搜索
酶与ATP专题第一部分：酶【知识梳理】一、酶在细胞代谢中的作用（一）细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞生命活动的基础。（二）酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用，同时证明，与无机催化剂相比，酶具有高效性的特性。（三）酶的作用机理：1、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。2、催化剂的作用：降低反应的活化能，促进化学反应的进行。3、作用机理：催化剂是降低了反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。二、酶的本质（一）酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是蛋白质；在20世纪80年代，又发现少数RNA也具有催化作用。（二）酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。三、酶的特性（一）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。（二）专一性：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。（三）作用条件较温和：高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。四、酶化学本质的实验验证（一）证明某种酶是蛋白质：实验组：待测酶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液＋双缩脲试剂→出现紫色反应。（二）证明某种酶是RNA：实验组：待测酶液＋吡罗红染液→是否出现红色。对照组：已知RNA溶液＋吡罗红染液→出现红色。五、酶的催化作用和高效性的验证实验分析（一）实验原理：1、。2、比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3＋等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。（二）实验过程的变量及对照分析自变量因变量无关变量对照组实验组2号：90℃水浴加热3号：加入3.5%FeCl3溶液2滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管（三）实验结论：1、酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。2、酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。六、酶的专一性的验证实验分析（一）实验原理（二）实验程序序号项目试管121注入可溶性淀粉2mL无1、2、用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。【思考感悟】酶的组成成分中可能含有哪一种糖？该糖主要存在于细胞核中，还是细胞质中？核糖。主要存在于细胞质中。【基础训练】1、下列关于酶的叙述中正确的是（B）A、酶是由有分泌功能的细胞产生的并且能调节生物体的生命活动B、活细胞都可以产生酶，酶可在细胞外起作用C、酶都是在核糖体上合成的D、所有的酶与双缩脲试剂发生作用都可产生紫色反应2、下列关于酶本质的研究，按研究时间的先后顺序，排列正确的是（A）①证明了脲酶是一种蛋白质；②酒精发酵需要活细胞的参与；③发现少数RNA也具有生物催化功能；④人们认识到酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳；⑤用不含酵母菌的酵母提取液进行发酵获得成功，证明生物体内的催化反应也可在体外进行。A、④②⑤①③B、③④⑤②①C、①⑤④②③D、③④①②⑤3、果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明（A）A、酶的催化作用具有专一性B、酶的化学本质是蛋白质C、酶的催化作用受环境影响D、酒中的这种沉淀是氨基酸【高考模拟】1.（09重庆卷）下列有关酶的叙述，正确的是A.高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性B.酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质C.细胞质基质中的催化葡萄糖分析的酶D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶答案：C解析：只有在高温下酶的结构被破坏失去活性不可恢复，而在低温下酶只是活性降低；根据酶的概念，酶可以是蛋白质，也可以是RNA质基质中可完成有氧呼吸和无氧呼吸共有的第一阶段，即有分解葡萄糖为丙酮酸的酶；细胞质中的线粒体和叶绿体中有DNA，DNA复制和转录的时候DNA的解旋酶。此题为容易题，识记类。2.（09广东卷）水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质A.在4℃条件下易变性B．只含有C、HC．也能催化淀粉合成D．含有羧基答案：D解析：能在常温下分解淀粉的，是酶。酶在高温下才会变性失活，A项不对；淀粉酶的化学2注入蔗糖溶液无2mL3注入新鲜淀粉酶溶液2mL振荡2mL振荡450℃温水保温5min5min5加斐林试剂1mL振荡1mL振荡6将试管下部放入60℃热水中2min2min7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解本质为蛋白质，一定含有C、H、O、N，所以B项不对；酶具有专一性特异性，能催化分解的不能催化合成，C项不对。蛋白质的基本组成单位为氨基酸，氨基酸含有羧基，D项对。3．（09江苏卷）加工橘子罐头，采用酸碱处理脱去中果皮（橘络），会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络，可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物，可以大量产生所用酶的有A．生长在麦麸上的黑曲霉B．生长在酸奶中的乳酸菌C．生长在棉籽壳上的平菇D．生长在木屑上的木霉答案：ACD解析：本题考查酶的专一性。橘络的主要成分是纤维素，要将其分解需要纤维素酶，麦麸、棉籽壳、木屑的主要成分也是纤维素，所以生长在上述三种成分的黑曲霉，平菇、木酶肯定能产生纤维素酶，所以可以利用。而乳酸菌的培养基为酸奶，其主要成分是蛋白质，不含纤维素，所以乳酸菌不能产生纤维素酶。4.（09辽宁、宁夏卷）右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是A．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B．当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性上升C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重答案：B解析：在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。当反应温度t2调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，0左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C，D错误。5.（09上海卷）将刚采摘的乱玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会A.提高淀粉酶活性B.改变可溶性糖分子结构C.防止玉米粒发芽D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶答案：D解析：刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶，这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使其失去甜味，经沸水高温处理使酶失活来保持甜味。地二部分：ATP一、ATP的结构和功能（一）结构：ATP的结构简式是A—P～P～P，一个ATP分子中含有一个普通磷酸键，两个高能磷酸键，三个磷酸基。（二）功能：直接给细胞的生命活动提供能量。二、ATP与ADP的相互转化（一）ATP水解：在有关酶的催化作用下，ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键很容易水解，并释放能量。（二）ATP形成：在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与磷酸结合，重新形成ATP。（三）ATP形成的能量来源1、对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于细胞呼吸，对于绿色植物来说，则来自于光合作用和细胞呼吸。2、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物体的共性。三、ATP的利用（一）ATP可用于主动运输、生物发电和发光、肌细胞收缩、大脑思考等。（二）细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的形成相联系。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。四、ATP产生速率与O2供给量之间的关系（一）A点表示在无氧条件下，细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。（二）AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。（三）BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。【思考感悟】归纳一下与能量有关的知识。（1）主要能源物质—糖类；（2）能源物质—糖类、脂肪、蛋白质；（3）主要储能物质—脂肪；（4）直接能源物质—ATP；（5）根本能源—光能。【基础训练】1、反应式“ADP＋Pi＋能量ATP”是在所有生活细胞中发生的反应，下列与反应式中“能量”相关的叙述正确的是（B）A、向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质的合成过程所释放的能量B、向右反应需要的能量可以来自糖类等有机物的氧化分解C、向左反应释放的能量可以用于叶绿体中H2O的分解或CO2固定D、向左反应释放的能量可以用于人体对所有营养万分的吸收2、试分析一株生长旺盛的玉米幼苗与一只幼年的小花猫，它们同化作用消耗的ATP与细胞呼吸产生的ATP分别是（A）A、前者同化作用消耗的ATP多，细胞呼吸产生的ATP少，后者相反B、都是同化作用消耗的ATP多，细胞呼吸产生的ATP少C、前者同化作用消耗的ATP少，细胞呼吸产生的ATP多，后者相反D、都是同化作用消耗的ATP少，细胞呼吸产生的ATP多3、在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过生化反应而发光。请设计实验探究萤火虫的发光强度与ATP浓度的关系。实验材料：萤火虫的荧光器晒干后研成的粉末、ATP粉末、蒸馏水、大小相同的小烧杯若干、大小相同的试管若干、标签纸若干及其他实验所需材料。（1）实验步骤：①配制不同浓度的ATP溶液置于小烧杯中，贴上标签；②将荧光器粉末分成若干等份分别放于试管中，贴上标签；③在每支试管中加入等量不同浓度的ATP溶液；④观察发光现象并记录。（2）实验预期结果与结论（实验预期结果多种多样，写出其中三种并得出相应结论）：实验现象预测：①发光现象随ATP溶液浓度升高而渐强；②发光现象随ATP溶液浓度升高而渐弱；③在不同ATP溶液浓度的条件下，发光现象没有变化。实验结论：①荧光强度与ATP浓度成正比；②荧光强度与ATP浓度成反比；③荧光强度与ATP浓度无关。【高考模拟】1、（2008广东生物4）关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是（B）A、无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源B、有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATPC、线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D、细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体2、（2008天津理综6）下列有关ATP的叙述，正确的是（B）①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等；②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加；③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加；④人的饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。A、①②B、②③C、③④D、①④3.(09)下列生理过程中，不需要消耗ATP的是BA、核糖体上合成血红蛋白B、在肺泡表面进行气体交换C、小肠吸收氨基酸D、神经冲动在中枢传导4．（09广东A卷）利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的2CO浓度较高，有利于A．降低呼吸强度B．降低水分吸收C．促进果实成熟D．促进光合作用5（09浙江）.破伤风梭状芽孢杆菌侵入了人体深部的组织细胞并大量繁殖，下列关于该菌的细胞呼吸类型和消灭该菌首先要通过的免疫途径的叙述，正确的是A.无氧呼吸和体液免疫B.无氧呼吸和细胞免疫C.有氧呼吸和体液免疫D.有氧呼吸和细胞免疫6.（09广东理科基础）．在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生酒精，此过程不生成A．ATPB．乳酸C．三碳化合物D．CO27.（安徽（15分）Ⅰ.（3分）现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密封的棕色广口瓶内，各加入适量（等量）的水。在25℃条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：（1）在t1~t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的引起的，A种子比B种子的呼吸速率，A、B种子释放CO2量的变化趋势是。（2）在0~t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是。答案：（1）细胞