酶的研究与应用及ATP复习-课件

第三讲细胞代谢第1课时酶、酶的研究与应用及ATP一、考试要求1．了解酶发现过程中的经典实验，理解酶的概念，掌握酶的本质。

2.理解酶的三个特性，分析比较酶与无机催化剂的不同

3．掌握验证酶的高效性实验的基本操作方法，并具备应用相关知识设计验证实验的能力。

4．掌握ATP的结构简式，理解ATP的生理及ATP与新陈代谢的关系

5.掌握ATP与ADP之间的的相互转化关系，理解细胞内ATP含量的动态平衡

6.掌握动植物活细胞中ATP的形成途径二、知识整理1．细胞代谢

概念：细胞代谢是细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。2．酶

概念：活细胞产生的具有生物催化作用的有机物。本质：绝大多数是蛋白质，少数酶是RNA。功能：生物催化剂：

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。

特性：

a.高效性；

b.专一性；

c.需要适宜的条件：适宜的温度和适宜的pH。分布：细胞外(胞外酶：如各种消化酶)；细胞内(胞内酶：如呼吸氧化酶)3.酶在细胞代谢中的作用

实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解，如下表试管编号加入物质处理观察12mLH2O2溶液不作处理基本无气泡产生22mLH2O2溶液90℃水浴加热有气泡产生32mLH2O2溶液加2滴Fecl3溶液有较多气泡产生42mLH2O2溶液加2滴肝脏研磨液有大量的气泡产生

通过1号与2号相比，2号试管明显的气泡产生，说明升高温度能加快过氧化氢的分解反应。

3号和4号试管中都有大量的气泡产生，说明Fecl3溶液和肝脏研磨液都能催化过氧化氢的分解反应；4号比3号的反应速度快，说明酶的催化效率比Fecl3高。结论：酶在细胞代谢中具有催化作用，且酶具有高效性。在本实验中应该注意哪些事项？1.实验时肝脏必须要新鲜。肝脏如果不新鲜，实验效果不好。因为酶是蛋白质，如果取材过早，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，使组织中酶的数量减少且活性降低。

2.要使用肝脏的研磨液，这样可加大肝细胞内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。

3.滴加氯化铁和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。

4.由于反应速度快，要注意观察实验的现象。

5.过氧化氢具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。4.实验探究出影响酶活性的条件

a.酶的确定：淀粉酶不适合做研究pH对酶活性的影响的实验，是由于在碱性条件下，碘与淀粉的反应不能进行；过氧化氢酶不适合做研究温度对酶活性的影响的实验，是由于温度能影响过氧化氢分解反应的速度。b.实验原理：用淀粉和淀粉酶做实验时，可利用加碘液后看溶液是否变蓝来判断淀粉是否水解，从而了解淀粉酶的活性；用过氧化氢酶做实验时，可根据产生气泡的数量和速度来判断酶的活性。c.变量的确定：本实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性。温度的控制可用冰块降温或水浴加热，用温度计随时测量；pH的控制可加入强酸或强碱，用pH试纸进行测量。d.对照组的设置：应将温度或pH调到该酶的最适温度或pH水平上，其他条件与实验组相同。e.实验组的设置：探究pH对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组pH明显高于对照组，一组pH明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。探究温度对酶活性的影响，实验组至少要设置2组，一组温度明显高于对照组，一组温度明显低于对照组，其他条件实验组和对照组均相同。5.细胞代谢的能量通货

为生物体提供能量的物质主要是糖类，此外还有脂肪、蛋白质。为细胞代谢直接提供能量的物质是ATP。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，因而被比喻为细胞内流通的能量“通货”。

ATP简介：ATP的全称是三磷酸腺苷，分子式简写为A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表一种特殊的化学键，叫高能磷酸键，该键消解时释放的能量多达30.54kJ，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。6.ATP与ADP的关系

ADP是二磷酸腺苷，分子式可简写成A—P～P，ATP与ADP之间可以发生相互转换：ATPADP+Pi+能量

当反应从左向右进行时，ATP中远离腺苷的那个高能磷酸键水解，释放能量；当反应由右向左进行时，能量来自于光合作用和呼吸作用，即太阳能或有机物中的化学能转移到ATP中。a.从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应催化该反应的酶属于水解酶；而ATP的合成是一种合成反应催化该反应的酶属于合成酶，即两种反应需要的酶不同。

b.从场所上来看：ATP合成的场所在细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP的消耗则发生在细胞的多个部位。因此ATP的合成与分解的场所不同。

c.从能量上来看：ATP水解所释放的能量来自于储存在高能磷酸键中的化学能，释放出来后供细胞各生命活动的利用；而ATP的合成所需要的能量来自太阳能或有机物中的化学能。因此ATP的合成与水解反应中能量的来源和用途是不同的。总之，ATP与ADP的相互转化从物质方面看是可逆的，从反应进行的场所、条件、能量方面看是不可逆的，即整体看二者的反应是不可逆的，而是细胞内ATP与ADP的循环过程。三、知识拓展1.影响酶活性的因素：除温度和PH对酶活性的影响外，酶浓度和反应底物的浓度也能影响酶促反应的速度。

甲乙

丁

丙反应速率反应速率底物浓度酶浓度2.ATP与能量代谢(1)生物体内的能源物质①直接供能物质：主要是ATP，其次如暗反应中，NADPH除供氢外，也能直接提供能量②能源物质：糖类、脂肪、蛋白质，其中，糖类是主要能源物质，脂肪是主要的储能物质，蛋白质在极度饥饿、严重疾病时可分解供能。③储能物质：能储存的能源物质，主要是脂肪，此外，糖元、淀粉也是储能物质④根本能量来源：太阳能⑤生物界的能量转换过程：(2)ATP与能量的关系及与新陈代谢的关系生物体的各项活动需要能量作动力。ATP为高能化合物，既可储能，又可作为生命活动的直接能源物质，但ATP在生物体内的含量并不多，需要不断地合成，其合成的主要能量来源在动物体内是呼吸作用，在植物体内是呼吸作用和光合作用。ATP的来源和利用CABB答案:（1）在该实验中，只有在恒温条件下，才能排除温度对结果的干扰。37℃是唾液淀粉酶起催化作用的适宜温度。（2）淀粉已完全水解。（3）提高唾液的稀释倍数。（4）唾液淀粉酶的最适pＨ是６．８０，高于或低于此pH时，酶活性逐渐降低。ＣＤ答案：（１）将载玻片放在坐标纸上，将蛙的肌肉放在载玻片上，记录肌肉的长度，用质量浓度为０．６５g/dL的氯化钠溶液使肌肉保持湿润，从而使肌肉保持活性。（２）在肌肉上滴一滴葡萄糖溶液，观察肌肉是否有收缩反应，并记录肌肉的长度。（３）用生理盐水将葡萄糖洗净后，在肌肉上滴一滴ＡＴＰ溶液，观察肌肉是否有收缩反应，记录肌肉的长度。（４）结果：滴加ＡＴＰ时肌肉有收缩反应，