第9讲 降低化学反应活化能的酶和细胞的能量通货ATP.ppt
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1、 第第3单单元元细细胞的能量供胞的能量供应应和利用和利用 考考 纲纲 点点 击击热热 点点 研研 析析1.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 2.ATP在能量代谢中的作在能量代谢中的作用用 3.光合作用的基本过程光合作用的基本过程 4.影响光合作用速率的环影响光合作用速率的环境因素境因素 5.细胞呼吸细胞呼吸 实验实验6.探究影响酶活性的因素探究影响酶活性的因素 7.叶绿体色素的提取和分叶绿体色素的提取和分离离 8.探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式1.酶的本质以及酶在细胞代谢中的作用酶的本质以及酶在细胞代谢中的作用2.ATP的结构、性质以及的结构、性质以及ATP的来源和去的来源和去路路3
2、.光合作用的过程以及影响光合作用效率光合作用的过程以及影响光合作用效率的因素分析、提高光合作用效率的措施和的因素分析、提高光合作用效率的措施和相关实验分析相关实验分析4.细胞呼吸的过程、影响因素、应用和相细胞呼吸的过程、影响因素、应用和相关实验分析关实验分析5.细胞呼吸和光合作用的综合分析和计算细胞呼吸和光合作用的综合分析和计算6.酶的特性以及外界因素对酶活性的影响酶的特性以及外界因素对酶活性的影响实验实验7.光合色素的种类、颜色、生理作用及实光合色素的种类、颜色、生理作用及实验验8.细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮细胞呼吸方式的检验以及粮食、果蔬贮存的原理与应用存的原理与应用探究命题探究命
3、题探究命题探究命题回扣教材回扣教材回扣教材回扣教材整合考点整合考点整合考点整合考点课课课课后练后练后练后练习习习习第第第第9 9讲降低化学反应活化能的酶和细胞的能量讲降低化学反应活化能的酶和细胞的能量讲降低化学反应活化能的酶和细胞的能量讲降低化学反应活化能的酶和细胞的能量“通货通货通货通货”ATPATP轻轻松松读教材轻轻松松读教材 提纲挈领学要点提纲挈领学要点01 回扣教材回扣教材 夯实基础夯实基础一、酶在细胞代谢中的作用一、酶在细胞代谢中的作用1细细胞胞代代谢谢:细细胞胞中中每每时时每每刻刻进进行行着着的的许许多多 ,是是细细胞生命活胞生命活动动的基的基础础。2酶酶的的作作用用:通通过过“比
4、比较较过过氧氧化化氢氢在在不不同同条条件件下下的的分分解解”实实验验,可可以以说说明明酶酶在在细细胞胞代代谢谢中中具具有有 作作用用,同同时时还还证证明了明了酶酶与无机催化与无机催化剂剂相比,具有相比,具有 的特性。的特性。3酶酶的作用机理:降低化学反的作用机理:降低化学反应应的的 。1.酶酶只能在只能在细细胞内胞内发挥发挥催化作用催化作用()2酶酶通通过过为为反反应应物物供供能能和和降降低低活活化化能能来来提提高高化化学学反反应应速率速率()3酶酶结结构构的的改改变变可可导导致致其其活活性性部部分分或或全全部部丧丧失失,但但引引起失活的原因不包括低温起失活的原因不包括低温()4人人长长时时间
5、间剧剧烈烈运运动动时时,骨骨骼骼肌肌细细胞胞中中每每摩摩尔尔葡葡萄萄糖糖生成生成ATP的量与安静的量与安静时时相等相等()5ATP中中的的能能量量可可来来自自光光能能和和化化学学能能,也也可可转转化化为为光光能和化学能能和化学能()思思 维维 判判 断断 6ATP“A”与与构构成成DNA、RNA中中的的碱碱基基“A”表表示示不不同同物物质质()答案:答案:12.3.4.5.6.考点分类抓基础考点分类抓基础 点点击破我能行点点击破我能行02 整合考点整合考点 破解疑难破解疑难1.酶酶的本的本质质及生理功能及生理功能化学本质化学本质绝大多数是蛋白绝大多数是蛋白质质少数是少数是RNA合成原料合成原料
6、氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸合成场所合成场所核糖体核糖体细胞核细胞核(真核生物真核生物)来源来源一般来说,活细胞都能产生酶一般来说,活细胞都能产生酶生理功能生理功能生物催化作用生物催化作用作用原理作用原理降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能2.酶酶化学本化学本质质的的实验验证实验验证(1)证证明某种明某种酶酶是蛋白是蛋白质质。实验组实验组:待:待测测酶酶液双液双缩脲试剂缩脲试剂是否出是否出现现紫色反紫色反应应。对对照照组组:已知蛋白液双:已知蛋白液双缩脲试剂缩脲试剂出出现现紫色反紫色反应应。(2)证证明某种明某种酶酶是是RNA。实验组实验组:待:待测测酶酶液吡液吡罗红罗红染液染液是否呈
7、是否呈现红现红色。色。对对照照组组:已知:已知RNA溶液吡溶液吡罗红罗红染液染液出出现红现红色。色。特特别别提提醒醒酶酶的的化化学学本本质质还还可可利利用用酶酶的的专专一一性性原原理理进进行行证证明明,其其方方法法是是将将某某一一待待测测酶酶分分别别用用蛋蛋白白酶酶和和核核糖糖核核酸酸酶酶进进行处理,然后观察该待测酶是否还具有催化作用。行处理,然后观察该待测酶是否还具有催化作用。应应用用训训练练1(2012皖皖南南八八校校第第三三次次联联考考)现现有有甲甲、乙乙两两种种化化学学本本质质不不同同的的酶酶:逆逆转转录录酶酶和和淀淀粉粉酶酶,因因标标签签丢丢失失而而无无法法区区分分。某某同同学学为为
8、区区分分这这两两种种酶酶,用用蛋蛋白白酶酶X对对二二者者进进行行处处理理,并并定定时时测测定定酶酶活活性性的的变变化化,其其结结果果如如图图所所示示,下下列列对对于于甲甲酶酶和乙和乙酶酶的分析的分析错误错误的是的是()A甲甲酶酶是逆是逆转录转录酶酶B甲甲酶酶能能够够抗抗X酶酶降解,所以活性保持不降解,所以活性保持不变变C乙乙酶酶的化学本的化学本质质是蛋白是蛋白质质或或RNAD乙乙酶酶被降解,被降解,导导致其分子致其分子结结构构发发生改生改变变、活性下降、活性下降解解析析大大部部分分酶酶的的本本质质是是蛋蛋白白质质,少少量量的的酶酶是是RNA,用用蛋蛋白白酶酶处处理理后后,乙乙酶酶活活性性降降低
9、低,说说明明乙乙酶酶的的成成分分是是蛋蛋白白质质,被被蛋蛋白白酶酶处处理理后后被被分分解解,而而甲甲酶酶不不变变,则则说说明明甲甲酶酶可可能能成成分分是是RNA或者能够抗这种蛋白酶的降解。或者能够抗这种蛋白酶的降解。答案答案C1.表示表示酶酶高效性的曲高效性的曲线线解解读读:(1)催催化化剂剂可可加加快快化化学学反反应应速速率率,与与无无机机催催化化剂剂相相比比,酶酶的催化效率更高。的催化效率更高。(2)酶酶只只能能缩缩短短达达到到化化学学平平衡衡所所需需时时间间,不不改改变变化化学学反反应应的平衡点。的平衡点。(3)酶酶只能催化已存在的化学反只能催化已存在的化学反应应。2表示表示酶酶的的专专
10、一性的一性的图图象和曲象和曲线线(1)图图象。象。解解读读:图图中中A表表示示酶酶,B表表示示被被催催化化的的底底物物,E、F表表示示B分分解后的物解后的物质质,C、D表示不能被表示不能被该该酶酶催化的物催化的物质质。酶酶和被催化的底物分子都有特定的空和被催化的底物分子都有特定的空间结间结构。构。(2)曲曲线线。解解读读:在在A反反应应物物中中加加入入酶酶A,反反应应速速度度较较未未加加酶酶时时明明显显加加快,快,说说明明酶酶A能催化底物能催化底物A参加的反参加的反应应。在在A反反应应物物中中加加入入酶酶B,反反应应速速度度和和未未加加酶酶时时相相同同,说说明明酶酶B不催化底物不催化底物A参加
11、的反参加的反应应。3影响影响酶酶活性的曲活性的曲线线解解读读:(1)在在一一定定温温度度(pH)范范围围内内,随随温温度度(pH)的的升升高高,酶酶的的催催化作用增化作用增强强,超,超过这过这一范一范围围酶酶催化作用逐催化作用逐渐渐减弱。减弱。(2)过过酸酸、过过碱碱、高高温温都都会会使使酶酶变变性性失失活活,而而低低温温只只是是抑抑制制酶酶的的活活性性,酶酶分分子子结结构构未未被被破破坏坏,当当温温度度升升高高时时可可恢恢复复活活性。性。(3)反反应应溶液酸碱度的溶液酸碱度的变变化不影响化不影响酶酶作用的最适温度。作用的最适温度。4底物底物浓浓度和度和酶酶浓浓度度对对酶酶促反促反应应的影响的
12、影响解解读读:(1)在在其其他他条条件件适适宜宜、酶酶量量一一定定的的条条件件下下,酶酶促促反反应应速速率率随随底底物物浓浓度度增增加加而而加加快快,但但当当底底物物达达到到一一定定浓浓度度后后,受受酶酶数数量和量和酶酶活性限制,活性限制,酶酶促反促反应应速率不再增加。速率不再增加。(2)在在底底物物充充足足,其其他他条条件件适适宜宜的的条条件件下下,酶酶促促反反应应速速率率与与酶酶浓浓度成正比。度成正比。特特别别提提醒醒(1)温温度度和和pH是是通通过过影影响响酶酶的的活活性性而而影影响响酶酶促反应速率的。促反应速率的。(2)底底物物浓浓度度和和酶酶浓浓度度是是通通过过影影响响酶酶与与底底物
13、物的的接接触触而而影影响响酶促反应速率,并不影响酶的活性。酶促反应速率,并不影响酶的活性。应应用用训训练练2(2012山山西西省省四四校校联联考考)如如图图所所示示,甲甲、乙乙、丙丙三三图图表表示示酶酶浓浓度度一一定定时时,反反应应速速率率和和反反应应物物浓浓度度、温温度度、pH的关系。下列相关分析不正确的是的关系。下列相关分析不正确的是()A图图甲甲中中,因因反反应应液液中中酶酶的的数数量量有有限限,当当反反应应物物达达到到一定一定浓浓度度时时,反,反应应速率不再上升速率不再上升B图图乙中,乙中,a点点对应对应的温度称的温度称为为最适温度最适温度C图图乙乙中中,温温度度超超过过a点点后后反反
14、应应速速率率急急剧剧下下降降,其其原原因因是高温条件下是高温条件下酶酶变变性失活性失活D图图丙丙中中,pH从从6上上升升到到10的的过过程程中中,酶酶活活性性先先增增强强,后降低后降低解解析析由由于于酶酶数数量量的的限限制制,当当反反应应物物达达到到一一定定的的浓浓度度后后,反反应应速速率率不不再再随随反反应应物物浓浓度度的的增增加加而而上上升升。酶酶活活性性最最大大时时所所对对应应的的温温度度称称为为最最适适温温度度。一一般般情情况况下下,高高温温、过过酸酸和和过过碱碱都都会会破破坏坏酶酶的的空空间间结结构构,使使酶酶永永久久失失活活,因因此此,当当pH从从6上升到上升到10的过程中,酶活性
15、一直为的过程中,酶活性一直为0。答案答案D1.酶酶的高效性的高效性比比较过较过氧化氧化氢氢在不同条件下的分解在不同条件下的分解(1)实验实验注意注意问题问题实实验验时时必必须须用用新新鲜鲜的的、刚刚从从活活的的动动物物体体中中取取出出的的肝肝脏脏作作实实验验材材料料。肝肝脏脏如如果果不不新新鲜鲜,肝肝细细胞胞内内的的过过氧氧化化氢氢酶酶等等有有机机物物就就会会在在腐腐生生细细菌菌的的作作用用下下分分解解,使使组组织织中中酶酶分分子子的的数数量量减少且活性降低。减少且活性降低。实实验验中中使使用用肝肝脏脏的的研研磨磨液液,可可以以加加大大肝肝细细胞胞内内过过氧氧化化氢氢酶酶与与试试管管中中过过氧
16、氧化化氢氢的的接接触触面面积积,从从而而加加速速过过氧氧化化氢氢的的分分解。解。滴滴加加氯氯化化铁铁溶溶液液和和肝肝脏脏研研磨磨液液时时不不能能共共用用一一支支滴滴管管,因因为为酶酶的的催催化化效效率率具具有有高高效效性性,少少量量酶酶带带入入FeCl3溶溶液液中中会会影影响响实实验验结结果果的的准准确确性性,甚甚至至使使人人产产生生错错觉觉,作作出出错错误误的的判判断。断。(2)实验过实验过程中的理程中的理论论分析。分析。(3)酶酶具具有有高高效效性性的的机机理理是是其其能能够够显显著著降降低低反反应应活活化化能能,缩缩短短反反应应达达到到平平衡衡点点的的时时间间,并并使使细细胞胞代代谢谢在
17、在温温和和条条件件下下快快速速进进行。行。(3)酶酶具具有有高高效效性性的的机机理理是是其其能能够够显显著著降降低低反反应应活活化化能能,缩缩短短反反应应达达到到平平衡衡点点的的时时间间,并并使使细细胞胞代代谢谢在在温温和和条条件件下下快快速速进进行。行。2酶酶的的专专一性一性该该实实验验探探究究中中的的自自变变量量可可以以是是不不同同反反应应物物,也也可可以以是是不不同同酶酶溶液,因溶液,因变变量是反量是反应应物是否被分解。物是否被分解。(1)方案一:用同一种方案一:用同一种酶酶催化两种不同物催化两种不同物质质用用淀淀粉粉酶酶分分别别作作用用于于淀淀粉粉和和蔗蔗糖糖后后,再再用用斐斐林林试试
18、剂剂鉴鉴定定,根根据据是是否否有有砖砖红红色色的的沉沉淀淀生生成成来来判判断断淀淀粉粉酶酶是是否否对对二二者者都有催化作用,从而探究都有催化作用,从而探究酶酶的的专专一性。一性。(2)方案二:用两种不同方案二:用两种不同酶酶催化同一种物催化同一种物质质再用斐林再用斐林试剂鉴试剂鉴定,从而探究定,从而探究酶酶的的专专一性。一性。3探究温度探究温度对对酶酶活性的影响活性的影响步骤步骤项目项目试管试管1试管试管2试管试管31加入可溶性淀粉溶液加入可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL2放置在不同温度环境放置在不同温度环境0 100 60 3加入新配置的加入新配置的淀粉酶淀粉酶溶液溶液1 mL1 mL
19、1 mL4完成反应完成反应5 min5 min5 min5滴入碘液滴入碘液2滴滴2滴滴2滴滴6观察结果观察结果变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝(1)实验实验注意注意问题问题实验实验室使用的室使用的淀粉淀粉酶酶最适温度最适温度为为5075;由由于于H2O2不不稳稳定定,因因此此探探究究温温度度对对酶酶活活性性影影响响时时,不不选择选择H2O2作反作反应应物;物;本本实验实验不宜不宜选选用斐林用斐林试剂鉴试剂鉴定,温度是干定,温度是干扰扰条件;条件;本本实实验验中中第第、步步一一定定不不能能颠颠倒倒顺顺序序,否否则则会会使使实实验验失失败败,即先控制条件再混合。,即先控制条件再混合。(2)实验过实验过
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