第八讲---酶与ATP

酶和ATP 第八讲 考纲解读 1 知识上主要考查酶的本质 作用与特性曲线的分析和影响酶活性的因素的探究2 在命题思路上 酶的本质与作用通常直接考查 通过曲线分析和生产生活应用对酶活性及影响因素进行考查 3 与RNA比较 分析ATP的化学组成 与光合作用 呼吸作用 物质跨膜方式 能源物质相结合考查ATP在能量代谢中的作用 1857年 法国微生物学家巴斯德提出 酿酒中的发酵是由于的存在 没有的参与 糖类不可能变成酒精 活酵母细胞 活细胞 酵母细胞死亡并裂解 德国化学家李比希坚持认为 引起发酵的是但这些物质只有在后才能发挥作用 德国化学家毕西纳得到 加入葡萄糖后变成酒 他将引起发酵的物质称为 酵母细胞提取液 酿酶 1 关于酶本质的探索 关于酶本质的探索 美国科学家萨姆纳用作溶剂 得到的结晶 这种结晶溶于水后能够催化分解成 然后他用多种方法证明该物质是 丙酮 脲酶 尿素 氨和二氧化碳 蛋白质 后来 科学家又相继获得 等许多酶的结晶 并证明这些酶都是 胃蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白质 RNA 20世纪80年代 美国科学家切赫和奥特曼发现少数也具有生物催化功能 1 酶是活细胞产生的一类具有催化功能的有机物 大多数为蛋白质 少数为RNA 1 关于酶本质的探索 关于酶本质的探索 酶的本质 作用机理及实验验证 2 酶的本质及功能 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 氨基酸 核糖核苷酸 核糖体 细胞核 一般来说 活细胞都能产生酶 生物催化作用 特别关注 什么样的细胞能产生酶 酶只在细胞内起作用吗 酶的本质 作用机理及实验验证 3 酶的化学本质的实验验证 已知蛋白液 双缩脲试剂 待测酶液 双缩脲试剂 是否出现紫色反应 出现紫色反应 已知RNA溶液 吡罗红染液 待测酶液 吡罗红染液 是否呈现红色 呈现红色 特别提醒 利用酶的专一性也可探究出酶的化学本质 某种酶用蛋白酶或RNA酶处理 酶的本质 作用机理及实验验证 例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 酶的本质 作用机理及实验验证 例2 当某种RNA存在时 生物体内的某种化学反应能正常进行 当这种RNA被有关的酶水解后 此种化学反应的速率便慢了下来 由此可以说明 A RNA是核酸的一种B RNA也可起生物催化剂的作用C RNA主要存在于细胞质中D RNA是该种生物的遗传物质 B 酶的本质 作用机理及实验验证 2 酶的作用机理 酶的本质 作用机理及实验验证 2 酶的作用机理 酶的本质 作用机理及实验验证 2 酶的作用机理 显著降低活化能 酶能够改变化学反应速率 但不影响反应的方向和最终物质的浓度 本身不被消耗 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成为活化能 酶的本质 作用机理及实验验证 例3 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 并只能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等几个阶段C 与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中D 酶均是由腺细胞合成的 具有高效性 专一性 C 酶的高效性的验证实验分析 1 实验设计及现象分析 酶的高效性的验证实验分析 1 实验设计及现象分析 很少 较多 发亮 很多 复燃 无 酶的高效性的验证实验分析 很少 较多 发亮 很多 复燃 无 2 实验过程的变量及对照分析 自变量 90 水浴加热 滴加3 氯化铁2滴 滴加20 肝脏研磨液2滴 因变量 H2O2分解速度 气泡多少 卫生香的复燃程度 无关变量 H2O2的量 实验室的温度 氯化铁的浓度 肝脏研磨液的新鲜程度 对照组 1号试管实验组 2 3 4试管 酶的高效性的验证实验分析 3 实验结论 1 酶具有催化作用 和无机催化剂一样可加快反应速率 2 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 具有高效性 A A B B C D 1 图中哪个英文字母代表酶 判定依据是什么 2 如果B代表蔗糖 C和D各代表什么 3 如果B代表脂肪 C和D各代表什么 酶的专一性的验证实验分析 请用所给的实验材料和用具 设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 要求完成实验设计 补充实验步骤 预测实验结果 得出结论 实验材料与用具 适宜浓度的蔗糖酶 唾液淀粉酶 蔗糖 淀粉四种溶液 斐林试剂 试管 37 恒温水浴锅 沸水浴锅 酶的特性 专一性 如何通过实验验证酶的专一性 1号试管加入2mL蔗糖溶液 2号试管加入2mL淀粉溶液 分别加入新鲜淀粉酶溶液2mL 振荡 放在50 左右的水浴中保温5min 分别加入1mL斐林试剂 振荡 放在60 左右的水浴中保温2min 会出现砖红色沉淀 无砖红色沉淀 淀粉酶只能催化淀粉水解不能催化蔗糖水解 有专一性 P39 1 通过以上实验总结生物实验设计应遵循的一般原则 总结 2 酶和一般催化剂的比较 对照原则 单一变量原则 自变量 因变量 无关变量 额外变量 用量少而催化效率高 反应前后其性质和数量均不发生变化 可降低反应的活化能 高效性 专一性 在温和的条件下发挥作用 P37 影响酶活性的条件的探究分析 1 温度对酶活性的影响 原理 设计思路 结果分析及结论 根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可判断酶的活性 达到相应的温度后 在一定量的淀粉溶液中加入适量酶 相应温度下保温一段时间后滴加碘液 蓝色越深说明酶的活性越低 动物体内的酶最适温度在35 40度之间 植物的是40 50度 低温会降低酶活性 高温可使酶完全失活 看溶液是否变蓝及其深浅 特别关注 本实验可选用斐林试剂吗 能先加酶再保持各自温度吗 影响酶活性的条件的探究分析 2 PH对酶活性的影响 原理 设计思路 结果分析及结论 分别加入等量的3 的H2O2溶液 用盐酸或NaOH溶液调整PH后分别滴加等量的新鲜肝脏研磨液 H2O2在过氧化氢酶的催化下分解产生氧气会形成气泡 PH会影响酶的活性 从而影响气体生成量 观察气泡的多少或是用带火星的木条 气泡越多或使木条燃烧越旺则酶活性越高 动物体内的酶最适PH在6 5 8之间 胃蛋白酶例外是1 5 植物的在4 5 6 5之间 过酸过碱都会使酶完全失活 特别关注 不宜用淀粉酶催化淀粉水解 因为淀粉在酸性条件下也会发生水解反应 影响酶活性的条件的探究分析 例4 将一支加入了一定量糨糊 唾液的试管 浸入37 的温水中保温5分钟后取出 再加入一滴碘液 糨糊不变蓝根据这一现象得出的结论是 A 淀粉分解为麦芽糖B 淀粉水解为葡萄糖C 淀粉已经不存在了D 淀粉没有发生变化 C 与酶有关的曲线解读 1 影响酶活性 单位时间内底物的减少量或产物的生成量 的曲线 1 在最适T和最适PH条件下 酶的活性最高 温度和PH偏高或偏低 酶活性都会明显降低 2 低温使酶的活性降低 甚至使酶不能表现出催化能力 但是酶的空间结构没有被破坏 酶的活性在适宜温度下可以恢复 3 高温 过酸 过碱 都会使酶的空间结构受到破坏 使酶失去活性 这种失活是的 不可逆 与酶有关的曲线解读 例5 将乳清蛋白 淀粉 胃蛋白酶 唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器中 调整PH值至2 0 保存于37 的水浴锅内 过一段时间后 容器内剩余的物质是A 淀粉 胃蛋白酶 多肽 水B 唾液淀粉酶 麦芽糖 胃蛋白酶 多肽 水C 唾液淀粉酶 胃蛋白酶 多肽 水D 唾液淀粉酶 淀粉 胃蛋白酶 水 A 与酶有关的曲线解读 2 浓度对酶促反应速率的影响 酶促反应速率 底物浓度 酶量一定 酶促反应速率 酶的浓度 底物充足 P36 ATP 能量的直接来源 1 结构式分析 腺嘌呤 核糖 磷酸 磷酸 AMP 腺嘌呤核糖核苷酸 ATP 能量的直接来源 1 结构式分析 AMP 腺嘌呤核糖核苷酸 ADP ATP ATP 能量的直接来源 1 结构式分析 ATP 能量的直接来源 2 ATP与ADP之间的相互转化 ADP ATP和ADP的含量处在动态平衡 2 ATP与ADP的相互转化 ATPADP Pi 能量 酶1 酶2 酶不同 酶1是水解酶 酶2是合成酶 能量来源不同 ATP水解释放的能量 来自高能磷酸键的化学能 并用于生命活动 合成ATP的能量 来自呼吸作用或光合作用 场所不同 ATP水解在细胞的各处 ATP合成在线粒体 叶绿体 细胞质基质 总结 物质可逆 能量不可逆 整体上是不可逆反应 ATP的利用 1 细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的 2 细胞的吸能反应一般与ATP水解的反应相联系 放能反应一般与ATP合成相联系 即