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1、一、新陈代谢与酶 1.酶的概念：是活细胞产生的一类具有 作 用的 。绝大多数酶是 ，少数酶是 。,2.酶的特性 (1) ：催化效率是无机催化剂的1071013倍。 (2)专一性：一种酶只能催化 的化学 反应。 (3)酶需要适宜的条件： 、过碱或 都能使酶 而失去活性；而低温使酶 ，但 不会失活。,生物催化,有机物,蛋白质,RNA,高效性,一种或一类化合物,过酸,高温,分子结构破坏,活性降低,二、新陈代谢与ATP 1.能源物质类别是细胞内的主要能源物质， 是生物体内储存能量的物质，这些有机物中的能量 直接被生物体利用， 是生物新陈代谢所需能量的直接来源。,糖类,脂肪,不能,ATP,2.高能磷酸化
2、合物是指水解时释放的能量在 以上的磷酸化合物，ATP水解时释放的能量高达 ，因此是一种高能磷酸化合物。,20.92 kJ/mol,30.54 kJ/mol,3.ATP结构简式APPP，其中A代表 ，P代表 ，代表 。,4.ATP与ADP的相互转化ATP分子中 的那个高能磷酸键，易水解，也易形成，水解时伴随有 ，重新生成时伴随有，其转化式可表示为：ATP Pi能量。对该转化式来说，物质可循环利用，能量则不能循环利用。,腺苷,磷酸基团,高能磷酸键,远离A,能量释放,能量储存,ADP,5.ATP含量ATP在细胞内含量 ，但它在细胞内的转化 ， 因此，细胞内ATP的含量总处于 ， 这对于维持生物体内部
3、稳定的 具有重要意义。,很少,十分 迅速,动态平衡中,供能环境,6.ATP的形成途径 (1)对于动物和人：ADP转化为ATP时所需要的能量来自作用中 释放出的能量。 (2)对于绿色植物：ADP转化为ATP时所需要的能量除来 自 作用外，还来自 作用。,呼吸,分解有机物,呼吸,光合,1.酶及其与无机催化剂的比较 (1)酶的本质及生理功能,（2）酶与无机盐催化剂的比较,2.酶的作用特性及相关实验验证 (1)酶的本质和生理作用的实验验证 酶是蛋白质 设计思路： 对照组：标准蛋白质溶液双缩脲试剂 出现紫色； 实验组：待测酶溶液双缩脲试剂 是否出现紫色。 通过对照，实验组若出现紫色，则证明待测酶溶液是蛋
4、 白质，否则不是蛋白质。可以看出实验中自变量是待测 酶溶液和标准蛋白质溶液，因变量是是否出现紫色反应。同理，也可设计用吡罗红来鉴定酶是RNA的实验。,酶的催化作用 设计思路： 对照组：反应物清水 反应物不被分解； 实验组：反应物等量的相应酶溶液 反应物被分解。 实验中的自变量是相应的酶溶液的有无，因变量是底物是否被分解。,(2)有关酶特性的实验探究酶的专一性此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同 酶溶液，因变量是反应物是否被分解。a.设计思路一：换反应物不换酶实验组：反应物相应酶溶液 反应物被分解；对照组：另一反应物等量相同酶溶液 反应物不 被分解。,b.设计思路二：换酶不换反应物 实
5、验组：反应物相应酶溶液 反应物被分解； 对照组：相同反应物等量另一种酶溶液 反应物不被分解。 此实验过程中要注意：第一、选择好检测反应物的试剂。如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性、检测反应物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。第二、保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。,酶的高效性 设计思路： 对照组：反应物无机催化剂 底物分解速率； 实验组：反应物等量酶溶液 底物分解速率。 实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。 酶的适宜条件的探究 实验的自变量(即单一变量)为温度或pH，因变量是反应物分解的速率或存在量。,a.
6、适宜的温度 设计思路：反应物t1温度+酶溶液，反应物t2温度+酶溶液，反应物t3温度+酶溶液，,反应物tn温度酶溶液 反应物分解的速率或存在量。 在实验步骤中要注意：第一，在酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。第二，若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测反应物 是否被分解的试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因 斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。,b.适宜的pH 设计思路：反应物pH1条件下酶溶液，反应物pH2条件下酶溶液，反应物pH3条件下酶溶液， 反应物pHn条件下酶溶液 反应物分解的速率或存在量。,与酶相关的常见误区警示,(2009全国卷
7、)请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的 催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实 验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 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、斐林试剂、试管、37恒温水 浴锅、沸水浴锅。,(1)若“”代表加入适量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。,(2)实验步骤： 按照上表中的设计，取试管、加溶液； ； ； 。 (3)结果预测： 。,(4)结论： 。 (5)在上述实验中，如果仅将37恒温水浴锅的温度调到20，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜
8、色会比37时的浅，其原因是 。,解题指导 该实验为验证性实验。要验证酶的专一性，在本实验中可根据底物相同酶不同或底物不同酶 相同时，还原糖是否产生来确定酶是否发挥催化作用。由于要求验证两种酶的专一性，故实验分为4组。另外，验证性实验的结果及结论均是确定的，酶的催化 作用需要适宜的温度，低于最适温度时，酶活性降低，产生的还原糖减少，砖红色变浅。,答案 (1),(2)混匀，37恒温水浴一段时间 取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间 观察实验现象并记录实验结果 (3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和唾液淀粉酶溶液的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
9、的催化作用具有专一性(其他合理答案也可) (5)20低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少,与酶相关的曲线分析,下列有关酶特性的实验设计最科学、严谨的是 ( ),解析：A选项，酶具有高效性是酶与无机催化剂相 比较而言的，用酶与蒸馏水作对照，只能证明酶具 有催化作用，不能证明酶具有高效性；C选项，应 设置多个试管，分别设置不同的温度条件进行比较；D选项，蔗糖不与碘液反应，不应该用碘液检测，应用斐林试剂检测是否有还原糖产生。,答案：B,1.ATP的分子组成和结构简式 (1)ATP分子的组成ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。其中“A”代表腺 苷，“T”代表三个，“P”代表磷酸基团，其分子组成
10、如下：,(2)结构简式：APPPATP分子中具有两个高能磷酸键。当这种化学键水 解时，放出的能量是一般化学键放出能量的2倍以上。 ATP水解是指ATP分子中高能磷酸键的断裂。,2.ATP的产生途径生物体的各项生命活动都需要能量作为动力，ATP作为高能化合物既可以储能，又可作为生命活动的直接能源。但是ATP在生物体内含量并不多，需要不断合成。 其产生途径总结如下：,(1)生物共有的途径有机物 (2)植物特有途径植物 (3)动物特有途径磷酸肌酸,3.ATP产生速率与O2供给量之间的关系曲线 (1)在无氧条件下，可通过无氧呼吸分解有机物，产 生少量ATP。,(2)随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，
11、ATP产生速率随之增加，但当O2供应 量达到一定值后，ATP产生速率不再增加，此时的限制因素可能是酶、底物、ADP、磷酸等。,4.ATP与ADP的相互转化ATP分子中远离A的那个高能磷酸键容易水解和重新生 成，这对于细胞中能量的捕获、贮存和释放非常重要。ATP在细胞内含量并不多，但可迅速转化循环利用。如图所示：转化式：ADPPi能量 ATP。,上述ATP和ADP的相互转化并非单纯的可逆反应，分析如下：,ADP形成ATP时有H2O生成，ATP转化为ADP时则需消耗H2O。叶绿体中产生的ATP专用于光合作用暗反应，不可用于其他生命活动，且光反应中产生的ATP远多于细胞呼吸过程所产生的ATP。细胞内
12、ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性(生物界具统一性)。,(2009上海高考)下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中，正确的是 ( ) A.适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2 B.只要提供O2，线粒体就能为叶绿体提供CO2和ATP C.无光条件下，线粒体和叶绿体都产生ATP D.叶绿体和线粒体都有ATP合成酶，都能发生氧化还 原反应,解题指导 选 适宜光照下，在叶绿体内进行光合 作用，在其光反应阶段可产生ATP，但不消耗O2。因可以合成ATP，故叶绿体内有ATP合成酶。若提供O2，在 线粒体内可以进行有氧呼吸产生CO2，提供给叶绿体，但不为叶绿体提供ATP。无光条件下，叶绿
13、体内不能进行光合作用，故不产生ATP。线粒体内进行有氧呼吸产生ATP，发生氧化还原反应。,D,细胞内能源物质归纳 直接能源物质ATP； 主要能源物质糖类； 主要储能物质脂肪； 重要能源物质葡萄糖； 能源物质糖类、脂肪、蛋白质； 最终能源太阳能。,(2009全国卷)已知2H2O2=2H2OO2，可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。,实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。,
