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1、第5章 细胞的能量供应和利用,一、降低化学反应活化能的酶,二、细胞呼吸与ATP,三、能量之源光与光合作用,一、降低化学反应活化能的酶,返回,考点1:酶与一般催化剂的比较,考点2:酶的本质及实验验证,考点3:酶降低化学反应活化能的图解,考点4:与酶有关的曲线解读,考点5:“影响酶活性的条件”的探究分析,新陈代谢概念,生物体内全部有序的化学变化的总称。即生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量转变的过程,同化作用 (合成代谢,异化作用 (分解代谢,物质代谢,能量代谢,合成自身物质,贮存能量,分解自身物质,排出代谢终产物,释放能量,知识网络,1、细胞代谢的概念,2、酶的发现,3、
2、酶的概念及本质,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。绝大多数是蛋白质,少数是RNA,5、酶的特性,专一性、高效性、作用条件较温和,知识网络,一、降低化学反应活化能的酶,细胞内每时每刻进行着许多化学反应的统称,4、酶的作用,降低化学反应活化能,是生物催化剂。同无机催化剂相比,催化效率更高,底物浓度,酶浓度,pH,温度,同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高,6、活化能: 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,强酸、强碱可使酶变性失活,高温使酶变性失活,低温降低酶的活性、利于酶保存,7、影响酶促反应的因素,知识网络,考点1:酶与一般催化剂的比较,
3、1、共性,1)改变化学反应速率,本身不被消耗,2)只能催化热力学允许进行的反应,3)加快化学反应速率,缩短达到化学平衡的时间,并不改变化学反应的平衡点,4)降低活化能,使反应速率加快,2、酶的特性,1)高效性: 酶的催化效率大约为无机催化剂的107-1013倍。如过氧化氢酶与Fe3+相比,过氧化氢酶的催化效率要高得多,2)专一性: 每一种酶只催化一种或一类化学反应。如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解,而对蛋白质等物质的水解无效,而Fe3+则可以作为多种化学反应的催化剂,3)作用条件温和(易失活性):酶的催化作用需要温和的条件,如适宜的温度、PH值等,且易受活化剂或抑制剂的影响。相比而言,无机催化
4、剂不易受影响,如同样加热到1000C,过氧化氢酶失去活性,而Fe3+仍可起催化作用,3、酶的催化特性的实验验证,H202酶 H202H20+02,Fe3+ H202H20+02,燃烧检验,酶作用强,铁离子作用弱,淀粉酶 淀粉麦芽糖,淀粉酶 蔗糖无,砖红色沉淀, 无,酶的活性与温度和PH有关,低高温下酶的催化情况,过酸过碱酶的催化情况,酶的催化作用需要适宜的温度和PH,高效性,专一性,作用条件较温和,酶活性:酶对化学反应的催化效率 最适的温度和PH条件下, 酶的活性最高 不同的酶具有不同的最适的温度和最适PH,过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。 (不可逆) 低温,不破
5、坏酶的空间结构,只是降低酶的活性。 (可恢复,总结酶 1.产生部位和作用部位: 所有的活细胞 细胞内、细胞外、体外 2.作用: 催化作用 降低活化能,1、酶的化学本质探究,巴斯德之前,发酵是纯化学反应,与生命活动无关,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用,就像在活酵母细胞中一样,酶是蛋白质,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,考点2:酶的本质及实验验证,2、酶的本质及生理功能,一般来说,活细胞都能产生酶,具有生物催化作用,降低化学反应的活化能,3、酶化学本质的实验验,1)证明某种酶是蛋白质,实验组:待测酶液+双缩脲试剂是否出现紫色反应,对照组:已知蛋白液+双缩脲试剂出现紫色反应,2)
6、证明某种酶是RNA,实验组:待测酶液+吡罗红染液是否出现红色反应,对照组:已知RNA溶液+吡罗红染液出现红色反应,也可用蛋白酶或RNA酶来处理,看是否会被水解来进行判断,考点3:酶降低化学反应活化能的图解,催化机理,降低化学反应的活化能,在催化反应中,只需较少的能量就可以使反应物进入“活化态,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,催化剂在化学反应中的作用,反应物,产物,活化能,反应进程,能量,考点4:与酶有关的曲线解读,1、表示酶高效性,1)加快反应速度,酶的催化效率高。 2)只能缩短达到平衡所需的时间,并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、表示酶专一性,在反应物A中
7、加入酶A反应速率明显加快,而加入酶B和未加酶反应速率相同,3、影响酶活性的因素,1)酶有最适宜的温度和PH,2)过酸、过碱和高温都会使酶变性失活,低温只抑制酶的活性,而不破坏酶分子结构,适宜温度下其活性可恢复,3)反应溶液PH的变化不影响酶作用的最适温度,反应物剩余量,4、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响,1)在酶量一定、其他条件适宜的条件下,酶促反应速率随底物浓度的增加而加快,但当底达到一定浓度后,受酶数量和酶活性的限制,反应速率不再增加,2)在底物充足、其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比,1、探究温度对淀粉酶活性的影响,考点5:“影响酶活性的条件”的探究分析,2、探究pH对过
8、氧化氢酶活性的影响,3、控制变量,4、对照实验,酶.激素.维生素.的比较,酶.激素.维生素.的比较,几类常见酶,1消化酶 2基因工程的酶 3DNA复制.转录的酶 4光合作用 呼吸作用ATP ADP转化的酶,与酶有关的易错易混点分析(判断正误,1酶只在细胞起作用 2酶的化学本质是蛋白质 3使用酶后能使产物的浓度加大 4生物体内所有的反应都需要酶的作用 5消化液中一定有酶,1、将乳清蛋白,淀粉,胃蛋白酶,唾液淀粉酶和适量的水混合装入一容器内,调整PH至2.0,保存在37摄氏度的温水内,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、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽C 唾液淀
9、粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水2、将胃液的PH从10降到2的过程中,胃液中胃蛋白酶的活性的变化是( )A 一直上升 B 没有变化 C 先升后降 D 先降后升,A,B,考点演练,3、加酶洗衣粉不能用沸水溶解,这说明了酶的作用( ) A 适于低温下催化 B 具有高效性 C 具有专一性 D 需要适宜的温度 4、蛋白酶使蛋白质水解为多肽,但不能使多肽水解为氨基酸,这说明酶有( ) A 高效性 B 专一性 C 多样性 D 稳定性,D,B,5、下列叙述不正确的是( ) A 酶的主要作用是降低反应所需的活化能 B 酶以相同的能量能使更多的分子活化,从而加速反应的进行 C 酶加速反
10、应的进行,使给反应物提供能量 D 酶同无机催化剂相比,降低活化能的能力显著,C,6、下列有关酶的正确叙述是( ) a、是有分泌功能的细胞产生的 b、有的从食物获得,有的在体内转化而来 c、凡是活细胞都能产生酶 d、酶多数是蛋白质 e、有的酶是蛋白质,有的是固醇 f、酶在代谢中有多种功能 g、在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 h、酶只是起催化作用 A、cdh B、abe C、cfg D、agh,A,7、下列有关酶的叙述错误的是( ) A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸 B.少数的酶是RNA C.每种酶都具有高效性,专一性 D.酶都具有消化功能,D,8、(2006 江苏卷)新陈代谢是指( ) A生
11、物体内的同化作用 B生物体内的能量代谢 C生物体内的异化作用 D生物体内全部有序的化学变化的总称,D,9、下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。根据实验结果,以下结论正确的是( ) A蔗糖被水解成非还原糖 B淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖 C淀粉酶活性在60比40低 D淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性,B,10.下图是设想的一条生物合成途径的示意图,若把缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长,发现微生物内有大量的M和L,但没有Z。试问基因突变发影响到下列哪种酶( ) AE酶 BB酶 CC酶 DA酶和D酶,C,11、(2005江苏理综4)在适宜的条件下,用含有过氧化氢酶
12、的鲜猪肝研磨液催化过氧化氢分解,比用FeCl3溶液催化过氧化氢分解的速度快得多,这说明与无机催化剂相比,酶具有的特性是() A、专一性 B、多样性 C、高效性 D、适应性,C,12、(2003上海高考题)下图纵轴为酶反应速度,横轴为底物浓度,其中正确表示酶量增加1倍时,底物浓度和反应速度关系的是 (,B,蛋白质是奶渍和血渍的主要成分,加酶洗衣粉中的蛋白酶可以水解蛋白质,因此,加酶洗衣粉能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍。酶的催化作用需要适宜的温度,所以使用加酶洗衣粉时需要使用温水,13加酶洗衣粉中含有蛋白酶。这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍?使用这种洗衣粉时为什么需要用温水,14
13、多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。这种药片的功能是什么,多酶片中的三种酶可以分别水解蛋白质、淀粉和脂肪,所以多酶片具有帮助人体消化食物中蛋白质、淀粉和脂肪的功能,15.下列关于酶的化学成分的叙述,哪一项是不正确的( ) A.一般地说,酶的化学成分是蛋白质 B.酶是由蛋白质和核酸组成的 C.绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA D.淀粉酶和过氧化氢酶都是蛋白质,B,16酶具有极强的催化能力,其原因是() 增加了反应物之间的接触面积。 提高反应物分子的活化能。 提供了反应开始时所需得活化能。 降低了反应分子的活化能,D,17. 同一个体内的各类活细胞所含有的酶( ) A、种类有差异,数量相同 B、
14、种类有差异,数量不同 C、种类无差异,数量相同 D、种类无差异,数量不同,B,18.细胞内合成酶的主要的场所是( ) A.细胞质 B. 线粒体 C.核糖体 D. 内质网,C,19.在一个合成连锁反应中: 如果E4酶失效,在这种情况下,要使细菌能正常生长,我们至少要向培养基中加入的物质是 ( ) A. X B. A C. X和C D. Y,D,20、将牛肉(主要含肌肉蛋白质)分别放入具有等量混合消化液的烧杯中,牛肉片能迅速被分解的只有( ) A.胰液和肠液 B.胃液和胰液 C .胃液和肠液 D .胃液、胰液和肠液,A,21.右图表示某有机物加入催化剂后,置于0OC到80OC环境中,有机物的分解总
15、量与温度的关系图。根据该图判断,如果把这些物质置于80OC到0OC的环境中处理,其有机物分解总量与温度的关系图应为 (,B,A B C D,返回,二、细胞呼吸与ATP,返回,考点1:生物体内能源物质的相互关系及能量代谢过程,考点2:ATP与ADP之间的相互转变,考点3:有氧呼吸与无氧呼吸比较,考点4:根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况,考点5:影响细胞呼吸的因素,考点6:细胞呼吸原理的应用,细胞的能量通货ATP,二、结构简式,一、什么是ATP,三、ATP和ADP之间的相互转化,酶,动物和人,绿色植物,是细胞内的一种高能磷酸化合物,中文名称叫做三磷酸腺苷,A-PPP,四、ADP转化为A
16、TP所需能量来源,ADP + Pi+ 能量,ATP,呼吸作用,呼吸作用、光合作用,知识网络,有机物,有机物,某些无机物,糖类,ATP,动物脂肪 糖元,淀粉 植物脂肪,淀粉、脂肪 糖元等,ATP 磷酸肌酸 等,ATP NADPH 等,ATP等,1、生物体内几种能源物质,考点1:生物体内能源物质的相互关系及能量代谢过程,转化,呼吸作用,ATP过多,ATP过少,运动过程中,合成,肝糖元、脂肪等,贮备的能量物质,ATP,直接的能量来源,葡萄糖,主要的能量物质,磷酸肌酸,辅助能源来源,太阳能,根本的能源物质,肌糖元,肌肉中的能源物质,转化,分解,呼吸作用,光合作用,糖类等有机物,电能,ATP,2、各种能
17、源物质之间的关系,3、能量代谢的过程,光能,ATP等化合物中活泼的化学能,葡萄糖等有机物中稳定的化学能,光合作用,热能(散失,ATP中的化学能,机械能(肌肉收缩) 电能(生物电、神经传导) 光能、热能 化学能(物质合成所需的能量) 渗透能(主动运输所需的能量,细胞呼吸,ATP的利用,1、ATP的结构简式,AP P P,腺苷,磷酸基团,高能磷酸键,腺嘌呤核糖核甘酸(AMP,ADP,考点2:ATP与ADP之间的相互转变,ATP,2、ATP与ADP的相互转化,A-PPP,A-PP,Pi,能量,ATP水解酶,ATP合成酶,1)方程从左到右,表示能量的利用。释放的能量用于一切生命活动,2)方程从右到左,
18、表示能量的转移,1)反应条件:酶不同,2)能量来源:能量不可逆(而物质可逆,3)合成与分解场所:不同,结论:不是可逆反应,3、ATP与ADP的转变仅仅只是物质上的可逆,并不表示化学上的可逆反应,4、ATP与ADP之间转化的生理意义,1)ATP在细胞内含量很( )。只有ATP在细胞内转化十分迅速,才能使细胞内ATP的含量总处在动态平衡之中,这对于生物体内部稳定的供能极其重要。从而确保生物体生命活动能及时得到能量的供应,保证新陈代谢的顺利进行,2)ATP水解释放的能量是生物体维持生命活动所需能量的( )来源。如细胞分裂、根对矿质元素的吸收、新物质的合成、肌肉收缩、腺体分泌、神经传导和生物电等生命活
19、动所需能量都来自ATP的水解,1、ATP的中文名是什么,ATP的结构简式是:( ) A:A-P-PP B:A-PPP C:APP-P D:APPP,ATP简式中A、P、别代表什么,ATP中大量的能量储存在哪个位置,三磷酸腺苷,储存在高能磷酸键中,为什么说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,考点演练,腺苷、磷酸基团、高能磷酸键,高能磷酸化合物: 是指水解1mol该物质能释放20.92千焦以上能量的磷酸化合物,1molATP水解时释放的能量高达30.54千焦,所以ATP是高能磷酸化合物,6、ATP水解是哪一个高能磷酸键先发生水解,7、ATP水解会形成游离的( )放 出( ),ATP就转化为(,8、
20、ADP的中文名称是什么,远离的那个,能量,二磷酸腺苷,9、和在细胞中含量都很少,但一个成年人在安静状态下,内竟有的发生转化,这说明() 在人体细胞中分布广泛 容易分解为 容易合成贮存起来 和的相互转化十分迅速,12、ADP转化为ATP的过程中所需的能量不可能来自() 光合作用生物的呼吸作用 植物的蒸腾作用,11、细胞内ATP和ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的(,13、细胞中绝大多数需要能量的生命活动是由( )提供的,10、下列过程中含量增加的是() 进入小肠上皮细胞 苯进入生物细胞 氧气进入组织细胞甘油进入小肠上皮细胞,共性,15、绿色植物细胞中,能生成ATP的细胞器有( ) A、叶绿
21、体和线粒体 B、线粒体和核糖体 C、核糖体和高尔基体 D、高尔基体和线粒体,14、( )是生命活动中能量的直接来源。 脂肪蛋白质葡萄糖,16、关于细胞中ATP的正确叙述是 ( ) A.ATP在细胞中减少时,可由ADP在不依赖其它条件下直接形成 B.ATP和ADP之间的反应在生物体内是完全可逆的 C.ATP结构中有三个高能磷酸键,因此称高能化合物 D.ATP在动物细胞中普遍存在,但含量不多,D,17、对“ATP ADP + Pi + 能量 ”的叙述中,正确的是 ( ) A.反应向左或向右进行所需的酶都是一样的 B.反应向右进行时释放能量,向左进行时储存能量 C.该反应是一种可逆反应,因而存在一种
22、动态平衡 D.动植物细胞发生这个反应的生理过程都一样,B,18、在活细胞中,如右图所示循环永不停止地进行着,请分析回答: (1)ATP作为生物体生命活动的_ _ _ ,在过程中是由于_断裂而释放出能量,2)在动物细胞内与相应的生理活动是在_和_中进行。在细胞吸收葡萄糖时进行的是_过程;在光合作用的过程中,E1是来自于_。 (3)A1和A2具有_ _作用,在图中它们的作用分别是促进_,直接能源,高能磷酸键,线粒体,细胞质基质,太阳光,催化,ATP的合成和水解,此图说明ATP在细胞内的含量是相对稳定的,从而使生物体内部总保持一种稳定的供能环境。(原因是和相互的转化很快,19、科学家在研究细胞ATP的含量时得到如下图的实验结果,此图说明了什么,ATP含量,O2含量,A,B,20、用小刀将数十
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