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1、 3—1　酶和ATP 自助式復習板塊 知識搜索 一、酶的發(fā)現(xiàn) 1.1773年，意大利科學家斯帕蘭札尼設計了一個巧妙的實驗，該實驗可以說明胃液具有_______消化作用。 答案：化學性 2.1836年，德國科學家施旺從胃液中提取了消化_______的物質(zhì)，后來知道，這就是_______。 答案：蛋白質(zhì)　胃蛋白酶 3.1926年，美國科學家薩姆納從刀豆中提取了_______結(jié)晶，并證實其成分是_______。 答案：脲酶　蛋白質(zhì) 4.20世紀30年代，科學家們相繼提取出了多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，并指出有_______。80年代以來，美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)___

2、____也具有催化作用。 答案：生物催化作用　RNA 5.酶是_______細胞產(chǎn)生的一類具有_______的_______。 答案：活　生物催化作用　有機物 二、酶的特性 酶與無機催化劑相比，具有的特點是_______、_______、_______。 答案：高效性　專一性　需要適宜的條件 三、新陳代謝與ATP 1.新陳代謝所需能量的直接來源是_______。 答案：ATP 2.ATP是_______的英文縮寫符號，它是活細胞內(nèi)普遍存在的一種_______化合物。 答案：三磷酸腺苷　高能磷酸 3.高能磷酸化合物是指化合物水解時釋放的

3、能量在_______kJ/mol（千焦每摩）以上的磷酸化合物。而ATP水解時釋放的能量高達_______kJ/mol。 答案：20.92　30.54 4.ATP的結(jié)構(gòu)簡式是_______。其中，A代表_______，P代表_______，～代表_______，叫做_______。 答案：A—P～P～P　腺苷　磷酸基團　一種特殊的化學鍵　高能磷酸鍵 5.對于植物而言，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時能量來自于_______和_______，對于動物而言，能量來自于_______。對于生物體而言，體內(nèi)的ATP含量不是很多，時刻不停地進行著ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，滿足生命活動的需要，所以我們把A

4、TP稱之為“_______”。 答案：光合作用　呼吸作用　呼吸作用　能量貨幣 探究歸納 要點1　酶的概念 【例1】 人體內(nèi)能消化脂肪酶的物質(zhì)的化學本質(zhì)是(　　) A.脂肪 B.蛋白質(zhì) C.RNA D.RNA或蛋白質(zhì) 解析：生物體內(nèi)的酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，其中人體內(nèi)各種消化酶基本上是蛋白質(zhì)。 答案：B 歸納與遷移 1.酶的概念：酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。具有酶活性的蛋白分子分為簡單蛋白質(zhì)類和結(jié)合蛋白質(zhì)類。簡單蛋白質(zhì)類的酶只由蛋白質(zhì)組成，不含任何其他物質(zhì)，如胃蛋白酶。結(jié)合蛋白質(zhì)類的酶由蛋白質(zhì)和輔因

5、子組成，如乳酸脫氫酶、轉(zhuǎn)氨酶等。組成這類酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白，輔因子部分叫做輔酶或輔基。輔酶和輔基并沒有什么本質(zhì)上的差別，只是它們與蛋白質(zhì)部分結(jié)合的牢固程度不同而已。通常把那些與酶蛋白結(jié)合得比較松的，用透析法可以除去的小分子有機物叫輔酶。把那些與酶蛋白結(jié)合得比較緊的，用透析法不容易除去的小分子物質(zhì)叫輔基。酶蛋白與輔因子單獨存在時都沒有催化活力，只有兩者結(jié)合在一起時，才能起到酶的催化作用。完整的酶分子稱為全酶。 2.內(nèi)涵：酶是活細胞產(chǎn)生的，也就是說，只要具有細胞結(jié)構(gòu)，只要細胞是有生命的，就能產(chǎn)生酶，病毒本身不能產(chǎn)生酶。而且酶是具有生物催化作用的有機物。 3.外延：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)

6、為RNA，因而酶的合成受到基因的控制。有些酶在細胞內(nèi)起作用，稱之為胞內(nèi)酶，如與有氧呼吸有關的酶，與蛋白質(zhì)合成有關的酶等；有些酶在細胞外起作用，稱之為胞外酶，如消化酶等。 4.功能：生物催化——能改變化學反應的速率，但反應前后本身化學性質(zhì)不發(fā)生變化。與普通化學催化劑相比，容易受外界因素的影響，酶的活性降低，催化效率下降。 要點2　酶的特性 【例2】 2004江蘇高考 酶是活細胞產(chǎn)生的。下列關于酶的論述錯誤的是(　　) A.有些酶是核酸 B.酶的數(shù)量因參與化學反應而減少 C.酶的活性與pH有關 D.酶的催化效率很高 解析：本題考查了酶的性質(zhì)。酶是細胞產(chǎn)生的一類具有

7、生物催化作用的有機物，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。酶既具有無機催化劑的特點，又具有本身的特性：高效性和專一性，并且需要適宜的條件（溫度、pH）。 答案：B 歸納與遷移 酶的特性 （1）具有催化劑的一般特性 ①在催化某一反應時，與其他一般無機催化劑一樣，能顯著降低反應的活化能，提高反應速率，縮短達到平衡的時間，但并不改變反應的方向和平衡常數(shù)。 ②反應前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。 (2)具有一般催化劑所不具備的以下特性 ①高效性：酶的高效性是指與無機催化劑相比較，酶的催化效率要高出很多，一般要高出107～1013倍。失去了比較的對象也就無所謂高效性，如細胞中的

8、過氧化氫酶催化過氧化氫分解為水和氧，這個過程也能被Fe3＋所催化，但過氧化氫酶催化的效率比Fe3＋催化的效率高得多。 ②專一性：酶的專一性是指每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學反應。酶對底物的專一性要求很高，有時甚至只催化一種底物的反應。如淀粉酶只能催化淀粉分解成麥芽糖而不能催化麥芽糖分解成葡萄糖。酶的專一性與酶是蛋白質(zhì)有關，每種蛋白質(zhì)都有特定的空間結(jié)構(gòu)，酶催化反應時，酶蛋白分子首先與底物分子結(jié)合，但酶分子與底物分子能否結(jié)合，取決于酶分子的活性部位與底物分子在空間構(gòu)象上是否對應，或經(jīng)底物誘導后能否與底物分子結(jié)合，如圖3-1-1。酶與底物分子結(jié)合時，底物能誘導酶分子的構(gòu)象發(fā)生變化，使

9、酶分子能與底物很好地結(jié)合形成酶—底物的復合物，從而發(fā)生催化作用。 圖3-1-1 ③酶需要適宜的環(huán)境條件：酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)要受溫度和pH值的影響。適宜的溫度和pH是維持酶正常功能所必需的。 (3)酶催化活性的研究 ①酶催化活性的表示方法：酶催化活性的強弱以單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量來表示。 ②研究影響酶作用的因素與方法：研究某一因素對酶促反應速率的影響時，應在保持其他因素不變的情況下，單獨改變研究的因素，即單一變量原則，如研究溫度對酶活性的影響時，除溫度為實驗變量外，其他實驗因素都應控制相同。 另外，在設計實驗研究影響酶活性的因素時，還

10、應設計對照實驗。 要點3　影響酶活性的因素 圖3-1-2 【例3】 2005上海高考 圖3-1-2為某酶在不同溫度下反應曲線和時間的關系，從圖中不能獲得的信息是(　　) A.酶反應的最適溫度 B.酶因熱而失活 C.酶反應生成物量與時間的關系 D.酶反應速度和酶量的關系 解析：此曲線圖表示酶促反應中，生成物量與時間和溫度關系曲線圖，因此酶反應最適溫度（40 ℃），酶因熱而失活（70 ℃），酶反應生成物量與時間的關系等，都可以從圖中獲得。 答案：D 歸納與遷移 影響酶活性的因素 (1)酶的催化活性的表示方法 酶的催化活性的強弱以單位時間內(nèi)(每分鐘)底物

11、減少量或產(chǎn)物生成量來表示。 (2)研究影響酶作用的因素的方法 研究某一因素對酶反應速率的影響時，應在保持其他因素不變的情況下，單獨改變研究的因素。 (3)影響酶作用的因素 影響酶促反應的因素常有酶的濃度、溫度、pH、底物濃度、時間、抑制劑、激活劑等。其變化規(guī)律有以下特點： 圖3-1-3　酶的濃度對酶促反應的影響 ①酶濃度對酶促反應的影響：在底物足夠，其他條件固定的條件下，反應系統(tǒng)中不含有抑制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時，酶促反應的速率與酶濃度成正比，如圖3-1-3所示。 ②溫度對酶的影響：酶促反應的正常進行需要適宜的溫度。在最適溫度條件下，酶的催化能力最

12、高。溫度對酶催化能力的影響可用如圖3-1-4所示的曲線表示。溫度對酶催化能力的影響在最適溫度兩側(cè)的曲線是不對稱的。其原因是低溫不破壞蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，只是酶的催化能力下降；高溫會導致蛋白質(zhì)分子發(fā)生熱變性，而蛋白質(zhì)的變性是不可逆的，酶蛋白變性后酶的功能就會完全喪失。不同的酶需要的最適溫度是不同的，有比較大的差異。一般來講，在人體內(nèi)酶的最適溫度為37 ℃，對變溫動物來說，體內(nèi)酶的最適溫度相對低一些。對植物來說，分布在高緯度地區(qū)的植物，其體內(nèi)酶的最適溫度較低，分布在低緯度地區(qū)的植物，體內(nèi)酶的最適溫度高一些。 圖3-1-4 ③pH對酶的影響：酶促反應的正常進行需要適宜的pH。在適宜的pH條件

13、下，酶的催化能力最高。pH對酶催化能力的影響可用如圖315所示的曲線表示。在最適pH兩側(cè)的曲線基本是對稱的，pH過高或過低也會使蛋白質(zhì)變性，當?shù)鞍踪|(zhì)變性后，酶也就完全喪失了催化的能力。不同的酶需要的最適溫度是不同的，如人胃液中的胃蛋白質(zhì)的最適pH為1.8左右，唾液淀粉酶的最適pH為7左右，溶酶體中酶的最適pH為5左右。 圖3-1-5 酶的催化能力與時間的關系：即使在最適溫度和pH值的條件下，酶的催化能力也不是一成不變的，酶在“工作”了一段時間后會發(fā)生“鈍化”現(xiàn)象，即催化能力開始下降，最后失去催化能力，如圖3-1-6曲線所示。這些嚴重鈍化或失去催化能力的酶在細胞中水解酶的作用下會被分解

14、成氨基酸，氨基酸可以再度合成蛋白質(zhì)。 圖3-1-6 插入圖片B45；Z3mm 酶促反應速率與底物濃度的關系：在酶量一定的條件下，在一定范圍內(nèi)會隨著底物濃度的增加，反應速率也增加，但達到一定濃度后酶促反應的速率也就不再增加了，其原因是酶飽和了，如圖317曲線所示。 圖3-1-7 要點4　ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化 【例4】 ADP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP需要(　　) A.Pi、酶、腺苷和能量 B.Pi、能量 C.能量、腺苷和酶 D.Pi、能量和酶 解析：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)變的反應式與能量代謝有密切關系，應該熟練掌握。ADP轉(zhuǎn)變成ATP的過程中，需要

15、能量，從物質(zhì)上看需要磷酸(Pi)，由于生物體內(nèi)的各種反應都需要生物催化劑——酶來參加，所以在這個轉(zhuǎn)變過程中，需要能量、酶和Pi。 答案：D 歸納與遷移 　　在反應式中，包含著物質(zhì)和能量兩個方面的變化，其中物質(zhì)變化是可逆的，而能量變化是不可逆的，因為合成ATP所需的能量并不是ATP水解時放出的能量。被ADP捕獲用來合成ATP的能量來源在動、植物細胞中有所不同。在植物細胞中，可通過呼吸作用和光合作用(光反應階段)合成ATP，而ATP水解后釋放的能量用于各項生命活動，如細胞分裂、植株生長、礦質(zhì)元素吸收、新物質(zhì)的合成等。在動物細胞中，亦可通過呼吸作用合成ATP。動物細胞中ATP水解后釋放的能

16、量用于動物的各項生命活動。由此可見，在ADP～ATP的循環(huán)中，物質(zhì)是可逆的，而能量是不可逆的。 汗老師講方法 復習時要注意酶與蛋白質(zhì)、新陳代謝過程、基因和性狀等之間的關系，注意在反應前后酶的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不變。影響酶反應速率的主要因素有反應物濃度、pH、溫度、酶濃度、激活劑及抑制劑，其中Cl-可提高唾液淀粉酶的催化效率，有些藥劑是作為抑制劑來抑制酶的催化作用，進而影響細菌等病原體的代謝甚至生命的。 注意ATP是生命活動所需能量的直接供給者，而糖類是能量的主要供給者，脂肪是能量的儲存者。當生命消耗能量，用掉大量脂肪時，還可消耗蛋白質(zhì)等高分子或大分子有機物作為能量的供給者。另外，當生物

17、體內(nèi)ATP含量下降時，經(jīng)常由磷酸肌酸等高能化合物提供能量，使ADP轉(zhuǎn)化為ATP，這樣生物體內(nèi)ATP保持一個較小的、但穩(wěn)定的含量。整個生命體供能順序大致如下：ATP（磷酸肌酸）、單糖、二糖或多糖、脂肪、蛋白質(zhì)等有機物。ATP主要在線粒體中產(chǎn)生，也可在細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體內(nèi)基粒片層、細菌的細胞膜上產(chǎn)生。細胞內(nèi)線粒體多，意味著ATP亦多。 絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，其基本單位是氨基酸，基本元素是C、H、O、N，還有S、P、Fe等元素，生物體內(nèi)絕大多數(shù)反應需酶催化，這樣保證了生命活動高效、專一、迅速、有序地進行?；驔Q定酶的分子結(jié)構(gòu)，有相關計算。 ATP與核糖核苷酸結(jié)構(gòu)相似，含有C、H、O、N、P元素

18、，其中遠離腺苷的高能磷酸鍵易斷裂，生成磷酸等物質(zhì)。磷酸、氨基酸都會涉及一些反應，包括中和反應，注意其中的化學計算。當ATP水解形成AMP時，AMP又可作為合成RNA的原料。 天星教育網(wǎng)() 版權(quán)所有 天星教育網(wǎng)() 版權(quán)所有 天星教育網(wǎng)() 版權(quán)所有 T 天星版權(quán) 天星om 權(quán) 天星教育網(wǎng)() 版權(quán)所有 tesoon 天星om 權(quán) 天星om 權(quán) T 天星版權(quán) tesoon tesoon tesoon 天星 本卷第6頁（共6頁）