必修1第五章第1、2节.ppt

第1、2节降低化学反应活化能的酶细胞的能量“通货”ATP,一、酶在代谢中的作用1酶的作用：酶在细胞代谢中具有_作用。2酶的作用机理(1)活化能是分子从_转变为容易发生化学反应的_状态所需要的能量。,催化,常态,活跃,(2)酶的催化作用机理是_。3酶的本质(1)产生：_(2)作用：_(3)成分：有机物，绝大多数是_，少数是_,降低化学反应的活化能,活细胞,催化作用,蛋白质,RNA,4酶的特性(1)_：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。(2)专一性：一种酶只能催化_化学反应。,高效性,一种或一类,(3)作用条件较温和：在_的条件下，都会使酶的空间结构遭到破坏而失活，在_条件下，酶的活性降低，但不会失活。,过酸、过碱或温度过高,低温,思考感悟1酶作为生物催化剂，与无机催化剂的相同之处有哪些？【提示】(1)化学反应前后数量和性质不变。(2)加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡点。(3)都降低化学反应的活化能。,二、细胞的能量通货ATP1生物体中的能源物质细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但_给细胞生命活动提供能量的却是ATP。2ATP分子的结构,直接,ATP的中文名称是三磷酸腺苷，其分子结构简式为_。其中“”表示_。3ATP和ADP可以相互转化ATP放能时，能量来自ATP中_的那个高能磷酸键水解释放的能量。ADP转化为ATP的过程中能量来自_和_(植物特有)。,APPP,高能磷酸键,远离A,细胞呼吸,光合作用,思考感悟2ATP分子中去掉两个磷酸基团后形成的物质是什么？【提示】腺嘌呤核糖核苷酸。,4ATP的作用细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由_直接提供能量的，能量通过ATP分子在_和_之间循环流通。,ATP,吸能反应,放能反应,考点一对酶概念的理解,即时应用1(2011福建理综)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是()A在细胞内发挥作用B由活细胞产生的蛋白质C与特定分子结合后起作用D在发挥作用后还能保持活性,解析：选C。酶可在细胞内和细胞外发挥作用，A项错误。激素、酶和神经递质并非都是蛋白质。部分激素是蛋白质；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；神经递质的化学本质有乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、氨基酸类和一氧化氮等，这些物质不是蛋白质，故B项错误。,激素与靶细胞细胞膜上的受体结合，神经递质与突触后膜上的受体结合，酶与相应的底物结合后起作用，C项正确。激素发挥作用后就被灭活，神经递质发挥作用后可被降解，而酶发挥作用后仍具有活性，D项错误。,考点二影响酶促反应的曲线分析1表示酶高效性的曲线,(1)与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。(3)酶只能催化已存在的化学反应。,2影响酶促反应的因素(1)温度和pH,在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。,从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响,甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。,特别提醒(1)温度和pH是通过影响酶活性而影响酶促反应速率的。(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。,即时应用2如图表示在不同处理条件(a、b、c)下，某酶促反应生成物的量和反应时间的关系，则处理条件不可能是(),A温度不同B酶制剂的量不同C反应底物的量不同DpH不同,解析：选C。影响酶活性的因素包括温度、酸碱度、酶浓度、底物浓度等，由图可知，a、b、c三种情况下生成物的量相同，只是达到平衡的时间不同，因此可以推知与反应底物的量不同无密切关系。,考点三ATP和ADP的相互转化1ATP的分子结构,2ATP的形成途径,3ATP的去向,即时应用3下列关于ATP的叙述中，正确的是()AATP分子由1个腺嘌呤脱氧核苷酸和2个磷酸基团组成B线粒体内大量合成ATP的部位是基质,C在剧烈运动时，肌细胞产生ATP的速率增加D叶绿体内ATP的运输方向是基质类囊体薄膜解析：选C。ATP的组成中包括腺苷和3个磷酸，其中腺苷包括腺嘌呤和核糖，,因此，可以说1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成ATP分子；在剧烈运动时，由于消耗能量多，产生的能量多才能满足生命活动的需要；叶绿体中通过光反应产生的ATP，在暗反应中用于还原三碳化合物，因此ATP的运输方向是从类囊体薄膜到基质。,探究影响酶活性的因素1温度对酶活性的影响(1)原理解读,温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验设计思路,(3)实验设计程序,本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。2pH对酶活性的影响(1)原理解读,实战演练(专项提能，小试牛刀)根据以下探究影响酶活性因素的实验，回答问题。.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，实验操作步骤如下：在15号试管中分别加入0.5%的唾液1mL。,加完唾液后，向各试管中加入相应的缓冲液3mL。使各试管中的pH依次稳定在5.60、6.20、6.80、7.40、8.00。分别向15号试管中加入0.5%的淀粉液2mL，然后放入37温水中恒温水浴。,反应过程中，每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如下表：,注：“”表示蓝色程度。,(1)实验设计中，因变量是_。实验过程中选择37恒温的理由是_。(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明_。(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？_。,(4)该实验得出的结论是_。.为探究高温对酶活性的影响，某同学设计了如下实验：实验步骤与结果：(1)取两支洁净试管，编号为1和2。,在1号试管中加入2mL3%的新鲜过氧化氢溶液，2号试管中加入1mL20%的新鲜肝脏研磨液，分别置于100恒温水浴5分钟。将2号管中的肝脏研磨液加入1号管，振荡摇匀，再置于100恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。,(2)结果分析：推断观察不到气泡产生的两种可能原因：_。【解析】.本实验的目的是验证pH对酶活性的影响，所以在实验过程中，pH是唯一的自变量，其他的条件都是无关变量，应保持一致；,从实验结果分析，第三组是对照组，选择37的原因有两个，一是保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰，二是37是唾液淀粉酶的最适催化温度。颜色变化为因变量，通过观察颜色的变化来判断淀粉的分解情况。,如果反应速率过快，应当适当地稀释酶溶液，降低反应速率；根据实验目的，从反应的结果分析，该实验的结论是唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低。,.由于过氧化氢具有热不稳定性，实验过程中高温可使底物过氧化氢全部分解，从而观察不到气泡产生；也可能是因为高温使过氧化氢酶变性失活，不能催化过氧化氢分解产生气体。,【答案】.(1)颜色变化保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰；37是唾液淀粉酶的最适催化温度(2)淀粉已经完全分解(3)适当稀释唾液(4)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低,.(2)高温使过氧化氢酶变性，失去活性高温使底物过氧化氢全部分解(或既有过氧化氢酶变性，又有底物被全部分解),从近几年考情来看，本部分的命题特点是：,(1)酶是生物新陈代谢中的重要物质，没有酶新陈代谢就会停止，所以关于酶的本质、特性、作用及相关的实验设计是历年高考的重点。(2)常以图表的形式联系生产生活实际，综合考查酶的特性和酶活性的影响因素。,具有专一性的物质(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。,(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNAtRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。,(2011天津理综)下列有关酶的叙述正确的是()A酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸B酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率,C在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞DDNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸,【标准解答】逐项分析如下：,互动探究(1)上述C项中，一般不用胃蛋白酶，说明酶具有什么特性？(2)DNA连接酶在基因工程中具有特异性吗？【提示】(1)受pH影响。(2)不具有。,关于酶的实验设计(1)探究酶的专一性的实验同一种酶针对不同的底物。在探究酶的专一性实验中，变量可以是酶作用的底物，如用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖的水解反应，再用斐林试剂检,测溶液中有无还原糖，从而判断淀粉酶是否只能催化特定的物质或化学反应，以证明酶的专一性。同一底物用不同的酶来催化。用不同酶对同一底物催化作用的比较来验证酶的专一性。此时实验变量为不同的酶，如用淀粉酶和蛋白酶对淀粉(或蛋白质)进行催化。,(2)在探究pH对酶活性影响的实验中，利用“斐林试剂”来检测实验结果，不能用“碘液”。这是因为碘会与NaOH发生反应，从而影响实验结果。虽然斐林试剂与HCl也能发生反应，但由于加入的斐林试剂量相对较多，弱化了HCl的影响。,(3)在探究温度对酶活性影响的实验中，利用“碘液”检测实验结果，不能用“斐林试剂”。这是因为如果选用斐林试剂，反应时需要水浴加热来验证实验结果，那么在冰块中保存的一组在加热过程中，会有部分淀粉被水解生成还原糖，结果和置于,适宜温度条件下的试管中一样都会出现砖红色沉淀的现象，从而不能达到检测实验结果的目的。,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，并回答问题：实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、试管、37恒温水浴锅、沸水浴锅。,(1)若“”代表加入适量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。,(2)实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液；_；_；_。(3)结果预测：_。,(4)结论：_。(5)在上述实验中，如果仅将37恒温水浴锅的温度调到20，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37时的浅，其原因是_。,【解析】酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在5065浴条件下出现砖红色沉淀。,要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置四支试管，甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液，乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液，然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液，向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。,混合均匀后放在37，恒温水浴一段时间，然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖。哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37，当将水浴锅的温度由37降至20时，酶的活性会降低，分解速率减慢，产生的还原糖少，从而使出现砖红色试管中的颜色变浅。,【答案】(1),(2)混匀，37恒温水浴一段时间取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，5065水浴一段时间观察实验现象并记录实验结果,(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性(5)20低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少,化合物中“A”的含义辨析(1)ATP和ADP的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但物质是可循环利用的。,(2)明确以下化合物中“A”的含义,自我挑战下列有关ATP的叙述不正确的是()A能进行有氧呼吸的细胞不一定含有线粒体但一定含有相关的酶BATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能,CATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质D人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡,【解析】A项正确，能进行有氧呼吸的某些细菌细胞中不存在线粒体，但却含有与有氧呼吸有关的酶；B项正确，光合作用的光反应利用光能合成ATP，细胞呼吸利用释放的化学能合成ATP。ATP中的能量可以转化为光能和化学能；,C项正确，ATP中的“A”表示腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，构成DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤；D项错误，正常情况下，细胞中ATP与ADP的含量一直保持动态平衡，这种平衡不会因为寒冷使肾上腺激素和甲状腺激素分泌增多而被打破。【答案】D,互动探究(1)光反应产生的ATP能用于核糖体合成蛋白质吗？(2)线粒体内产生的ATP能用于暗反应吗？【提示】(1)不能。(2)不能。,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,