物浓度与反应时间的关系曲线 酶 底物 ①酶量的增加会提高酶促反应的速率,但不会改变化学反应的平衡点; ②适当增加底物浓度， 反应速率, 反应的平衡点。 改变 改变 1.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 2.温度和pH（影响酶活性） 温度的变化不会影响酶的最适pH pH的变化不会影响酶的最适温度 在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用 ，超过这一范围，酶的催化作用逐渐 。 过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的 ，酶分子结构 。 增强 减弱 活性 未被破坏 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 大部分激活剂是无机盐离子: K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cl-、I-等。 3.影响酶促反应速率的调节剂（影响酶活性） （1）激活剂： 提高酶活性的物质，称为酶的激活剂。 如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 不表现有催化活性的酶原在一定条件下，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。 选择性必修3 P77 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 四、影响酶促反应的因素 必修1P38选择题第三题D选项 Mn2+是硝酸还原酶的活化剂 不表现有催化活性的酶原在一定条件下，使分子结构发生改变，形成酶的活性中心，无活性的酶原转化成有活性的酶称酶原的激活。如胃蛋白酶原进入胃腔后，在HCl作用下，从酶原分子中脱去一个小分子肽段后，转变成有活性的胃蛋白酶。 44 ①竞争性抑制剂： 抑制剂与底物竞争酶 抑制剂的结构与酶的活性中心相似，当抑制剂与酶结合时，就阻止了底物与酶结合。 由于竞争性抑制剂与底物竞争酶。因此， ，就可使抑制剂与酶结合的减少，从而减少抑制作用。因此，竞争性抑制剂的抑制作用可以通过增大底物浓度来抵消其抑制作用。 （2）抑制剂 底物浓度 酶促反应速率 无抑制剂 竞争性抑制剂 增大底物浓度 3.影响酶促反应速率的调节剂（影响酶活性） 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 45 ②非竞争性抑制剂 由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用 通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。 底物浓度 酶促反应速率 无抑制剂 非竞争性抑制剂 不能 （2）抑制剂 3.影响酶促反应速率的调节剂（影响酶活性） 考点二 酶的特性及影响酶促反应的因素 非竞争性抑制剂不与底物竞争酶，而是与酶活性位点以外的其他位点结合，从而改变酶的构型，使部分酶不能与底物结合，进而使部分酶失去催化活性。 46 思维训练 酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。 (1)结合图示信息判断：高温、过酸、过碱对酶 活性的影响与________________的作用相同， 通过增加底物浓度的方法可以降低或解 除________________对酶的抑制作用。 (2)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。 请设计实验探究该氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B。 ①实验思路：在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入该氨基酸，同时不断提高____________，测定酶促反应速率变化。 非竞争性抑制剂 底物浓度 竞争性抑制剂 酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。 ②预期实验结果及结论：若酶促反应速率 能恢复，则说明该氨基酸降低酶G活性的 作用方式属于____________；若酶促反应 速率不能恢复，则说明该氨基酸降低酶G 活性的作用方式属于____________。（填“模型A”或“模型B”） 模型A 模型B 学以致用·能力提升 长句作答类 二、教材深挖拓展 1.加热、无机催化剂和酶加快化学反应速率的区别：加热只是为反应提供能量，并不能降低活化能。无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能，而酶降低活化能的作用更显著。 2．测定酶的最适温度的实验思路：在一定的温度范围内，设置多个不同的温度梯度，分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值，峰值所对应的温度为最适温度，否则继续扩大温度范围，直到测出峰值。 3．新采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味的原因：加热会破坏将可溶性糖(甜)转化为淀粉(不甜)的酶 的空间结构。 4．溶菌酶具有抗菌消炎作用的原因：溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，起到消炎抗菌的作用。 5．新鲜蔬菜水果放在冰箱冷藏室中，能延长保鲜时间的原因：低温抑制酶的活性，降低细胞呼吸强度，使有机物分解速率减慢，进而延长保鲜时间。 1.加热、无机催化剂和酶加快化学反应速率的区别：加热只是为反应提供能量，并不能降低活化能。无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能，而酶降低活化能的作用更显著。 2．测定酶的最适温度的实验思路：在一定的温度范围内，设置多个不同的温度梯度，分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值，峰值所对应的温度为最适温度，否则继续扩大温度范围，直到测出峰值 3．新采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味的原因：加热会破坏将可溶性糖(甜)转化为淀粉(不甜)的酶的空间结构 4．溶菌酶具有抗菌消炎作用的原因：溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，起到消炎抗菌的作用。 5．新鲜蔬菜水果放在冰箱冷藏室中，能延长保鲜时间的原因：低温抑制酶的活性，降低细胞呼吸强度，使有机物分解速率减慢，进而延长保鲜时间。 49 ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 1.细胞中的能源物质 能源物质 生物体主要的能源物质 细胞生命活动主要能源物质 生物体内良好的储能物质 动物细胞内的储能物质 植物细胞内的储能物质 最终能源来源 直接能源物质 ATP 葡萄糖 脂肪 糖原 淀粉 太阳能 糖类 判断：ATP是细胞可以直接利用的能量。（ ） × 注意：ATP≠能量， ATP是直接能源物质！ 1.ATP的中文名称： 2.ATP的元素组成： 3.一分子ATP的化学组成：一分子_______，一分子_______和三分子___________。 4.ATP的结构简式：______________。 腺苷三磷酸 C、H、O、N、P 腺嘌呤 核糖 磷酸基团 A-P～P～P RNA 1molATP水解所释放的能量高达30.54kJ。 ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 腺苷(A) AMP（腺苷一磷酸） ADP（腺苷二磷酸） 腺嘌呤 核糖 腺苷 特殊的化学键（2个） 磷酸基团 普通化学键（1个） 高能磷酸键 （核糖+腺嘌呤） 两个相邻磷酸都带负电相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团具有较高的转移势能，容易断裂。每1mol水解释放的能量多达30.54KJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。 含量特点:在细胞中含量少，ATP与ADP的转化快，处于动态平衡 思考：ATP与DNA、RNA、核苷酸等都有A，其代表的含义相同吗？说出下列化合物中“○”所对应的成分表示什么? 一磷酸腺苷 （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（tRNA上3个相邻的碱基构成一个反密码子） ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 52 ATP的结构和功能 考点三 知识点1 ATP是一种高能磷酸化合物 思考：ATP是细胞唯一的直接能源物质吗？ 细胞的直接能源物质： NTP ：包括ATP、UTP、CTP、GTP dNTP：包括dATP、dTTP、dCTP、dGTP 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。 ADP ATP ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 1.ATP与ADP的相互转化 光合作用 呼吸作用 细胞质基质、 线粒体、叶绿体 反应场所 用于各项生命活动， 如主动运输、肌肉收缩、发光、发电、物质合成等 生物体的需能部位 合成酶 ATP 水解酶 ADP +Pi +能量 对细胞的正常生活来说， ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并处于动态平衡之中。 思考：ATP与ADP的相互转化是可逆反应？ 需要吸收能量，由ATP水解提供能量。 吸能反应 放能反应 释放能量，储存在ATP中，为吸能反应直接供能。 ATP水解伴随细胞发生吸能反应 ATP合成伴随细胞发生放能反应 反应式： 合成ATP和ATP分解的场所有哪些不同？ 合成ATP： 分解ATP： 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体内需能部位，如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等 思考：ATP与ADP的相互转化是可逆反应？请说出理由 虽然从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的 ATP 合成酶 水解酶 ADP +Pi +能量 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 ATP水解伴随细胞发生吸能反应 ATP合成伴随细胞发生放能反应 能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 ATP是细胞的能量“货币” 图示 类型 所需酶 反应场所 能量来源 能量去路 动物/真菌/细菌 。 绿色植物 和 。 ATP水解酶　 ATP合成酶　 呼吸作用　 呼吸作用　 需能部位　 细胞质基质、线粒体、叶绿体　 ATP 合成酶 ADP + Pi + 能量 ATP 水解酶 ADP + Pi + 能量 远离腺苷(A)的那个高能磷酸键 储存在ATP中，形成高能磷酸键 光合作用　 用于各项生命活动: (机械能、电能等) 物质转化可逆，能量不可逆 不是可逆反应 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 2.总结细胞内产生与消耗ATP的生理过程 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段； 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：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等 消耗ATP： 细胞呼吸第一阶段； 一些需能反应 光反应； 暗反应和自身DNA复制、转录和蛋白质合成等 自身DNA复制、转录，蛋白质合成等 有氧呼吸第二、三阶段； 蛋白质的合成 DNA复制、转录等 注意:不是所有的生理活动都要消耗ATP, 被动运输、暗反应中CO2固定、水解反应。都不消耗ATP: 主动运输、胞吞、胞吐 ATP的供能机制 ① ② ③ 载体蛋白磷酸化 ①运输 ②作为ATP水解酶 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 3.ATP为主动运输提供能量的过程 Pi携转移势能与载体结合 与载体蛋白结合，激活其酶活性 载体蛋白 空间结构改变 Ca2+ ATP水解 Ca2＋释放到膜外 4.分子的磷酸化及意义 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 ATP的结构和功能 考点三 知识点2 ATP的合成和利用 拓展：ATP的其它作用 ②传递信 息：接受信号分子后， 影响ATP水解生成cAMP（第二信使） ①非典型性_________：ATP释放方式：____________ 神经递质 胞吐 传递信息 ATP的结构和功能 考点三 考向1 ATP的结构及其特点 例1.ATP是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在，它不断与ADP相互转化形成ATP系统。下列叙述正确的是（    ） A．ATP分子的磷酸基团都带正电荷而相互排斥，导致高能磷酸键不稳定 B．细胞内所有生命活动消耗的能量都由ATP直接提供 C．ATP水解脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，可使其构象改变 D．发生放能反应时，ATP转化成ADP的量多于ADP转化成ATP的量 C 磷酸基团带的是负电荷 细胞内大多数的生命活动所需能量是由ATP直接提供的 放能反应发生时伴随着ATP的合成，ADP转化成ATP的量较大 ATP的结构和功能 考点三 考向1 ATP的结构及其特点 【变式训练1·变考法】GTP（鸟苷三磷酸）的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时，具有GTP酶活性的发动蛋白组装成环线粒体的纤维状结构，该结构依靠GTP水解驱动线粒体缢缩，使其一分为二。下列叙述正确的是（    ） A．GTP因含三个特殊的化学键而具有较多能量 B．GTP酶为GTP的水解提供了活化能 C．推测发动蛋白具有催化、运动等功能 D．GTP去掉两个磷酸基团后可参与DNA的合成 C GTP含有2个特殊的化学键 酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供活化能 GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成RNA的基本单位 ATP的结构和功能 考点三 考向1 ATP的结构及其特点 【变式训练2·变载体】腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。下列相关叙述错误的是（　　） A．ATP荧光检测仪中含有荧光素和荧光素酶 B．ATP荧光检测仪检测不出样品中病毒的含量 C．荧光素酶催化的反应是放能反应，ATP中的化学能转化为光能 D．因不同细胞中ATP浓度差异小，所以荧光强度可反映微生物数量多少 C 该过程伴随着ATP水解供能，即荧光素酶催化的反应是吸能反应，ATP中的化学能转化为光能 ATP的结构和功能 考点三 考向2 ATP的合成和利用 【变式训练1·变载体】主动运输包括初级主动运输和次级主动运输，初级主动运输直接利用ATP等高能化合物水解释放的能量（如图1），次级主动运输利用物质顺浓度梯度所提供的电化学势能，来驱动其他物质逆浓度梯度运输（如图2）。下列叙述错误的是（    ）   A．图1所示的主动运输是初级主动运输，所需ATP主要来自线粒体 B．图2中S1、S2运入细胞的方式分别是初级主动运输、次级主动运输 C．图1、图2所示的运输方式运输的主要是小分子物质和离子 D．初级主动运输和次级主动运输能体现出细胞膜运输物质具有一定的选择性 B S1运入细胞是协助扩散，S2运入细胞是次级主动运输， 【变式训练2·变考法】研究人员将ATP合酶和细菌视紫红质定向插入囊泡中，进行了以下三组实验，在黑暗或光照条件下检测有无H+跨膜运输和ATP产生。下列相关说法正确的是（　　） A．实验一和二对比，说明ATP合酶利用光能合成ATP B．实验一和三对比，说明细菌视紫红质利用光能合成ATP C．实验二和三对比，说明细菌视紫红质依赖光能进行H跨膜运输 D．实验过程中，需要向囊泡外部添加ADP和Pi ATP的结构和功能 考点三 考向2 ATP的合成和利用 组别 实验一 实验二 实验三 实验材料 囊泡+细菌视紫红质+ATP合酶 囊泡+细菌视紫红质+ATP合酶 囊泡+ATP合酶 实验条件 光照 黑暗 光照 实验结果       D 说明细菌视紫红质利用光能进行H+跨膜运输，进而为ATP合酶合成ATP提供能量，而不是ATP合酶利用光能合成ATP 这说明细菌视紫红质利用光能进行H+跨膜运输，进而合成ATP，而不是细菌视紫红质直接利用光能合成ATP， 实验二有细菌视紫红质但在黑暗条件下，无H+跨膜运输和ATP产生；实验三没有细菌视紫红质在光照下也无H+跨膜运输和ATP产生。这两个实验无法得出细菌视紫红质依赖光能进行H+跨膜运输的结论 真题溯源·考向感知 A．核糖是ATP的组成成分，补充核糖有助于合成ATP B．推测表中的碳水化合物主要是淀粉 C．比赛过程中大量出汗，少量补充能量胶即可维持水盐平衡 D．能量胶不含脂肪和蛋白质是因为它们不能为机体提供能量 6．（2025·重庆·高考真题）能量胶是马拉松运动员常用的胶状补给品，可快速供能。下表是某能量胶的营养成分表。据表分析，下列叙述正确的是（    ） 项目 每100g 能量 850KJ 蛋白质 0g 脂肪 0g 碳水化合物 50g 核糖 450mg 钠钾氯等 235mg A 若为淀粉，需分解为葡萄糖才能快速供能，但能量胶需“快速供能”，推测其为单糖或二糖（如麦芽糖）. 大量出汗会导致水和电解质大量流失，能量胶中钠钾氯仅235mg/100g，少量补充不足以完全维持水盐平衡，需额外补充水和电解质， 脂肪和蛋白质均可供能，但脂肪供能慢，蛋白质主要参与结构构建，能量胶不含二者是因快速供能需优先利用碳水化合物， 65 真题溯源·考向感知 8．（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（    ） A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应 C．Ca2+载体蛋白的磷酸化 D．水的光解 D 水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP D Fe3+催化H2O2的分解，Fe3+是无机催化剂，不是酶 O2通过自由扩散进入细胞，这是一种简单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用 66 学以致用·能力提升 长句作答类 二、教材深挖拓展 6．ATP在生物体内含量较少，但生物体对ATP的需求量很大，生物体解决该矛盾的方法：细胞内ATP与ADP的转化速率较快，因此能够满足生物体对ATP的需求。 7．同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点：一是ATP含有的化学能比较少；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。 8．生物体所需的能量不都来自ATP：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。有些生命活动还需要其他物质来直接提供能量，如在转录过程中，实际提供能量的除ATP外，还有CTP、GTP、UTP。 细胞内ATP与ADP的转化速率较快，因此能够满足生物体对ATP的需求 7．同样是能源物质，ATP与葡萄糖具有不同的特点：一是ATP含有的化学能比较少；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。 8．生物体所需的能量不都来自ATP：细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。有些生命活动还需要其他物质来直接提供能量，如在转录过程中，实际提供能量的除ATP外，还有CTP、GTP、UTP 67 体系构建·思维领航 降低化学反应活化能的酶 (比较过氧化氢在不同条件下的分解) 作用 酶具有催化作用能显著降低活化能 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是RNA—核酶 本质 特性 可调节 高效性 条件温和 专一性 比较FeCl₃和过氧化氢酶对H2O2的分解 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 探究温度对淀粉酶活性的影响 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 酶活性 抑制剂 激活剂 酶促反应速率 酶浓度 底物浓度 结构简式 ATP是一种高能磷酸化合物 ：中文名称 三磷酸腺苷 结构 A-P~P~P (A代表腺苷，~代表高能磷酸键) 元素组成 C、H、O、N、P 共同参与代谢过程 转化：ATP与ADP相互转化，维持细胞内ATP含量稳定 直接能源物质：为生命活动供能 功能 与酶的联系 酶催化反应可能需要ATP供能 ATP合成依赖酶的催化 酶与ATP的关联 二者共同参与光合作用、细胞呼吸等代谢过程 酶催化需能反应时，ATP提供能量 ATP合成过程中，需酶催化 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 影响因素 温度：低温抑制酶活性(不失活), 高温使酶失活影响因素 pH：过酸、过碱会使酶变性失活 抑制剂：竞争性抑制剂与非竞争 性抑制剂 再生途径 细胞呼吸 光合作用 绿色植物、光合细菌 人和动物等 EVCapture4.2.1软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.1.1软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $