資源簡(jiǎn)介

2023屆高考生物一輪復(fù)習(xí)專題 酶與ATP
（2019新人教版必修一第五章第一節(jié)、第二節(jié)）
高頻考點(diǎn)
1.酶的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)
2.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及合成與水解
3.消耗ATP的過程
命題特征
近幾年命題中，常以某種具體的酶為載體考察自變量和因變量的關(guān)系；關(guān)于ATP的相關(guān)知識(shí)的考察，側(cè)重與與光合作用、呼吸作用及物質(zhì)跨膜運(yùn)輸知識(shí)的有機(jī)聯(lián)系。
ATP與其他知識(shí)的橫向聯(lián)系，多以選擇題形式呈現(xiàn)，與酶有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)可以命制為大的實(shí)驗(yàn)題，還要注意高中生物教材中涉及具體酶的名稱和作用。
基礎(chǔ)知識(shí)梳理
考點(diǎn)一 酶的本質(zhì)、作用和特征
一、細(xì)胞代謝的概念
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
二、酶的本質(zhì)和作用
（1）概念：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物
（2）本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA
（3）合成原料：氨基酸或核糖核苷酸。
（4）合成場(chǎng)所：核糖體、細(xì)胞核等。
（5）來(lái)源：一般活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶。
（6）功能：具有生物催化作用。
（7）作用原理：降低反應(yīng)的活化能。
三、活化能的概念
（1）概念：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。
（2）酶的作用原理：
四、酶的特性
1.酶的高效性：
與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用更顯著，催化效率更高。
1點(diǎn)處為加入酶
2點(diǎn)處為加入無(wú)機(jī)催化劑
3點(diǎn)處為未加催化劑
[1]與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高
[2]通過1、2對(duì)比可以得出酶催化具有高效性；
通過1、3對(duì)比可以得出酶具有催化作用。
2.酶的專一性
每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)
物理模型——“鎖和鑰匙學(xué)說”（圖中A表示酶）
在某個(gè)反應(yīng)中。向反應(yīng)物種加入某A酶，反應(yīng)速率較未加酶時(shí)的變化明顯加快，說明酶A能催化該反應(yīng)
在這個(gè)反應(yīng)中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時(shí)相同，說明酶B不能催化該反應(yīng)。
3.酶的作用條件溫和
[1]含義：酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在溫和的條件下進(jìn)行的
[2]曲線
根據(jù)曲線分析
{1}在最適溫度（pH）時(shí)，酶沉淀催化作用最強(qiáng)，高于或低于最適溫度（pH）時(shí)，酶的催化作用將漸弱。
{2}在一定溫度（pH）范圍內(nèi)，隨溫度（pH）的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍，酶的催化作用將漸弱。
{3}過酸、過堿、高溫都會(huì)時(shí)酶的變形失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。
{4}反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。
4.影響酶促反應(yīng)的條件
{1}酶濃度的影響
在有足夠底物而又不受其他因素影響的情況下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。
{2}反應(yīng)物濃度的影響：
其他條件一定且適宜，在反應(yīng)物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨反應(yīng)反應(yīng)物濃度的增加而加快，當(dāng)反應(yīng)物濃度達(dá)到一定程度時(shí)，所有的酶都參與催化反應(yīng)，反應(yīng)速率達(dá)到最大，此時(shí)即使再增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率都不會(huì)加快。
{3}溫度影響：
每種酶均有其催化作用的最適溫度，此溫度下，酶活性最強(qiáng)；低溫會(huì)抑制酶活性，酶分子空間結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化；溫度過高會(huì)破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)。
{4}pH影響
不同酶，其最適pH不同，如胃蛋白酶的最適pH為1.5，而胰蛋白酶的最適pH值則接近8.0.過酸、過堿均會(huì)破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)。
{5}綜合影響
圖中顯示，不同pH條件下，堿最適溫度不變；不同溫度下，酶最適pH也不變。即反應(yīng)溶液的pH（溫度）的變化不影響酶催化作用的最適溫度。
易錯(cuò)易混
1.酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的產(chǎn)物。
2.從酶的化學(xué)本質(zhì)上講，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。在高中教材中常見的一些酶（如淀粉酶、蛋白酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶）若無(wú)特殊說明，其本質(zhì)都是蛋白質(zhì)。
3.若題中信息中告知某催化功能的物質(zhì)經(jīng)蛋白酶處理后“喪失活性”，則該酶為蛋白質(zhì)；仍具有活性，則該酶為RNA。
4.酶只能催化熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)。
5.酶通過監(jiān)督減低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
6.在反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量將保持不變。
7.用加熱的方法不能減低活化能，但會(huì)提供能量。
8.酶時(shí)活細(xì)胞產(chǎn)生的，但并不是所用活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶（如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞就不能產(chǎn)生酶）。
9.酶來(lái)源于活細(xì)胞，但發(fā)揮作用的場(chǎng)所可以是細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外和生物體外。
10.生物體內(nèi)的酶是生物自身合成，不能從食物中獲得。
11.酶只起催化作用，沒有調(diào)節(jié)功能。
12.酶只提高化學(xué)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)平衡的位置。
13.用加熱的方法不能減低活化能，但會(huì)提供能量。
14.酶、載體蛋白、tRNA等在活細(xì)胞中能多次發(fā)揮作用，而激素、神經(jīng)遞質(zhì)等發(fā)揮作用后一般會(huì)被滅活。
考點(diǎn)二 細(xì)胞的能量“通貨”—— ATP
一、ATP的結(jié)構(gòu)
1.元素組成：
C、H、O、N、P
2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
A—P~P~P
3.化學(xué)組成
1分子腺苷和3分子磷酸
ATP分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵在有關(guān)酶的作用下容易斷開并伴隨著能量的釋放。
二、ATP的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用
1.ATP和ADP的轉(zhuǎn)化
（1）所需酶：ATP水解酶、ATP合成酶
（2）反應(yīng)式：
（3）合成過程：光合作用、細(xì)胞呼吸
（4）場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體
（5）利用：主動(dòng)運(yùn)輸、發(fā)光發(fā)電、肌肉收縮、物質(zhì)合成、大腦思考等。
植物可以通過光合作用和呼吸作用形成ATP，而動(dòng)物細(xì)胞只能通過細(xì)胞呼吸作用形成ATP。
2.ATP的應(yīng)用
植物光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP專用于暗反應(yīng)，不用于其他生命活動(dòng)；植物或動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP才能用于多種生命活動(dòng)。
易錯(cuò)易混
1.生命活動(dòng)所需要的直接來(lái)源是ATP（但不是唯一來(lái)源），主要來(lái)源是糖類（不是脂肪），最終來(lái)源是太陽(yáng)能。
2.產(chǎn)生ATP的生理過程包括有氧呼吸三個(gè)階段、無(wú)氧呼吸第一階段、光反應(yīng)階段。
3.消耗ATP的生理過程包括主動(dòng)運(yùn)輸，胞吞，胞吐，暗反應(yīng)即線粒體、葉綠體和細(xì)胞核中的DNA復(fù)制，轉(zhuǎn)錄，翻譯及核糖體中合成蛋白等。
4.ATP是一種高能磷酸化合物，是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不能將二者等同起來(lái)。
5.ATP轉(zhuǎn)化為ADP也需要消耗水
ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱“ATP的水解反應(yīng)”這一過程需酶的催化，同時(shí)也需要消耗水。凡是大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等）的水解都需要消耗水。
6.誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量的ATP
生命活動(dòng)需要消耗大量能量，但細(xì)胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用，只要提供能量（光能或化學(xué)能）生物體就可不斷合成ATP，滿足生物體的需要。
7.對(duì)細(xì)胞的正常生活來(lái)說，ATP和ADP的這種相互轉(zhuǎn)化，是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
8.細(xì)胞內(nèi)ADP和ATP的相互轉(zhuǎn)化的這種能量供應(yīng)機(jī)制，是生物界的共性。
9.ADP和ATP的轉(zhuǎn)化是不可逆反應(yīng)（物質(zhì)是可逆的能量是不可逆的）。
10.細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、RNA等大分子物質(zhì)的合成是吸能反應(yīng)，需要消耗ATP提供的能量。
11.合成ATP的場(chǎng)所：
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體；
動(dòng)物細(xì)胞：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體；
葉肉細(xì)胞：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體；
根尖細(xì)胞：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
12.分解ATP的場(chǎng)所：
生物體內(nèi)需能部位，如細(xì)胞膜、葉綠體基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞核等。
13.生命活動(dòng)需要消耗大量，但細(xì)胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重復(fù)利用，只要提供能量（光能或化學(xué)能），生物體就可不斷合成ATP，滿足生物體的需要，因此不能誤認(rèn)為細(xì)胞中含有大量ATP，活細(xì)胞中ATP/ADP≈1
歸納提升
細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的生理過程
轉(zhuǎn)化場(chǎng)所 常見的生理過程
細(xì)胞膜 消耗ATP：主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段
葉綠體 產(chǎn)生ATP：光反應(yīng) 消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等
線粒體 產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等
核糖體 消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成
細(xì)胞核 消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等
分析酶促反應(yīng)曲線
利用數(shù)學(xué)模型法觀察同一曲線的升、降或平的變化，掌握變量變化的生物學(xué)意義。如在分析影響酶促反應(yīng)的因素時(shí)，一般情況下，生成物的量未達(dá)到飽和時(shí)，限制因素是橫坐標(biāo)所表示的因素，當(dāng)達(dá)到飽和時(shí)，限制因素是除橫坐標(biāo)所表示的因素之外的其他因素。
規(guī)避ATP的四個(gè)誤區(qū)
1.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化不可逆。從物質(zhì)方面來(lái)看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、能量方面來(lái)看是不可逆的。
2.ATP是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不可等同于能量。ATP是一種高能磷酸化合物，高能磷酸鍵水解時(shí)能夠釋放出高達(dá)30.54kJ/mol的能量。
3.細(xì)胞中ATP的含量是很少的，轉(zhuǎn)化非常迅速及時(shí)。無(wú)論是飽食還是饑餓，ATP與ADP含量都保持動(dòng)態(tài)平衡。
4.ATP轉(zhuǎn)化為ADP又稱為“ATP的水解的反應(yīng)”，這一過程需要ATP水解酶的催化，同時(shí)也需要消耗水。蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。

展開更多......

收起↑