高中生物基础知识-九、酶和ATP部分

九、酶与ATP

实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称作自变量，随其变化而变化的变量称为因变量。

1、科学家与其贡献/成就

巴斯德-糖类变酒精必需酵母活细胞参与

李比希-糖类变酒精必需酵母细胞死亡并释放其中物质

毕希纳-从酵母细胞中提取发酵物质酿酶

萨姆纳-从刀豆种子中提取出脲酶(第一个）证明脲酶的化学本质是蛋白质，其作用是分解尿素

切赫和奥特曼-少数RNA也具有生物催化功能

2、①酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，还有一些是RNA，基本单位是氨基酸或核糖核苷酸。真核细胞内合成酶的场所是核糖体和细胞核等，酶具有高效性、专一性和温和性。酶能催化一种反应或一类反应。

②高温、过酸、过碱等均能破坏酶的空间结构，但不能破坏酶的分子结构。低温可使酶的活性降低甚至失活，但不破坏酶的空间结构。酶的作用机理是显著降低反应活化能，能缩短到达反应平衡的时间，不能改变反应的方向和平衡常数。酶是活细胞产生的，但酶不止能在细胞内发生作用。酶的活性受温度、PH的影响，酶促反应速率受酶的数量、底物浓度、温度、PH的影响。

③图中甲曲线表示在最适温度下，某种酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。其余两条曲线分别表示该酶促反应速率随pH或温度的变化趋势。代表温度的是乙，代表PH的是丙。

④线性竞争性抑制是指有些抑制剂可与底物竞争酶的活性中心，从而降低底物与酶的结合率，抑制酶的活性，可通升温、添加底物来降低或消除抑制剂对酶的抑制作用。淀粉酶溶液中加入蛋白酶会导致淀粉酶活性发生变化，原因是淀粉酶的本质是蛋白质。保存酶制剂的条件是零上低温保存。

3、⑴在验证酶的专一性实验中(可溶性淀粉、蔗糖溶液、淀粉酶溶液)应先注入底物，再注入等体积的淀粉酶溶液，实验中应水浴加热，鉴定试剂用斐林试剂。在比较过氧化氢在不同条件下分解实验中,用肝脏研磨液的原因：①、肝脏研磨液中含有丰富的过氧化氢酶；②、研磨液可破坏细胞结构，增加酶与底物的接触面积。用新鲜肝脏的原因是：新鲜肝脏中含有大量的过氧化氢酶分子，并且酶的活性大。

⑵实验：1号试管是空白对照组，2号试管的处理是90℃加热，3号试管的处理是滴入两滴氯化铁溶液，4号试管的处理是滴入两滴肝脏研磨液，本实验的因变量是生成氧气的快慢。

如果所有试管的实验现象均不明显，原因可能是过氧化氢已经被分解。若将所有试管的温度均升高到90℃，则氧气生成速率最快的是3号试管。因为肝脏中过氧化氢酶的最适温度是37℃，90℃下酶的活性降低甚至失活。

⑶若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂使用过程中需水浴加热，而实验过程中也加热，无法严格控制温度。在探究温度对酶的影响实验中，底物和酶应该分别先放于实验温度下处理一段时间后再进行实验。

不宜选择过氧化氢作为温度影响实验的实验材料，原因是过氧化氢常温下就可以分解，加热分解的更快，从而影响实验结果。不选用淀粉和淀粉酶作为pH对酶的影响实验的实验材料的原因是，淀粉在酸性条件下就可以分解。实验过程中应该先加酶。

4、影响酶的活性的因素有温度、pH等。影响酶促反应的因素有温度、pH、酶的浓度、底物浓度等。甲图中最大反应速率是C点，出现的原因是酶的数量是有限的，C点之前的限制因素是底物浓度，C点之后限制因素是酶的浓度、温度、pH。想要在C点前加快反应速率，可以升高到（降低到）最适温度，调节温度到最适温度，提升酶的浓度。乙图中最大反应速率是A点。若将图乙中的酶浓度增加一倍，若图甲中为最适温度，升高温度，分别在图中做出（红色）。

5、ATP是直接供能物质，组成元素为O、C、H、N、P，分子结构简式是A-P~P~P。A是腺嘌呤核苷，由C、H、O、N结合而成，一共有3个化学键。~指的是高能磷酸键，键能高达30.54kJ/mol。ATP水解指的是远离A的~水解，转化成ADP、Pi，继续水解得到AMP，全称是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本原料之一，可参与真核生物的转录、翻译过程。

产生ATP的结构有线粒体、叶绿体、细胞质。ATP和ADP的转化时刻不同的发生并且转化迅速，所以不需要在体内储存大量的ATP。ATP不是体内唯一的供能物质，其水解释放的能量可用于吸能反应。

ATP再生途径中植物有光合作用光反应、细胞呼吸两条途径。动物有有氧呼吸和无氧呼吸两条途径。生物体进行各项生命活动的最终能源是太阳能。