一5第1讲 酶、ATP

必修1分子与细胞第5章,第1讲降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”ATP,考纲解读1.酶在代谢中的作用（）2.ATP在能量代谢中的作用（）3.探究影响酶活性的因素（实验）,一、酶的本质、生理功能及其实验验证,1、酶本质的探索历程课P811773年意大利斯帕兰扎尼：胃液具有化学性消化作用1836年德国施旺：从胃液中提取了消化蛋白质的物质1857年法国巴斯德：没有活细胞（酵母细胞）的参与，糖类不能变成酒精德国李比希：酵母细胞中某些物质引起发酵德国毕希纳：酵母细胞研磨过滤后得提取液，提取液引起发酵酿酶,一、酶的本质、生理功能及其实验验证,1、酶本质的探索历程1926年美国萨姆纳：用丙酮提取刀豆种子中的脲酶，证明是蛋白质20世纪80年代美国切赫和奥特曼：少数RNA也具有生物催化功能2、酶的本质p41酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质。,随堂练习,（2014福建卷）用蛋白酶去除大肠杆菌核糖体的蛋白质，处理后的核糖体仍可催化氨基酸的脱水缩合反应。由此可推测核糖体中能催化该反应的物质是A.蛋白酶B.RNA聚合酶C.RNAD.逆转录酶,一、酶的本质、生理功能及其实验验证,3、酶的作用机理：降低化学反应活化能,4、酶的催化作用和高效性的实验验证课P79“比较过氧化氢在不同条件下的分解”,过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高,助燃性更强,气泡很多,20%鲜肝液2滴,2,Fe3+能催化H2O2分解,助燃性较强,气泡较多,3.5%FeCl3溶液2滴,2,加热能促进H2O2分解,有助燃性,气泡很少,90水浴加热,2,H2O2自然缓慢分解,无助燃性,2,“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验分析课P79自变量：90水浴加热、FeCl3溶液、新鲜肝脏研磨液因变量：H2O2分解速率、无火焰的卫生香无关变量：H2O2的量、实验室的温度、FeCl3溶液、肝脏研磨液的新鲜程度等对照组：1号试管实验组：2、3、4号试管实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。酶具有高效性，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。,二、与酶相关的曲线解读（P41）,1.表示酶高效性的曲线2.表示酶专一性的曲线,酶催化活性的表示方法：单位时间内底物的减少量或单位时间内产物的生成量,p44检测落实.题组二4、,实验设计：验证酶的专一性（P42）,方案一：用同一种酶（淀粉酶）催化两种不同的物质（淀粉和蔗糖）方案二：用两种不同的酶催化同一种物质（略）1.实验原理基本原理：淀粉酶能催化淀粉产生还原性的麦芽糖，但不能催化蔗糖。检测原理：斐林试剂能使还原糖产生砖红色沉淀。,方案一：用同一种酶（淀粉酶）催化两种不同的物质（淀粉和蔗糖）,淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解,无颜色变化,砖红色沉淀,观察,2min,60水浴加热,1mL振荡,斐林试剂,5min,50温水保温,2mL振荡,新鲜淀粉酶溶液,2mL,无,蔗糖溶液,无,2mL,淀粉溶液,3.影响酶活性的曲线（P41、课P85小字体）（1）温度和pH：（2）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：,【随堂练习】下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是A.高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好B.洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用C.在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用D.洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用,【随堂练习】右图表示酶活性与温度的关系下列叙述正确的是A.当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降B.当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存D.酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重,B,部分未失活酶的活性上升,【典例】图1表示的是pH值对植物和人的淀粉酶活性的影响；图2表示的是3种脱氢酶(A、B、C)的活性受温度影响的情况。下列叙述正确的是,图1,A从图1中可以知道pH=6时植物淀粉酶的活性最高B从图2中无法知道酶C的最适活性温度C从图1中可以知道若细胞由酸性变成碱性时的淀粉酶活性逐渐升高D从图2中可以知道活性温度的范围最广的酶是B,图1,图2,B,作业：1、完成课时规范训练第九课时2、预习ATP（全优课堂、阅读教材第五章p88-90）下周一检查课时规范训练。,实验设计：探究温度对酶活性的影响（P43）,1.实验原理2.实验思路,实验设计：探究温度对酶活性的影响（P43）,3.实验分析必须用同样温度处理淀粉溶液或酶溶液，防止混合时，由于两种溶液的温度不同而使混合后温度发生变化，影响实验结果。探究温度对酶活性影响的实验中，不能用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢在加热的条件下分解会加快。探究温度对酶活性影响的实验中，鉴定试剂只能用碘液而不能用斐林试剂。,实验设计：探究pH对酶活性的影响（P43）,1.实验原理pH影响酶的活性。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖（还原性糖）。斐林试剂与还原性糖反应形成砖红色沉淀。2.实验分析：在pH对酶活性影响实验中鉴定试剂只能用斐林试剂而不能用碘液。3.实验步骤,方法步骤：,取3支试管，编号A、B、C，并且分别注入2mL可溶性淀粉溶液；同时，再取3支洁净试管，分别注入1mL2%的新鲜淀粉酶溶液。将A试管放入60热水、B试管放入沸水(100)、C试管放入冰水(0)中，同时，在三种温度中各放入一个盛有淀粉酶溶液的试管，维持各自的温度5min。将三种温度下的淀粉酶溶液分别倒入各自温度下的3支淀粉液试管中，摇匀后，维持各自的温度5min。在3支试管中各滴入1滴碘液，摇匀，观察三支试管的颜色变化。,说明酶的作用需要适宜的温度。,实验现象:,B、C试管溶液呈蓝色，A试管溶液不变蓝。,实验结论：,实验设计：探究温度对酶活性的影响（P43）,无颜色变化,无颜色变化,砖红色沉淀,实验设计：探究pH对酶活性的影响（P43）,(1)选择材料，分组编号控制无关变量,(2)设置对照，在相同且适宜条件下培养（或饲养）设置自变量,(3)检测观察实验结果观察因变量,拓展：实验步骤的书写三步曲,(1)材料器具的准备：包括分组、编号、非条件处理等具体表述为：取两套规格相同的器材(或取长势相同的某种生物材料随机平均分成两份)分别编号为A、B，并分别加入等量的,(2)设置实验组（有单一变量）和对照组（无）具体表述为：在A组中加入适量的在B组中加入等量的,(3)放在适宜且相同的条件下培养，一段时间后观察现象和结果具体表述为：将两套装置放在适宜且相同的环境中，培养一段时间(或相应方法处理，如振荡、加热等)，观察(并记录)。,拓展：实验步骤的书写三步曲,随堂练习,（2013新课标卷II）关于酶的叙述，错误的是A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物,随堂练习,(2013安徽卷)细胞代谢受酶的调节和控制。下列叙述正确的是A激素都是通过影响细胞内酶活性来调节细胞代谢B代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速度C同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同D对于一个细胞来说，酶的总类和数量不会发生变化,作业：1、完成课时规范训练第九课时2、预习ATP（全优课堂、阅读教材第五章p88-90）下周一检查课时规范训练。,三、细胞的能量“通货”ATP,1、ATP的结构一个腺苷，两个高能磷酸键，三个磷酸基团,2、ATP与ADP的相互转化细胞中ATP的含量很少，但是却不断发生着ATP与ADP之间的转化。一般情况下细胞中ATP的含量保持相对稳定。,ATP的合成,ATP的水解,ATP合成酶,ATP水解酶,光能化学能,用于各项生命活动,细胞质基质、线粒体、叶绿体,生物体的需能部位,产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应,消耗ATP,产生ATP,产生ATP：细胞呼吸消耗ATP：许多生化反应的进行,消耗ATP,产生ATP,DNA的复制、转录等,消耗ATP,否,产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制等,消耗ATP,产生ATP,有机物的合成、运输等,消耗ATP,否,植物细胞形成细胞壁，动物细胞形成分泌物等,消耗ATP,否,氨基酸合成蛋白质,消耗ATP,否,葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输,消耗ATP,否,3、ATP的形成途径,知识总结：生物体内的能源物质,1、三大营养物质糖类、脂肪、蛋白质2、主要能源物质糖类（葡萄糖）3、主要储能物质脂肪4、直接能源物质ATP（生物界共有的主要直接能源物质，但不是唯一直接能源物质，还有GTP、CTP等）5、根本能源光能6、植物细胞内的储能物质淀粉7、动物细胞内的储能物质糖原,随堂练习,（2013海南卷）关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是A.DNA复制需要消耗能量B.光合作用的暗反应阶段需要消耗能量C.物质通过协助扩散进出细胞时需要消耗ATPD.细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生,随堂练习,（2014江苏卷）下列生命活动中不需要ATP提供能量的是A.叶肉细胞合成