专题4：酶与ATP 【知识清单】 考点1：酶的本质及作用 一、酶在细胞代谢中的作用 1、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。 2、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。 3、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 1、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。 2、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 1、高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。 2、专一性：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。 3、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 1、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。 2、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 1、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。 2、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
3、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 1、实验原理： 一种酶只能催化一种或一类化学反应 2、实验过程 （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。
练习1： 1、下列关于酶的叙述中正确的是（ ） 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（ ） 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、④②⑤①③ B、③④⑤②① C、①⑤④②③ D、③④①②⑤ 3、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、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 高考真题 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
序号 项目 试管 1 2 1 注入可溶性淀粉 2mL 无 2 注入蔗糖溶液 无 2mL 3 注入新鲜淀粉酶溶液 2mL振荡 2mL振荡 4 50℃温水保温 5min 5min 5 加斐林试剂 1mL振荡 1mL振荡 6 将试管下部放入60℃热水中 2min 2min 7 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 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、H C．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。
专题2：细胞的能量通货——ATP 一、ATP的结构和功能 1、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。 2、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 1、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。 2、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。 3、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 1、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。 2、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 1、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。 2、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。 3、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。
练习2： 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（ ） 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、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
练习3：知识巩固 1．下列关于酶的叙述，不正确的是( ) A．绝大多数酶的化学本质是蛋白质 B．能够催化脂肪酶水解的酶是脂肪酶 C．酶的催化效率高是因为其降低活化能的效果显著 D．酶催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的
解析：脂肪酶的本质属于蛋白质，水解它的酶是蛋白酶。 答案：B 2．植物细胞中存在“ADP＋Pi＋能量①②ATP”的反应，其中①和②表示反应条件和过程。下列有关叙述中正确的是( ) A．夜间有O2存在时①主要发生在线粒体中 B．①和②互为可逆反应，由相同的酶催化 C．①发生在光合作用的光反应和暗反应过程中 D．突然停止CO2供应，叶绿体中ADP由类囊体向基质转移 解析：夜间有O2存在时，植物细胞会发生有氧呼吸，此时有氧呼吸的主要场所是线粒体，所以合成ATP的化学反应也主要发生在线粒体中，①和②并非可逆反应，由不同的酶催化，①发生在光合作用的光反应过程中，②发生在暗反应过程中；叶绿体中ADP始终由基质向类囊体转移。 答案：A 3．下列能使ADP含量增加的生理过程是( ) A．硝酸根离子进入根毛细胞 B．线粒体内的[H]与O2结合 C．将NADP＋还原为NADPH D．CO2从组织细胞进入内环境
解析：硝酸根离子进入根毛细胞属于主动运输过程，需要耗能，结果会导致ADP含量