第9讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量通货ATP

《第9讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量通货ATP》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第9讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量通货ATP（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第3单单元 细细胞的能量供应应和利用 考 纲 点 击热 点 研 析 1.酶在代谢中的作用 2.ATP在能量代谢中的作 用 3.光合作用的基本过程 4.影响光合作用速率的环 境因素 5.细胞呼吸 实验 6.探究影响酶活性的因素 7.叶绿体色素的提取和分 离 8.探究酵母菌的呼吸方式1.酶的本质以及酶在细胞代谢中的作用 2.ATP的结构、性质以及ATP的来源和去 路 3.光合作用的过程以及影响光合作用效率 的因素分析、提高光合作用效率的措施和 相关实验分析 4.细胞呼吸的过程、影响因素、应用和相 关实验分析 5.细胞呼吸和光合作用的综合分析和计算 6.酶的特性以及外界因素对酶活性的影响 实验 7

2、.光合色素的种类、颜色、生理作用及实 验 8.细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮 存的原理与应用探究命探究命题题题题回扣教材回扣教材整合考点整合考点课课课课后后练练练练习习习习第第9 9讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量“通货通货”ATPATP轻轻松松读教材 提纲挈领学要点01 回扣教材 夯实基础一、酶在细胞代谢中的作用1细胞代谢：细胞中每时每刻进行着的许多 ，是细细胞生命活动动的基础础。2酶的作用：通过过“比较过较过 氧化氢氢在不同条件下的分解”实验实验 ，可以说说明酶在细细胞代谢谢中具有 作用，同时时还证还证 明了酶与无机催化剂剂相比，具有 的特性

3、。3酶的作用机理：降低化学反应应的 。1.酶只能在细细胞内发挥发挥 催化作用( )2酶通过为过为 反应应物供能和降低活化能来提高化学反应应速率( )3酶结结构的改变变可导导致其活性部分或全部丧丧失，但引起失活的原因不包括低温( )4人长时间剧长时间剧 烈运动时动时 ，骨骼肌细细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时时相等( )5ATP中的能量可来自光能和化学能，也可转转化为为光能和化学能( )思 维 判 断 6ATP “A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示不同物质质( )答案：1 2. 3. 4. 5. 6.考点分类抓基础 点点击破我能行02 整合考点 破解疑难1.酶的本质质及生理功能化

4、学本质绝大多数是蛋白 质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸 合成场所核糖体细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶生理功能生物催化作用作用原理降低化学反应的活化能2.酶化学本质质的实验验证实验验证(1)证证明某种酶是蛋白质质。实验组实验组 ：待测测酶液双缩脲试剂缩脲试剂 是否出现现紫色反应应。对对照组组：已知蛋白液双缩脲试剂缩脲试剂 出现现紫色反应应。(2)证证明某种酶是RNA。实验组实验组 ：待测测酶液吡罗红罗红 染液是否呈现红现红 色。对对照组组：已知RNA溶液吡罗红罗红 染液出现红现红 色。特别提醒 酶的化学本质还质还 可利用酶的专专一性原理进进行证证明，其方法是将某一待测测酶

5、分别别用蛋白酶和核糖核酸酶进进行处处理，然后观观察该该待测测酶是否还还具有催化作用。应用训练1 (2012皖南八校第三次联考)现现有甲、乙两种化学本质质不同的酶：逆转录转录 酶和淀粉酶，因标签丢标签丢 失而无法区分。某同学为为区分这这两种酶，用蛋白酶X对对二者进进行处处理，并定时测时测 定酶活性的变变化，其结结果如图图所示，下列对对于甲酶和乙酶的分析错误错误 的是( )A甲酶是逆转录转录 酶B甲酶能够够抗X酶降解，所以活性保持不变变C乙酶的化学本质质是蛋白质质或RNAD乙酶被降解，导导致其分子结结构发发生改变变、活性下降解析 大部分酶的本质质是蛋白质质，少量的酶是RNA，用蛋白酶处处理后，乙酶

6、活性降低，说说明乙酶的成分是蛋白质质，被蛋白酶处处理后被分解，而甲酶不变变，则说则说 明甲酶可能成分是RNA或者能够够抗这这种蛋白酶的降解。答案 C1.表示酶高效性的曲线线解读读：(1)催化剂剂可加快化学反应应速率，与无机催化剂剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩缩短达到化学平衡所需时间时间 ，不改变变化学反应应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应应。2表示酶的专专一性的图图象和曲线线(1)图图象。解读读：图图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B分解后的物质质，C、D表示不能被该该酶催化的物质质。酶和被催化的底物分子都有特定的空间结间结 构。(2)曲线线。解读读：在A反应应物

7、中加入酶A，反应应速度较较未加酶时时明显显加快，说说明酶A能催化底物A参加的反应应。在A反应应物中加入酶B，反应应速度和未加酶时时相同，说说明酶B不催化底物A参加的反应应。3影响酶活性的曲线线解读读：(1)在一定温度(pH)范围围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这过这 一范围围酶催化作用逐渐渐减弱。(2)过过酸、过过碱、高温都会使酶变变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结结构未被破坏，当温度升高时时可恢复活性。(3)反应应溶液酸碱度的变变化不影响酶作用的最适温度。4底物浓浓度和酶浓浓度对对酶促反应应的影响解读读：(1)在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应应速率随底物浓

8、浓度增加而加快，但当底物达到一定浓浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应应速率不再增加。(2)在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应应速率与酶浓浓度成正比。特别提醒 (1)温度和pH是通过过影响酶的活性而影响酶促反应应速率的。(2)底物浓浓度和酶浓浓度是通过过影响酶与底物的接触而影响酶促反应应速率，并不影响酶的活性。应用训练2 (2012山西省四校联联考)如图图所示，甲、乙、丙三图图表示酶浓浓度一定时时，反应应速率和反应应物浓浓度、温度、pH的关系。下列相关分析不正确的是( )A图图甲中，因反应应液中酶的数量有限，当反应应物达到一定浓浓度时时，反应应速率不再上升B图图乙中，a点对应对应 的

9、温度称为为最适温度C图图乙中，温度超过过a点后反应应速率急剧剧下降，其原因是高温条件下酶变变性失活D图图丙中，pH从6上升到10的过过程中，酶活性先增强，后降低解析 由于酶数量的限制，当反应应物达到一定的浓浓度后，反应应速率不再随反应应物浓浓度的增加而上升。酶活性最大时时所对应对应 的温度称为为最适温度。一般情况下，高温、过过酸和过过碱都会破坏酶的空间结间结 构，使酶永久失活，因此，当pH从6上升到10的过过程中，酶活性一直为为0。答案 D1.酶的高效性比较过较过 氧化氢氢在不同条件下的分解(1)实验实验 注意问题问题实验时实验时 必须须用新鲜鲜的、刚刚从活的动动物体中取出的肝 脏脏作实验实验

10、 材料。肝脏脏如果不新鲜鲜，肝细细胞内的过过氧化氢氢酶 等有机物就会在腐生细细菌的作用下分解，使组织组织 中酶分子的 数量减少且活性降低。实验实验 中使用肝脏脏的研磨液，可以加大肝细细胞内过过氧 化氢氢酶与试试管中过过氧化氢氢的接触面积积，从而加速过过氧化氢氢 的分解。滴加氯氯化铁铁溶液和肝脏脏研磨液时时不能共用一支滴管 ，因为为酶的催化效率具有高效性，少量酶带带入FeCl3溶液中 会影响实验结实验结 果的准确性，甚至使人产产生错觉错觉 ，作出错误错误 的判断。(2)实验过实验过 程中的理论论分析。(3)酶具有高效性的机理是其能够显够显 著降低反应应活化能，缩缩短反应应达到平衡点的时间时间 ，

11、并使细细胞代谢谢在温和条件下快速进进行。(3)酶具有高效性的机理是其能够显够显 著降低反应应活化能，缩缩短反应应达到平衡点的时间时间 ，并使细细胞代谢谢在温和条件下快速进进行。2酶的专专一性该实验该实验 探究中的自变变量可以是不同反应应物，也可以是不同酶溶液，因变变量是反应应物是否被分解。(1)方案一：用同一种酶催化两种不同物质质用淀粉酶分别别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂试剂鉴鉴定，根据是否有砖红砖红 色的沉淀生成来判断淀粉酶是否对对二者都有催化作用，从而探究酶的专专一性。(2)方案二：用两种不同酶催化同一种物质质再用斐林试剂鉴试剂鉴 定，从而探究酶的专专一性。 3探究温度对对酶活性的影响

12、步骤项目试管1试管2试管3 1加入可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL 2放置在不同温度环境0 100 60 3加入新配置的 淀粉酶 溶液1 mL1 mL1 mL4完成反应5 min5 min5 min 5滴入碘液2滴2滴2滴 6观察结果变蓝变蓝不变蓝(1)实验实验 注意问题问题实验实验 室使用的 淀粉酶最适温度为为5075 ；由于H2O2不稳稳定，因此探究温度对对酶活性影响时时，不选择选择 H2O2作反应应物；本实验实验 不宜选选用斐林试剂鉴试剂鉴 定，温度是干扰扰条件；本实验实验 中第、步一定不能颠颠倒顺顺序，否则则会使实验实验 失败败，即先控制条件再混合。(2)实验过实验过 程中的理论

13、论分析4探究pH对对酶活性的影响步骤实验操作内容试管1试管2试管3 1注入等量过氧 化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的 溶液1 mL蒸 馏水1 mL 盐酸1 mL NaOH 3注入等量的 H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象有大量 气泡产 生无气 泡产 生无气泡 产生实验实验 注意问题问题 ：(1)实验实验 程序中2、3步一定不能颠颠倒，否则实验则实验 失败败。(2)本实验实验 中也可将过过氧化氢氢酶和H2O2分别调别调 至同一pH，再混合，以保证证反应应一开始便达到预设预设 pH。(3)本实验实验 不宜选选用淀粉酶催化淀粉分解，因为为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发发生水

14、解反应应。应用训练3 动动物脑组织脑组织 中含有丰富的谷氨酸脱羧羧酶，能专专一催化1 mol谷氨酸分解为为1 mol氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组组从小鼠的脑脑中得到该该酶后，在谷氨酸起始浓浓度为为10 mmo1/L、最适温度、最适pH的条件下，对该对该 酶的催化反应过应过 程进进行研究，结结果见图见图 1和图图2。产物CO2浓度随时间变化 曲线图(注：酶浓度固定)图1酶催化反应速率随酶浓度变 化曲线图(注：反应物浓度过 量) 图2请请根据以上实验结实验结 果，回答下列问题问题 ：(1)在图图1中画出反应过应过 程中谷氨酸浓浓度随时间变时间变 化的曲线线(请请用“1”标标注)。(2)

15、当一开始时时，将混合物中谷氨酸脱羧羧酶的浓浓度增加50%或降低反应应温度10 ，在图图1中画出变变化曲线线(请请用“2”标标注酶浓浓度增加后的变变化曲线线，用“3”标标注温度降低后的变变化曲线线)。(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧羧酶按比例牢固结结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应应物浓浓度过过量的条件下，向反应应混合物中加入一定量的重金属离子后，请请在图图2中画出酶催化反应应速率随酶浓浓度变变化的曲线线(请请用“4”标标注)，并说说明其原因。解析 (1)谷氨酸作为为谷氨酸脱羧羧酶酶促反应应的反应应物，随时间时间 的推移逐渐渐减少，根据反应应物和生成物物质质的量的关系，每分解 1 mmol谷氨酸产产生1 mmol CO2，根据CO2浓浓度变变化曲线线，可得到准确的谷氨酸浓浓度随时间变时间变 化的曲线线。(2)在反应应物浓浓度一定，温度、pH适宜的情况下，酶促反应应速率随酶浓浓度的增加而加快，温度降低时时，酶活性降低，酶促反应应速率下降，反应时间应时间 增加。(3)在反应应物充足的情况下，反应应速率随酶浓浓度的增加而加快，但本题还题还 有一附加条件，加入一定量的重金属离子，重金