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2023届高考生物一轮复习专题 酶与ATP
（2019新人教版必修一第五章第一节、第二节）
高频考点
1.酶的相关知识点
2.ATP的结构简式及合成与水解
3.消耗ATP的过程
命题特征
近几年命题中，常以某种具体的酶为载体考察自变量和因变量的关系；关于ATP的相关知识的考察，侧重与与光合作用、呼吸作用及物质跨膜运输知识的有机联系。
ATP与其他知识的横向联系，多以选择题形式呈现，与酶有关的知识点可以命制为大的实验题，还要注意高中生物教材中涉及具体酶的名称和作用。
基础知识梳理
考点一 酶的本质、作用和特征
一、细胞代谢的概念
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应统称为细胞代谢
二、酶的本质和作用
（1）概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
（2）本质：绝大多数是蛋白质，少数是RNA
（3）合成原料：氨基酸或核糖核苷酸。
（4）合成场所：核糖体、细胞核等。
（5）来源：一般活细胞都能产生酶。
（6）功能：具有生物催化作用。
（7）作用原理：降低反应的活化能。
三、活化能的概念
（1）概念：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
（2）酶的作用原理：
四、酶的特性
1.酶的高效性：
与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高。
1点处为加入酶
2点处为加入无机催化剂
3点处为未加催化剂
[1]与无机催化剂相比，酶的催化效率更高
[2]通过1、2对比可以得出酶催化具有高效性；
通过1、3对比可以得出酶具有催化作用。
2.酶的专一性
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
物理模型——“锁和钥匙学说”（图中A表示酶）
在某个反应中。向反应物种加入某A酶，反应速率较未加酶时的变化明显加快，说明酶A能催化该反应
在这个反应中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不能催化该反应。
3.酶的作用条件温和
[1]含义：酶所催化的化学反应一般是在温和的条件下进行的
[2]曲线
根据曲线分析
{1}在最适温度（pH）时，酶沉淀催化作用最强，高于或低于最适温度（pH）时，酶的催化作用将渐弱。
{2}在一定温度（pH）范围内，随温度（pH）的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用将渐弱。
{3}过酸、过碱、高温都会时酶的变形失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
{4}反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4.影响酶促反应的条件
{1}酶浓度的影响
在有足够底物而又不受其他因素影响的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
{2}反应物浓度的影响：
其他条件一定且适宜，在反应物浓度较低时，反应速率随反应反应物浓度的增加而加快，当反应物浓度达到一定程度时，所有的酶都参与催化反应，反应速率达到最大，此时即使再增加反应物浓度，反应速率都不会加快。
{3}温度影响：
每种酶均有其催化作用的最适温度，此温度下，酶活性最强；低温会抑制酶活性，酶分子空间结构不发生变化；温度过高会破坏酶分子的空间结构。
{4}pH影响
不同酶，其最适pH不同，如胃蛋白酶的最适pH为1.5，而胰蛋白酶的最适pH值则接近8.0.过酸、过碱均会破坏酶分子的空间结构。
{5}综合影响
图中显示，不同pH条件下，碱最适温度不变；不同温度下，酶最适pH也不变。即反应溶液的pH（温度）的变化不影响酶催化作用的最适温度。
易错易混
1.酶是活细胞产生的具有催化作用的产物。
2.从酶的化学本质上讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶（如淀粉酶、蛋白酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶）若无特殊说明，其本质都是蛋白质。
3.若题中信息中告知某催化功能的物质经蛋白酶处理后“丧失活性”，则该酶为蛋白质；仍具有活性，则该酶为RNA。
4.酶只能催化热力学上允许进行的反应。
5.酶通过监督减低活化能加快化学反应速率。
6.在反应前后，酶的化学性质和数量将保持不变。
7.用加热的方法不能减低活化能，但会提供能量。
8.酶时活细胞产生的，但并不是所用活细胞都能产生酶（如哺乳动物成熟的红细胞就不能产生酶）。
9.酶来源于活细胞，但发挥作用的场所可以是细胞内、细胞外和生物体外。
10.生物体内的酶是生物自身合成，不能从食物中获得。
11.酶只起催化作用，没有调节功能。
12.酶只提高化学反应速率，缩短反应时间，不会改变化学反应平衡的位置。
13.用加热的方法不能减低活化能，但会提供能量。
14.酶、载体蛋白、tRNA等在活细胞中能多次发挥作用，而激素、神经递质等发挥作用后一般会被灭活。
考点二 细胞的能量“通货”—— ATP
一、ATP的结构
1.元素组成：
C、H、O、N、P
2.结构简式
A—P~P~P
3.化学组成
1分子腺苷和3分子磷酸
ATP分子结构不稳定，远离A的高能磷酸键在有关酶的作用下容易断开并伴随着能量的释放。
二、ATP的转化和应用
1.ATP和ADP的转化
（1）所需酶：ATP水解酶、ATP合成酶
（2）反应式：
（3）合成过程：光合作用、细胞呼吸
（4）场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体
（5）利用：主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
植物可以通过光合作用和呼吸作用形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸作用形成ATP。
2.ATP的应用
植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于暗反应，不用于其他生命活动；植物或动物细胞细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。
易错易混
1.生命活动所需要的直接来源是ATP（但不是唯一来源），主要来源是糖类（不是脂肪），最终来源是太阳能。
2.产生ATP的生理过程包括有氧呼吸三个阶段、无氧呼吸第一阶段、光反应阶段。
3.消耗ATP的生理过程包括主动运输，胞吞，胞吐，暗反应即线粒体、叶绿体和细胞核中的DNA复制，转录，翻译及核糖体中合成蛋白等。
4.ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将二者等同起来。
5.ATP转化为ADP也需要消耗水
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”这一过程需酶的催化，同时也需要消耗水。凡是大分子有机物（如蛋白质、脂肪、淀粉等）的水解都需要消耗水。
6.误认为细胞中含有大量的ATP
生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量（光能或化学能）生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要。
7.对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡状态。
8.细胞内ADP和ATP的相互转化的这种能量供应机制，是生物界的共性。
9.ADP和ATP的转化是不可逆反应（物质是可逆的能量是不可逆的）。
10.细胞内蛋白质、RNA等大分子物质的合成是吸能反应，需要消耗ATP提供的能量。
11.合成ATP的场所：
细胞质基质、线粒体、叶绿体；
动物细胞：细胞质基质、线粒体；
叶肉细胞：细胞质基质、线粒体、叶绿体；
根尖细胞：细胞质基质、线粒体
12.分解ATP的场所：
生物体内需能部位，如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、细胞核等。
13.生命活动需要消耗大量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量（光能或化学能），生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要，因此不能误认为细胞中含有大量ATP，活细胞中ATP/ADP≈1
归纳提升
细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
分析酶促反应曲线
利用数学模型法观察同一曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当达到饱和时，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。
规避ATP的四个误区
1.ATP与ADP相互转化不可逆。从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。
2.ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。
3.细胞中ATP的含量是很少的，转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
4.ATP转化为ADP又称为“ATP的水解的反应”，这一过程需要ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。

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