酶和ATP 【知識(shí)精講精研】 高考生物一輪復(fù)習(xí)課件（新教材新高考）

酶和ATP第07講閱讀教材P76

【問(wèn)題探討】意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼將肉放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去，一段時(shí)間后，籠內(nèi)的肉塊消失了。1.斯帕蘭扎尼所做的實(shí)驗(yàn)是想證明什么？2.為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？3.是什么物質(zhì)使肉塊消失了？4.怎樣才能證明你的推測(cè)？食物被消化是發(fā)生的物理變化還是化學(xué)反應(yīng)便于取出實(shí)驗(yàn)材料(肉塊)，排除物理性消化對(duì)肉塊的影響，確定其是否發(fā)生了化學(xué)性消化。胃內(nèi)的某種化學(xué)物質(zhì)收集胃內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，看看這些物質(zhì)在體外是否也能將肉塊分解。閱讀教材P76，思考與討論一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.細(xì)胞代謝是指什么？2.細(xì)胞代謝的場(chǎng)所是指什么？3.細(xì)胞代謝的特點(diǎn)是指什么？4.細(xì)胞代謝的意義是什么？細(xì)胞中每時(shí)每刻進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的統(tǒng)稱細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一般需要酶的催化細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)閱讀教材P76，仔細(xì)研究?jī)?nèi)容過(guò)氧化氫，體內(nèi)過(guò)氧化氫過(guò)多會(huì)導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會(huì)加速人體衰老。二、閱讀教材P79，完成探究酶本質(zhì)的探索歷程發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)巴斯德李比希畢希納薩姆納VS其他科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)酵與死細(xì)胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)死細(xì)胞中的物質(zhì)和活細(xì)胞都能引起發(fā)酵脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA巴斯德之前二、酶的本質(zhì)2.酶的概念：3.酶的本質(zhì)：4.酶的來(lái)源5.合成原料：6.合成場(chǎng)所：7.功能：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。一般來(lái)源于活細(xì)胞哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞除外（體內(nèi)、體外均可發(fā)揮作用）氨基酸、核糖核苷酸核糖體、細(xì)胞核等催化作用唯一功能檢驗(yàn)蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解時(shí)應(yīng)選用蛋白塊，通過(guò)觀察其消失情況得出結(jié)論，因蛋白酶本身也是蛋白質(zhì)，不能用雙縮脲試劑鑒定。閱讀教材P77，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)氧化氫在不同條件下的分解1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理是什么？2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解酶的作用和意義。3.可以用什么觀察實(shí)驗(yàn)指標(biāo)？4.實(shí)驗(yàn)材料用具：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%Fecl3、新鮮質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%肝臟研磨液、新配置的體積分?jǐn)?shù)3%過(guò)氧化氫溶液2H2O22H2O＋O2↑△/Fe3+/過(guò)氧化氫酶觀察單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少觀察帶火星的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況閱讀教材P77，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)氧化氫在不同條件下的分解5.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟步驟試管編號(hào)1234一H2O2濃度3%3%3%3%

劑量2ml2ml2ml2ml二反應(yīng)條件常溫90℃FeCl3新鮮肝臟研磨液

劑量2滴清水2滴清水2滴2滴結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒閱讀教材P77，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)氧化氫在不同條件下的分解6.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：幾乎無(wú)氣泡少量氣泡較多氣泡；衛(wèi)生香復(fù)燃不明顯大量氣泡；衛(wèi)生香復(fù)燃明顯步驟試管編號(hào)1234一H2O2濃度3%3%3%3%

劑量2ml2ml2ml2ml二反應(yīng)條件常溫90℃FeCl3新鮮肝臟研磨液

劑量2滴清水2滴清水2滴2滴結(jié)果氣泡產(chǎn)生衛(wèi)生香燃燒7.分析實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：不明顯少量較多大量不復(fù)燃不復(fù)燃不明顯復(fù)燃明顯分析：（1）①②對(duì)照，說(shuō)明：（2）①④對(duì)照，說(shuō)明：（3）③④對(duì)照，說(shuō)明：加熱能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解，提高反應(yīng)速率酶具有催化作用，可加快化學(xué)反應(yīng)速率酶具有高效性，同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高。對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組自變量因變量無(wú)關(guān)變量無(wú)關(guān)變量科學(xué)方法：控制變量、設(shè)計(jì)對(duì)照

8.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則與變量分析（1）變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化因素稱為變量。（2）變量類型：8.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則與變量分析（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原則：①單一變量原則：即除自變量(實(shí)驗(yàn)變量)以外，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的無(wú)關(guān)變量保持相同且適宜。如生物材料相同(大小、生理狀況、年齡、性別等)、實(shí)驗(yàn)器具相同(型號(hào)、潔凈程度等)、實(shí)驗(yàn)試劑相同(用量、濃度、使用方法等)和條件相同(保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌、振蕩等)。②對(duì)照原則：應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的自變量不同(其他因素都相同)，以便減小實(shí)驗(yàn)誤差。（空白對(duì)照、條件對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照）③平行重復(fù)原則：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性，必須對(duì)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行足夠次數(shù)的重復(fù)，以獲得多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。加熱無(wú)機(jī)催化劑酶加快化學(xué)反應(yīng)速率三種反應(yīng)條件的作用原理一樣嗎？三、酶的催化機(jī)理（1）高效性（與無(wú)機(jī)催化劑相比）酶與無(wú)機(jī)催化劑的相同點(diǎn)：①都能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能；②可加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不改變平衡點(diǎn)；③化學(xué)反應(yīng)前后酶的數(shù)量和性質(zhì)不變。

注意：1.酶只是提高化學(xué)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，不會(huì)改變化學(xué)平衡的位置（即不能改變最終生成物的量）。2.在反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量將保持不變。三、酶的催化機(jī)理1.活化能：2.酶的作用：3.酶的作用機(jī)理：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能催化作用同無(wú)機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高?！咝?.思考：加熱為什么能促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解呢？加熱使H2O2分子獲得能量（提供活化能），從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀追纸獾幕钴S狀態(tài)。思考：酶能增加產(chǎn)物的生成量嗎？四、酶的本質(zhì)1.酶的概念：2.酶的本質(zhì)：3.酶的來(lái)源4.合成原料：5.合成場(chǎng)所：6.功能：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。一般來(lái)源于活細(xì)胞哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞除外（體內(nèi)、體外均可發(fā)揮作用）氨基酸、核糖核苷酸核糖體、細(xì)胞核等催化作用唯一功能檢驗(yàn)蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解時(shí)應(yīng)選用蛋白塊，通過(guò)觀察其消失情況得出結(jié)論，因蛋白酶本身也是蛋白質(zhì)，不能用雙縮脲試劑鑒定。如何鑒定酶的本質(zhì)：四、酶的本質(zhì)原理：雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)；RNA與吡羅紅染液作用顯紅色（1）試劑檢測(cè)法如何鑒定酶的本質(zhì)：四、酶的本質(zhì)（2）酶解法方法原理：用蛋白酶和RNA酶處理待鑒定酶，再觀察其功能是否受影響來(lái)確定該酶的本質(zhì)。探究淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用（1）實(shí)驗(yàn)原理：淀粉和蔗糖都是__________，它們?cè)诿傅拇呋饔孟露寄芩獬蛇€原糖，斐林試劑能與還原糖反應(yīng)產(chǎn)生______色沉淀。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分別加入淀粉酶，再用斐林試劑檢測(cè)溶液中有無(wú)還原糖，就可以驗(yàn)證淀粉酶只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。非還原糖磚紅非還原糖磚紅

操作試管1試管2注入蔗糖溶液

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20注入可溶性淀粉溶液

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0___注入新鮮的淀粉酶溶液

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222斐林試劑

（3）預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：___號(hào)試管產(chǎn)生顏色反應(yīng)。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶具有______性。[提醒]該實(shí)驗(yàn)中不能用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因?yàn)榈庖褐荒軝z測(cè)淀粉是否被水解，而蔗糖分子無(wú)論是否被水解都不會(huì)使碘液變色。2專一二、酶的特性（2）專一性每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)

1.探究酶的最適溫度（1）設(shè)計(jì)思路（2）設(shè)計(jì)方案

（1）設(shè)計(jì)思路（2）設(shè)計(jì)方案二、酶的特性（3）作用條件較溫和在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；高溫、過(guò)酸、過(guò)堿等條件會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞而永久失活；低溫條件下酶的活性很低，但空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

思考：1.唾液淀粉酶隨食物進(jìn)入胃內(nèi)就會(huì)失活，原因是：2.高溫、過(guò)酸、過(guò)堿等條件下，酶失活后即使給予適宜的條件，活性仍不能夠恢復(fù)正常，原因是：3.人發(fā)燒時(shí)不想吃東西，原因是：唾液的pH為6.2～7.4而胃液的pH為0.9～1.5，唾液淀粉酶沒(méi)有了適宜的pH條件，酶活性大大下降甚至失活，不再發(fā)揮作用高溫、過(guò)酸、過(guò)堿等條件都會(huì)導(dǎo)致酶空間結(jié)構(gòu)被破壞，使酶永久失活體溫升高導(dǎo)致消化酶活性降低，食物在消化道中消化緩慢思考：4.利用加酶洗衣粉洗滌衣服時(shí)：①絲綢和毛皮類衣物不能用加酶洗衣粉來(lái)洗滌，因?yàn)椋孩诩用赶匆路凼褂玫乃疁匾话阍?0℃以下，切記不能用沸水，否則：5.將剛采摘的新鮮糯玉米立即放入85℃水中熱燙處理2min,可較好地保持甜味，其原因是加酶洗衣粉中含有蛋白酶，可能會(huì)損壞絲綢和毛皮類衣物的蛋白質(zhì)酶會(huì)失去活性高溫破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶的活性。思考：影響酶促反應(yīng)速率的因素：溫度pH酶抑制劑酶激活劑酶活性酶濃度底物濃度酶促反應(yīng)速率五、酶促反應(yīng)速率的影響曲線分析(1)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響五、酶促反應(yīng)速率的影響曲線分析(1)底物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響酶濃度反應(yīng)速率0底物有限五、酶促反應(yīng)速率的影響曲線分析（2）酶促反應(yīng)產(chǎn)物濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線五、酶促反應(yīng)速率的影響曲線分析(3)溫度和pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響六、ATP的結(jié)構(gòu)和功能（1）ATP的結(jié)構(gòu)：1.中文名稱：2.元素組成：3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：腺苷三磷酸CHONPA–P～P～PA:P:—:~:腺苷磷酸普通化學(xué)鍵特殊化學(xué)鍵水解時(shí)，第二個(gè)特殊化學(xué)鍵先斷裂，釋放出能量，同時(shí)生成ADP和Pi直接能源物質(zhì)（ATP不等同于能量）腺苷二磷酸（ADP）腺苷一磷酸（AMP）（腺嘌呤核糖核苷酸）

1molATP水解釋放出的能量高達(dá)30.54kJ，所以ATP是一種高能磷酸化合物腺苷腺苷腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤寫(xiě)出下列“A”的含義：六、ATP的結(jié)構(gòu)和功能（1）ATP的結(jié)構(gòu)：4.ATP的供能原理：（1）ATP的結(jié)構(gòu)：5.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化：六、ATP的結(jié)構(gòu)和功能ATP與ADP的轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎？來(lái)源：去路：來(lái)源：去路：高能磷酸鍵內(nèi)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化形成其他形式的能量

有機(jī)物中的化學(xué)能或光能（光合作用、呼吸作用）儲(chǔ)存于高能磷酸鍵中物質(zhì)可以循環(huán)利用（物質(zhì)可逆）但能量不可以（能量不可逆），所以不是可逆反應(yīng)。細(xì)胞中ATP含量很少，ATP與ADP轉(zhuǎn)化非常迅速及時(shí)，且處于動(dòng)態(tài)平衡。（1）ATP的結(jié)構(gòu)：5.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化：六、ATP的結(jié)構(gòu)和功能分析細(xì)胞內(nèi)ATP合成與水解的生理過(guò)程及場(chǎng)所（2）ATP的利用：一、ATP的結(jié)構(gòu)和功能1.ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的過(guò)程(以Ca2＋釋放為例)2.ATP——細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”（2）ATP的利用：一、ATP的結(jié)構(gòu)和功能最終能源物質(zhì)熱能（散失）ATP中活躍的化學(xué)能光能、化學(xué)能→ATP中的化學(xué)能→多種形式的能量直接能量來(lái)源①吸能反應(yīng)：一般