2013苏教版必修1第一节《atp和酶》ppt课件

新叶伸向和煦的阳光 第四章 光合作用和细胞呼吸 第一节：ATP和酶 一定要好好地饱餐一顿！ 就要抓住你了！ 生物都在为生存而获取能量！ 在生命系统中： 主要的能源物质： 最终的能量来源： 主要的贮能物质： 那么又是谁直接给我们的生命活 动提供能量呢？ 糖类 脂肪 太阳能 1.萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号 ，以便交尾、繁衍后代。 2.萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光 物质。 3.有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能 ，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 讨论： 1、萤火虫发光的生物学意义是什么？ 2、萤火虫体内有特殊的发光物质吗？ 3、萤火虫发光的过程有能量的转换吗？ AB 医用葡萄 糖溶液2ml ATP注射 液2ml 这个 实验 能说 明什 么问 题？ AB 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干 燥后研磨成粉末,取两等份分别装入两支 试管,各加入少量水使之混合,置于暗处, 可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分 钟荧光消失，然后 实验探究 实验结论：ATP是直接的能源物质 A管无荧光出现 B管有荧光出现 ATP 和葡萄 糖等能 源物质 有什么 区别？ 光能 糖类 等有 机物 氧化 分解 光 合 作 用 散失 维持体温 维持各项 生命活动 活跃的 化学能 热 能 能量 第一节 ATP和酶 一、生命活动的能量“货币”ATP （一）ATP的组成 1、全称： 2、结构简式： 各符号所代表的意义： A T P 3、能量贮存部位 4、性质： 腺嘌呤核苷三磷酸 AP P P HO PO PO P O OH O OH O OH N N N N NH2 H O H H H OHOH OCH2 ATP分子中具有高能磷酸键 ATP的结构简式为AP P P 腺 苷 磷酸 基团 高能 磷酸键 lATP即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存 在的一种高能磷酸化合物高能磷酸化合物 30.54KJ/mol ATP的结构 核糖 PP P 腺嘌呤 小资料 纯净的ATP呈白色粉末状，能溶于水。 作为药品可以提供能量并改善患者新陈 代谢。 ATP片剂可以口服，注射液可供肌肉 注射或静脉注射。 小资料 ATP(adenosine-triphosphate)中文名称为腺嘌呤核苷三 磷酸，又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，它是一种含有高能 磷酸键的有机化合物，它的大量化学能就储存在高能磷酸 键中。 其中A表示腺苷，T表示其数量为三个，P表示磷酸基团 ，即一个腺苷上连接三个磷酸基团。其结构简式是：A PPP， 其相邻的两个磷酸基之间的化学键非常活跃，水解时可释 放约30.54kJ/mol的能量，因此称为高能磷酸键，用“”表 示。 在细胞的生命活动中，ATP远离A的一个高能磷酸键易断 裂，释放出一个磷酸和能量后成为腺苷二磷酸（ADP）。 ATP和ADP这种相互转化，是时刻不停的发生且处于动 态平衡之中的。 在有机物氧化分解或光合作用过程中，ADP可获取能量 ，与磷酸结合形成ATP。 1、ATP的水解过程 APPP Pi APP （ADP） 能量 ATP ADP+P i+能量 ATP（水解）酶 思考： ATP水 解产生的 能量的去 处？ a、细胞生命活动 b、用于暗反应 远离腺苷的那个高能 磷酸键相当脆弱，水 解时容易断裂。 用于大脑思考 用于生物发电发光 用于主动运输 ，细胞的 生长分裂等 ATP ATP的生理作用 用于各种运动，如 肌细胞收缩 ATP合成酶 ADP+Pi ATP能量+ ATP ADP+P i+能量 ATP（水解）酶 各项需能 的生命活动 ？ 光能 有机物分解释放的化学能 2 2、ATPATP的的合成合成过程过程 ADP转化成ATP时所需能量的主要来源 动物和人等 绿色植物 能量 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 光 合 作 用 ADP +Pi+ ATP 酶 三、ATP与ADP的相互转化 ： 能量的储存 能量的 释放 ATP 酶 ADP + Pi + 能量 ADP+Pi+能量 酶 ATP ATP ADP +Pi + 能量 酶 （三）、ATP与ADP可以相互转化 光合作用 呼吸作用 各生命活动 ATP在细胞内的含量很少，但为什么我们的各项活动 能时刻顺利地进行呢？ ATP与ADP的相互转化 ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内 含量并不高。 人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。人体每天的 能量需要水解100-150摩尔的ATP即相当于50至 75千克。这意味着人一天将要分解掉相当于他体 重的ATP。所以每个ATP分子每天要被重复利用 1000-1500次。ATP不能被储存，因为ATP的合 成后必须在短时间内被消耗。 人体预存的ATP能量只能维持15秒,跑完一百公尺 后就全部用完，不足的继续通过呼吸作用等合成 ATP。 ATP与ADP的相互转化是否可逆？ ATP与ADP相互转化在物质上是？ ATP与ADP相互转化在酶上是？ ATP与ADP相互转化在能量上是？ ATP ADP+Pi+能量 酶 酶 水解酶 合成酶 可逆的 不可逆的 不可逆的 用于大脑思考 用于生物发电发光 用于主动运输 ，细胞的 生长分裂等 ATP 用于恒定体温 四.ATP的生理作用 用于各种运动，如 肌细胞收缩 ATP 机械能 热能 渗透能 电能 光能 转 化 为 化学能 ATPATP的生理功能：的生理功能： ATPATP是生物体进行各种生命活动所需能量的是生物体进行各种生命活动所需能量的直接来源直接来源 ATP细胞内的直接能源物质 （如肌细胞收缩） （如维持体温） （如主动运输） （如电鳗放电） （如萤火虫发光） （如葡萄糖和果糖合成蔗糖） 理解:ATP是细胞的能量“通货” （直接能源） ATP ADP+Pi+能量 酶 *需(吸)能反应总是与ATP水解的反应相联系,由 ATP水解提供能量. *放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的能量贮 存在ATP中. ATP的分解属于水解反应，催化反应的酶属于水解酶；而 ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶 。 ATP合成的场所为细胞质基质、线粒体和叶绿体； 而ATP分解的场所较多。 ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键中的化学能； 而合成ATP的能量来源有化学能和太阳能。 从反应条件上看： 从反应场所上看: 从能源来源上来看： 3.ATP与ADP相互转化是可逆反应吗？ 物质可逆，能量不可逆 经测定一个成年人在静止状态下24h内竟有 40kg的ATP发生转化，而细胞内ATP的总量仅 有2-10mg。为满足能量的需要，生物体内解决 这一矛盾的合理途径是什么？ 阅读小资料，回答问题： ADP与ATP循环转变，为生物体提供能量 ATP与ADP之间为何要转换，有什么意义？ v避免一时用不掉的能量白白浪费 v保证了及时供应生命活动所需的能量和 生物体内ATP含量的稳定 糖类、脂肪等有机物 储存有大量的能量， 但不能被直接利用 能被 直接利用 能量 想一想 ATP、糖类、脂肪之间的关系 理一理 ATP 是新陈代谢所需能量的 来源 糖类是细胞的主要 物质 脂肪是细胞内良好的 物质 光能 是生命活动的最终能量来源 直接 能源 储能 ATP是细胞的能量“通货” 有机物 练习 1、ATP的结构式可以简写为（ ） A、A-P-PP B、A-PPP C、APP-P D、APPP B 2、生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能 源物质和最终能源依次是 （ ） A、太阳能 糖类 ATP B、ATP 糖类 脂肪 C、ATP 脂肪 太阳能 D、ATP 葡萄糖 太阳能 D 3、一分子ATP中含有的腺苷、磷酸基团和高能磷酸 键数目依次是（ ）。 A、1，2，2 B、1，2，1 C、1，3，2 D、2，3，1 4、如果一个ATP脱去两个磷酸，该物质就是构成核 酸的基本单位之一，称为（ ） A、腺嘌呤核苷酸 B、鸟嘌呤核苷酸 C、胞嘧啶核苷酸 D、 鸟嘧啶核苷酸 C A 5、对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，以下提 法正确的是（ ） A、物质是可逆的的，能量是不可逆的 B、物质和能量都是可逆 的 C、物质和能量都是不可逆的 D、物质是不可逆的，能量是可逆的 酶 酶 A PPP 核糖 腺嘌呤 P 核糖 腺嘌呤 腺嘌呤核糖核苷酸 三磷酸腺苷与腺嘌呤核糖核苷酸的区别： ATP 1、这个实验要解决什么问题？为何要 将肉放在金属笼子里？ 2、是什么物质使肉块 消失了？ 3、怎样才能证明你的推 测 酶本质的探索： 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 巴斯德 发酵与活细胞有关，发 酵是整个细胞而不是细 胞中某些物质起作用 引起发酵的是细胞中的某些 物质，但这些物质只有在酵 母细胞死亡并裂解后才能发 挥作用 毕希纳 他提取了不含有酵母细胞的提取液，在这些汁 液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出气泡，堂 也居然变成酒，就像在活酵母细胞中一样 萨姆纳 李比希 1917年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出了较为 纯净的脲酶，然后用多种方法证明了脲酶是蛋白质 科学研究到此就结束了吗 （一）. 酶的概念: 绝大多数酶是蛋白质, 少数的酶是核酸 酶是 细胞产生的一类具有 生物 作用的 。 来源 功能 本质 活 催化 有机物 新鲜酵 母菌液 蒸馏水 分析： 为什么要选用新鲜酵母 菌液和蒸馏水？ 实验结果说明了什么？ 酶具有催化活性 酶是由活细胞产生的 1.酶是由分泌功能的细胞产生的 2.有的从食物获得，有的在体内转化而来 3.凡是活细胞都能产生酶 4.酶多数是蛋白质 5.酶的本质是蛋白质，蛋白质都是酶 6.有的酶是蛋白质，有的是固醇 7. 酶在代谢中有多种功能 8.在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 9.酶只能起催化作用 练一练 判断正误 科学研究表明，所有的酶在一定的条件下，都 能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行 （二）、酶促反应 由酶催化的反应称为酶促反应 （二）酶促反应 过程：底物反应物，产物生成物 讨论： 1、A、B两个反应有何不同之处？ 2、底物作用于酶的哪个部位？ 3、酶在反应前后结构有没有发生改变？ 4、这个模型能够说明酶的什么特性？ A B 合成 分解 酶的活性中心 没有 特异性 （1）图中代表酶的是 ，作出判断的依据是 。 （2）从图1和图2可以反映出酶具有 性，作出判断的依据是 。 （3）如果D代表麦芽糖，那么E和F则是 和 ， A则是 。 （4）如果D代表二肽，那么E和F则是 和 ， A则是 。 （5）如果D代表脂肪，那么E和F则是 和 ， A则是 。 A反应前后酶本身不发生变化 专一 在B、C、D三种物质同时存在时只催化D物质的反应 葡萄糖 葡萄糖 麦芽糖酶 氨基酸氨基酸 肽酶 甘油 脂肪酸 脂肪酶 右图是人体内某种化 学反应的图解，其中 英文字母代表物质， 数字表示反应前、中 、后过程，请据图填 空： 科学研究表明，所有的酶在一定的条件下，都 能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行 那么，酶与无机催化剂相比，具有哪些 不同的特点呢？ （三）、酶的特性 由酶催化的反应称为酶促反应 实验原理：新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，Fe3+ 是一种 无机催化剂，都可以催化过氧化氢分解成水和氧。 方法步骤： 过氧化氢溶液 肝脏研磨液 滴入3滴 1 2 1 2 氯化铁溶液 滴入3滴 实验一 比较过氧化氢酶和 Fe3+ 的催化效率 酶具有高效性 实验一 比较过氧化氢酶和 Fe3+ 的催化效率 结论：上述实验说明，过氧化氢酶和 Fe3+ 的催化效率不 同。与无机催化剂 Fe3+ 相比，过氧化氢酶的催化效率要 高许多。酶的催化效率一般是无机催化剂的107 1013 倍 。 讨论：实验中为什么要选用新鲜的肝脏？为什么要将肝脏 制成研磨液？滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用 一个吸管？为什么？ （酶对化学反应的催化效率称为酶的活性） 知识海洋：酶为什么能够提高化学反应的速率 酶催化作用的实质是它能够降低化学反应的活化 能，使反应在较低能量水平上进行， 实验原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作 用下都能水解成还原糖（麦芽糖、葡萄糖、果糖）。还原 糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化 亚铜沉淀。 实验二 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用 讨论：你来设计此 实验的方法步骤？ 步骤骤试试管 1号 2号 1 注入可溶性淀粉溶液 2mL 2注入蔗糖溶液 2mL 3注入新鲜鲜的淀粉酶溶 液 2mL 2mL 4保温 5min 5min 5加入斐林试剂试剂 2ml 2ml 6水浴加热热 1min 1min 7实验现实验现 象 出现砖红 色沉淀 无砖红色 沉淀出现 1、两支试管有什么不同？ 2、斐林试剂鉴定的是什么物质？ 3、1号试管中的还原性糖是哪些？ 4、为什么2号试管中的蔗糖没有水解？说明了酶的什么特性？ 5、该实验中能将斐林试剂换成碘液吗？ 酶具有特异性 （专一性） 实验二 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用 结论：上述实验说明，淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖 则不起催化作用。 每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物（底物） 举例：蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、 淀粉等的水解。脲酶只能催化尿素分解，对其他化学 反应不起作用。 思考：口腔里有唾液淀粉酶，为什么塞进牙缝里的肉 丝两天后还没被消化? 酶促反应过程：底物反应物，产物生成物 讨论： 1、A、B两个反应有何不同之处？ 2、底物作用于酶的哪个部位？ 3、酶在反应前后结构有没有发生改变？ 4、这个模型能够说明酶的什么特性？ A B 合成 分解 酶的活性中心 没有 特异性 （1）图中代表酶的是 ，作出判断的依据是 。 （2）从图1和图2可以反映出酶具有 性，作出判断的依据是 。 （3）如果D代表麦芽糖，那么E和F则是 和 ， A则是 。 （4）如果D代表二肽，那么E和F则是 和 ， A则是 。 （5）如果D代表脂肪，那么E和F则是 和 ， A则是 。 A反应前后酶本身不发生变化 专一 在B、C、D三种物质同时存在时只催化D物质的反应 葡萄糖 葡萄糖 麦芽糖酶 氨基酸氨基酸 肽酶 甘油 脂肪酸 脂肪酶 右图是人体内某种化 学反应的图解，其中 英文字母代表物质， 数字表示反应前、中 、后过程，请据图填 空： 反馈练习 在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列 物质最适合用于除去细胞壁的是 A、蛋白酶 B、盐酸 C、纤维素酶 D、淀粉酶 能够促使唾液淀粉酶水解的酶是 A、淀粉酶 B、蛋白酶