酶和ATP二轮复习

下列有关ATP的叙述，正确的是( D ) A．线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所 B．光合作用产物中的化学能全部来自ATP C．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 D．细胞连续分裂时，伴随着ATP与ADP的相互转 化
下列有关ATP的叙述不正确的是( A ) A．人体内成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生 ATP B．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可 以转化为光能和化学能 C．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质都能形成 ATP D ． ATP 中 的 “ A” 与 构 成 DNA 、 RNA 中 的 碱 基 “A”表示不同物质
实验中的自变量是 pH ，因变量是底物剩余量或分解速 度。 【实验注意】①设计与酶有关的实验时，要设置对照实 验，实验设计的一般步骤为：分组编号→不同处理→平衡无 关变量→现象观察→结果分析→得出结论。 ②在设计酶需要适宜的温度 (或pH)实验中，每一组实验 都必须事先将底物、酶做分别处理到各自所需要的温度 ( 或 pH)，以减小实验误差。
二、与酶有关的图、表、曲线的解读 1．表示酶高效性的曲线
(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的时间，不改变化学反 应的平衡点。 (3)酶只能催化已存在的化学反应。
2．表示酶专一性的图解
(1)图中A表示酶，B表示被催化的底物。 (2)酶和被催化的底物分子都有特定的结构。 3．分析这三个图形代表什么含义？
例：验证唾液中的唾液淀粉酶是蛋白质。
通过分析唾液的组成成分为水和唾液淀粉酶，可得出唾
液淀粉酶是蛋白质的结论。
2．酶的专一性的实验设计 实验设计思路：
或者
实验中的自变量是不同底物或不同酶液，因变量是底物 是否被分解。 【思考】若底物选择淀粉和蔗糖，酶液为淀粉酶，验证 酶的专一性，检测底物是否被分解的试剂宜选用哪种？ 斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解
下图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的
关系。由图可知( C ①有多种酶参与 ) ②最适pH是酶逐渐失活
⑤0 ℃时酶逐渐失活
A．①③ B．②⑤
C．③④
D．④⑤
将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放入 盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如下图所示)，以探 究酶促反应的相关问题。请根据实验现象与数据分析回答问题。
思考：
ATP的结构和作用
1．ATP的分子结构
2．ATP的形成途径
3．ATP与ADP的相互转化
(1)图解
[注解]
酶1、酶2不同：酶1——ATP合成酶，酶2——ATP
水解酶。
字母“A”代表的含义
明确以下化合物中“A”的含义(根据字母“A”的范围)：
人体内的供能系统 在人体内有三大供能系统，它们是：ATP供能系统、无氧呼吸 供能系统和有氧呼吸供能系统。下面以人在剧烈运动时的供能情况 为例来说明三者之间的关系。
4．底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)在其他条件适宜，酶量一定的条件下，酶促反应速率 随底物浓度增加而加快；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)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。
动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶，能专一催化谷氨酸分解成 γ­氨基丁酸和 CO2。某科研小组从小鼠的脑中提取到该酶后，在谷 氨酸起始浓度为10 mmol· L－1、最适温度、最适pH等条件下，对该 酶的催化反应过程进行研究 ，结果见下图。相关叙述正确的是 ( )
三者之间的供能情况如下图所示：
【注意】人在剧烈运动时呼吸底物主要是糖类，但在长
时间剧烈运动时，体内储存的主要能源物质 ——糖类不够用
时，就动用体内的主要储能物质——脂肪。
关于植物细胞中ATP的叙述正确的是( A ) A．ATP在植物细胞中普遍存在，但含量很少 B．当ATP减少时，可由ADP在不依赖其他物质的 条件下直接形成 C．ATP含有三个高能磷酸键 D．ATP转变成ADP的过程是可逆的
思考：
3．酶的高效性的实验设计
实验设计思路：
实验中的自变量、因变量分别是什么？ 实验中的自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速度
4．酶活性受温度影响的实验设计 实验设计思路：
实验中的自变量是温度，因变量是底物剩余量或分解速 度。本实验宜选用过氧化氢这种材料吗？
5．酶活性受pH影响的实验设计 实验设计思路：
1．人在剧烈运动时首先是 ATP供能系统起作用，即人体骨骼肌中 的ATP直接供能，通过这个系统为剧烈运动提供能量，维持20～25 s左右的时间，如100 m跑比赛时的供能情况。
2．当剧烈运动时间稍长时 (如400 m或800 m跑比赛时)，主要由无 氧呼吸提供能量。此时ATP供能不足，而有氧呼吸还没有完全调动 发挥出来；但无氧呼吸提供的能量很少，且产物是乳酸，会降低内 环境的pH，所以，无氧呼吸供能时间不可能太长。 3．当剧烈运动时间再长时，主要由有氧呼吸供能。此时 ATP供能 系统和无氧呼吸供能系统在供能过程中产生的大量 ADP 和 NADP+ 强烈地促进有氧呼吸，使得有氧呼吸迅速提高，产生大量的ATP为 剧烈运动提供能量。
第一讲
生物催化剂——酶、能源物质——ATP
高考方向：
从考查内容上：多以酶的本质、特性 及活性变化，ATP的作用和再生途径 为主要考查内容，且常与一些重要生 理过程相联系，同时考查了曲线分析 和实验设计能力。
知识网络
1．酶的含义及合成 (1)概念：酶是 活细胞 产生的一类具有生物催化作用 的 有机物 。 (2)化学本质：绝大多数酶是 蛋白质 ，少数酶是 RNA 。 (3)合成原料：合成酶的原料是氨基酸和 核糖核苷酸 。 (4)合成场所：主要是 核糖体 ，其次，也可在真核生物 的 细胞核 内合成。 2 ．酶的特性：酶是生物催化剂，与无机催化剂相比， 其特点是： (1)酶具有 高效性 和 专一性 ，每一种酶只能催化一种化 合物或 一类化合物 的化学反应； (2)酶需要适宜的条件，低温和高温都能使酶活性明显降 低，二者的区别是：低温抑制 酶的活性 ，不破坏酶分子结 构；高温 使酶分子结构遭到破坏而失去活性 。
(1) 在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增 强，超过这一范围酶催化作用逐渐减弱。 (2)过酸、过碱、高温都会使酶破坏，而低温只是抑制酶的 活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复其活性。 (3)反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。 (4)温度或pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的
一、有关酶的实验设计 1．酶的化学本质的验证
绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，运用对照实验方法 进行探究。 实验设计思路：
通过对照，实验组若出现紫色，证明待测酶液是蛋白 质；若不出现紫色，则该酶液不是蛋白质。 实验中自变量、因变量分别是什么？ 实验中自变量是待测酶液和已知蛋白液，因变量为是否有紫色反应
C
图甲：产物CO2浓度随时间变化曲线图(注：酶浓度固定) 图乙：酶催化反应速率随酶浓度变化曲线(注：反应物过量) A．CO2浓度增加到一定程度以后不再增加的原因是酶失去活性 B．图甲的自变量是催化速率 C．图乙催化反应速率增加的原因是随着酶浓度增大，酶与底物接
触的机会变大
D．图乙中，随酶浓度增加，酶的活性不断增加
\
(1)若土豆片为4片时，每隔5 min收集一次数据，根据数据绘制出如 下 曲 线 图 。 20 min 后 ， 气 体 量 不 再 增 加 的 原 因 是 过氧化氢量有限 ________________________ 。
(2) 若土豆片为 8片时，和上述实验所得的曲线 ( 实线 ) 相比，实验结 果的曲线最可能是下列 c 图中的虚线。如果要获得更多的气 体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是 增加过氧 ，其 化氢浓度 结果可用 a 图中的虚线表示。
(3) 为 保 证 上 述 实 验 的 科 学 性 ， 需 要 控 制 的 其 他 外 界 因 素 有 温度(或光照或气压等) 。
1． ATP的结构与功能： ATP是新陈代谢所需能量的直接来 源，其结构简式是 A—P～P～P ，其中A代表 腺苷 ，P代表磷 酸基团，～代表 高能磷酸键 。ATP中去掉两个磷酸基团后形 成的物质是 腺嘌呤核糖核苷酸 ，是组成 RNA 的基本单位之一。 2．ATP与ADP的相互转化 (1)ADP转化成ATP的反应式为： ADP＋Pi＋能量ATP； 细胞质基质、线粒体 、 叶绿体 等； 该反应进行的场所是： 该反应的能量来源是： 细胞呼吸和光合作用。 (2)ATP转化为ADP的反应式为： ATP ADP＋Pi＋能量； 该反应进行的场所是： 生物体内的需能部位 ； 该反应的能量去路是： 为生命活动提供能量 。 3．ATP的应用：可作为药品，有 提供能量 和改善患者新陈 代谢状况的作用，常用于辅助治疗肌肉萎缩、脑溢血后遗症、 心肌炎等疾病。