一輪復(fù)習(xí)酶和ATP

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用新葉伸向和煦的陽光蚱蜢覬覦綠葉的芬芳它們?yōu)樯娑@取能量能量在細(xì)胞里流轉(zhuǎn)激蕩光合作用：CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶呼吸作用

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧氣酶細(xì)胞中每時每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)變化統(tǒng)稱細(xì)胞代謝。

而代謝的順利進(jìn)行與酶有著很大的關(guān)系。實驗

比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗?zāi)康模和ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用和意義實驗原理：2H2O2

→2H2O+O2實驗設(shè)計原則：①對照原則②控制單一變量原則友情提示實驗探究過氧化氫酶、鐵離子、加熱對H2O2分解速率H2O2H2O+O2

過氧化氫酶H2O2H2O+O2Fe3+H2O2H2O+O2分解效率過氧化氫酶高？Fe3+高？

高？一、酶的作用和本質(zhì)比較過氧化氫在不同條件下的分解變量：實驗過程中可以變化的因素。自變量：人為改變的變量。因變量：隨著自變量的變化而變化的變量。對照實驗：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗。對照組：實驗組：步驟試管編號

說明1234

一H2O2濃度劑量

二

劑量

結(jié)果氣泡產(chǎn)生帶火星木條結(jié)論

比較過氧化氫在不同條件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常溫90℃FeCl3鮮肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴反應(yīng)條件自變量因變量無關(guān)變量變量對照組實驗組對照實驗等量性原則單一變量原則等量性原則無關(guān)變量人為改變的變量1.高溫可以加快過氧化氫分解2.FeCl3能催化過氧化氫分解3.過氧化氫酶能催化過氧化氫分解4.過氧化氫酶的催化效率比FeCl3高隨自變量的變化而變化的變量加熱為什么能加快過氧化氫分解？

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)所需要的能量稱為活化能酶的催化作用——降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶的作用機理3號、4號試管沒有加熱，為什么也有大量氣泡產(chǎn)生？酶的作用降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能同無機催化相比，酶能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，因而催化效率更高。

酶在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì).3．如圖為反應(yīng)物A生成產(chǎn)物P的化學(xué)反應(yīng)在無酶和有酶催化條件下的能量變化過程，假設(shè)酶所處的環(huán)境條件最適，對于圖中曲線分析正確的是(

)A．a(chǎn)d段表示無酶催化時該反應(yīng)的活化能B．bc段表示酶為底物提供的活化能C．若把酶改成無機催化劑，則圖中b點位置會下移D．若將有酶催化的反應(yīng)溫度下降10℃，則ab段會縮短大50哪一條是加酶的曲線？AB①催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。催化劑只是改變反應(yīng)速率,并不改變化學(xué)平衡[4－2]

(2019·安徽六安一中模擬)如圖表示改變某一因素前后，淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解產(chǎn)生還原糖的結(jié)果，請據(jù)此分析，改變下列哪種因素才能獲得改變后的結(jié)果(

)A．溫度 B．pH值C．淀粉溶液量 D．唾液量P51閱讀關(guān)于酶本質(zhì)的探究二、酶的本質(zhì)討論：1、巴斯德和李比希的觀點，各有什么積極意義？各有什么局限？2、他們之間的爭論對于后人進(jìn)一步研究酶的本質(zhì)起到了什么作用？3、從畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？4、薩姆納歷時9年證明脲酶是蛋白質(zhì)，并獲諾貝爾獎。你認(rèn)為他成功的原因是什么？5、請給酶下一個完整的定義。巴斯德之前發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)，發(fā)酵是整個細(xì)胞而不是細(xì)胞中某些物質(zhì)起作用引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用畢希納酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣薩姆納酶是蛋白質(zhì)李比希切赫、奧特曼少數(shù)RNA也具有生物催化功能總結(jié)酶的定義

酶的本質(zhì)

酶的來源

酶的功能酶是一類生物催化劑活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的是有機物。一類大部分酶是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA。小資料科學(xué)家通過整理大量的實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：、①.酶的催化效率是無機催化劑的107-1013倍。②.酶可在1s內(nèi)完成非酶體系需要3年-30萬年時間的反應(yīng)。上述實驗及資料說明，與無機催化劑相比，

——酶具有高效性

意義：酶的高效性保證了細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。

酶的作用機理：專一性與底物結(jié)合，降低反應(yīng)的活化能。二、酶具有專一性一、酶具有高效性每一種酶只能催化

化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊，互不干擾地進(jìn)行，與酶的

是分不開的。

二、酶具有專一性一種或一類4000專一性目前發(fā)現(xiàn)的酶有

多種,它們分別催化不同的化學(xué)反應(yīng)。如何驗證酶具有專一性淀粉溶液蔗糖溶液實驗步驟一二三實驗現(xiàn)象結(jié)論分別加入淀粉酶2滴，振蕩，試管下半部浸入60℃左右的熱水中，反應(yīng)5min2號試管中加入2mL蔗糖溶液加入斐林試劑振蕩約60℃水浴2min1號試管中加入2mL淀粉溶液無變化磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用1．(2019·北京海淀區(qū)練習(xí))為了證明酶的作用具有專一性，某同學(xué)設(shè)計了如下5組實驗，分別選擇一定的試劑進(jìn)行檢測，合理的實驗方案是(

)A．①和③對比，用雙縮脲試劑檢測B．②和④對比，用碘液檢測C．④和⑤對比，用斐林試劑檢測D．③和④對比，用斐林試劑檢測組別①②③④⑤酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反應(yīng)物蛋白質(zhì)淀粉蛋白質(zhì)淀粉麥芽糖P52A．①和③對比，用雙縮脲試劑檢測B．②和④對比，用碘液檢測C．④和⑤對比，用斐林試劑檢測D．③和④對比，用斐林試劑檢測1號試管淀粉溶液、酶溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象2號試管3號試管淀粉液各加入淀粉酶2滴，振蕩。各保溫一段時間1，3，5，試管各加入2mL淀粉溶液，2，4，6試管各加入等量且適量酶溶液藍(lán)色保持0℃冰水中約5min加熱至100℃，約5min加熱至60℃，約5min各加入兩滴碘液，觀察顏色變化無明顯現(xiàn)象藍(lán)色探究溫度對淀粉酶活性的影響4號試管5號試管6號試管在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較

,較高的溫度容易使酶的

遭到破壞，蛋白質(zhì)變性，而失去

。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)動物：35---40攝氏度植物40--50攝氏度細(xì)菌、真菌差別較大

通過以上實驗可以知道，酶在最適溫度下，活性最高。那么PH值不同，對酶的活性有沒有影響呢？你又要動腦筋了！設(shè)計一個實驗，來探究PH會影響酶的催化效率（活性）？1號試管過氧化氫溶液實驗步驟一二三四實驗現(xiàn)象結(jié)論2號試管3號試管加入過氧化氫酶2滴，振蕩2—3min試管各加入2mL過氧化氫溶液無明顯變化pH＝7pH=12pH＝2將帶火星的衛(wèi)生香分別放入試管中只有在適合的pH下酶的催化效率最好復(fù)燃無明顯變化探究pH對過氧化氫酶活性的影響

探究pH對酶活性的影響時，“不宜”采用淀粉酶催化淀粉的反應(yīng)，因為碘液會和NaOH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，碘與淀粉生成藍(lán)色絡(luò)合物的機會大大減少，而且在酸性條件下淀粉也會水解，從而影響實驗的觀察效果。

探究溫度對酶活性的影響時，“不宜”采用H2O2酶催化H2O2的反應(yīng)，因為H2O2會因為高溫分解速度加快。過氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性

最高空間結(jié)構(gòu)在過酸過堿的條件下，都會使酶的

遭到破壞,蛋白質(zhì)

，酶失去

?；钚詣游矬w里的酶最適PH大多在6.5---8.0之間，（但胃蛋白酶為1.5，胰液中的酶為8---9）植物體里的酶最適PH大多在4.5-----6.5之間變性4．如圖所示為影響酶促反應(yīng)的溫度、pH和底物濃度與反應(yīng)速率關(guān)系的曲線圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A．影響乙曲線的因素是溫度，影響丙曲線的因素是pHB．甲曲線中，A點與B點限制酶促反應(yīng)速率的因素不同C．乙曲線中，D點與F點酶的空間結(jié)構(gòu)都被破壞且不能恢復(fù)D．丙曲線中，G點時對應(yīng)因素升高，酶的活性不能達(dá)到H點P50酶的特性：具有高效性具有專一性作用條件較溫和要有合適的溫度要有合適的pH總結(jié)：比較過氧化氫酶和Fe3＋的催化效率淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用

溫度對淀粉酶活性的影響pH對過氧化氫酶活性的影響

pH對酶活性的影響（以H2O2為底物）自變量：因變量：檢測：無關(guān)變量：自變量：因變量：檢測：無關(guān)變量：溫度對酶活性的影響（以淀粉為底物）pH不同酶活性

相同時間內(nèi)H2O2分解產(chǎn)生氣泡的量。

溫度，底物量及濃度，酶量，反應(yīng)時間等。溫度不同酶活性

碘液檢測觀察各試管中顏色的深淺。pH，底物量及濃度，酶量，反應(yīng)時間等。第2節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”－ATP討論：1.螢火蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2.螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3.螢火蟲發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢.天街夜色涼如水，臥看牛郎織女星。

——杜牧《秋夕》

囊螢夜讀

問題探討問題探討

相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。螢火蟲腹部后端細(xì)胞內(nèi)的熒光素，是其特有的發(fā)光物質(zhì)。腹部細(xì)胞內(nèi)一些有機物中儲存的化學(xué)能，只有在轉(zhuǎn)變成光能時，螢火蟲才能發(fā)光。能源來源主要能源物質(zhì)生物體內(nèi)良好的儲能物質(zhì)動物細(xì)胞內(nèi)特有的儲能物質(zhì)植物細(xì)胞內(nèi)特有的儲能物質(zhì)最終能源來源？葡萄糖脂肪糖原淀粉太陽能不同的能源物質(zhì)能量直接來源

誰是為螢火蟲尾部細(xì)胞的發(fā)光直接提供能量的呢？？？【相關(guān)資料】螢火蟲的尾部發(fā)光器中有熒光素和熒光素酶。熒光素接受能量后就被激活，在熒光素酶的催化作用下，激活的熒光素與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。熒光素+能量+O2

氧化熒光素+H2O熒光素酶發(fā)出熒光發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)式為：用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器取下,干燥后研磨成粉末,取四等份分別裝入四支試管,各加入少量水使之混合,置于暗處,可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn),約過15分鐘熒光消失，然后……實驗探究15min熒光消失暗處ABCD２ｍｌ葡萄糖溶液２ｍｌ？溶液２ｍｌ脂肪溶液２ｍｌ蒸餾水有熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)無熒光出現(xiàn)ATP直接能源物質(zhì)[資料1]興趣小組做了以下實驗：生物的生命活動ATP氧化分解能量儲存釋放能量有機物能量結(jié)論：ATP能直接使螢火蟲體內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)發(fā)光1、元素組成：C、H、O、N、P

2、中文名稱：三磷酸腺苷

3、結(jié)構(gòu)簡式：

A-P~P~P

A：

腺苷=腺嘌呤+核糖

-：

普通共價鍵（1個）

~：

高能磷酸鍵（2個）

一、ATP的結(jié)構(gòu)高能磷酸鍵P：

磷酸基團(tuán)（3個）

A-P~P~P

一、ATP的結(jié)構(gòu)是一種高能磷酸化合物遠(yuǎn)離A的高能鍵易水解和重新形成

一般水解時，能夠釋放20.92kJ／mol能量的化合物都叫做高能化合物。高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達(dá)30.54kJ／mol，所以ATP是高能磷酸化合物。

資料ATP水解是哪一個高能磷酸鍵先發(fā)生水解？這個高能磷酸鍵穩(wěn)定嗎？遠(yuǎn)離Ａ的那個高能磷酸鍵不穩(wěn)定,易水解注意A–P~P~PAP~P~P核糖腺嘌呤腺苷（A）AMP（一磷酸腺苷）ADP（二磷酸腺苷）ATP（三磷酸腺苷）說明：AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本單位之一。PPP~~核糖腺嘌呤P核糖腺嘌呤

AMP一磷酸腺苷

=腺嘌呤核糖核苷酸ATP，ADP與AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）的區(qū)別：ATP三磷酸腺苷PP~核糖腺嘌呤ADP二磷酸腺苷ATP去掉2個磷酸基團(tuán)是RNA的單位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。不同物質(zhì)中“A”代表的含義：1.結(jié)構(gòu)簡式：ATP是

的英文名稱縮寫，其中A代表

(由

和

組成)，T代表“

”，

P代表

，其結(jié)構(gòu)簡式是

，其中“—”代表普通化學(xué)鍵，“～”代表

。高能磷酸鍵三磷酸腺苷腺苷腺嘌呤核糖3磷酸基團(tuán)A—P～P～P2．(2019·陜西安康質(zhì)檢)dATP(d表示脫氧)是三磷酸脫氧腺苷的英文名稱縮寫，其結(jié)構(gòu)式可簡寫成dA—P～P～P。下列有關(guān)分析錯誤的是(

)A．dATP由磷酸、脫氧核糖和腺嘌呤組成B．形成dATP的過程中伴隨有水的生成C．dATP具有高能磷酸鍵，可為某些反應(yīng)提供能量D．在DNA合成過程中，dATP是構(gòu)成DNA的基本單位之一大p542.結(jié)構(gòu)特點(1)高能量：水解自由能在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物稱為高能磷酸化合物。在有關(guān)酶的催化作用下，ATP水解釋放的能量多達(dá)

kJ/mol。所以說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種

。(2)不穩(wěn)定：在有關(guān)酶的催化作用下，ATP分子中

的那個高能磷酸鍵很容易水解，釋放能量。遠(yuǎn)離A30.54高能磷酸化合物？？想一想：在螢火蟲尾部細(xì)胞的發(fā)光過程中直接提供能量的物質(zhì)是ATP，ATP的能量是怎樣釋放出來的？A-P~P~P水解酶A-P~P+Pi+ADP能量ATPATP的水解為各項生命活動直接提供能量資料分析1.一個成年人在平靜狀態(tài)下，24小時將有40kg的ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ATP、ADP的總量僅有2mg～10mg。ATP的含量很少需要卻很多，生物體是如何解決這一矛盾的呢？2.用32P標(biāo)記磷酸加入細(xì)胞培養(yǎng)液中，短時間內(nèi)快速分離出ATP，ATP的總量變化不大，但是大部分ATP末端磷酸基團(tuán)卻已經(jīng)帶有放射性標(biāo)記。思考：ATP與ADP之間存在著怎樣的關(guān)系？二、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：能量的

儲存能量的釋放

ATPADP+Pi+能量ADP+Pi+能量

ATP水解酶合成酶動物和人用作吸呼呼吸作用光合作用ADP+Pi能量ATP