3、ATP与ADP之间的相互转化：

ATP+H₂O　　　　 ADP+Pi+能量(物质可逆，能量不可逆)

2、ATP的生理功能：是为生物体的新陈代谢代谢过程直接提供能量(能量货币)。

1、ATP的结构简式：A-P-P-P(A代表腺苷，P代表磷酸基团，-代表高能磷酸键)。

(一)考试技巧在哪里

本讲内容比较基础，但实验问题很多，要求能通过实验现象分析实验或利用实验原理设计实验。

1．实验现象的分析一定要实事求是，尽可能联系已经学过的知识解释相关现象。

2．实验是生物学研究的最主要手段之一，对于实验设计现已纳入高考的考试要求中，如何进行实验：一定要了解实验的基本要求，如对变量的控制、对照实验的设置等。证明酶特性的实验可举例如[例4]。

[例3]

　　 在煮过的和没煮过的土豆片上分别滴几滴过氧化氢。在土豆片X上出现泡沫，在土豆片Y上没有泡沫，以下哪一项是正确的解释

　　 A．土豆片X是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物分解成单糖 　　 B．土豆片X是煮过的，因为在没煮过的土豆片中的酶使过氧化氢不起作用 　　 C．土豆片X是没煮过的，因为细胞中含有酶，促使H₂O₂的分解，但酶会在高温中失效

　　 D．土豆片X是没煮过的，因为过氧化氢分解土豆片中的酶

[解析]

　　 　本实验中实验现象明确，分析问题时可思考为什么在滴过氧化氢溶液时会冒泡：细胞内有过氧化氢酶，酶的特性是发挥作用需要常温条件，加热后使酶蛋白变性而失去活力，本例中过氧化氢酶将H₂O₂分解而出现气泡。

[答案] C

[例4]

　　 实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm³的正方体凝固蛋白块，试管均置于25 ℃室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：

(1)酶活性最强时的pH是_________。

(2)蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。

(3)请以2种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。

(4)在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_________。

(5)为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计?

[解析]

　　 本题不同于上例的是除对实验结果进行分析外，还需要对实验进一步完善，即需要实验设计。通过对实验数据分析可知道，蛋白块消失越快，酶的活性应当越强。为了加快实验进程，可对实验进行改进：酶的特性有高效性，在反应物浓度一定的条件下，酶量的增加对速度无大的影响，但若增大反应物与酶的接触面积，则相当于增加了反应物浓度，将加快反应速度；酶发挥催化效能需要一定的温度，有一个最适温度，模拟人体内的温度应为37℃，此时反应速度也会加快。所有实验要取得令人信服的结论，必须要有对照，这也是在实验设计过程中所必须考虑的。

[答案]

(1)2　

(2)酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短　

(3)方法Ⅰ：将温度由25℃提高至大约37℃。方法Ⅱ：将原题中正方体蛋白块处理得更小(如切成0.5×0.5×0.5=0.125 cm³)，这相当于消化道内进行的物理性消化　

(4)胃(小肠不可，因pH与题意不符)　

(5)另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将pH调得适当，但不加酶溶液

[延伸拓展]

　　 实验设计要遵循单因子变量原则，否则实验结果的解释缺乏科学性，逻辑上也是有漏洞的。

(二)考点例析

[例1]

　　 下列关于酶的叙述，不正确的是

　　 A．酶的催化效率很高　　　　　　　 　 B．酶大多数是蛋白质，少量是RNA

　　 C．酶只有在细胞内才具有催化功能　　 D．淀粉酶不能催化麦芽糖分解成葡萄糖

[解析]

　　 本题是对酶的基本性质的考查。酶是活细胞产生的具有催化能力的化学物质，具有三个特性。酶虽然是活细胞产生的，但酶不仅在细胞内具有催化作用，在细胞外的适宜环境中也同样具有催化作用，典型的如消化道内的消化酶作用。

[答案] C

[特别提示]

　　 对概念的理解一定要准确，虽然酶是活细胞产生的，但作用的部位却可以是多样的，联系实际分析可起到事半功倍的效果，消化道内的消化就是大家所熟悉的一个例子。

[同类变式一]

　　 下表是为了认识酶作用的特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验方法及结果，通过分析实验不能得出的结论是

A．酶的催化效率有高效性　　　 　　　 B．酶的催化条件有温和性

C．酶的催化对象有专一性　　　 　　　 D．高温会使酶失去活性

[解析]

　　 本题是以实验现象来分析酶的特征，在考试中比较常见。实验1是其它实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，实验4分析可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下有效。实验3与实验2比较说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要强。但整个实验不能得出酶有专一性的特点。

[答案] C

[特别提示]

　　 实验结果的分析一定要实事求是，不能以主观判断代替实验分析，否则实验本身就失去了意义，实验就成为一种形式。科学的价值在于通过具体的分析找到解决问题的途径或发现事实的真相。

[同类变式二]

　　 下图所示中的A、B、C三图依次表示酶的浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系.请根据图回答下列问题：

　 (1)图A中．反应物达到某一浓度时，反应速度不再上升，其原因是:__________

　 (2)图B中，a点所对应的温度称___________

　 (3)图B中。a点到b点曲线急剧下降，其原因是____________　

　 (4)将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20分钟后取出转入37℃的水浴锅中保温，两试管内反应分别为：甲______________；乙____________.

　 (5)图C表示了______________催化反应的速率变化曲线。

　　　　 A．唾液淀粉酶B．胃蛋白酶　　 　 C．胰蛋白酶　　 　 D．植物淀粉酶

[解析]

　　 本题要根据曲线对酶的性质作出判断，考查图文转化能力。(1)由于酶的浓度是一定的，酶的催化作用具有高效性，因此，在A图中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速度迅速上升。当反应物达到一定程度时，随着反应物浓度的增加，反应速度几乎不再增加。这是因为：酶虽然具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的．当所有的酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不再增加，这是受酶的浓度的影响(2)温度影响酶的催化效率：在一定范围内，酶的催化效率与温度成正相关，超过这个温度(最适温度)呈负相关。B图中，a点酶的催化效率最高，因此，它所对应的温度就是酶反应的最适温度。(3)从a点到b点曲线急剧下降，这是因为温度升高，酶的活性下降。(4)由于甲试管的温度较低，抑制了酶的活性，反应速度很慢，当转入37℃(酶反应的最适温度)的水浴锅中保温后，其反应速度会迅速增加。乙试管在75℃高温下，酶变性失活，当转入37℃的水浴锅中保温时，酶的活性不能再恢复，仍无催化反应。(5)酸碱度对酶活性的影响同温度对酶活性的影响基本一样，见图C。不同的酶其催化作用的最适PH是不同的。如胃蛋白酶是2左右；唾液淀粉酶是7，而胰蛋白酶是8-9。

[答案]

(1)受反应液中酶浓度的限制　 (2)酶反应的最适温度　 (3)温度升高使酶活性下降　

(4)速度加快　 无催化反应　　 (5)C

[例2]

　　 下列关于“ATP 　　ADP+P_i +能量”反应式的叙述．正确的是

　 A．反应式物质可逆，能量不可逆　 　　

　　 B．反应式能量可逆，物质不可逆

C．两者均可逆　　　　　　　　　　　

D．生物体内，ADP转变成ATP所需能量都来自呼吸作用

[解析]

　　 ATP与ADP的转变仅仅只是物质上的可逆，并不表示化学上的可逆反应．这是因为：(1)从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应。催化该反应的酶属于水解酶；而ATP的生成是一种合成反应，催化该反应的酶属合成酶，而酶具有专一性，因此反应条件不同。(2)从能量上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能、而合成ATP的能量主要有化学能和太阳光能。因此能量来源不同。(3)从ATP的合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP分解的场所较多。如细胞膜(主动运输消耗ATP)、叶绿体基质(暗反应中ATP放能、贮存在合成的有机物中)，细胞核(DNA的复制和RNA的合成耗能)等.　 因此其合成与分解的场所不完全相同.综上所述，．ATP与ADP相互转变的反应并不是简单的可逆反应.

[答案]A

[同类变式] 下图示意生命活动有关能源物质之间的联系，请分析回答

(1)生物细胞内主要的储能物质是图中的_________。

(2)当动物体内ATP不足时，会发生C的变化补充ATP(丙)，请写出生成ATP需要的条件____________。

(3)生物体内最终的能源物质是图中的___________，它表示_____________。

(4)图中三项生理活动的名称分别是：A__________，B_________D________.

[解析]

　　 本题的解答需要明确生物体内能量物质的转变过程与条件。核心是葡萄糖的形成与分解。由图分析，形成葡萄糖的途径为甲→丙→葡萄糖或乙→丙→葡萄糖，而题干已经提示C过程是补充形成ATP的途径，则乙应当是ADP和Pi，甲应为太阳能，通过光合作用将光能转变为化学能，它也是能量的最终来源。

[答案]

(1)多糖、脂肪 (2)ADP、Pi、酶、能量 (3)甲　 太阳光　

(4)光合作用光反应　 光合作用暗反应　　 呼吸作用

[延伸拓展]

　　 图象分析的关键之一是要明确关键点，这是解题的题眼，另外要正确应用已知条件，如本题中丙为ATP，可大大减少解题的障碍。

(一)本讲考什么

1．酶的发现与特性

(1)酶的发现：按时间顺序了解酶本质的研究历程及研究方法的精妙

(2)酶的特性：

2．ATP与能量

(1)ATP是生命活动的直接能量来源，但它在细胞内的含量并不高，因此细胞内ATP的形成与分解相当频繁。

(2)在ATP的形成与分解时都涉及到能量，但两者能量的性质有差异。

3.酶需要适宜的条件

酶的化学本质除有催化活性的RNA之外几乎都是蛋白质。到目前为止，被人们分离纯化研究的酶已有数千种，经过物理和化学方法的分析，证明了绝大多数酶的化学本质是蛋白质。酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强酸、重金属盐等都能使酶失去催化活性，因此酶所催化的反应往往都是比较温和的常温、常压和接近中性酸碱条件下进行。例如：生物固氮在微生物中是由固氮酶催化的，通常在27℃和中性条件下进行，每年可从空气中将亿吨左右的氮固定下来。而在工业上合成氨，需要在500℃，几百个大气压下才能完成。

(1)温度对酶活性的影响

大多数化学反应的速率都和温度有关，酶催化的反应也不例外。如果在不同温度条件下进行某种酶反应，然后将测得的反应速率相对于温度作图，即可得到如右图所示的钟罩形曲线。从图上曲线可以看出，在较低的温度范围内，酶反应速率随温度升高而增大，但超过一定温度后，反应速率反而下降，因此只有在某一温度下，反应速率达到最大值，这个通常就称为酶反应的最适温度。每种酶在一定条件下都有其最适温度。一般讲，动物细胞内酶的最适温度在35-40℃，植物细胞中酶的最适温度稍高，通常在40-50℃之间，微生物中酶的最适宜温度差别较大，如DNA聚合酶的最适温度可达到70℃。

温度对酶促反应速率的影响表现在两个方面：一方面是当温度升高时，与一般化学反应一样，反应速率加快。另一方面由于酶是蛋白质，随着温度升高，使酶蛋白逐渐变性而失活，引起酶反应速率下降。酶所表现的最适温度是这两种影响的综合结果。酶的活性虽然随温度的下降而降低，但低温一般不会使酶破坏。温度回升后，酶又可以恢复活性。临床上低温麻醉便是利用酶的这一性质以减慢组织细胞的代谢速度，提高机体对氧和营养物质缺乏的耐受性，低温保存菌种也是基于这一原理。

(2)pH对酶活性的影响

酶的活力受环境pH的影响，在一定pH下，酶表现最大活力，高于或低于此pH，酶活力降低，通常把表现出酶最大活力的pH称为该酶的最适pH。

各种酶在一定条件下都有其特定的最适pH,因此最适pH是酶的特性之一，但酶的最适pH不是一个常数，受许多因素影响，随底物种类和浓度，缓冲液种类和浓度的不同而改变，因此最适pH只有在一定条件下才有意义。pH影响酶活力的原因可能有以下几个方面：①过酸或过碱可以使酶的空间结构破坏，引起酶构象的改变，酶活性丧失。②当pH改变范围不很大时，酶虽未变性，但活力受到影响，pH影响了底物的解离状态，或者使底物不能和酶结合，或者结合后不能生成产物，pH影响酶分子活性部位上有关基因的解离，从而影响与底物的结合或催化，使酶活性降低，也可能影响到中间络合物ES的解离状态，不利于催化生成产物。

(3)酶促反应

由酶催化的化学反应称为酶促反应。

2.酶具有专一性

唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。应该说明的是，生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的物质。这就是说，酶的催化作用具有专一性的特点。

一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质。这就是酶作用的专一性。通常把被酶作用的物质称为该酶的底物。所以也可以说一种酶只作用于一种或一类底物。而一般的无机催化剂没有这么严格的选择性。氢离子可以催化淀粉、脂肪和蛋白质的水解，而淀粉酶只能催化淀粉糖苷键的水解。蛋白酶只能催化蛋白质的肽键的水解，脂肪酶只能催化脂肪酯键的水解，而对其他类物质则没有催化作用。

科学研究表明，所有的酶在适宜的条件下，都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身并不发生变化。我们知道生物体外有许多化学反应需要无机催化剂才能进行，那么，酶与无机催比剂相比，具有什么不同的特点呢？酶作为催化剂参加一次化学反应之后，酶分子立即恢复到原来的状态，继续参加反应，所以一定量的酶在短时间内能催化大量的底物发生反应。

1.酶具有高效性

生物体内的大多数反应，在没有酶的情况下，几乎是不能进行的，即使像CO₂与水的合成作用这样简单的反应也是通过体内碳酸酐酶催化的。