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1、第三单元 细胞的能量供应和利用,第五章 降低化学反应活化能的酶,一、构建关于酶的知识网络,(一)、酶的本质及生理功能,降低化学反应的活化能,酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。,酶的基本单位、合成场所是什么？ 能催化淀粉酶水解的酶是哪种？,氨基酸、核糖核苷酸、核糖体、细胞核,蛋白酶,(二)、酶与激素的比较,专门的内分泌腺或特定部位细胞产生，细胞外发挥作用,固醇类、多肽/蛋白质类、氨基酸类等,调节作用,在生物体内均属高效能物质， 即含量少、作用大、生物代谢不可缺少,(三)、酶和一般催化剂的比较,共性： 具催化效率，用量少 反应前后酶的性质和 数量均没有变化 可降低反应的活化能 不同：
2、酶的催化效率高，即高效性。,(四)、酶作为生物催化剂的特性 催化效率高，即高效性； 高度的专一性； 酶的作用条件较温和。强酸、强碱、高温等条件都能使酶的空间结构被破坏而完全失去活性。所以酶作用一般都要求比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。,如何探究某种酶的本质？,实验比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率,原理： 教材P78 新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+ 是一种无机催化剂，它们都可以催化过氧化氢酶分解成水和氧。,观察比较产生气泡的量，以及收集到的氧气使无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度得出结论。,酶的高效性实验,实验设计原则：等量、对照、单一变量,实验结论：与无机催化剂相比酶具有高
3、效性,自变量：人为改变的变量（要研究的变量）。 因变量：因（随）自变量的变化而发生变化的变量。 无关变量：实验过程可能还会存在一些可变因素，对实验的结果造成影响，这些可变因素为无关变量。,对照组：一般来说,是指保持原有状态（未做处理）或已知影响因素所造成结果的一组实验。 实验组：人为改变条件（人为特别处理）或未知实验结果的一组实验。,比较过氧化氢在不同条件下的分解,对照组： 实验组： 自变量： 无关变量： 因变量：,试管1,试管2；试管3和4,温度；催化剂的种类,H2O2的浓度与剂量、催化剂的浓度与剂量等,单位时间内产生气泡的多少,加法原理： 与常态相比，人为增加某种影响因素的原理。 减法原理
4、： 与常态相比，人为去除某种因素即减法原理。,实验中自变量的控制方式,实验要排除无关变量干扰：,所有用生物材料要相同 （数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等） 所用实验器具要相同 （大小、型号等） 所用实验试剂要相同 （成分、浓度、体积等） 所用处理方法要相同 （培养条件等）,问题如何证明酶具有专一性？,实验步骤的书写 三步曲,(1)材料器具的准备：包括分组、编号、非条件处理等 取两套规格相同的器材(或取长势相同的某种生物材料随机平均分成两份)分别标记为A、B，并分别加入等量的 本步骤强调分组的等量性原则(器材的规格、生物材料的长势、分组的数量和随机性等)，编号可以针对实验器具，也可以针对
5、实验材料，有的非条件处理需在条件处理之后，则需写在第二步。,(2)设置实验组（有单一变量）和对照组（无） 在A组中加入适量的在B组中加入等量的,本步骤强调对照性原则、各对照组条件处理的等量性原则，通过“适量”和“等量”表达出来。在具体的实验设计中，可用具体的量，如“在A组中加入2 ml在B组中加入2 ml”。需要注意的是：一组加入试剂时，如另一组不需加入试剂，则必须加等量的蒸馏水或相应不影响实验结果的溶液；要注意单一变量原则，即本步处理的变量只能有一个。,(3)放在适宜的相同的条件下培养，一段时间后观察现象和结果 ,将两套装置放在相同且适宜的环境中培养一段时间(或相应方法处理，如振荡、加热等)
6、。,（注意：a.最佳的书写步骤是213；b.规范性语言准确地描述。）,（1）方案一：用同一种酶催化两种不同物质 淀粉（非还原糖） 麦芽糖（还原糖） 蔗糖（非还原糖） 蔗糖 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐 林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判 断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索 酶的专一性。 （2）方案二：用两种不同酶催化同一种物质,淀粉（非还原糖） 麦芽糖（还原糖） 淀粉（非还原糖） 淀粉 再用斐林试剂鉴定，从而探究酶的专一性。,淀粉酶,蔗糖酶,淀粉酶,淀粉酶,2酶的专一性的实验探究,1.酶催化活性的表示方法 2.表示酶高效性的曲线,考点二 与酶有关的曲线分析,单位时间内底物
7、的减少量或产物的生成量。,注意： 酶只能缩短达到化学反应平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。,3.表示酶专一性的曲线,加入酶B的反应速率与无酶条件下的反应速率相同，而加入酶A的反应速率随反应物浓度增大明显加快，说明酶B对此反应无催化作用，进一步说明酶具有专一性。,知识拓展具有专一性的物质归纳 (1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 (2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。（受体同上）,(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶
8、细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。 (4)tRNAtRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 (5)抗体/效应T细胞：一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。 （6）神经递质：只作用于突触后膜，使其兴奋或抑制,4.温度、pH影响酶活性的曲线,强酸、强碱、高温等条件都能使酶破坏而完全失去活性。,5.底物浓度影响酶活性的曲线 达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的限制。 6.酶浓度影响酶活性的曲线 在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。,7.影响酶活性的曲线 （1）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成 物越少，反应速率越慢
9、。 （2）图示pH=7时，反应物剩余量最少，应为最适pH。 （3）当pH改变时，最适温度保持不变。,注意事项： (1)在探究温度对淀粉酶活性影响的实验中，应用碘液，而不宜用斐林试剂，因为斐林试剂需加热，而实验中的自变量是温度。 (2)在探究pH对酶活性影响的实验中，应利用斐林试剂，而不宜选用碘液，因碘液与NaOH发生反应。 (3)在利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性的实验中，应选用斐林试剂，而不宜选用碘液，因碘液无法检测蔗糖是否水解。,思维误区警示 易错分析对酶概念的理解不到位 酶知识的正误辨析,纠正训练：1、下列有关酶的叙述，正确的是（ ） 是有分泌功能的细胞产生的 有的从食物中获得，有的从
10、体内转化而来 凡是活细胞都能产生酶 绝大多数酶是蛋白质 有的酶是蛋白质，有的是固醇 酶在代谢中有多种功能 在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 酶只是起催化作用 酶只在细胞内发挥作用,A. B. C. D.,C,1.上面反应式中合成ATP的能量从那里获得？到哪里去了？ 2.下面反应式中释放的能量从那里来？到哪里去了？,ATP与ADP之间的转换,植物细胞来自呼吸作用、光合作用 动物细胞来自呼吸作用、磷酸肌酸的水解,能量来自远离A的高能磷酸键水解释放的能量，ATP水解释放的能量转化为机械能、电能、势能等各种形式的能量用于做功细胞的各种生命活动。,二、ATP结构式:,高能磷酸键,三、ATP结构简式:,A
11、P P P,元素：C、H、O、N、P 三个磷酸基、两个高能磷酸键、一个腺苷（腺嘌呤+核糖）,1.上面反应式中合成ATP的能量从那里获得？到哪里去了？ 2.下面反应式中释放的能量从那里来？到哪里去了？,四、ATP与ADP之间的转换,植物细胞来自呼吸作用、光合作用 动物细胞来自呼吸作用、磷酸肌酸的水解,能量来自远离A的高能磷酸键水解释放的能量，ATP水解释放的能量转化为机械能、电能、势能等各种形式的能量用于做功细胞的各种生命活动。,3.形成ATP和分解ATP过程所需要的酶是否相同？两个过程可否看成是可逆反应？,生理过程不同，所用的酶不相同，不是可逆反应。,4.正常细胞中ATP含量有何特点？,含有2
12、个高能磷酸键，每摩高能磷酸键断裂释放的能量多达30.54KJ，远离腺苷A的高能磷酸键易断裂也易合成。,高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20.92KJmol 以上的磷酸化合物。,P58,5.ATP在细胞内的含量？,ATP在细胞内的含量很少，但总处于动态平衡之中,6.细胞的哪些生理活动会使ATP水解？释放的能量去向如 何？,主动运输、内吞、外排；物质的合成与分泌；细胞分裂；神经传导；肌肉收缩等。 ATP水解释放的能量转化为机械能、电能、势能等各种形式的能量用于做功。,ATP在能量转换中的作用,光能,糖类等有机物 稳定的化学能,散失,维持体温,维持各项生命活动,活跃的化学能,热能,能量,呼吸作用
13、,ATP,根本能源,直接能源物质,ATP,光合作用,释放,储存,主要能源物质,ATP是能量货币,利用,问题：细胞中哪些结构的生理活动会产生ATP？ 哪些结构的生理活动会消耗ATP？ 产生ATP： 细胞质基质、线粒体、叶绿体基粒 消耗ATP： 细胞核：转录、DNA自我复制 核糖体：翻译、缩合反应 内质网：有机物的合成、运输 高尔基体：植物细胞壁的形成、动物细胞分泌物的形成 叶绿体：暗反应还原三碳化合物 细胞膜：主动运输、内吞、外排,人体细胞中能够产生ATP的结构有哪些？,细胞质基质（细胞溶胶）、线粒体,叶肉细胞叶绿体、细胞质基质、线粒体可产生ATP； 根尖细胞没有叶绿体，只有细胞质基质、线粒体产生ATP。,化能合成、细胞呼吸可产生ATP,光合作用、细胞呼吸,小麦叶肉细胞、根尖细胞产生ATP的结构有哪些？,硝化细菌产生ATP的生理活动有哪些？,蓝藻产生ATP的生理活动有哪些？,问题：,
