《高中生物第1轮总复习 第10讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量“通货”——ATP课件 新人教版必修1（广东专版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物第1轮总复习 第10讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量“通货”——ATP课件 新人教版必修1（广东专版）（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第10讲 降低化学反应活化能的酶和细胞能量“通货”ATP,（实验设计中的变量分析）,一、酶的产生、作用、本质和分类,3本质 绝大多数为蛋白质，少数为RNA。故而酶为高分子化合物，组成它们的单体是氨基酸或核糖核苷酸。因为绝大多数酶是蛋白质，因此酶的合成受基因控制，在核糖体上合成；少数的酶是RNA，其合成场所主要在细胞核。,4分类 (1)根据酶在细胞中的分布可分为：胞外酶(如各种消化酶)、胞内酶(如呼吸酶、与光合作用有关的酶)。 (2)根据酶作用的反应物和产生器官可分为：胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和肠麦芽糖酶、胰脂肪酶、肠脂肪酶等。 (3)根据酶所催化的化学反应性质可分为：水解酶、氧化酶、
2、转录酶、逆转录酶、合成酶等。,【友情提醒】 (1)活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活化态所需要的能量。 (2)酶可加快反应速率，缩短到达反应平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡点。,【例1】下列有关酶的说法中，不正确的是() A不是所有的酶都在核糖体上合成 B酶在化学反应前后自身化学性质不发生改变 C酶都是活细胞产生的 D细胞环境是酶正常发挥催化作用的必要条件,D,【解析】本题考查酶的产生、化学本质与作用特点。酶都是活细胞产生的；在化学反应前后自身化学性质不发生改变；大多数酶是蛋白质，少数是RNA，所以不是所有的酶都在核糖体上合成；酶在适宜的条件下，就能发挥作用，不一定在细胞内。
3、,二、“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,1实验原理 (1) (2)比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3等不同条件下气泡产生的数量多少或卫生香燃烧的剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。,2实验流程及现象分析,续表,3.实验过程的理论分析,4.实验证明的结论 (1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。 (2)酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,【例2】下列对“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验结果的分析，正确的是() A在过氧化氢酶的作用下，过氧化氢分解最快，是因为20%的肝脏研磨液的浓度高于3.5%的FeCl3溶液 B3.5%的FeCl3溶液对
4、过氧化氢分解速率慢是因为其催化效率低 C肝脏研磨液中过氧化氢分解速率快，是因为酶的催化效率比一般无机催化剂的效率高 D如果将四支试管都放在90 水浴中，第4支试管(加肝脏研磨液的试管)反应速率仍为最快,BC,【解析】本题主要考查过氧化氢在不同条件下的分解实验。在过氧化氢酶的作用下，过氧化氢分解最快，是因为酶降低化学反应活化能的作用更显著，催化效率更高，与摩尔浓度无关。酶受温度的影响，90 条件下酶已经变性失活，不能起到催化作用。,三、酶的特性,1高效性 酶的催化效率是无机催化剂的1071013倍，这说明酶具有高效性的特点。酶的高效性是和无机催化剂相比较来说的，下图曲线中只有曲线a、b相比较才可
5、说明酶催化的高效性，a、c曲线的对比可以说明酶具有催化性。,2专一性 每一种酶只能催化一种或一类化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性的特点。,(1)在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。 (2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。 3温和性 绝大多数的酶是蛋白质，过酸、过碱和高温都能使蛋白质分子空间结构被破坏(除肽键以外的其他化学键的断裂)，从而引起蛋白质分子变性，使酶永久失活。低温只使酶活性下降，在适宜的温度下，酶活性可以恢复。,【例3】现提供如下实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液
6、，斐林试剂、恒温水浴锅。探究哺乳动物蔗糖酶和淀粉酶的催化作用是否具有专一性，请分析回答： (1)实验设计：下表中“”代表加入适量的溶液，“”代表不加溶液。请分析：,验证蔗糖酶具有专一性，可选用的试管组合是_； 验证淀粉酶具有专一性，可选用的试管组合是_； 根据单一变量原则，无法形成对照的是_。,(2)实验步骤： 取四只洁净的试管，分别编号甲、乙、丙、丁； _； _； 观察实验现象并记录实验结果。 (3)结果预测：_。 (4)结论：_。,【解析】要验证酶的专一性，可不改变酶的种类，改变不同的底物。所以验证蔗糖酶具有专一性，选择甲、丁，都有蔗糖酶，而底物不同；同理验证淀粉酶具有专一性，选择乙和丙，
7、两支试管中都有淀粉酶，而底物不同，从而鉴定反应产物来检测酶的专一性。,【答案】 (1)甲和丁乙和丙甲和乙、丙和丁 (2)按照上表中的设计，向四支试管加入溶液并混匀，将试管放入37 恒温水浴锅一段时间取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水浴一段 时间 (3)甲、乙试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀 (4)酶的催化作用有专一性,四、“影响酶活性的条件”的探究分析,1温度对酶活性的影响 (1)原理 温度影响酶的活性和结构，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。,(2)实验设计思路 淀粉t1温度下淀粉酶t1温度下 淀粉t2温度下淀粉酶t2温度下
8、淀粉tn温度下淀粉酶tn温度下 检测是否出现蓝色及蓝色深浅,(3)实验设计程序,(4)实验的变量分析,【友情提醒】 本实验不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。 本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。,2pH对酶活性的影响 (1)原理 pH影响酶的活性和结构，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。,(2)实验设计程序 取n支试管分别加入等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液用盐酸或NaOH溶液调整出不同的pH(如5.
9、5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)分别滴加等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。,【友情提醒】 本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。 本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉分解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。,【例4】甲图表示温度对淀粉酶活性的影响；乙图是将一定量的唾液淀粉酶和足量的淀粉混合后麦芽糖积累量随温度变化的情况。下列说法不正确的是(),C,AT0表示淀粉酶催化该反应的最适温度 B图甲中，Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响却有本质的区别
10、 C图乙中Tb至Tc的曲线表明随温度升高，麦芽糖的积累量不再上升，酶的活性已达到最高 D图乙中A点对应的温度为T0,【解析】图甲中，Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低，Tb时酶已失活。图乙中A点麦芽糖的积累量增加最快，酶活性最高，对应图甲的T0点。,五、影响酶促反应的因素,酶促反应受到多种因素的影响，这些因素主要包括温度、pH、酶的浓度、底物浓度等。 1温度对酶促反应的影响： 酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快；在一定条件下，每一种酶在某一适宜温度时活性最大，这个温度称为这种酶的最适温度。如下图所示。,2pH对酶促反应的影响：,每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性，超过这
11、个范围，酶就会失去活性。(过酸或碱会使酶的分子结构遭到破坏而失去活性)，在一定条件下，每种酶在某一pH时的活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。如图所示。,3酶浓度对酶促反应的影响：,在底物充足、其他条件适宜、反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应速率与酶浓度成正比。如图所示。,4底物浓度对酶促反应的影响：,在底物浓度较低时，反应速 率随底物浓度增加而加快，反 应速率与底物浓度成正相关， 在底物浓度较高时，增加底物 浓度，反应速率也随之加快， 但不显著；当底物浓度很大且 达到一定限度时，反应速率达到一个最大值此时即使 再增加底物浓度，反应速率不变。如右图所示
12、。,【例5】下图表示在不同条件下，酶催化反应的速度(或生成物)变化，有关叙述不正确的是(),A图虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系 B图虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物质量与时间的关系 C图不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速度与时间的关系 D若图中的实线表示Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率,C,【解析】本题考查酶浓度、底物浓度等因素对酶活性的影响。图可以表示在反应开始后的一段时间内，反应速度与时间的关系，例如底物浓度一定时，随时间的延续，底物浓度越来越小，反应速度越来越小，或者时间较长后引起酶的钝化，也可导致酶促反应速度下降。,六、ATP的结构和功
13、能 1ATP的结构简式：APPP。 (1)A表示腺苷，T表示3个，P表示磷酸基团，表示高能磷酸键，ATP分子 中大量的能量就储存在高 能磷酸键中。如果ATP只 去掉2个P，就是腺嘌呤核 糖核苷酸，即构成RNA的 一种基本单位。,(2)一个ATP分子中含有1个腺苷、3个磷酸基团、2个高能磷酸键。 (3)ATP的一个高能磷酸键水解，形成ADP(二磷酸腺苷)，两个高能磷酸键水解，形成AMP(一磷酸腺苷)。 2ATP的生理功能 生物体一切生命活动都需要能量，这些能量形式主要有机械能、电能、渗透能、化学能、光能、热能等，各种形式的能量的转化都是靠ATP中能量的直接转换。,【友情提醒】ATP分子去掉两个磷
14、酸基后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一。,【例6】（双选）下列有关ATP的叙述，错误的是() A人体内成熟的红细胞中没有线粒体，不能产生ATP BATP中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能 C在有氧与无氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATP DATP中的“A”与构成DNA或RNA中的“A”表示同一物质,AD,【解析】本题考查了ATP的相关知识：A考查了红细胞的结构特点，红细胞无线粒体，不能进行有氧呼吸，但能通过无氧呼吸产生ATP，A错误；B考查了ATP中的能量相互转换，正确；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都发生在细胞质基质，都能形成ATP，C正确；AT
15、P中的“A”是腺苷，DNA或RNA中的“A”是腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，故D错误。,七、ATP与ADP的相互转化 1图解,2ATP合成与ATP水解的比较,续表,综上所述，虽然从物质方面看，ATP和ADP的相互转化过程，是可逆反应；但从酶、反应场所、能量来源方面看，不是可逆反应，所以ATP和ADP相互转化是不可逆的。 3特点 (1)在正常生活的细胞中，ATP在细胞内的含量是很少的。但是，ATP与ADP在细胞内的相互转化迅速，时刻不停地发生并且处于动态平衡中。 (2)细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。,4意义 (1)保证细胞内有一个相对稳定的能量供应库。ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键极容易水解，以保证能量及时供应；ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键极容易形成，以保证能量相对稳定和能量持续供应。 (2)ATP在能源物质供能过程中处于核心地位，其他能源物质只有转化为ATP才能为生命活动供能。在生命活动中，ATP中的能量可转化为不同形式的能量，如光能、动能、电能等。,【例7】分析ATP与ADP相互转化示意图，下列有关说法正确的是(),A若图中Pi代表磷酸，则B 为ADP，C为ATP B在BC的反应中，产生 的E2来源于高能磷酸键的断裂 而释放出的能量 CE1不是物质，对于人、 动物、真菌、植物和细菌来说，E1来自细胞呼吸
