第三单元 第一讲 酶与ATP

①温度、pH都能影响酶的空间结构，改变酶的活性， 进而影响酶促反应速率。 ②底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影 响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
1．(2011· 菏泽质检)下列有关酶的叙述中，不正确的是( .
)
A．酶是活细胞产生的一类有机物
B．酶催化功能的本质是提高反应的活化能 C．过酸、过碱或温度过高会改变酶的空间结构 D．酶不会因催化反应而减少 解析：酶提高催化效率的本质在于降低反应的活化能。
ATP 的水解 用于各项生命活 动 生物体的需能部 位
由上表可看出，ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、 反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不相同， 因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可循
环利用的。
巧记ATP 直接能源ATP，五种元素来组成； 腺苷磷酸高能键，易断重建行功能。
1．ATP与光合作用及细胞呼吸的关系 (1)与光合作用的关系：
(2)与细胞呼吸的关系：
2．ADP与ATP转化发生的场所及相关生理过程 转化场所 ADP→ATP ATP→ADP 主要生理功能
葡萄糖、氨基酸、
细胞膜 否 消耗ATP 无机盐离子等物质 的主动运输 核糖体 否 消耗ATP 氨基酸合成蛋白质 等消耗ATP
解析：细胞内的反应分为耗能反应(吸能反应)和产能反应 (放能反应)，耗能反应总是与ATP水解的反应相联系，产能 反应总是伴随ATP的合成。ATP的A代表腺苷不是腺嘌呤。
光反应过程中，叶绿体中ATP由类囊体膜向叶绿体基质运
动，供给暗反应的需要；暗反应产生的ADP则由叶绿体基 质向类囊体膜运动供给光反应产生ATP。细胞呼吸作用产 生大量能量的是有氧呼吸，有氧呼吸过程前两阶段产生的 [H]和氧气结合生成水，同时释放大量的能量。 答案：B
(细胞溶胶)
化反应的进行
消耗ATP
转化场所
叶绿体
ADP→ATP ATP→ADP
产生ATP 消耗ATP
主要生理功能
光反应产生ATP，
暗反应消耗ATP
呼吸作用第二、三
线粒体
产生ATP
消耗ATP
阶段产生ATP，自 身DNA复制等消耗 ATP
[特别提醒]
ATP是生物界共用的主要直接能源物质，但不是唯 一直接能源物质，如蛋白质合成中还可利用UTP。
[想一想] 酶只能在生物体内起催化作用吗？ 提示：不是。在适宜条件下，酶在生物体内和生物体
外都能起催化作用。
二、酶的特性[连线]
[想一想] 酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比有哪些相同
之处？
提示：①化学反应前后数量和性质不变。 ②加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平 衡点。 ③都能降低化学反应的活化能。
明酶B不催化底物A的反应。
(2)实验验证：
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。
[特别提醒]
本实验不能选用碘液作检测试剂，因为碘液无法检 测蔗糖是否发生了水解。
4．影响酶促反应的因素
(1)温度和pH：
①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化 作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。 ②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制 酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。 ③从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最
4．下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP的说法中，不 正确的是 ( )
A．细胞耗能时有ATP水解的反应，细胞释放能量时有
ATP的合成 B．ATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，～代表高能磷酸 键，P代表磷酸基团 C．进行光反应时，叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊
体膜运动，ATP则向相反方向运动
D．动物细胞产生大量ATP的阶段有水的生成
(1)不同物质中“A”代表的含义：
(2)ATP≠能量：
ATP是一种高能磷酸化合物，其分子式可以简写为A－ P～P～P，高能磷酸键断裂时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量，所以ATP是与能量有关的一种物质，不 能将两者等同起来。
3．(2012· 潍坊质检)下列关于人体内ATP的叙述，错误的 是 ( )
②植物体内的酶最适pH大多在4.5～6.5之间。
(1)正确理解酶的作用：酶只能提高化学反应速率，缩短 化学反应达到平衡所需要的时间，不能改变反应结果(
即不能使反应的产物增加)。
(2)温度、pH对酶活性的影响不同。pH过高、过低及温度 过高都会使酶失活，温度过低只是使酶活性降低，酶并 不失活。
(3)酶促反应速率不同于酶活性：
适温度。
(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应 速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，
受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应 速率与酶浓度成正比。
[特别提醒] ①动物体内的酶最适pH大多在6.5～8.0之间，但也有例 外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5。
命题点二 命 题 分 析
ATP的结构、功能及相互转化
1.近年来高考对ATP的相关知识点单独命题考查较少， 结合细胞呼吸、光合作用、细胞结构等知识进行综
合考查较多
2.预计2013年高考仍然以选择题形式，结合细胞代谢过 程及细胞相关结构进行综合命题的可能性较大
[例2]
ATP在生物体的生命活动中发挥着重要的作用，下
命题点一
酶的特性及影响酶促反应的因素
1.近年来高考命题主要集中在酶的作用、特性、影响酶
促反应的因素等知识点上，多数以曲线分析形式考查， 命 如2011新课标卷T2、天津卷T1、海南卷T5、江苏卷T31、
题
分 析
上海卷T22等
2.联系生产生活实际，结合酶的图表、曲线分析，考查 对酶相关知识的理解与应用是历年高考热点，预计2013 年高考仍可能以图表曲线为知识载体，以实验为背景 进行命题
呼吸的细胞不一定含有线粒体，但一定含有相关的酶，可
产生ATP ⑥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
A．0项 C．2项
B．1项 D．3项
[解析] 人体成熟的红细胞中无线粒体，但可以通过无氧
呼吸产生ATP，蛙的红细胞、鸡的红细胞中均有线粒体，
可以通过有氧呼吸产生ATP，故①正确。若细胞内Na＋浓 度偏高，通过消耗能量的主动运输方式可以维持Na＋浓度 的稳定，故②正确。ATP中的“A”表示腺苷，由一分子腺 嘌呤和一分子核糖组成，DNA、RNA中的碱基“A”表示
对照组：反应物＋无机催化剂→反应物分解速率；
实验组：反应物＋等量酶溶液→反应物分解速率。 实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是反应物 分解速率。
3．酶专一性的曲线及实验验证
(1)曲线模型：
①在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快， 说明酶A催化底物A的反应。 ②在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说
巧记酶的来源和特性 活细胞内来合成，降低化能是本领， 高效专一需温和，催化反应属它行。
1．酶化学本质的实验验证
2．酶高效性的曲线及实验验证
(1)曲线模型：
①催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，
酶的催化效率更高。 ②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。
(2)实验验证：
1．酶的本质及生理功能
化学本质 合成原料 合成场所 来源 生理功能 作用原理 绝大多数是蛋 白质 氨基酸 少数是 RNA
核糖核苷酸 细胞核、线粒体、叶绿 核糖体 体(真核生物) 一般来说，活细胞都能产生酶 具有生物催化作用 降低化学反应的活化能
2.酶的特性
特性 高效性 专一性 作用条件 较温和 原因 酶降低活化能的作用更显著 酶只能催化与其结构相匹配的物质 在高温、过酸、过碱的条件下都会 使蛋白质变性
三、ATP的结构和功能[填空]
①简式： A－P～P～P 一个腺苷 (1)结构 ②化学组成：两个 高能磷酸键 三个 磷酸基团
(2)功能：是生命活动的 直接能源 物质。
[悟一悟] ATP水解掉两个磷酸基团后形成的化合物是什么？
提示：腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的单体之一。
列有关ATP的叙述，不正确的有几项 ( ) . ①人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合
成ATP ②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳 ③ATP中的“A”与构成DNA、 ④ATP是生物体生命活 ⑤能进行有氧
定，细胞消耗ATP的量增加
RNA中的碱基“A”不是同一物质
动的直接供能物质，但在细胞内含量很少
B．b～c表示继续提高酶的浓度几乎不影响退浆效果
C．b～c退浆效果无显著变化，说明底物几乎耗尽 D．b～c表示底物与酶充分结合，失重率最大
[解析]
a～b段随着酶浓度的增加，失重率呈线性增长，
说明该浓度范围内，退浆效果与酶浓度呈正相关；b～c
段的退浆效果没有显著变化，说明底物与酶充分结合，
达到最大反应速率，失重率达到最大，但是底物并没有 耗尽；b～c段酶浓度对退浆效果的影响已不明显。 [答案] C
四、ATP与ADP的相互转化[填空]
(1)相互转化的反应式：
(2)ATP形成的能量来源：
。
①动物、人、真菌等来身于 细胞呼吸 释放的能量。 ②绿色植物来源于 光合作用 和 细胞呼吸 。
[悟一悟] ADP与ATP相互转化反应式中，催化ADP形成ATP的 酶存在于细胞的哪些结构中？
提示：存在于线粒体、叶绿体、细胞质基质。
反应速度不断增加，限制反应速度的主要因素是底物的浓
度；在BC段，随着底物浓度的升高，反应速度不再增加， 限制反应速度的主要因素不再是底物的浓度，而是酶量。 曲线Ⅰ和Ⅱ的反应温度不一样，曲线的差异是由温度的差 异引起的。只根据37℃、25℃时酶促反应速度的比较无法