第8讲降低化学反应活化能酶和细胞中能量通货--ATP

1、第8讲降低化学反应活化能酶和细胞中能量通货-ATP考点一降低化学反应活化能的酶一、酶的产生、作用、本质和分类 1、酶的作用机理：酶 （能或不能）为反应提供能量，酶是通过降低化学反应的 来提高反应速度。2、酶的本质及生理功能：酶的本质各项比较：不能活化能化学本质绝大多数是 。 少数是 。 合成原料 合成场所 来源一般来说， 细胞都能产生酶生理功能 作用原理 蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体细胞核活 具有生物催化作用降低化学反应的活化能酶化学本质的实验验证：A、试剂鉴定法：使用的试剂是 。 证明某种酶是蛋白质还是RNA实验组1：待测酶液 试剂是否出现 反应实验组2：待测酶液 染液是否呈现 色对照

2、组1：已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色反应对照组2：已知RNA溶液吡罗红染液出现红色双缩脲试剂和吡罗红染液双缩脲试剂吡罗红染液紫色红色B、利用酶的专一性原理进行证明：待测酶溶液 进行催化实验待测酶溶液 进行催化实验 测定酶的活性酶的生理功能：蛋白酶RNA水解酶a.在催化某一反应时，与其他一般无机催化剂一样，能显著降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡的时间，但并不改变反应的方向和平衡常数；b.反应前后酶的性质和数量均没有变化。（13年全国课标卷）关于酶的叙述，错误的是 A同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C酶通过降低化学反应的活化能来提高化学

3、反应速度D酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个化学反应的底物（14年福建卷）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 聚合酶 C.RNA D.逆转录酶（2012海南）下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是A.淀粉酶溶液中加入强酸 B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 D.淀粉酶经高温烘干制成粉剂二、酶的特性：1、比较过氧化氢在不同条件下的分解速率：实验原理：过氧化氢溶液在酶或其他催化剂的作用下可以分解产生氧气，氧气可以助燃，通过观察带火星木条复燃的程度判断氧气产生的快慢。实验设计：试

4、管号 3%H2O2量实验处理结果分析气泡多少1234自然状态90水浴FeCl32滴肝脏研磨液2滴2ml2ml2ml2ml很少较多很多几乎无H2O2自然分解缓慢加热能促进 H2O2分解Fe3+能催化H2O2分解H2O2酶有催化 H2O2分解的作用，且效率高A、酶具有 作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。 B、酶具有 ，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。实验结论：催化高效性2、酶的专一性的验证实验分析：实验原理：用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶是否对二者都有催化作用，即可验证酶的专一性。淀粉（ 糖）蔗糖（ 糖）酶酶+糖+试剂沉淀非还原性非还

5、原性淀粉蔗糖麦芽糖葡萄糖果糖还原性斐林砖红色实验程序：探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 1 1号试管 2号试管 注入3%的可溶性淀粉溶液 注入3%的蔗糖溶液 注入新鲜淀粉酶溶液 2振荡，50温水保温 3注入斐林试剂，并振荡 460水浴加热 5现象记录 2ml2ml2ml2ml5min5min2ml2ml2min2min生成砖红 色沉淀无砖红 色沉淀结论：淀粉酶只能催化 水解，不能催化 水解，酶催化具 。 淀粉蔗糖专一性 (1)证明酶的专一性实验中，既可以用不同的底物作自变量，也可以用不同的酶作自变量(底物相同)。即：(2)实验所用淀粉酶的来源不同，则所需控制的温度也不同。若来源于植物，其最适温度为

6、4050；若来自人体，则最适温度为37左右。特别提醒： 淀粉 麦芽糖 碘液 碘液 蓝色 无蓝色出现温度通过影响酶的活性，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。* 温度对酶活性的影响(1)原理解读淀粉酶3、酶的作用具有温和性（2）实验设计思路：淀粉t1温度处理+淀粉酶t1温度处理淀粉t2温度处理+淀粉酶t2温度处理淀粉tn温度处理+淀粉酶tn温度处理分别在各自的温度下保温一段时间碘液检测是否出现蓝色或以及蓝色的深浅（3）实验设计程序：淀粉淀粉酶各自在所控制的温度下处理一段时间淀粉与相应温度的淀粉酶混合在各自控制的温度下保温一段时间滴加碘液，观察颜色变化本实验不

7、宜选用斐林试剂，因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。特别提醒*pH对酶活性的影响(1)原理解读2H2O2 2H2OO2pH通过影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成量的多少。过氧化氢酶(2)实验设计程序取n支试管分别加入等量的质量分数为3%的过氧化氢溶液用盐酸或NaOH溶液调出不同的pH (如、9.0)分别滴加等量的同种新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液用点燃但无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。本实验中也可将过氧化

8、氢酶和H2O2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分解，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。特别提醒：平衡点加低浓度酶加无机催化剂不加催化剂T0时间加高浓度酶酶相关曲线分析酶高效性曲线在一定温度(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。催化速率底物浓度C0催化速率酶浓度条件:底物足够底物浓度曲线酶浓度曲线条件:酶量一定,其他外

9、界条件适宜（13海南生物卷）关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是A不同酶的最适温度可能相同B随着温度降低，酶促反应的活化能下降C酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果考点三 细胞中的能量通货-ATP1、ATP的结构：（1）中文名： 磷酸腺苷实际上是组成 的一种核苷酸，既 。（2）ATP的结构简式： 其中A代表： T代表： P代表： 。（3）结构特点：蕴含两种磷酸键即 键和 键在一定条件下 的高能磷酸键容易断裂或重新形成。RNA腺嘌呤核糖核苷酸腺苷三个磷酸普通磷酸键高能磷酸键远离腺苷（A）2、ATP与ADP的相互转化：（1）过程： （2）反应式：反应从右往左进行时

10、，能量来自：反应从左往右进行时，能量来自：此反应是否为可逆反应？为什么？ 光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量反应类型、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。（3）ATP与ADP的相互转化的比较：ATP的合成ATP的水解反应式 所需酶 能量来源能量去路反应场所（4）ATP和ADP在生物体内的含量以及转化的速度：某瞬间的含量 ，一天中转化总量 ，原因是 。 ADPPi能量ATPATP ADPPi能量ATP合成酶ATP水解酶光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存在高能磷酸键中的能量储存于形成的

11、高能磷酸键中用于各项生命活动细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位很低很多ATP和ADP转化的速度很快3、ATP的利用（1）ATP可用于 、生物发电和发光、 、 、大脑思考等。（2）细胞内的吸能反应一般与 相联系，放能反应一般与 相联系。能量通过 在吸能反应和放能反应之间循环流通。正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”，细胞才能及时而持续地满足 对能量的需求。细胞的主动运输 肌细胞收缩 细胞内各种吸能反应 ATP的水解反应 ATP的合成 ATP分子 各项生命活动 讨论：生物体内的能源及能源物质1、生物体内贮存能量的有机物有：糖类、脂肪、蛋白质2、细胞中重要的能源物质：葡萄糖3、植物细胞中重要的储存能量的物质：淀粉4、动物细胞中重要的储存能量的物质：糖原5、生物体内储存能量的物质：脂肪6、生物体进行各项生命活动的主要能源物质：7、生物体进行各项生命活动的直接能量物质：糖类ATP8、生物体进行各项生命活动的最终能源：光能(2)不含叶绿体的细胞通过细胞呼