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专题07酶和ATP
考点分布
重点难点
备考指南
1.酶的作用和本质
2.酶的特性
3.ATP的结构
4.ATP和ADP的相互转化
5.ATP的功能与动、植物细胞代谢
1.ATP在能量代谢中的作用
2.酶在代谢中的作用
3.实验:探究影响酶活性的因素。
掌握酶的作用和本质,理解酶的基本单位和合成场所。
理解并掌握酶的专一性、高效性、酶的作用条件温和等特性,会设计实验证明酶的特性。
明确ATP和ADP的相互转化的条件和过程。
明确动植物产生ATP的反应场所及过程。
考点一酶的本质、作用及特性
1.酶的作用和本质
(1)酶的本质是绝大多数是蛋白质,少数是RNA;合成酶的原料是氨基酸或核糖核苷酸;合成酶的场所是核糖体或细胞核。
(2)酶的作用:具有催化作用。
(3)作用场所及条件:在细胞内、外及离开生物体都可以发挥作用,但需要相对温和的条件。
(4)来源:一般活细胞都能产生。
(5)催化机理:降低反应活化能,提高反应速率,但不改变反应的方向和平衡点。
2.酶的特性
(1)高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
酶专一性的理论模型
图中A表示酶,B表示被A催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被A催化的物质。酶和被催化的反应物分子都有特定的、相契合的结构。
(3)作用条件较温和:在最适温度和pH条件下,酶的活性最高;高温、过酸、过碱等条件会使酶的空间结构遭到破坏而永久失活;低温条件下酶的活性很低,但空间结构稳定。
3.酶的作用原理
①表示无酶催化时反应进行所需要的活化能是AC段。
②表示有酶催化时反应进行所需要的活化能是BC段。
③表示酶降低的活化能是AB段。
1、比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)实验过程
(2)变量分析
2、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线分析
(1)甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。
(2)乙图:在底物足量、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
(3)丙图:其他条件适宜的情况下,酶量增加,酶促反应的底物饱和时对应的曲线上的a点应向右上移(对应b点位置)。
1、酶本质的探索历程
科学家
主要观点或成就
巴斯德
糖类变成酒精必须有酵母活细胞的参与
李比希
引起发酵的是酵母细胞中的某些物质,细胞死亡并裂解后才能起作用
毕希纳
把从酵母细胞中提取出的能引起发酵的物质叫做酿酶
萨姆纳
从刀豆种子中提取出脲酶,证明脲酶的化学本质和作用
切赫和奥特曼
少数RNA也具有生物催化功能
2、归纳概括具有“专一性(特异性)”的五类物质
(1)酶:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。
(2)转运蛋白:某些物质通过细胞膜时需要转运蛋白协助,不同物质所需转运蛋白不同,转运蛋白的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
(3)激素:激素特异性地作用于靶细胞、靶器官,其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
(4)tRNA:tRNA有61种,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
(5)抗体:抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。
3.高中教材常见的酶
(1)DNA聚合酶:催化单个脱氧核苷酸聚合到DNA片段上形成脱氧核苷酸链,作用部位是磷酸二酯键。
(2)RNA聚合酶:催化单个核糖核苷酸聚合到RNA片段上形成核糖核苷酸链,作用部位是磷酸二酯键。
(3)解旋酶:用于DNA复制时双链间氢键打开。
(5)各种消化酶:可对应催化相关大分子的水解,如淀粉酶催化淀粉水解,蛋白酶催化蛋白质水解等。
4.酶在生活中的实例
(1)人发烧时不想吃东西,原因是体温升高导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢。
(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活,原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8左右,而胃液的pH为0.9~1.5。
(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射,不能口服,原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解,既可以注射,也可以口服。
典例1.科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(牛细胞中的一种蛋白质),可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去尿素和巯基乙醇,再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中,经过一段时间以后,发现胰核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述不正确的是()
A.胰核糖核酸酶空间结构的形成与肽链的盘曲、折叠方式等有关
B.这个实验说明环境因素能通过影响蛋白质的空间结构而影响其功能
C.用强酸、强碱等处理胰核糖核酸酶也能导致其
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