專題07酶和ATP

考點分布重點難點備考指南

1.酶的作用和本質(zhì)掌握酶的作用和本質(zhì)，理解酶的基本單位和合

1.ATP在能量代謝中的作

2.酶的特性成場所。

用

3.ATP的結(jié)構(gòu)理解并掌握酶的專一性、高效性、酶的作用條

2.酶在代謝中的作用

4.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化件溫和等特性，會設(shè)計實驗證明酶的特性。

3.實驗：探究影響酶活性

5.ATP的功能與動、植物細胞明確ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化的條件和過程。

的因素。

代謝明確動植物產(chǎn)生ATP的反應(yīng)場所及過程。

考點一酶的本質(zhì)、作用及特性

＜］知識梳理二＞

1.酶的作用和本質(zhì)

(1)酶的本質(zhì)是；合成酶的原料是；合成酶

的場所是核糖體或細胞核。

(2)酶的作用：具有作用。

(3)作用場所及條件：在細胞內(nèi)、外及離開生物體都可以發(fā)揮作用，但需要相對溫和的條

件。

(4)來源：一般細胞都能產(chǎn)生。

(5)催化機理：反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)______,但不改變反應(yīng)的方向和平衡點。

,加入酶加入無機催化劑

平衡點?—4^

加催化劑

°時間

2.酶的特性

(1)高效性：酶的催化效率大約是的107?1CP倍。

(2)專一性：每一種酶只能催化化學(xué)反應(yīng)。

酶專一性的理論模型

圖中A表示酶，B表示被A催化的底物，E、F表示B被分解后產(chǎn)生的物質(zhì)，C、D表示不能

被A催化的物質(zhì)。酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的、相契合的結(jié)構(gòu)。

(3)作用條件較溫和：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高；等條件

會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

<

眼

囹

出

&

健

。

MlSpHpH

3.酶的作用原理

①表示無酶催化時反應(yīng)進行所需要的活化能是段。

②表示有酶催化時反應(yīng)進行所需要的活化能是段。

③表示酶降低的活化能是段。

1、比較過氧化氫在不同條件下的分解

(1)實驗過程

Q加2「蒲質(zhì)量分裝藥,衛(wèi)

3.5%的FeC13溶液生

比較過程T

2mL體積分數(shù)為U香

過氧.Fe3+催化過3%的過氧化氫溶液:

0氧化氫分解i1

化氫]/產(chǎn)生氣泡小、少、慢

酶和人無火焰的衛(wèi)生香燃燒

Fe3+Q加2滴質(zhì)量分數(shù)為

Ji

的催20%的肝臟研磨液

過程TJ2mL體積分數(shù)為

化效過氧化氫酶

率，催化過氧化：33%的過氧化氫溶液4

氫分解卜蔻k產(chǎn)生氣泡&

多、快

無火焰的衛(wèi)生香劇烈燃燒

(2)變量分析

自變量口無機催化劑（FeCh）和過氧化氫酶

因主量H底物（H2O2）的分解速率,可用產(chǎn)生氣泡數(shù)目多少表示

加入耳。?的量；實驗室的遢度;和肝臟研磨液

無關(guān)變量FeC%

的新鮮程度等

2、底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)的影響曲線分析

甲（在酶量一定的情況下）乙（在底物足量的情況下）

_B（酶量多）

々b

---------A（酶量少）

U底物濃度

丙

⑴甲圖：在其他條件適宜、酶量一定的情況下，酶促反應(yīng)速率先隨底物濃度增加而加快，

當(dāng)?shù)孜镞_到一定濃度后，受酶數(shù)量的限制，酶促反應(yīng)速率不再增加。

（2）乙圖：在底物足量、其他條件適宜的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。

（3）丙圖：其他條件適宜的情況下，酶量增加，酶促反應(yīng)的底物飽和時對應(yīng)的曲線上的a點

應(yīng)向右上移（對應(yīng)b點位置）。

1、酶本質(zhì)的探索歷程

科學(xué)家主要觀點或成就

巴斯德糖類變成酒精必須有酵母活細胞的參與

李比希引起發(fā)酵的是酵母細胞中的某些物質(zhì)，細胞死亡并裂解后才能起作用

畢希納把從酵母細胞中提取出的能引起發(fā)酵的物質(zhì)叫做釀酶

薩姆納從刀豆種子中提取出版酶，證明版酶的化學(xué)本質(zhì)和作用

切赫和奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能

2、歸納概括具有“專一性（特異性）”的五類物質(zhì)

（1）酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核音

酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。

（2）轉(zhuǎn)運蛋白：某些物質(zhì)通過細胞膜時需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助，不同物質(zhì)所需轉(zhuǎn)運蛋白不同,

轉(zhuǎn)運蛋白的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。

（3）激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與

該激素特異性結(jié)合的受體。

（4）tRNA：tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。

（5）抗體：抗體只能與相應(yīng)的抗原發(fā)生特異性結(jié)合。

3.高中教材常見的酶

（1）DNA聚合酶：催化單個脫氧核昔酸聚合到DNA片段上形成脫氧核甘酸鏈，作用部位是

磷酸二酯鍵。

（2）RNA聚合酶：催化單個核糖核甘酸聚合到RNA片段上形成核糖核甘酸鏈，作用部位是

磷酸二酯鍵。

（3）解旋酶：用于DNA復(fù)制時雙鏈間氫鍵打開。

DNA酶

水解DNA「可用于遺傳物質(zhì)

核酸化學(xué)本質(zhì)探究

(4)

水解酶（如艾弗里實驗

RNA酶

1

水解RNA—曾用DNA酶）

（5）各種消化酶：可對應(yīng)催化相關(guān)大分子的水解，如淀粉酶催化淀粉水解，蛋白酶催化蛋

白質(zhì)水解等。

4.酶在生活中的實例

⑴人發(fā)燒時不想吃東西，原因是體溫升高導(dǎo)致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢。

（2）唾液淀粉酶隨食物進入胃內(nèi)就會失活，原因是唾液淀粉酶的最適pH為6.8左右，而胃液

的pH為0.9?1.5。

⑶胰島素等蛋白質(zhì)類或多肽類激素只能注射，不能口服，原因是口服會導(dǎo)致該類激素被蛋

白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇類激素（如性激素）和氨基酸衍生物類激素（如甲狀腺

激素）不會被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。

典例1.科學(xué)家使用筑基乙醇和尿素處理牛胰核糖核酸酶（牛細胞中的一種蛋白質(zhì)），可以將該

酶去折疊轉(zhuǎn)變成無任何活性的無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)。若通過透析的方法除去尿素和筑基乙醇，再

將沒有活性的酶轉(zhuǎn)移到生理緩沖溶液中，經(jīng)過一段時間以后，發(fā)現(xiàn)胰核糖核酸酶活性得以恢

復(fù)。下列敘述不正確的是（）

A.胰核糖核酸酶空間結(jié)構(gòu)的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關(guān)

B.這個實驗說明環(huán)境因素能通過影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而影響其功能

C.用強酸、強堿等處理胰核糖核酸酶也能導(dǎo)致其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變

D.筑基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶中的肽鍵導(dǎo)致其變性

典例2.在最適條件下，某一不可逆化學(xué)反應(yīng)進行到。時，加入催化該反應(yīng)的酶（成分為蛋白

質(zhì))。該反應(yīng)在加酶前后反應(yīng)物濃度隨時間的變化如圖所示。下列有關(guān)分析錯誤的是()

A.當(dāng)反應(yīng)時間達到攵時，酶完全失去活性

B.適當(dāng)升高反應(yīng)體系的溫度，友將會右移

C.h后反應(yīng)物濃度降低的速率可表示酶促化學(xué)反應(yīng)的速率

D.受反應(yīng)物濃度的限制，fi?會酶促反應(yīng)速率逐漸減慢

ATP的結(jié)構(gòu)與功能

(1)ATP的元素組成：o

(2)ATP的化學(xué)組成：一分子,一分子和三分子_____基團。上圖①代表

,②代表AMP,即,③代表,④代表ATP,⑤代表

(3)ATP的結(jié)構(gòu)特點：ATP是一種高能磷酸化合物，含有個高能磷酸鍵，ATP的化學(xué)

性質(zhì)穩(wěn)定，末端磷酸基團有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢，也就是有較高的

轉(zhuǎn)移勢能。

(4)ATP的含量特點：在細胞中含量______,ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化

所需酶ATP合成酶—

________（光合作用）、________

能量來源儲存在高能磷酸鍵中的能量

（細胞呼吸）

能量去路儲存于形成的高能磷酸鍵中用于________

反應(yīng)場所、、生物體的需能部位

1、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不可逆，從物質(zhì)方面看雖然是可逆的，從酶、進行的場所、能量

方面看是不可逆的。

2、ATP轉(zhuǎn)化為ADP消耗水，該反應(yīng)屬于水解反應(yīng)。

典例1.下列有關(guān)細胞內(nèi)ATP的敘述中，正確的是（）

A.在寒冷的環(huán)境中，人體細胞產(chǎn)生ATP的速率會下降

B.ATP中的“A”在DNA分子中通過氫鍵與“T”相連

C.細胞中ATP中的能量可來自光能和化學(xué)能，也可轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能

D.每個ATP分子中只含有一個高能磷酸鍵

典例2.ATP合酶是合成ATP所需的催化劑，分子結(jié)構(gòu)由凸出于膜外的親水性頭部和嵌入膜

內(nèi)的疏水性尾部組成。當(dāng)H+順濃度梯度穿過ATP合酶，使ADP與Pi形成ATP。下列關(guān)于

ATP合酶的分析，錯誤的是（）

A.可推測原核生物的細胞內(nèi)沒有ATP合酶

B.線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體薄膜上有ATP合酶

C.ATP合酶既具有催化作用，也具有運輸作用

D.ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP需要溫和的條件

典例3.研究證實ATP既是能量“通貨”，也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子,

其作為信號分子的作用機理如圖所示。請分析回答下列問題：

信號的細胞

（DATP的結(jié)構(gòu)簡式是,神經(jīng)細胞中的ATP主要來自（細胞結(jié)構(gòu)）。

研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24h有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃

度僅為2?10mmol/L,為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是

(2)由圖可知，ATP在傳遞信號過程中，在細胞間隙中的有關(guān)酶的作用下，磷酸基團逐個脫

離下來，最后剩下的是o

(3)一些神經(jīng)細胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP,二者均能引起受體細胞的膜電

位變化。據(jù)圖分析，如果要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號的作用，則圖中的

屬于無關(guān)變量，應(yīng)予以排除。

1.酶的相關(guān)實驗材料選擇時的注意事項

⑴在探究溫度對酶活性的影響實驗中，不能選擇過氧化氫32。2)和過氧化氫酶作為實驗材

料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。

(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，不宜選用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條

件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結(jié)果。

2.酶的特性相關(guān)實驗步驟和結(jié)果檢測的注意事項

(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，底物和酶溶液應(yīng)先分別在預(yù)設(shè)的溫度中保溫一段時

間后再混合，保證反應(yīng)從一開始就是預(yù)設(shè)的溫度。

(2)在探究pH對酶活性的影響實驗中，宜先保證酶的最適溫度(排除溫度干擾)，且將酶溶液

的pH調(diào)至實驗要求的pH后再讓反應(yīng)物與酶接觸，不宜在未達到預(yù)設(shè)pH前，讓反應(yīng)物與

酶接觸。

(3)若選擇淀粉和淀粉酶來探究溫度對酶活性的影響，檢測底物被分解的試劑宜選用碘液，

不能選用斐林試劑，因為用斐林試劑鑒定時需要水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。

＜真題速遞＞

1.(2020?海南，8)下列關(guān)于胰蛋白酶和胰島素的敘述，正確的是()

A.都可通過體液運輸?shù)饺?/p>

B.都在細胞內(nèi)發(fā)揮作用

C.發(fā)揮作用后都立即被滅活

D.都能在常溫下與雙縮胭試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)

2.(2020.北京，4)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗

結(jié)果如圖。第1組曲線是在pH=7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL

酶懸液的結(jié)果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了（）

反應(yīng)時間

A.懸液中酶的濃度B.H2O2溶液的濃度

C.反應(yīng)體系的溫度D.反應(yīng)體系的pH

3.（2022?山東濰坊高三月考）ATP是細胞的能量“貨幣”,是生命活動的直接能源物質(zhì)，如圖

為ATP的結(jié)構(gòu)和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系式。下列說法錯誤的是（）

b?c?ATP喘ADP+Pi+能量

a圖1圖2

A.酶催化作用的高效性保證了ATP和ADP快速轉(zhuǎn)化

B.圖2中反應(yīng)向右進行時，釋放能量，圖1中的c鍵斷裂

C.圖1中的“A”代表腺背，方框中的部分是構(gòu)成DNA的基本單位之一

D.細胞中圖2反應(yīng)處于“動態(tài)平衡”，劇烈運動時ATP分解量增加，此時其合成量也增加

4.（2022?江蘇省阜寧中學(xué)高三月考）ATP可將蛋白質(zhì)磷酸化，磷酸化的蛋白質(zhì)會改變形狀做

功，從而推動細胞內(nèi)系列反應(yīng)的進行（機理如下圖所示）。下列敘述錯誤的是（）

B.ATP推動蛋白質(zhì)做功的過程，存在放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)過程

C.ATP水解過程中，末端磷酸基團具有較高的轉(zhuǎn)移勢能

D.主動運輸過程中，載體蛋白中的能量先增加后減少

5.（2022?重慶高三月考）GTP（三磷酸鳥昔）與ATP結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)簡式為G—P?P?P,可與

Ras蛋白結(jié)合為Ras蛋白一GTP。在一定條件下，Ras蛋白具有弱的GTP酶活性，可將與之

結(jié)合的GTP水解成GDP,成為失活型的Ras蛋白一GDP。下圖表示當(dāng)細胞外存在信號分子

時，細胞膜上的Ras蛋白釋放出自身的GDP并結(jié)合GTP,實現(xiàn)由失活態(tài)向活化態(tài)的轉(zhuǎn)變，

將胞外信號向胞內(nèi)傳遞的過程。下列相關(guān)說法不正確的是（）

信號分子

I無活性的活化的

細胞外?Ras蛋白Ras蛋白

細胞內(nèi)（）.（、_

[GDP]

向前傳遞信號

A.G—P-P-P中的G表示鳥背

B.Ras蛋白結(jié)合GDP時為失活態(tài)，結(jié)合GTP時為活化態(tài)

C.細胞膜上的Ras蛋白與細胞內(nèi)外的信號傳遞有關(guān)

D.Ras蛋白可將與之結(jié)合的GTP水解成GDP,說明酶在反應(yīng)前后化學(xué)結(jié)構(gòu)可以發(fā)生變化

6.（2020?山東，1）經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工的蛋白質(zhì)進入高爾基體后，S酶會在其中的某些蛋白質(zhì)上形

成M6P標志。具有該標志的蛋白質(zhì)能被高爾基體膜上的M6P受體識別，經(jīng)高爾基體膜包裹

形成囊泡，在囊泡逐漸轉(zhuǎn)化為溶酶體的過程中，帶有M6P標志的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶酶體酶；

不能發(fā)生此識別過程的蛋白質(zhì)經(jīng)囊泡運往細胞膜。下列說法錯誤的是（）

A.M6P標志的形成過程體現(xiàn)了S酶的專一性

B.附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體參與溶酶體酶的合成

C.S酶功能喪失的細胞中，衰老和損傷的細胞器會在細胞內(nèi)積累

D.M6P受體基因缺陷的細胞中，帶有M6P標志的蛋白質(zhì)會聚集在高爾基體內(nèi)

7.（2019?紹興模擬）如圖是在適宜溫度下pH對某種過氧化氫酶活性影響的曲線，下列敘

述錯誤的是（）

A.該酶的最適pH范圍比較寬

B.過酸或過堿條件下該酶都可能失去活性

C.該酶的活性可達到100%,可以說明酶具有高效性

D.若升高溫度，該酶的最高活性會降低

8.（2018?杭州一模）ATP的結(jié)構(gòu)示意圖如下，①③表示組成ATP的物質(zhì)或基團，②④表示

化學(xué)鍵。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.物質(zhì)①表示鳥口票吟

B.化學(xué)鍵②斷裂的化學(xué)反應(yīng)屬于吸能反應(yīng)

C.在ATP-ADP循環(huán)中③可重復(fù)利用

D.若化學(xué)鍵④斷裂，則左邊的化合物是ADP

9.（2019?齊齊哈爾三模）如圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系曲線,

回答下列問題:

t反應(yīng)速率a

01020304050溫度（P）

（1）圖中b、C兩點中通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的是，原因是

（2）某同學(xué)為驗證溫度對該酶活性的影響，設(shè)計了如下實驗:

操作步驟操作方法試管A試管B試管c

1淀粉溶液2mL2mL2mL

2溫度處理（℃）371000

3淀粉酶溶液1mL1mL1mL

4碘液2滴2滴2滴

5現(xiàn)象X變藍變藍

①該實驗的自變量是o若反應(yīng)時間相對充分，請寫出表格中X表示的內(nèi)容：

o操作步驟4（填“可以”或“不可以”）用斐林試劑代替碘液，原因是

②能不能利用過氧化氫酶催化壓。2分解來驗證溫度對酶活性的影響原因？o原因是

③若需判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實驗的科學(xué)角度

分析，最好檢測：O

10.（2019?青島檢測）小麥種子中含有a、0兩種淀粉酶，某學(xué)習(xí)小組對這兩種淀粉酶活

性進行探究實驗，步驟如下：

①將等量的a-淀粉酶（70℃活性不受影響，100℃高溫下失活）與淀粉酶（70℃處理

15min即失活）加適量蒸儲水混合，分為甲、乙、丙三組；

②甲組25℃下處理，乙組70℃水浴處理15min后取出，丙組100°C下處理15min后取

出；

③甲、乙、丙三組分別在25℃條件下加入等量且足量的淀粉溶液；

④一段時間后，測得甲、乙、丙三組淀粉剩余量分別為a、b、co

請回答下列相關(guān)問題：

（1）上述兩種酶存在差異的直接原因是

(2)三組淀粉剩余量最多的是(填“甲”“乙”或“丙”)組，原因是

(3)利用上述實驗結(jié)果，如何大致比較25℃條件下a-淀粉酶和淀粉酶活性的大?。?/p>

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

11.(2019?福建模擬)某生物興趣小組為了探究pH對某種酶活性的影響，做了如下實驗。

實驗步驟：

一、取