第3讲 酶和ATP
★ [最新考纲]
1．酶在代谢中的作用(Ⅱ)；2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。
精读教材——记一记
1．Fe和过氧化氢酶促使H2O2分解，但它们并未供给H2O2能量，而是降低了H2O2分解反应的活化能。(P80正文上部)
2．酸既能催化蛋白质水解，又能催化脂肪和淀粉水解。(P83右边学科交叉)
3．建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。原因：温度(高温)本身会影响过氧化氢自然分解的速度；酸本身也可以作为无机催化剂催化淀粉的水解。(P84实验)
4．图5—3,5—4中，只有低温时曲线和横轴不相交，即酶的结构未改变，活性降低而已。(P85图)
5．酶为生活添姿彩
(1)溶菌酶能溶解细菌的细胞壁而抗菌消炎，常与抗生素复合使用。
(2)加酶洗衣粉中的酶不是直接来自生物体，而是经过酶工程改造过的，稳定性更强。(P87
科学·技术·社会)
6．(1)ATP的组成元素有C、H、O、N、P。(P88相关信息)
(2)细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的(只是绝大多数，不是所有)。(P89正文)
7．吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。(P89正文下部)
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3＋
8．1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是1分子ATP水解所释放能量的94倍。(P90
思考与讨论)自我诊断——判一判
1．有关酶的正误判断
(1)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。(×)
(2)水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质含有羧基。(√) (3)滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率不涉及“降低化学反应活化能”的原理。(×) (4)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。(√) (5)(2018·全国Ⅱ卷，T3B)饥饿时，胰高血糖素水平升高，促进糖原分解，说明激素具有酶的催化活性。(×)
解析：激素不具有酶的催化特性。
(6)由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性。(×) 解析：酶在细胞内外均有催化活性。
(7)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。(×)
(8)发烧时，食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性。(×) 2．有关ATP的正误判断
(1)1个ATP分子中含有一个腺嘌呤和3个磷酸基团。(×) (2)在生物体的活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行。(×)
(3)ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸，而其合成所需能量由磷酸提供。(×) (4)细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体。(×)
(5)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。(×)
(6)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等。(×)
高频命题点1 酶在细胞代谢中的作用、曲线分析及实验探究
真题领航——目标方向导入高考
1．(2017·全国Ⅱ卷，3)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是( ) A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶 B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性 C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
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D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
解析：C [线粒体和叶绿体中也有合成DNA的酶，A错误；只要给于适宜的温度和pH，活细胞产生的酶在生物体外仍然有催化活性，B错误；向某些蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液后，可以降低蛋白质的溶解度，使蛋白质凝聚而从溶液中析出这种作用叫作盐析，可在胃蛋白酶的提取液中加浓(NH4)2SO4使蛋白质凝聚沉淀，C正确；酶在低温环境中保存，D错误。]
2．(2019·江苏卷，30)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。
材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：
(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有________(填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是__________________________________________________________。
(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示)，40 ℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热，观察试管内颜色变化。请继续以下分析：
①设置试管1作为对照，其主要目的是________________________________。 ②试管2中应加入的X是________的提取液。
③预测试管3中的颜色变化是________。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)，则最可能的原因是________________________________。
解析：本题以玉米籽粒发芽过程中物质含量变化为信息载体，考查考生验证简单生物学事实，对实验现象进行分析、解释得出正确结论的能力；通过实验设计与实验结果分析，体
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现了对科学探究素养中的方案探讨及结果分析要素的考查。(1)双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，且蛋白质含量越高紫色越深。该检测过程需使用试管，因对样液和试剂有使用量的要求，故还需用到量筒和滴管。(2)碘液遇淀粉变蓝，随种子发芽时间的延长，胚乳蓝色块状物变小，说明玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少。(3)为验证发芽过程中胚乳蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，可依据淀粉酶能催化淀粉水解的特点，利用发芽前与发芽中的种子提取液分别催化淀粉溶液，同时设置空白对照组和淀粉酶组进行对照。试管1为本实验的对照组。其作用是排除淀粉液中含有还原性糖。试管2、3添加的分别为发芽前玉米与发芽玉米的种子提取液，发芽玉米的提取液中有淀粉酶，预期试管3中应发生蓝色(刚加入斐林试剂)到砖红色的变化。试管4中理论上也应出现砖红色，但未出现预期结果，说明试管4加入的淀粉酶已失活。
答案：(1)双缩脲 ①②③ (2)碘液 玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少 (3)①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原性糖 ②发芽前玉米 ③蓝色→砖红色 淀粉酶已失活
知识拓展——培养学生文字表达能力及实验探究能力
1．酶具有专一性，某小组欲探究某种酶的专一性，请写出简要设计思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：探究酶的专一性常见的方案有两种，一是在相同底物的实验组中加入不同种类的酶，然后检测各组底物是否被分解；二是在不同种类的底物中加入等量相同种类的酶，然后观察各组底物是否被分解，从而得出结论。
2．酶都有适宜的温度和pH，如何设计实验探究某种酶的最适pH，请写出简要设计思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：设计实验时需设置一系列不同pH的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的pH最接近最适pH。
核心整合——掌握必备生物知识 1．有关酶的基础知识归纳(填表)
化学本质 合成原料 合成场所 绝大多数是蛋白质 氨基酸 核糖体 少数是①RNA 核糖核苷酸 细胞核(真核细胞) - 4 -
来源 作用场所 生理功能 作用原理 与无机催化剂 相同的性质 一般来说，活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶 细胞内、细胞外或生物体外均可 具有②催化作用 降低化学反应的③活化能 a.提高反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点 b.反应前后，酶的性质和数量不变 2.酶的本质和作用机理(填空)
(1)图1模型说明酶的化学本质是④蛋白质。
(2)图2模型中ac段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能；酶的作用原理是⑤降低化学反应所需的活化能。若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向⑥上移动。若改为加热的方法也会提高反应的速率，其原理是提供了化学反应所需的活化能。
3．酶的特性(填空)
(1)图1模型表示酶作用特点的⑦专一性。图中b表示⑧酶，c表示被催化的反应物。 (2)图2模型说明⑨酶A具有催化作用，而酶B不具有催化作用。体现了酶特性的专一性，即一种酶只能催化⑩一种或一类化学反应。
(3)图3中，与未加酶相比(c与a曲线对比)，酶具有?催化作用。与无机催化剂相比(c
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