高中生物：第5章《细胞的能量供应和应用》课件（新人教版必修1）.ppt

第1节降低化学反应活化能的酶 酶的本质酶的特性 细胞代谢 细胞中每时每刻进行的化学反应的统称 网络构建分类 化学成分存在部位根据合成启动方式的不同合成 场所核糖体酶细胞核方式缩合聚合影响因素应用生物工程日常生活人体健康 酶的特性 酶的发现 概念 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物 一 酶的本质 酶的原料 氨基酸核糖核苷酸 核糖体 细胞核 rna 蛋白质 1 按功能 合成酶 如 atp合成酶 dna连接酶 rna聚合酶 分解酶 如淀粉酶 蛋白酶 脂肪酶 肽酶 二 酶的分类 2 按存在部位 胞内酶 细胞内起作用 如 氧化呼吸酶胞外酶 分泌到细胞外起作用 如 消化酶 酶只能在细胞内合成 但能在细胞内外起作用 也能在生物体内或生物体外起催化作用 注意 三 酶的原理 1 作用 降低反应的活化能 提高反应速率 但不改变反应结果 2 活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量 酶的催化作用图解 底物 酶 降解反应 产物 四 酶的特性 比较过氧化氢酶和fe3 的催化效率 事实上 酶的催化效率一般是无机催化剂的倍 107 1013 1 酶的高效性 酶的催化效率是无机催化剂的107 1013倍 催化剂可加快化学反应速率 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 酶只能缩短达到化学平衡所需时间 不改变化学反应的平衡点 不改变产物的生成量 例 胰蛋白酶作用于一定量的某种物质 底物 温度保持37 ph保持在最适值 生成物量与反应时间关系如下图 请回答下列问题 若增加胰蛋白酶浓度 其他条件不变 请在原图上画出生成物量变化的示意曲线 2 酶的专一性 每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应 图中a表示酶 b表示被催化的反应物 底物 酶和被催化的反应物分子都有特定的结构 c d表示b分解的产物 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 脂肪 脂肪微粒 甘油和脂肪酸 蛋白质 多肽 氨基酸 食物的消化 3 酶的催化作用需要适宜的条件 1 需要适宜ph值 2 需要适宜的温度 一般来说 动物体内的酶的最适温度多在37 50 而植物体内酶的最适温度多在50 60 一般来说 动物体内的酶的最适ph多在6 5 8之间 而植物与微生物体内的酶 最适ph多在4 5 6 5之间 过氧化氢酶 最高 空间结构 活性 口腔 唾液淀粉酶 ph 6 8胃 胃蛋白酶 ph 1 5 2 2小肠 小肠液中的肠肽酶和胰液中的各种酶 ph 8 9结论 人体消化道消化物质的过程实际上也是一系列酶促反应的过程 低 活性 最适温度 空间结构 很少 较多 发亮 很多 复燃 变量 实验过程中可以变化的因素 自变量 因变量 无关变量 人为改变的变量 随着自变量的变化而变化的变量 除自变量外 实验过程中可能还会存在一些可变因素 对实验结果造成影响 这些变量称为无关变量 酶活性 酶对化学反应的催化效率 凡能影响蛋白质的理化因素都能影响酶的活性 因此温度 酸碱度 重金属离子都能影响酶的活性 高温 强酸 强碱等因素均可引起酶丧失催化能力 五 影响酶活性的因素 六 探究实验 酶活性强弱的衡量指标 单位时间内底物的减少量或产物的生成量 变蓝 变蓝 不变蓝 温度对酶活性的影响实验分析 1 第2步和第3步顺序决不可以颠倒 2 本实验不能选用斐林试剂 因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成 而该实验需严格控制不同温度 砖红色沉淀 无 无 探究ph对淀粉酶活性的影响 只有在适合的ph下酶的催化效率最好 结论 高温 低温 过酸和过碱对酶活性的影响其本质相同吗 不同 过酸 过碱或温度过高 会使酶的空间结构 除肽键以外的其它化学键的断裂 遭到破坏 从而引起蛋白质分子变性 使酶永久失活 低温使酶活性明显下降 但在适宜温度下其活性可以恢复 酶的特性 温度和ph值影响 低温 抑制高温 失活 过酸 失活过碱 失活 1 做 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 实验时 若蔗糖液放置太久 也会出现与还原性糖相似的现象 其原因是 2 做 探索过氧化氢酶的高效性 实验时 对材料研磨的目的是 3 做 温度对淀粉酶活性的影响 实验时 在将酶溶液 淀粉液混合之前的操作是 1 蔗糖在腐生微生物作用下水解产生葡萄糖和果糖2 增大酶与底物的接触面积3 将酶溶液及淀粉溶液的各三支试管分别置于0 60 100 下保温至温度恒定 酶的特性 具有高效性具有专一性作用条件较温和要有合适的温度要有合适的ph 总结 比较过氧化氢酶和fe3 的催化效率淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用温度对淀粉酶活性的影响ph对过氧化氢酶活性的影响 影响酶促反应速率的因素 具体见学案 1 温度 3 酶的浓度 反应速率随酶浓度的升高而加快 4 底物浓度 在一定浓度范围内 反应速率随浓度的升高而加快 但达到一定浓度 反应速率不再变化 酶量一定 2 ph 例题 1 下图纵轴为酶反应速度 横轴为底物浓度 其中正确表示酶量增加1倍时 底物浓度和反应速度关系的是 练习 1 下图纵轴为生成物量 横轴为反应时间 其中能正确表示酶浓度增加 而其他条件不变时 生成物量变化的曲线图是 图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线 c 3 下列生理过程中 不需酶直接参与的是 a 光能转变为atp中的化学能b 塑料袋中的土豆变酸c 萎蔫的菠菜放入清水中变硬d 小麦吸收土壤中的硝酸根离子 2 下列有关酶的正确叙述是 a 活细胞产生的 只在细胞内起作用b 酶和激素的作用相同c 酶的产生受遗传物质控制d 在催化过程中不断被消耗 c c 七 酶的应用 1 生物工程 2 日常生活 3 酶与人体健康 基因工程 细胞工程 加酶洗衣粉 肝炎类疾病 白化病 苯丙酮尿症 人体细胞免疫 课堂练习 1 人在发高烧时 常常食欲大减 最根本的原因是a 所吃食物不能消化 b 胃没有排空c 体温超过合适温度 消化酶的活性下降d 吃药使人没有了胃口 c 2 不是rna的功能的是a 作为某些病毒的遗传物质b 作为某些细菌的遗传物质c 催化某些代谢反应d 作为基因表达的媒介 b 3 多选 人的肝细胞内可由dna控制合成的物质是a 胰岛素b mrnac 酶d 氨基酸4 科学家发现四膜虫体内的某种rna能与另一种rna分子结合并将其在一特定位点切开 根据以上事实判断 关于四膜虫体内该种rna有关的叙述错误的是a 是细胞中的一种酶b 具有催化能力c 具有专一性d 具有翻译特点 bc d 5 现提供新配置的斐林试剂甲液 0 1g mlnaoh溶液 乙液 0 05g mlcuso4溶液 蒸馏水 则充分利用上述试剂及必需的实验用具 能鉴别出下列哪些物质 葡萄糖 蔗糖 胰蛋白酶 dnaa 只有 b 和 c 和 d 和 c 6 关于酶的特性 下列表述中错误的一项是a 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物b 化学反应前后 酶的化学性质和数量不变c 酶的催化效率很高 但易受温度和酸碱度影响d 一旦离开活细胞 酶就失去催化能力 d 7 生命活动中 酶是不可缺少的生物催化剂 以下四种酶的作用对象分别是 肽酶 解旋酶 纤维素酶 atp水解酶a 碱基间氢键 肽键 细胞壁 磷酸基团b 肽键 碱基间氢键 细胞壁 高能磷酸键c 肽键 碱基间氢键 原生质体 nadphd r基 脱氧核苷酸 细胞膜 atp b 8 关于酶的叙述正确的有 酶的基本单位是氨基酸 酶的组成成分中不可能含有糖类 酶在细胞内产生且在细胞内发挥作用 活细胞都能产生酶 d 9 关于酶的叙述不正确的有 多选 a 酶在新陈代谢中有多种功能b 少数酶是rna 如rna聚合酶c 有的酶是分泌蛋白 如呼吸氧化酶d 酶都是在核糖体上合成的 abcd 10 下列关于酶的叙述中 正确的是a 人体中酶的活性受温度 ph的影响 并只有在人体的内环境中起作用b 酶的形成都要经过核糖体的合成 内质网和高尔基体的加工 细胞膜的分泌等阶段c rna聚合酶能与基因的特定位点结合 催化遗传信息的转录d 酶是由腺体合成的物质 c 11 多选 表所列内容的实验中 试管内容物变成蓝色的是 a 1b 2c 3d 4 acd 12 下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果 根据实验结果 以下结论正确的是a 蔗糖被水解成非还原糖b 淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖c 淀粉酶活性在60 比40 低d 淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性 下页 13 加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶 请回答下面的问题 1 这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍 2 使用这种洗衣粉为什么要用温水 3 含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些衣料 a 化纤b 纯毛c 纯棉d 真丝 4 为了更好地除去衣物上的油渍 在洗衣粉中还可以加入什么酶 bd 脂肪酶 第二节atp atp 能量的直接来源 一 结构式分析 amp 腺嘌呤核糖核苷酸 adp atp 代表高能磷酸键30 5kj mol rna的组成成分之一 2 特点 a 细胞内的一种高能磷酸化合物 含2个高能磷酸键 b atp化学性质不稳定 远离a的高能磷酸键易水解并释放能量 3 意义 atp和adp的含量处在动态平衡进而构成生物体内部稳定的供能环境 二 atp与adp的相互转化过程分析 结论 atp与adp的相互转化物质是可逆的 能量是不可逆的 合成酶 水解酶 光能 光合作用 化学能 细胞呼吸 储存在高能磷酸键的能量 储存于形成的高能磷酸键中 用于各种生命活动 细胞分裂 神经递质传递 主动运输 细胞质基质 线粒体 叶绿体 生命体的需能部位 磷酸肌酸c p 当物质氧化分解时 当atp大量减少时 对于动物和人体细胞来说 磷酸肌酸在能量释放 转移和利用之间起着缓冲的作用 从而使细胞内atp的含量能够保持相对的稳定 atp系统的动态平衡得以维持 能量的一种储存形式 三 atp中能量的利用 atp中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量 用于各项生物活动 atp循环与应用 图解 记住 肌肉收缩神经传导吸收 分泌生物合成体温维持 有机物 有机物 某些无机物 糖类 atp 动物脂肪糖元 淀粉植物脂肪 淀粉 脂肪糖元等 atp磷酸肌酸等 atpnadph等 atp等 生物的能源物质的归类 下页 归纳 呼吸作用 atp过多 atp过少 运动过程中 合成 肝糖元 脂肪等 贮备的能量物质 atp 直接的能量来源 葡萄糖 主要的能量物质 磷酸肌酸 辅助能源来源 太阳能 根本的能源物质 肌糖元 肌肉中的能源物质 转化 分解 呼吸作用 光合作用 糖类等有机物 电能 atp 三 各种能源物质之间的关系 四 生物界的能量转换过程 理解 atp与能量的关系及与新陈代谢的关系 生物体的各项活动需要能量作动力 atp为高能化合物 既可储能 又可作为生命活动的直接能源物质 但atp在生物体内的含量并不多 需要不断地合成 其合成的主要能量来源在动物体内是呼吸作用 在植物体内是呼吸作用和光合作用 atp的来源和利用 下图中能表示动物肌肉细胞内atp产生量与o2供给量之间关系的曲线是 b 例题 1 下列有关能量的表述 正确的是a 正常情况下 生物体的总能源 主要能源物质 储备能源物质 直接能源物质分别是光能 糖类 蛋白质 atpb 只有绿色植物可以利用光能c 动物和人体内 形成atp的途径只有呼吸作用d 每克脂肪储能多于每克糖类的主要原因是脂肪分子中含c h比例高 d 2 下列过程能使adp含量增加的是a 消化道内蛋白质的消化b 线粒体内 h 与o2结合c 叶绿体中的叶绿素a失去电子d 细胞分裂时纺锤丝的收缩 3 下列叙述正确的是 a atp分子聚集能量和释放能量的过程中都与磷酸分子有关b 在生态系统中能量往往伴随物质而循环利用c 光合作用中光能以原有形式被储存在糖类中d 生物体中先有物质代谢储存能量再有能量代谢释放能量 a 4 用小刀将数十只萤火虫发光器割下 干燥后研成粉末状 取两等份分别装入两只小玻璃瓶中 各加入等量的水 使之混合 可见到玻璃瓶中有淡黄色荧光出现 约15分钟后荧光消失 这时 再将atp溶液加入其中一只玻璃瓶中 将葡萄糖加入另一只玻璃瓶中 可观察到加atp溶液的玻璃瓶中有荧光出现 而加葡萄糖溶液的瓶中无荧光出现 以上现象说明了 atp能直接使荧光物质发光 葡萄糖不能直接使荧光物质发光 atp是萤火虫发出荧光的直接能源 下页 5 以下是对生物体atp的有关叙述 其中正确的一项是 a atp与adp的相互转化 在活细胞中其循环是永无休止的b atp与adp是同一种物质的两种形态c 生物体内的atp含量很多 从而保证了生命活动所需能量的持续供应d atp与adp的相互转化 使生物体内的各项化学反应能在常温常压下快速而又顺利地进行 a 6 能产生atp的结构有哪些 其中atp和adp的数量变化规律如何 7 能消耗atp的结构有哪些 其中atp和adp的数量变