高中生物必修一第五章第一节酶和ATP(上课用))（课堂PPT）

1、12第第1 1节节 酶和酶和ATPATP3一、降低化学反应活化能的一、降低化学反应活化能的酶酶4（一）酶的作用和本质（一）酶的作用和本质1.1.细胞代谢：细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢细胞代谢, ,是生物生命活动的基础。是生物生命活动的基础。2.2.酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用 5一、酶的作用和本质：一、酶的作用和本质： 酶在细胞代谢中的作用：酶在细胞代谢中的作用：2 H2O2 2 H2O + O21.1.常温常温 2.2.加热加热 3.FeCl3.FeCl3 3 4.4.加肝液加肝液6控制变量与对照实验控制变

2、量与对照实验1 1、自变量：实验中人为改变的变量。、自变量：实验中人为改变的变量。2 2、因变量：随自变量而变化的变量。、因变量：随自变量而变化的变量。3 3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。影响。4 4、对照实验：除了一个因素以外，其余因素、对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。都保持不变的实验叫做对照实验。5 5、对照实验一般要设置对照组与实验组。、对照实验一般要设置对照组与实验组。7比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件

3、下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2滴滴不明显不明显少量少量较多较多大量大量不复燃不复燃 不复燃不复燃变亮变亮复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样速率不一样反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量y=kx变量变量 2 22 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧对照实验对照实验对照组对照组实验组实验组8说明：说明：1、加热加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；2、FeCl3中的中的

4、Fe3+和新鲜肝脏中的和新鲜肝脏中的过氧化氢酶过氧化氢酶都能都能加快过氧化氢分解的速率；加快过氧化氢分解的速率；3、过氧化氢酶过氧化氢酶比比Fe3+的催化效率的催化效率高高得多；得多； 细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。酶凭。酶凭什么能担此大任？什么能担此大任？9 （1 1）活化能：）活化能：分子从分子从常态常态转

5、变为容易发生转变为容易发生化学反应的化学反应的活跃状态活跃状态所需要的能量称为所需要的能量称为 （2 2）作用机理：）作用机理：降低化学反应所需要的降低化学反应所需要的10分子初态分子初态活化能活化能活跃状态活跃状态作用机理：作用机理：11 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。能在温和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能12酶的作用：酶的作用： 同无

6、机催化剂相比，酶降低活化能的作用同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。更显著，因而催化效率更高。 13酶本质的探索：酶本质的探索：v18361836年年, ,德国科学家德国科学家施旺施旺提取胃液中消化蛋白质的物提取胃液中消化蛋白质的物质质-胃蛋白酶胃蛋白酶. .v19261926年年, ,美国科学家美国科学家萨姆纳萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶从刀豆种子中提取出脲酶结晶结晶, ,并证明它是一种并证明它是一种蛋白质蛋白质.20.20世纪世纪3030年代年代, ,科学家相科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶继提取出多种酶的蛋白质结晶, ,指出指出酶是一类具有生物酶是一类具有生物

7、催化作用的蛋白质催化作用的蛋白质. .v17831783年年, ,意大利科学家意大利科学家斯巴兰札尼斯巴兰札尼 用用“金属笼肉块金属笼肉块”实验推断胃液中实验推断胃液中 一定一定含有消化肉块的物质含有消化肉块的物质-说明说明胃具有化胃具有化学性消化学性消化的作用的作用. .v2020世纪世纪8080年代以来年代以来, ,美国科学家美国科学家切赫和奥特曼切赫和奥特曼发现少发现少数数RNARNA也具有催化作用也具有催化作用. .144 4、酶的化学本质、酶的化学本质： 酶是酶是活细胞活细胞产生的具有产生的具有催化作用催化作用的有的有机物，大多数酶是机物，大多数酶是蛋白质蛋白质，少数酶是，少数酶是R

8、NARNA。 酶在活细胞内产生，但可分布在细胞内酶在活细胞内产生，但可分布在细胞内（如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）（如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）发挥作用。发挥作用。 同一个体内各类细胞所含酶的种类、数同一个体内各类细胞所含酶的种类、数量量 ，是，是 的结果。的结果。都不同都不同基因选择性表达基因选择性表达15酶所催化的反应叫酶所催化的反应叫酶促反应酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做酶促反应中被酶作用的物质叫做底物底物经反应产生的物质叫做经反应产生的物质叫做产物产物。161.1.高效性高效性 2.2.专一性：专一性：一一种种酶只能催化一种或一类化学反应酶只能催化一种或一类化学反应3

9、.3.作用条件比较温和：作用条件比较温和：高温、过酸、过碱高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。降低，但不会失活。二、酶的特性二、酶的特性17实验六 - 探究：影响酶活性的条件,实验材料：实验材料： 2淀粉酶溶液、淀粉酶溶液、20肝脏研磨液、肝脏研磨液、3可溶性淀粉溶液、体积分数为可溶性淀粉溶液、体积分数为30的过氧化的过氧化氢溶液、氢溶液、5 HCl、5 NaOH、热水、蒸馏、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂水、冰块、碘液、斐林试剂,实验用具：实验用具： 试管、量筒、小烧杯、

10、大烧杯、滴管、试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴试纸、火柴18pH对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 3 肝脏研磨液肝脏研磨液 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml pH pH3 3过氧化氢过氧化氢溶液溶液 结果结果 结论结论蒸馏水蒸馏水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml2ml2ml2ml摇匀混合，放置在室温下反应摇匀混合，放置在室温下反应5min5min有较多气泡有较多气泡不明显不明显不明显不明显过氧化氢酶在中性条件中活性最强过氧化氢酶在中性条件中活性最强

11、自变量自变量因变量因变量1920pHpH值：值：在极端的酸性或碱在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失性条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适去活性，大多数酶的最适PHPH值为值为4.5-8.04.5-8.0范围内。范围内。（1 1）动物体内的酶最适）动物体内的酶最适宜宜pHpH大多在大多在6.56.58 8之间。之间。唾液唾液pHpH为为6.26.27.47.4，胃液，胃液的的pHpH为为0.90.91.51.5，小肠液，小肠液的的pHpH为为7.67.6。（2 2）植物体内的酶最适）植物体内的酶最适pHpH大多在大多在4.54.56.56.5之间。之间。21(1)自变量：自变量：(2)

12、因变量：因变量：(3)无关变量：无关变量：质量分数为质量分数为3 3的可溶性淀粉溶液、质量分数为的可溶性淀粉溶液、质量分数为2 2的淀粉酶溶液、冰水（的淀粉酶溶液、冰水（00）、热水、碘液）、热水、碘液(4)实验原则：实验原则：22温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响 1 1 2 2 3 33 3可溶性淀粉可溶性淀粉 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 2ml 温度温度 唾液淀粉酶唾液淀粉酶 碘液碘液 颜色颜色 结论结论冰水中冰水中37水浴水浴60 浴浴放置放置2min2min1ml1ml1ml1ml1ml1ml1 1滴滴1 1滴滴1 1滴滴摇匀混合，放置反应摇匀混合，放置反应5min5m

13、in变蓝变蓝变蓝变蓝不变蓝不变蓝唾液淀粉酶在唾液淀粉酶在37 中活性最强中活性最强自变量自变量因变量因变量231236010024温度过高和过低对酶活性的影响其本温度过高和过低对酶活性的影响其本质相同吗？质相同吗？25酶活性酶活性：1.1.酶对化学反应的催化效率：最适酶对化学反应的催化效率：最适的温度和的温度和PHPH条件下，酶的活性最高条件下，酶的活性最高2.2.不同的酶具有不同的最适的温度不同的酶具有不同的最适的温度和最适和最适PHPH26 3. 3.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活间结构遭到破坏，使酶永久失活。 （不可逆）（不可

14、逆） 4.4.低温，不破坏酶的空间结构，只是降低温，不破坏酶的空间结构，只是降低酶的活性。低酶的活性。 （可恢复）（可恢复） 27总结酶的相关知识：总结酶的相关知识： 1.1.产生部位：产生部位：所有的活细胞所有的活细胞 （不包括哺乳动物成熟红细胞不包括哺乳动物成熟红细胞） 作用部位：作用部位：细胞内细胞内（胞内酶）（胞内酶） 细胞外、体外细胞外、体外（胞外酶）（胞外酶） 2.2.作用：作用：催化作用（催化作用（降低活化能）降低活化能） 283.3.本质本质: : 有机物（绝大多数是有机物（绝大多数是蛋白质蛋白质、少数是、少数是RNARNA）4 4. .同无机催化剂一样，只改变反应速率，同无机

15、催化剂一样，只改变反应速率，不能改变反应方向和终产物的浓度，不能改变反应方向和终产物的浓度，在化在化学反应前后本身不发生改变学反应前后本身不发生改变。29高效性高效性专一性专一性作用条件温和作用条件温和5.5.酶的特性酶的特性30二、细胞的能量二、细胞的能量“通货通货” ATPATP311.中文简称：三磷酸腺苷三磷酸腺苷2.结构简式：APPP3.结构式：高能磷酸键：高能磷酸键：含较高键能的化学键含较高键能的化学键 ATP的结构的结构核糖核糖PP P腺嘌呤腺嘌呤A:A:腺苷腺苷( (腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷) ) P: P:磷酸基团磷酸基团:高能磷酸键高能磷酸键(30.54KJ/mol)(30.54

16、KJ/mol)ATPATP是细胞内的一种高能磷酸化合物是细胞内的一种高能磷酸化合物（一）ATP的结构324.元素组成：C H O N P 5.化学组成： 1分子腺苷和分子腺苷和3分子磷酸基团分子磷酸基团（二）ATP与ADP的相互转化33+A-PPA-PP PPATPADP Pi( (磷酸磷酸) ) 能量+酶酶34 ATP 酶酶 ADP + Pi + 能量能量ATP与ADP的相互转化：能量的储存能量的 释放ADP+Pi+能量 酶酶 ATP35物质可循环利用物质可循环利用能量能量是是不可循环不可循环利用利用反应反应不可逆不可逆ATP ATP 酶酶 ADP + PADP + Pi i + + 能量能

17、量ADP+PADP+Pi i+ +能量能量 酶酶 ATPATP 动动脑动动脑上面两个反应式可逆的吗？上面两个反应式可逆的吗？36呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP+Pi能量能量ATP酶酶ADPADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源：时所需能量的主要来源：光能（光合作用），化学能（细胞呼吸）光能（光合作用），化学能（细胞呼吸）37ATP主动运输主动运输发光发电发光发电肌肉收缩肌肉收缩大脑思考大脑思考物质合成物质合成ADPPi能量能量酶酶光合光合呼吸呼吸Pi能量能量酶酶呼呼 吸吸382.ATP2.ATP的含量处在动态平衡之中，保证了稳定的含量处在动态平衡之中，保证了

18、稳定 供能。供能。1.1.伴随能量的储存和释放伴随能量的储存和释放 ATP ATP 酶酶 ADP +Pi+ADP +Pi+能量能量（能量（能量“通货通货”）3.3.细胞内细胞内ATPATP含量少含量少, ,但转化迅速但转化迅速, , 且相互转化且相互转化为不可逆反应为不可逆反应39（三）ATP的作用ATPATP是细胞各项生命活动的直接能源物质是细胞各项生命活动的直接能源物质40 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失萤火虫发光器萤火虫发光器 41AB医用葡萄医用葡萄糖溶液糖溶液2mlA