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专题４ 酶与 １７
ＡＴＰ
4 ATP
专题 酶与
一 催化 降低化学反应的活化能 活细胞 蛋白质
、① ② ③ ④
氨基酸 核糖体
考点一 酶 ⑤ＲＮＡ ⑥ ⑦
二 高效性 催化作用 酶 最高
、① ② ③ ④
一、酶的作用与本质
１酶的作用
考点二
．
酶在细胞代谢中具有 催化 作用 ＡＴＰ
① 。 一、 的结构与功能
２酶的作用机理 ＡＴＰ
． １ 分子的结构
活化能是分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃 ．ＡＴＰ
（１）
状态所需要的能量
。
酶的催化作用机理是 降低化学反应的活化能
（２） ② 。
３酶的本质与概念
．
特点 远离腺苷的特殊化学键 高能磷酸键 易水解 释放出
： （ ） ，
能量 也可以接受能量而重新形成
二、酶的特性及影响因素 ， 。
２功能：生命活动的 直接 能源物质
１酶具有高效性 与无机催化剂相比 酶降低化学反应活化 ． ④ 。
． ： ，
能的作用更显著 催化效率更高 思考： 与 和 各有什么不同？
， 。 ＡＴＰ ＧＴＰ ｄＡＴＰ
提示： 与 中含有的碱基不同，分别是腺嘌呤和鸟嘌呤；
ＡＴＰ ＧＴＰ ＡＴＰ
与 中含有的五碳糖不同，分别是核糖和脱氧核糖，如图
ｄＡＴＰ
所示：
酶具有 高效性 酶具有 催化作用
ａ、ｂ→ ① ；ａ、ｃ→ ② 。
２酶具有专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应
． ： 。
图中 表示 酶 表示被 催化的底物 表示 二、 和 的相互转化
（１） Ａ ③ ，Ｂ Ａ ，Ｅ、Ｆ Ｂ ＡＴＰ ＡＤＰ
分解后产生的物质 表示不能被 催化的物质 酶
，Ｃ、Ｄ Ａ 。 １反应式： １ 能量
酶和被催化的反应物分子都有特定的结构 ． ＡＴＰ酶 ＡＤＰ＋Ｐｉ＋ 。
（２） 。 ２
３酶的作用条件较温和 酶所催化的化学反应一般在温和 酶 是 水解酶 酶 是 合成酶
． ： （１） １ ① ＡＴＰ ， ２ ② ＡＴＰ 。
的条件下进行 酶 催化的反应式中能量来自储存在特殊化学键 高能
。 （２） １ （
在最适宜的温度和 条件下 酶的活性 最高 温 磷酸键 中的能量 去路为用于各项生命活动
（１） ｐＨ ， ④ 。 ） ； 。
度和 偏高或偏低 酶活性都会明显降低 在动 植物体内由酶 催化的反应式中的能量在植物中
ｐＨ ， 。 （３） 、 ２
过酸 过碱或温度过高 会使酶的空间结构遭到破坏 使 来自 光能和细胞呼吸产生的化学能 在动物中来自细胞呼吸
（２） 、 ， ， ③ ；
酶永久失活 左右时 大多数酶的活性很低 但酶的空间结 产生的化学能
。 ０ ℃ ， ， 。
构稳定 在适宜的温度下酶的活性可以升高 合成 的场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体（类
， 。 （４） ＡＴＰ ：④
囊体膜） 分解 的场所 生物体内需能部位 如细胞膜 叶绿
； ＡＴＰ ： ， 、
体基质 细胞质基质 细胞核等
、 、 。
蛋白质合成等许多 吸 能反应与 水解反应相联
（５） ⑤ ＡＴＰ
１８ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考生物
系 由 水解提供能量 葡萄糖氧化分解等许多 放 能反应 物 产生少量
， ＡＴＰ ； ⑥ ， ＡＴＰ。
与 的合成相联系 释放的能量储存在 中 用来为吸能 段表示随 供给量增多 有氧呼吸明显加强 通过有
ＡＴＰ ， ＡＴＰ ， ｂ．ＡＢ Ｏ２ ， ，
反应直接供能 氧呼吸分解有机物释放的能量增多 的产生量随之增加
。 ，ＡＴＰ 。
脱去两个磷酸基团为 即腺嘌呤核糖核苷酸 段表示 供给量超过一定范围后 的产生量不再
（６）ＡＴＰ ＡＭＰ， 。 ｃ．ＢＣ Ｏ２ ，ＡＴＰ
２ 的产生量与 供给量的关系 增加 此时的限制因素可能是酶 等
．ＡＴＰ Ｏ２ ， 、ＡＤＰ、Ｐｉ 。
乙图可表示哺乳动物成熟红细胞中 来自无氧呼
（２） ＡＴＰ
吸 与 供给量无关
， Ｏ２ 。
一 腺苷三磷酸 三磷酸腺苷 腺苷 直接
、① （ ） ②Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ ③ ④
二 水解酶 合成酶 光能和细胞呼吸产生的化学
甲图 乙图 、①ＡＴＰ ②ＡＴＰ ③
能 细胞质基质 线粒体 叶绿体 类囊体膜 吸 放
甲图表示 产生量与 供给量的关系 ④ 、 、 （ ） ⑤ ⑥
（１） ＡＴＰ Ｏ２
点表示在无氧条件下 细胞可通过无氧呼吸分解有机
ａ．Ａ ，
提升一 常考易错的三类酶曲线
１酶的作用原理
．
ｃａ段的含义是在无催化剂的条
（１）
件下 反应所需要的活化能
， 。
ｂａ 段的含义是酶降低的活
（２）
化能
。
若将酶改为无机催化剂 则ｂ值
（３） ，
在纵轴上将向上移动
。 图甲和图乙显示 过酸 过碱 高温都会使酶失活 而低温不
２酶的特性 ： 、 、 ，
． 会使酶失活 低温可抑制酶的活性 酶分子空间结构未被破坏
。 ， ，
温度适当升高酶可恢复活性 从图丙和图丁可以看出 或温
。 ：ｐＨ
度的变化不影响酶作用的最适温度或
ｐＨ。
底物浓度和酶浓度
（２）
图 中加入酶的曲线和加入无机催化剂的曲线比较 说
（１） １ ，
明酶具有高效性 而与不加催化剂的曲线比较 只能说明酶具有
， ，
催化作用
。
图 中两曲线比较 表明酶具有专一性 酶 和酶 对
（２） ２ ， （ Ａ Ｂ
比 图甲中Ｏ 段酶促反应速率的限制因素是底物浓度 而 点
）。 Ｐ ， Ｐ
３酶促反应的影响因素 之后的限制因素可能为酶浓度或酶活性 图乙对反应底物的要
． ；
温度和 求是底物足量
（１） ｐＨ 。
例 （２０２１届湖北荆州中学月考一，１１）如图表示某种酶
在不同处理条件 下催化化学反应时 反应物的量和反应
（ａ、ｂ、ｃ） ，
时间的关系 以下关于此图的解读 正确的是
。 ， （ ）
表示温度 则一定是
Ａ．ａ、ｂ、ｃ ， ａ＞ｂ＞ｃ
表示酶的浓度 则
Ｂ．ａ、ｂ、ｃ ， ａ＞ｂ＞ｃ
表示 则
Ｃ．ａ、ｂ、ｃ ｐＨ， ｃ＞ｂ＞ａ
表示温度 则不可能是
Ｄ．ａ、ｂ、ｃ ， ｃ＞ｂ＞ａ
解析 在一定条件下，酶在最适温度
专题４ 酶与 １９
ＡＴＰ
或 时活性最大，高于或低于最适温度或 ，酶的活性都会下 实验步骤
ｐＨ ｐＨ （３）
降。 若 、 、 表示温度或 ，则在低于最适温度或 的范围
ａ ｂ ｃ ｐＨ ｐＨ
内，一定是 ，但在高于最适温度或 的范围内，则 ，
ａ＞ｂ＞ｃ ｐＨ ｃ＞ｂ＞ａ
、 、 均错误；在底物充足，其他条件相同且适宜的情况下，酶
Ａ Ｃ Ｄ
促反应速率与酶浓度成正比，若 、 、 表示酶的浓度，则 ，
ａ ｂ ｃ ａ＞ｂ＞ｃ
正确。 ２探究酶的最适
Ｂ ． ｐＨ
答案 Ｂ 实验原理
（１）
过氧化氢酶
提升二 酶的本质与特性的实验探究 ａ．２Ｈ２Ｏ２ →２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２↑
影响酶的活性 从而影响氧气的生成速率 可用点燃卫
一、对照法探究酶的本质与特性 ｂ．ｐＨ ， ，
生香的燃烧情况来检验氧气生成速率
１酶的本质探究 。
． 实验探究思路
（２）
实验步骤
（３）
２酶的高效性探究
．
检测
对照组 反应物 无机催化剂 底物分解速率
： ＋ → ；
检测
实验组 反应物 等量酶溶液 底物分解速率
： ＋ → 。
实验中自变量是无机催化剂和酶 因变量是底物分解速率
， 。 例 （２０２１届福建三明泰宁一中段考一，２０） 下列关于酶
３酶的专一性探究
．
的实验设计 正确的是
此实验中的自变量可以是不同反应物 也可以是不同酶溶 ， （ ）
，
用过氧化氢溶液 肝脏研磨液作材料探究温度对酶活性
液 因变量是反应物是否被分解 Ａ． 、
， 。
的影响
设计思路一 换反应物不换酶
（１） ：
用淀粉和蔗糖溶液 淀粉酶 反应后滴加碘液验证酶的专
检测
实验组 反应物 相应酶溶液 反应物被分解 Ｂ． 、 ，
： ＋ → ； 一性
检测
对照组 另一种反应物 等量相同酶溶液 反应物不被 用蛋白酶 蛋白块作实验材料验证蛋白酶能够催化蛋白
： ＋ → Ｃ． 、
分解 质分解
。
设计思路二 换酶不换反应物 设置 为 的条件 探究 对胃蛋白酶活性的
（２） ： Ｄ． ｐＨ ２、７、１２ ， ｐＨ
检测 影响
实验组 反应物 相应酶溶液 反应物被分解
： ＋ → ； 解析 过氧化氢的分解易受温度影响，所以不能用过氧化
检测
对照组 相同反应物 等量另一种酶溶液 反应物不被 氢溶液和肝脏研磨液中的过氧化氢酶探究温度对酶活性的影
： ＋ →
分解
。
响， 错误；利用淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶来验证酶的专一性
Ａ
二、探究影响酶活性的因素 时，碘液不能检测蔗糖是否被水解，应该选用斐林试剂检测是否
１探究酶的最适温度 产生还原糖， 错误；用蛋白酶、蛋白块作实验材料，可验证蛋白
． Ｂ
实验原理
酶能够催化蛋白质分解， 正确；胃蛋白酶的适宜 是 ，探
（１） Ｃ ｐＨ １．５
碘液
究 对胃蛋白酶活性的影响，设置的 应存在低于最适
蓝色 ｐＨ ｐＨ ｐＨ
ａ．
淀
粉 淀
→
粉酶
→
还原糖 碘
→
液 无蓝色出现 错
的
误
、最
。
适
ｐＨ
的、高于最适
ｐＨ
的情况，故不能设置成
２
、
７
、
１２
，
Ｄ
答案 Ｃ
温度影响淀粉酶活性 从而影响淀粉的分解 滴加碘液
ｂ． ， ，
后 可根据蓝色深浅来判断淀粉分解情况 进而推断出酶活性
， ，
变化
。
实验探究思路
（２）
２０ ５年高考３年模拟 Ａ版 高考生物
问题探究 科学家用蛋白酶处理 酶的目的是什么
（１） Ｐ ？
根据科学家的实验 你可以得出什么结论 如何设计新
（２） ， ？
的实验证明你的结论
应用 生物催化剂的另类———核酶 ？
要点点拨 科学家用蛋白酶处理 酶 其目的是探究
（１） Ｐ ，
情境材料 核酶是具有催化功能的小分子 ，属于生物催化剂，可剪 酶的化学本质
ＲＮＡ Ｐ 。
接特定的 序列。 真核细胞中前体 形成成熟 的过程中需 蛋白酶处理后的 酶仍然具有活性 可以推测 酶的化
ＲＮＡ ＲＮＡ ＲＮＡ （２） Ｐ ， Ｐ
要一种酶———
Ｐ
酶的催化，为验证
Ｐ
酶的化学本质，科学家用蛋白酶处理
学本质不是蛋白质 有可能是 为了进一步证明 酶是
酶，处理后的 酶仍可将前体 转化为成熟 。 ， ＲＮＡ。 Ｐ
Ｐ Ｐ ｔＲＮＡ ｔＲＮＡ 可以使用 酶处理 酶 观察 酶的活性是否还存在
ＲＮＡ， ＲＮＡ Ｐ ， Ｐ 。
