專題四(2課時(shí))ATP和降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶

專題四ATP和酶考綱解讀1.新陳代謝的概念2.酶的作用和本質(zhì)3.酶的特性4.探究影響酶活性的因素5.新陳代謝的基本類型考向指南本講內(nèi)容是高考常考點(diǎn)，預(yù)計(jì)今后仍有可能以酶為背景材料對(duì)下列知識(shí)進(jìn)行考查：（１）酶的本質(zhì)、特性及活性變化（２）酶在新陳代謝中的作用（３）酶特性的判斷以及外界因素對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)和分析（4）一些典型的生物的代謝類型。一、ATP的結(jié)構(gòu)及功能（一）ATP的全名稱是三磷酸腺苷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是：APPP高能磷酸鍵水解30.54kj/mol

ADP：是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物AP~P（二）、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)換與能量代謝ADP+Pi(磷酸)+

能量

ATP酶1.ATP的水解:用于各項(xiàng)生命活動(dòng)ADP+Pi+能量

ATP

(儲(chǔ)存能量)

酶2.ATP的形成:3.ATP與ADP的關(guān)系:ATP

ADP+Pi+

能量酶ATP在細(xì)胞中普遍存在，但含量不多（三）、ATP的形成途徑(或能量來(lái)源)有道理。糖類和脂肪中的能量很多，但很穩(wěn)定，不能被細(xì)胞直接利用。這些穩(wěn)定的化學(xué)能只有轉(zhuǎn)化成ATP分子中活躍的化學(xué)能，才能被細(xì)胞直接利用。細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)——ATP思考與討論：如果把糖類和脂肪比作大額支票，ATP則相當(dāng)于現(xiàn)金。這種比喻有道理嗎？小結(jié)1、ATP的全名稱是三磷酸腺苷，含有兩個(gè)高能磷酸鍵，尤其是遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵很活躍，容易斷裂，也容易形成。2、ATP與ADP在酶的作用下可以相互轉(zhuǎn)化

3、在ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，就蘊(yùn)藏有能量的貯存和利用。ATP

ADP+Pi+

能量酶

4、ATP形成的途徑及其能量來(lái)源：動(dòng)物：呼吸作用和磷酸肌酸的水解植物：呼吸作用和光合作用

（光合作用形成的ATP也只能用于光合作用）二、酶的作用和本質(zhì)1、細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。2、酶在細(xì)胞代謝中的作用實(shí)驗(yàn)：比較過(guò)氧化氫在不同條件的分解實(shí)驗(yàn)原理：Fe3+和過(guò)氧化氫酶都能加速H2O2的分解（2H2O2→2H2O

+O2）每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl

3溶液中的Fe3+數(shù)大約相當(dāng)于每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液中的過(guò)氧化氫酶的25萬(wàn)倍。方法步驟：12341.取四支干凈試管；編號(hào);分別加入

2mL過(guò)氧化氫溶液。2.將2號(hào)試管放在90OC的水浴中，并與1號(hào)試管比較氣泡情況。3.分別向3號(hào)、4號(hào)試管加入一滴FeCl3溶液和肝臟研磨液觀察并比較氣泡產(chǎn)生的情況。4.將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放到3、4號(hào)試管內(nèi)液面的上方，觀察衛(wèi)生香的燃燒情況。討論：1.2號(hào)試管放出了少量的氣泡，這說(shuō)明了什么？加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率。2.3、4號(hào)試管未經(jīng)加熱也產(chǎn)生了大量的氣泡，其原因是？

FeCl3

溶液中的Fe3+和肝臟研磨液中的過(guò)氧化氫酶都能加快過(guò)氧化氫的分解。3.3、4號(hào)試管比較，4號(hào)試管放出的氣泡更多，這說(shuō)明了什么問(wèn)題？過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率要高得多。細(xì)胞內(nèi)之所以能在常溫常壓的條件下順利地進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)，必須有酶的催化作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

酶是種生物催化劑，能加速細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)的進(jìn)行，且比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率要高得多。實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)——控制變量變量自變量因變量人為改變的變量對(duì)照實(shí)驗(yàn):隨自變量的變化而變化的變量在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中一般都要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，而且只能有一個(gè)自變量，其它條件都必需始終保持相同（實(shí)驗(yàn)的單一性原則）。除一個(gè)因素以外,其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。問(wèn)題思考：1.加熱為什么能加快反應(yīng)速度？2.無(wú)機(jī)催化劑和酶為什么能加快反應(yīng)速度？3.酶為什么比無(wú)機(jī)催化劑的催化效率更高？加熱為反應(yīng)物提供了能量，使反應(yīng)物分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S狀態(tài)。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。無(wú)機(jī)催化劑和酶都能降低反應(yīng)物的活化能，從而加快反應(yīng)速度。（閱讀教材80頁(yè)）酶降低活化能的作用比無(wú)機(jī)催化劑更加顯著，因而催化效率更高。在20OC測(cè)得過(guò)氧化氫分解的活化能條件活化能/kj.mol-1沒(méi)有催化劑催化75用膠態(tài)鉑催化54用過(guò)氧化氫酶催化29閱讀教材81頁(yè)“資料分析”，討論下列問(wèn)題：1.巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？2.巴斯德和李比希之間的爭(zhēng)論原因是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)有什么作用？3.從比希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？4.薩拉姆成功的主要原因是什么？5.請(qǐng)給酶下一個(gè)叫完整的定義。什么是酶，其化學(xué)本質(zhì)是什么？1.巴斯德和李比希的觀點(diǎn)各有什么積極意義？各有什么局限性？

巴斯基認(rèn)為發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)是合理的，但認(rèn)為發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞而不是細(xì)胞中的某些物質(zhì)的作用是不正確的。李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)是合理的，但是認(rèn)為這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才發(fā)揮作用是不正確的。

2.巴斯德和李比希之間的爭(zhēng)論原因是什么？這一爭(zhēng)論對(duì)后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)有什么作用？

巴斯基是微生物學(xué)家，特別強(qiáng)調(diào)生物體或細(xì)胞的作用;李比希是化學(xué)家，傾向于從化學(xué)的角度考慮問(wèn)題。他們的爭(zhēng)論促使后人把對(duì)酶的研究的目標(biāo)集中在他們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)上，使科學(xué)研究更加有的放矢。3.從比希納的實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論？4.薩拉姆成功的主要原因是什么？

細(xì)胞中的某些物質(zhì)在細(xì)胞外象細(xì)胞內(nèi)一樣繼續(xù)起催化作用。

堅(jiān)持不懈、百折不撓的科學(xué)精神。成功屬于不畏艱苦的人。5.請(qǐng)給酶下一個(gè)叫完整的定義。酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化作用的有機(jī)物（絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA）。小結(jié)1、對(duì)照實(shí)驗(yàn)中要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，必需控制一個(gè)變量。2、酶能降低反應(yīng)物的活化能而大大的加快了反應(yīng)速度。3、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化作用的有機(jī)物（絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA）。第二講

在催化過(guò)氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)中，過(guò)氧化氫酶比Fe3+的催化效率更高，這說(shuō)明了酶的催化作用具有

高效性。問(wèn)題回顧Ⅰ：

請(qǐng)回憶FeCl3和過(guò)氧化氫酶催化過(guò)氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明的問(wèn)題是什么？三、酶的特性

至少要有蛋白酶和肽酶的參與；因?yàn)榈鞍酌钢荒軌蚴沟鞍踪|(zhì)水解成多肽，多肽必需在腸肽酶的作用下才能水解成氨基酸。由此說(shuō)明了酶的催化作用具有

專一性。問(wèn)題回顧Ⅱ：

要使蛋白質(zhì)水解成氨基酸，必需至少有哪些酶的參與？為什么？由此所說(shuō)明的問(wèn)題是？鎖和鑰匙關(guān)系

2號(hào)試管的藍(lán)色退去（淀粉酶恢復(fù)活性），1號(hào)試管藍(lán)色不變。如果再將2、3號(hào)試管放到60OC的水浴中保溫一段時(shí)間，2支試管的顏色有何變化？請(qǐng)分析其原因?qū)嶒?yàn)結(jié)果探討Ⅰ：

酶的催化作用都有一個(gè)最適溫度，高于或低于這個(gè)最適溫度，酶的活性都會(huì)受到影響。低溫抑制了酶的活性，高溫則破壞了酶的結(jié)構(gòu)，使酶喪失活性。t/oC最適溫度酶活性受溫度影響動(dòng)物體內(nèi)酶的最適溫度一般在35~40oC，植物體內(nèi)酶的最適溫度一般在40~50oC之間。結(jié)論：酶的催化作用受溫度的影響如果再將2、3號(hào)試管的pH調(diào)至到7，2支試管的顏色有何變化？并請(qǐng)分析其原因?qū)嶒?yàn)結(jié)果探討Ⅱ：

2、3號(hào)試管仍為藍(lán)色（唾液淀粉酶未能恢復(fù)活性）。

酶的催化作用都有一個(gè)最適PH，高于或低于這個(gè)最適PH，酶的活性都會(huì)受到影響。

pH最適pH酶活性受pH影響

強(qiáng)酸強(qiáng)堿都會(huì)破壞了酶的結(jié)構(gòu)（酶蛋白變性），使酶喪失活性。

不同酶的最適pH不同，胃蛋白酶的最適pH為1.5，唾液淀粉酶接近中性，腸液中的消化酶的最適pH為8左右。結(jié)論：酶的催化作用受pH的影響小結(jié)1、酶具有高效型和專一性。在最適溫度（pH）范圍內(nèi)，隨溫度（pH）的升高，酶的活性增強(qiáng)；超過(guò)最適溫度（pH），隨溫度（pH）的升高，酶的活性降低乃至喪失（高溫和強(qiáng)酸強(qiáng)堿都可使酶蛋白變性而喪失活性）。

3、影響酶作用的因素還有：①酶濃度、②底物濃度、③酶的激活劑和抑制劑。2、酶的催化作用受溫度和pH的影響。1、酶的概念2、酶的作用機(jī)理3、酶的特性4、影響酶促反應(yīng)的因素5、酶與激素的關(guān)系考查酶的作用和本質(zhì)關(guān)于酶的特性，下列表述中錯(cuò)誤的是（）A．酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物

B．化學(xué)反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變C．酶的催化效率很高，但易受溫度和酸堿度影響D．一旦離開(kāi)活細(xì)胞，酶就失去催化能力【答案】D考查酶的特性下列A、B、C三圖依次表示酶濃度一定時(shí)，反應(yīng)速度和濃度、溫度、pH的關(guān)系，請(qǐng)回答：

C

（1）圖A中反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí)，反應(yīng)速度不再上升，其原因是（2）圖B中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度稱（3）圖B中a點(diǎn)到b點(diǎn)的曲線急劇下降，其原因是受反應(yīng)液中酶濃度的抑制。酶反應(yīng)的最適溫度。溫度升高，使酶活性下降。影響酶的因素右圖為某酶在不同溫度下反應(yīng)曲線和時(shí)間的關(guān)系，從圖中不能獲得的信息是（）A．酶反應(yīng)的最適溫度B．酶因熱而失活C．酶反應(yīng)生成物量與時(shí)間的關(guān)系D．酶反應(yīng)速度和酶量的關(guān)系【答案】D課堂練習(xí)1.下列關(guān)于酶的化學(xué)成分的敘述，哪一項(xiàng)是不正確的（）

A.一般地說(shuō)，酶的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)

B.酶是由蛋白質(zhì)和核酸組成的

C.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNAD.淀粉酶和過(guò)氧化氫酶都是蛋白質(zhì)B2.下列關(guān)于生物體內(nèi)酶的正確敘述是（）①是由有分泌功能的細(xì)胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的在體內(nèi)合成③凡是活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶④絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)⑤有的酶是蛋白質(zhì)，有的酶是脂質(zhì)等其它有機(jī)物⑥酶在代謝中有多種功能⑦酶在新陳代謝中起調(diào)控作用⑧酶只有催化作用

A.①②⑤B.②③⑦C.③④⑧D.④⑤⑥C3.將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量水混合裝入一容器內(nèi)，調(diào)pH至2，保存37OC的水浴鍋內(nèi)，過(guò)一段時(shí)間后，容器剩余的物質(zhì)是（）

A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水

B.唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水

C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水

D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水A4.關(guān)于蛋白酶的敘述，不正確的是（）A．蛋白酶是蛋白質(zhì) B．蛋白酶可以作為藥品治療某些疾病C．蛋白酶可以水解所有的肽鍵 D．利用酶工程可以提高蛋白酶的穩(wěn)定性【答案】C5.右圖表示某有機(jī)物加入催化劑后，置于0OC到80OC環(huán)境中，有機(jī)物的分解總量與溫度的關(guān)圖。根據(jù)該圖判斷，如果把這些物質(zhì)置于80OC到0OC的環(huán)境中處理，其有機(jī)物分解總量與溫度的關(guān)系圖應(yīng)為（）B

ABCD

6.在一個(gè)合成連鎖反應(yīng)中：如果E4酶失效，在這種情況下，要使細(xì)菌能正常生長(zhǎng)，我們至少要向培養(yǎng)基中加入的物質(zhì)是（）

A.XB.AC.X和CD.YDXE1AE2BCYE3E