酶和ATP复习课课件.ppt

1、20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习必修一必修一 分子与细胞分子与细胞5.1 5.1 降低化学反应的酶降低化学反应的酶5.2 5.2 细胞的能量通货细胞的能量通货ATPATP 20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习考试要求项目项目具体要求具体要求考纲考纲要求要求1.1.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用(II)(II)2.ATP2.ATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用(II)(II)课标课标要求要求1.1.说明酶在代谢中的作用。说明酶在代谢中的作用。 2.2.探究影响酶活性的因素。探究影响酶活性的因素。3.3.解释解释ATPATP在能量代谢中的作用。在能量代谢

2、中的作用。 教学教学要求要求1.1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。2.2.进进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化以及设置对照组和重复实验。检测因变量的变化以及设置对照组和重复实验。 3.3.简述简述ATPATP的化学组成和特点，写出的化学组成和特点，写出ATPATP的分子简式。的分子简式。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习近五年考试题目考纲解读考纲解读全国课标卷全国课标卷自主命题卷自主命题卷命题趋势命题趋势一、酶一、酶的本质的本质和作用和作用1.酶的本质及酶的本质及

3、生理功能生理功能2013全国课全国课标标II，29，10分分闽：闽：2014，1，6分分2012，26，18分分渝：渝：2014，5，6分分苏：苏：2014，14，2分分皖：皖：2013，2，6分分琼：琼：2013，3，2分分京：京：2012，1，6分分1.趋势分析：趋势分析：影响酶活性的因素及探究是本影响酶活性的因素及探究是本部分的重点。高考趋向于结合部分的重点。高考趋向于结合曲线分析、实验探究或生产生曲线分析、实验探究或生产生活实际考查酶的作用特点。活实际考查酶的作用特点。2.备考指南：备考指南：a.从来源、作用机理、场所、从来源、作用机理、场所、本质等不同角度来理解酶的概本质等不同角度来

4、理解酶的概念，正确理解影响酶活性的因念，正确理解影响酶活性的因素。素。c.通过构建温度、通过构建温度、pH和底物浓和底物浓度对酶促反应速率的影响度对酶促反应速率的影响 的数的数学模型加深对酶特性的理解。学模型加深对酶特性的理解。d.设计实验探究或验证酶的催设计实验探究或验证酶的催化作用及其特性。化作用及其特性。e.利用图解理解利用图解理解ATP和和ADP的的相互转化。相互转化。2.酶的作用机酶的作用机理及特性理及特性二、酶二、酶的特性的特性基相关基相关曲线分曲线分析析1.与酶的特性与酶的特性相关曲线分析相关曲线分析2013全国课全国课标标II，6分分2011全国课全国课标，标，2，6分分2.影

5、响酶促反影响酶促反应速率的因素应速率的因素及曲线分析及曲线分析三、探三、探究影响究影响酶活性酶活性的因素的因素(实验实验)温度、温度、pH对酶对酶活性的影响活性的影响四、四、ATP的的结构和结构和作用作用1.ATP的结构的结构和作用和作用2.ATP 的形成的形成途径及去路途径及去路2014全国课全国课标标II，1，6分分20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【高考题引领】（20142014福建卷）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.RNA D.逆转录酶201

6、32013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【高考题引领】（20142014江苏卷）江苏卷）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20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习考点一：考点一： 酶的本质、作用和特性酶的本质、作用和特性20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基基】1.1.酶的本质酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。降低化学反应的降低化学反应

7、的_作用原理作用原理具有生物具有生物 作用作用生理功能生理功能一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶来源来源主要是细胞核主要是细胞核( (真核生物真核生物) )_合成场所合成场所_合成原料合成原料少数是少数是_绝大多数是绝大多数是 _化学本质化学本质蛋白质蛋白质RNARNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体催化催化活化能活化能20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】内容解释产生部位活细胞内产生除哺乳动物的成熟红细胞外，其他细胞都能产生酶作用场所可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用可在生物体外发挥作用，但不能来自于体外，只能由细胞合成酶的本质大多数是蛋白

8、质，少数是RNA合成原料是氨基酸或核糖核苷酸20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】内容解释酶的功能生物催化剂酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性质不变作用机理降低化学反应的活化能酶不能提供能量酶的特性高效性专一性需要适宜的条件相对于无机催化剂而言，酶的催化效率非常高一种酶只能催化一种或一类化学反应高温、强酸、强碱都会使酶发生变性、失活20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【混】 理解酶的相关知识要注意以下几个误区：具有分泌作用的细胞才能产生酶；酶的本质都是蛋白质；酶具有调节、催化等功能；酶由活细胞产生，也只能在活细胞中发挥作用；酶既可由生物体自身合成，也

9、可来自于食物。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【实验】酶的化学本质的验证实验酶的化学本质的验证实验蛋白质RNA2.利用酶的专一性来证明1.利用颜色反应来证明20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】(1)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多_。是细胞生命活动的基础。(2)活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的_状态所需要的能量。(3)酶催化作用的机理： _。化学反应化学反应常态常态活跃活跃2.2.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【图】P8020132013级高中生物

10、一轮复习级高中生物一轮复习【基】如图曲线表示在无酶催化条如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。反应的能量变化过程。(1)(1)没有酶催化的反应曲线是没有酶催化的反应曲线是 。(2)(2)有酶催化的反应曲线是有酶催化的反应曲线是 。(3)AC(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)BC(4)BC段的含义是段的含义是 。(5)(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B B点在纵轴上点在纵轴上将将 移动，即反应需要的活化能要增大。

11、移动，即反应需要的活化能要增大。3.3.酶的作用原理酶的作用原理酶降低的活化能酶降低的活化能向上向上20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】4.4.酶的特性酶的特性20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习考点二：考点二： 酶的特性及影响因素酶的特性及影响因素20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【实验】实验原理： 鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶和Fe3都能催化H2O2分解放出O2。 经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。1

12、.1.比较过氧化氢酶和比较过氧化氢酶和FeFe3 3的催化效率的催化效率方法步骤：试管方法观察结果1常温下自然分解无明显气泡放出290 水浴加热有气泡较少而小3常温下加入Fe3氧气泡稍多而小4常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大实验结论： 酶具有高效性。酶通过降低化学反应的活化能，使生物化学反应尽快达到平衡点，并使细胞代谢在温和条件下快速进行。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基基】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。酶只能催化已存在的化学反应。2.2.酶的高效性酶的高效性20132013级高中

13、生物一轮复习级高中生物一轮复习【实验】（1）设计思路：通过对不同类型的催化剂（主要是与无机催化剂作比较）催化底物的反应速度进行比较，得出结论。（2）设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速度很快或反应用时很短反应速度很慢或反应用时很长结论酶具有高效性3.3.酶的高效性的实验探究方法酶的高效性的实验探究方法对比法对比法20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【注】实验时必须用新鲜的、刚从活的动物体中取出的肝脏作实验材料。肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶分子的数量减少且活性降低。实验

14、中使用肝脏的研磨液，可以加大过氧化氢酶与试管中过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液时不能共用一支滴管，因为酶的催化效率具有高效性，少量酶带入FeCl3溶液中就会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。H2O2分解过程有气泡冒出，若反应一段时间，不再有气泡冒出，说明反应结束；若在不增加H2O2量的前提下，使气泡(O2)的生成量增加，可采取的措施是提高H2O2浓度。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明

15、酶B不催化底物A参加反应。4.4.酶的专一性酶的专一性20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【实验】（1）设计思路：常见的方案有两种：即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。（2）设计方案5.5.酶的专一性的实验探究方法酶的专一性的实验探究方法对比法对比法20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【实验】 淀粉（非还原糖）淀粉酶 麦芽糖（还原糖） 蔗糖（非还原糖）淀粉酶 蔗糖用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。方案一：用同一种酶催化两种不同物

16、质方案一：用同一种酶催化两种不同物质方案二：用两种不同酶催化同一种物质方案二：用两种不同酶催化同一种物质 淀粉（非还原糖）淀粉酶 麦芽糖（还原糖） 淀粉（非还原糖）蔗糖酶 淀粉最后用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断两种不同的酶是否对淀粉有催化作用，从而探究酶的专一性。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【注】选择好检测反应物的试剂。 如反应物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，则适宜选用斐林试剂检测反应物是否被分解，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【图】P856.

17、6.酶的作用条件比较温和酶的作用条件比较温和20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】在一定温度范围内，酶的活性随温度升高而升高。酶活性最高时的温度，为酶的最适温度，若超过最适温度，酶活性随温度升高而逐渐下降，甚至失活。酶活性最强时的pH，为该酶的最适pH。若超过或低于最适pH，酶活性降低，甚至失活。反应溶液pH变化不影响酶作用的最适温度。每一种酶都有一个最适温度和最适pH。低温及温度略高和pH略微偏高、偏低都可抑制酶的活性；高温、过酸、过碱破坏酶的分子结构，将使酶永久失活，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。酶活性的表示方法： 单位时间内底物的消耗

18、量或产物的生成量单位时间内底物的消耗量或产物的生成量20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【法】影响酶活性的因素影响酶活性的因素( (温度和温度和pH)pH)的探究方的探究方法法：梯梯度法度法(1)设计思路： 设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。特别提醒在设计实验过程中，根据“单一变量原则”，除自变量(如温度或pH等)成等差数列、相互对照外，其他所有无关变量都必须相同且适宜(包括材料的大小、质量、生长

19、状况等)。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习(1)(1)温度对酶活性的影响温度对酶活性的影响序号加入试剂或处理方法试管ABCabc1可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL/新鲜淀粉酶溶液/1 mL1 mL1 mL2保温5 min60 100 0 60 100 0 3将a液加入到A试管，b液加入到B试管，c液加入到C试管中，摇匀4保温5 min60 100 0 /5滴入碘液，摇匀2滴2滴2滴/6观察现象并记录/【实验】20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【注】实验室使用的淀粉酶最适温度为60。由于H2O2不稳定，因此探究温度对酶活性影响时，不选择H2O2作反应物

20、。本实验不宜选用斐林试剂鉴定，温度是干扰条件。本实验中步骤2、步骤3一定不能颠倒顺序，否则会使实验失败，即先控制条件再混合。 20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习(2)pH(2)pH值对酶活性的影响值对酶活性的影响【实验】步骤实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸馏水1 mL盐酸1 mL NaOH3注入等量的H2O2溶液2 mL2 mL2 mL4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【注】实验步骤中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。本实验中也可将过氧化氢酶和H2O

21、2分别调至同一pH，再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【实验】实验结论： 温度(或pH)会影响酶活性，酶活性有一定的最适温度(或pH)范围。注意问题： 注意实验中要保证单一变量，即除了温度(或pH)是变量外，其他条件均应一致。实验一般要求设计三组对比(即适宜，过高，过低三种情况)，实验成功的关键应是先确保反应所要求的条件，然后才让酶与底物混合。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【法】(1)认真审题，准确找出变量，围绕变量设置对照。如

22、：探究酶作用的专一性时，应围绕底物或酶制剂设置变量。探究酶作用的高效性时，应围绕无机催化剂和酶制剂这一单一变量设置对照。探究温度(pH)对酶活性的影响时，应设置不同梯度温度(pH)处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合之前，先进行同温处理(或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH)，后混合酶和底物。(2)设置实验步骤时，应注意：根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组。根据实验材料，结合实验原理，确定实验现象的观测手段。除单一变量外，确保其他实验条件相同且适宜。合理确定操作程序，确保程序合理、表达准确。与酶的相关实验的解题技巧与酶的相关实验的解题技巧20132013级高

23、中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】7.7.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 底物浓度对酶促反应的影响：在底物浓度较低时反应速率随底物浓度增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比；在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速率也随之加快，但不显著；当底物浓度很大且达到一定限度时，反应速率就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变。在底物足够，其他条件不变且理想的条件下，酶促反应的速率与酶浓度成正比。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【混】 很多同学错误的认为“无关变量”就是与实验无关的变量，在这种错误认识下根本无法正确答题。

24、通俗的说，因变量的不同应该是由自变量的不同引起的，而不是由除自变量外的变量引起，那些“除自变量外且对实验结果有影响的变量”就是无关变量。无关变量必须适宜且相同，不能对实验结果造成影响。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习考点三：考点三： ATPATP的结构和功能的结构和功能20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】(2)图乙中A是什么？相当于图甲中的哪些结构？ (1)图甲中和图乙中分别表示什么？图甲中分别是腺嘌呤、核糖、磷酸基；图乙中分别是高能磷酸键、腺嘌呤核糖核苷酸。腺苷，相当于图甲中。(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？ 腺嘌呤核糖核苷酸

25、图甲图乙20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】1 1ATPATP的结构式的结构式(1)组成元素：C、H、O、N、P。(2)各字母代表的含义：A：腺苷(腺嘌呤核糖)；P：磷酸基团；：高能磷酸键(3)结构简式： APPP 远离腺苷A的那个高能磷酸键容易断裂，也容易形成 20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】2 2ATPATP的形成途径的形成途径20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【基】3.ATP3.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化ATPATP的合成的合成ATPATP的水解的水解反应式反应式ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量 ATP

26、ATPATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量所需酶所需酶ATPATP合成酶合成酶ATPATP水解酶水解酶能量能量来源来源光能光能( (光合作用光合作用) )化学能化学能( (细胞呼吸细胞呼吸) )储存于高能磷酸键中的储存于高能磷酸键中的能量能量能量能量去路去路储存于形成的高能磷酸储存于形成的高能磷酸键中键中用于各项生命活动用于各项生命活动反应反应场所场所细胞质基质、线粒体、细胞质基质、线粒体、叶绿体叶绿体生物体的需能部位生物体的需能部位酶酶20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【混】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

27、不完全相同，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。20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习(1)A点：表示 条件下，细胞进行 也能产生少量ATP。(2)AB段表示在一定范围内，ATP产生量随O2供应量的增大而 。(3)BC段：当O2供应量达到一定值时，ATP产生量不再增加，这是由于细胞中ATP的量 ，且处于一种动态平衡中。(因酶、有机物、ADP、磷酸有限)【注】ATP产生量随O2供应量变化曲线无O2无氧呼吸增多很少20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【混】(1)ATP能量ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。(2)细胞中ATP的含量并不多ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。 20132013级高中生物一轮复习级高中生物一轮复习【知识网络】