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第8讲：酶和ATP高三生物一轮复习①细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的的统称，是细胞生命活动的基础，细胞中代谢的主要场所是＿＿＿＿＿＿。②酶的作用机理：降低化学反应的，且与无机催化剂相比，酶的作用更显著，催化效率＿＿＿。③活化能：分子从转变为容易发生化学反应的＿＿＿＿＿＿＿所需要的能量。化学反应活跃状态活化能降低活化能常态细胞质基质更高一、酶在细胞代谢中的作用反应总能量改变酶促反应活化能非催化反应活化能一般催化剂催化反应的活化能能量反应过程底物产物酶促反应活化能的改变活化能：底物分子从常态转变到活化态所需的能量ABCD活化态★催化剂有哪些特性？（1）酶只能催化已存在的化学反应；（2）反应前后酶的性质和数量均没有变化；（3）酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关巴斯德发酵与活细胞有关，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毕希纳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萨姆纳酶是蛋白质李比希切赫、奥特曼少数RNA也具有生物催化功能1.酶的本质探索历程二.酶的本质正确说法错误说法产生场所活细胞有分泌功能的细胞才能产生化学本质有机物（大多为蛋白质，少数为RNA）蛋白质作用场所可在细胞内、细胞外、体外发挥作用只在细胞内起催化作用温度影响低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活低温和高温均使酶变性失活作用酶只起催化作用有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的可来源于食物等★需要注意的几点：1.下列有关酶的叙述，正确的是（）①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的在体内转化而来③凡是活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质⑤有的是蛋白质，有的是固醇⑥在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧只是起催化作用⑨只在细胞内发挥作用A.①②⑤B.③⑦⑨C.③④⑧D.④⑤⑥C2、当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明（）A.RNA是核酸的一种B.RNA也可起生物催化剂的作用C.RNA主要存在于细胞质中D.RNA是该种生物的遗传物质B根据题意分析，可知RNA能催化化学反应，是一种生物催化剂。【解析】3、（新课标卷）甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如下图所示。下列分析错误的是（）A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解B.甲酶是不可能具有催化功能的RNAC.乙酶的化学本质为蛋白质D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变B考查酶的本质。酶大多数是蛋白质，少量的酶是RNA，用蛋白酶处理后，乙酶活性降低，说明乙酶的成分是蛋白质，被蛋白酶处理后被分解，而甲酶不变，则说明甲酶可能成分是RNA或者能够抗这种蛋白酶的降解。【解析】酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。试解读右图中的曲线，反映了酶的什么特性？与无机催化剂相比，酶的催化效率更高＝酶的高效性还可以解读出哪些信息？试解读下图，反映了酶的什么特性？A在反应前后没有变化，且只能催化B分解＝酶的专一性①酶在反应前后，数量、结构都不发生变化；②酶和被催化的底物分子存在能特异性结合的结构。还可以解读出哪些信息？酶的高效性酶的专一性酶作用条件温和(适宜的温度和PH值)1.酶的特性三.酶的特性及实验探究变量：自变量：因变量：无关变量：控制变量与对照实验2、与酶相关的实验探究★实验过程中可以变化的因素实验中人为改变的变量。随自变量而变化的变量。除自变量外，实验过程中存在的一些可对实验结果产生影响的因素。对照实验：实验组：对照组：除了一个因素（自变量）以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组与实验组。施加实验变量的实验组称为实验组。没有施加实验变量（或常规条件下）的组别称为对照组。步骤试管编号说明1234一二现象结论2ml2ml2ml2ml常温90℃FeCl3肝脏研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃酶具有高效性反应条件自变量因变量无关变量3%的H2O2试剂气泡产生卫生香燃烧对照组实验组■探究酶的特性对照组是？实验组是？1、与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明了什么？加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。2、在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？3、3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？FeCl3中Fe3+和猪肝研磨液的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。3、3号与4号相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？■如何通过实验探究酶的专一性？方案一：用同一种酶催化两种不同物质可用斐林试剂鉴定。在50－65℃条件下，新配制的斐林试剂能与还原性糖发生显色反应，产生砖红色沉淀。可以使用哪些实验原理来检测、判断？如何做？可以使用碘液来检测吗？方案二：用两种不同酶催化同一种物质可用斐林试剂鉴定……可以使用哪些实验原理来检测、判断？如何做？可以使用碘液来检测吗？1.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.细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶D.细胞质中没有作用于DNA的解旋酶C2.（2013课标卷Ⅱ）关于酶的叙述，错误的是（）A.同一种酶可存在于分化程度不同的适细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物B影响酶促反应的因素？温度、pH底物浓度、酶浓度抑制剂与激活剂各种影响因素的影响机理？①温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的；②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。四、影响酶促反应的因素（1）在最适温度时，酶的活性最强，酶促反应速率最大；低于最适温度时，随温度的升高，酶的催化作用增强；超过最适温度时，随温度的升高，酶的催化作用将迅速减弱。（2）在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都减弱。1.温度和pH对酶促反应的影响请概述温度、pH对酶促反应的影响分析图A、B中曲线的起点和终点有何特点？原因是什么？过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性，所以即使环境条件恢复到正常情况下，其活性也不能恢复；而低温不会导致其空间结构改变，只是使酶的活性降低，当温度回复到正常情况下，其活性可能恢复。2.底物浓度对酶促反应的影响？其前提条件是什么，限制因素是什么？酶量一定的条件下，在一定范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量限制。若将酶的含量增加一倍，曲线如何描绘？3.酶浓度对酶促反应的影响？其前提条件是什么？在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。若底物有限，曲线如何描绘？有些物质能够增强酶的活性，这些物质叫做酶的激活剂。例如，经过透析的唾液淀粉酶的活性不高，如果加入少量的NaCl，这种酶的活性就会大大增强。因此，NaCl(更准确地说是其中的Cl-)，就是唾液淀粉酶的激活剂。有些物质能够抑制酶的活性，这类物质叫做酶的抑制剂。例如，氰化物可以抑制细胞色素氧化酶的活性。4.酶的抑制剂、激活剂对酶促反应的影响？ATP的名称、组成及结构简式1分子腺嘌呤1分子核糖3分子磷酸基团思考：ATP与核糖核苷酸结构上的关系？1、ATP的名称三磷酸腺苷、腺三磷2、ATP的组成及结构简式1分子ATP腺苷腺嘌呤核糖核苷酸腺苷胸苷？鸟苷？ATP的分子结构简式可以表示为：高能磷酸键远离腺苷的高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂。高能磷酸键水解时能放出能量高达30.54KJ/mol。腺嘌呤核糖核苷酸含高能磷酸键的化合物称为高能磷酸化合物，生物体内有哪些？ATPADP磷酸肌酸（仅在动物细胞中）高能磷酸化合物（类似的还有UTP、GTP、CTP）ATP+CADP+C~PADP+C~PATP+C当ATP充足时：当ATP大量减少时：☆磷酸肌酸C～P【例题分析】下列各图中的“虚线圆圈内”代表的含义是什么？腺苷腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸ATP与ADP的相互转化机制ATP和ADP的相互转化是否为可逆反应，为什么？1、转化过程反应ATP→ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量→ATP反应类型酶的类型场所能量来源能量去向酶酶水解反应合成反应水解酶合成酶活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等高能磷酸键有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于高能磷酸键中结论：物质是可逆的，能量是不可逆的2、ATP合成与ATP分解的比较不是可逆反应！！！例1：下图记录了一位接力队员在比赛中肌肉细胞中ATP的相对含量的变化，请回答下列问题：(1)肌细胞中的ATP主要来自＿＿＿＿＿(生理过程)，其结构简式为__＿＿＿＿___。ATP通过水解释放能量，当其水解掉一个高能磷酸键后，变成ADP，水解掉两个高能磷酸键后，成为AMP，AMP全称是＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它是构成______的基本单位之一。细胞呼吸A-P～P～P腺嘌呤核糖核苷酸RNA(2)A到B的变化过程，说明____＿＿＿＿__________，释放的能量用于___＿＿＿＿＿_______。(3)B到C的过程中，由于____＿＿＿等活动加强，释放更多的______供ADP形成ATP以补充细胞中ATP含量的不足。(4)由整个曲线来看，肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明______＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿________。ATP由于水解含量下降肌肉收缩等生命活动细胞呼吸能量ATP和ADP是可以相互转化的，并达到动态平衡分析曲线还可以得出什么结论？ATP不会在细胞内大量积累，但它能快速地合成，以满足各项生物活动对能量的需求。★产生ATP的主要途径植物？动物？产生ATP的场所？•光合作用：仅产生于“光反应”（光反应产生的ATP全部都用于暗反应）•呼吸作用：有氧呼吸的三个阶段都产生ATP（第三阶段产生最多）；无氧呼吸仅有第一阶段产生ATP；光合作用、呼吸作用呼吸作用细胞质基质，线粒体，叶绿体3、ATP的来源和利用ATP——生命活动所需能量的直接来源★ATP中的能量转换与应用1.根据下图回答问题：⑴对人和动物来说，ADP转化成ATP所需的能量主要来自于【】；⑵对于绿色植物来说，ADP转化为ATP的能量来自于【】和【】。⑶ATP水解时，的高能磷酸键水解，同时储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，可直接用于各项生命活动，如【】等；呼吸作用光合作用呼吸作用肌肉收缩、细胞分裂【课堂巩固】远离腺苷能源来源能量直接来源主要能源物质生物体内重要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ATP糖类脂肪糖原淀粉太阳能1.生物体内的能源物质ATP与能量代谢★关于能源物质需要注意的知识点：1、直接能源物质：主要是ATP。其实NADPH（[H]）除供氢外，也能直接提供能量，如暗反应中；2、能源物质：糖类是主要能源物质，脂肪是主要的储能物质。生物体在极度饥饿、严重疾病时，也可分解蛋白质供能。3、储能物质：主要是脂肪。此外，糖元、淀粉也是储能物质。2.ATP与ADP的相互转化中的同时，伴随着能量的储存和释放糖类、脂类等能源物质二氧化碳、水呼吸作用能量转移释放能量利用合成运输吸收分泌ADP+PiATP能量货币热能散失中文全称：结构简式：与ADP相互转化：形成的主要途径：利用：ATP知识小结三磷酸腺苷A-P～P～P呼吸作用、光合作用为各种生命活动提供能量（转化成各种形式的能量）生态系统及生物体内的能量流3、如果一个ATP脱去两个磷酸基团，该物质就是[]A、鸟嘌呤核糖核苷酸B、腺苷C、腺嘌呤核糖核苷酸D、腺苷和磷酸C2、ADP转变为ATP需要A．Pi、酶、腺苷和能量B．Pi、能量C．能量、腺苷和酶D．Pi、能量和酶D5、下列关于人体细胞内ATP的叙述，正确的是[]A、人体细胞