高三生物必修一第五章细胞的能量供应与利用复习课件-2

酶和ATP第5章细胞的能量供应和利用​第1节降低化学反应活化能的酶

​教学目标（1）细胞代谢的概念。（2）酶的作用和本质。(重点，难点）一、酶的作用和本质

CO2+H2O（CH2O)+O2光能

酶

C6H12O6+6H2O+O26CO2+12H2O+能量氧气酶氨基酸

多肽酶缩合脱水细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。细胞代谢叶绿体线粒体核糖体是细胞生命活动的基础​［小资料］人体细胞内所发生的反应是非常快的，据估计人体内的细胞每分钟发生的反应超过几百万次；人体血液中的红细胞每秒钟要更新200万个。这么多的化学反应能够在常温常压下顺利进行，正是因为细胞内存在着生物催化剂——酶。​一、酶在细胞代谢中的作用

​过氧化氢在高温或铁离子或过氧化氢酶

的作用下都可分解成水和氧气。2H2O22H2O+O2

H2O2酶加热Fe3+常温

比较过氧化氢不同条件下的分解实验实验原理：步骤试管编号说明1234

一

H2O2浓度剂量二剂量结果气泡产生带火星木条结论​比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温90℃FeCl3鲜肝研磨液2滴清水2滴清水2滴2滴不明显少量较多大量不复燃不复燃变亮复燃反应条件自变量因变量无关变量变量对照组实验组对照实验等量性原则单一变量原则等量性原则无关变量人为改变的变量随自变量的变化而变化的变量1.高温可以加快过氧化氢分解2.FeCl3能催化过氧化氢分解3.过氧化氢酶能催化过氧化氢分解4.过氧化氢酶的催化效率比FeCl3高酶在细胞代谢中的作用

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。各条件使反应加快的本质（作用机理）加热：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能同无机催化相比，酶能更显著地降低化学反应的活化能，因而催化效率更高。活化能催化作用​​酶作用的本质：降低化学反应的活化能高效性​二、酶的本质酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA.​来源作用化学本质什么是酶？巴斯德之前巴斯德李比希毕希纳萨姆纳切赫和奥特曼发酵是纯化学反应，与生命活动无关

发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用

引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡后才能发挥作用

酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样

酶是蛋白质少数的RNA具有催化作用​想一想1、什么样的细胞能产生酶？​2、酶只在细胞内起作用吗？3、酶只有催化作用吗？4、能产生激素的细胞一定能合成酶吗？能合成酶的细胞一定能产生激素吗？​改正下列说法错误说法正确说法化学本质

酶的本质是蛋白质绝大多数是蛋白质，少数是RNA产生细胞具有分泌功能的细胞才能产生一般来说，凡是活细胞都能产生酶生理功能酶具有调节、催化等多种功能生物催化剂、只起催化作用来源有的来源于食物生物体内合成作用场所只在细胞内起催化作用既可在细胞内发挥作用，也可在细胞外、体外发挥作用判断：能产生酶的细胞一定能产生激素（）能产生激素的细胞一定能产生酶（）×√.归纳酶的本质及生理功能化学本质绝大多数是________少数是_____合成原料合成场所来源生理功能作用原理​蛋白质RNA氨基酸核糖核苷酸核糖体主要是细胞核降低化学反应的活化能生物催化作用活细胞作用场所细胞内外或生物体外2.酶与激素的比较酶激素来源活细胞产生化学本质

绝大多数是蛋白质，少数是RNA生物功能催化作用共性专门的内分泌腺或特定部位细胞产生，细胞外发挥作用固醇类、多肽/蛋白质类、氨基酸类等调节作用在生物体内均属微量高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少​

2.图示酶、激素、蛋白质、抗体、载体之关系​酶、激素、载体、抗体与蛋白质关系​例1.下列有关酶的叙述，正确的是（）①是有分泌功能的细胞产生的②有的从食物中获得，有的从体内转化而来③一般来说，凡是活细胞都能产生酶④绝大多数酶是蛋白质⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇⑥酶在代谢中有多种功能⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在细胞内发挥作用

A.①②⑤B.③⑦⑨ C.③④⑧D.④⑤⑥C

​例2.当某种RNA存在时，生物体内的某种化学反应能正常进行，当这种RNA被有关的酶水解后，此种化学反应的速率便慢了下来。由此可以说明（）A.RNA是核酸的一种 B.RNA也可起生物催化剂的作用C.RNA主要存在于细胞质中 D.RNA是该种生物的遗传物质B​例3．(福建高考)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是()

A．在细胞内发挥作用B．由活细胞产生的蛋白质C．与特定分子结合后起作用D．在发挥作用后还能保持活性C学案38基本技能​三、酶的特性​酶的高效性酶的专一性酶需要适宜的条件每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍​.温度、pH影响酶活性的曲线强酸、强碱、高温等条件都能使酶破坏而完全失去活性。酶的活性受激活剂和抑制剂的影响学案P40、4知识拓展——具有专一性的物质归纳(1)酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(2)载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。（受体同上）​(3)激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。(4)tRNA∶tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。(5)抗体/效应T细胞：一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。（6）神经递质：只作用于突触后膜，使其兴奋或抑制​1.酶催化活性的表示方法2、由酶催化的化学反应，称酶促反应

3、酶对化学反应的催化效率为酶的活性​单位时间内底物的减少量或产物的生成量。1.表示酶高效性的曲线

四、与酶有关的曲线分析(1)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。(2)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。​2.表示酶专一性的曲线(1)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。(2)在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。​3.影响酶活性的曲线

（1）纵坐标为反应物剩余量，剩的越多，生成物越少，反应速率越慢。（2）图示pH=7时，反应物剩余量最少，应为最适pH。（3）当pH改变时，最适温度保持不变。​​4.温度、pH影响酶活性的曲线强酸、强碱、高温等条件都能使酶破坏而完全失去活性。4.底物浓度影响酶活性的曲线达到一定浓度后不再增加，原因是受到酶数量和酶活性的限制。5.酶浓度影响酶活性的曲线

在底物充足、其他条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。

​图中是一种酶促反应P+QR,曲线E表示在没有酶时此反应的过程。在t1时，将催化此反应的酶加于反应混合物中。则表示此反应进程的曲线是()t1AEBCDC时间

[R][P]×[Q]​例.2下图表示在不同条件下，酶催化反应的速率（或生成物量）的变化曲线图，有关叙述不正确的是(

)A.图①虚线表示酶量加一倍后，底物浓度和反应速率的关系B.图②虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量与时间的关系C.图③不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系D.若图②中的实线表示Fe3+的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率C​​下图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，正确的是(

)A．该酶的最适温度是37℃B．随着pH的升高，酶的活性先降低后增大C．随着温度的升高，酶的最适pH不变D．随着温度的升高，酶的活性逐渐降低C例4.(东北三省联考)下列有关酶的叙述正确的是(

)A．都能被蛋白酶水解而失去其活性B．都只能催化一种物质的化学反应C．高温和低温对酶空间结构的影响相同D．都能降低反应的活化能且具有高效性D​如图所示的曲线，上升段（如a点）限制Y值的因素是X，平台段（如b点）限制Y值的因素是X以外的因素。饱和曲线分析​例4.下列A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：（1）图A中，反应速率处于a点时的限制因素是

；反应速率处于b点时不能再增大，限制因素可能是

。酶的数量、活性反应物浓度​（2）图B中，c点所对应的温度是

。（3）图B中，c点到d点曲线急剧下降，其原因是

。（4）如图C，将装有酶和反应物的甲、乙两支试管的pH分别由2逐渐调整到6、12逐渐调整到6，反应速率如何变化？甲

，乙

。酶促反应的最适温度温度升高使酶活性下降无催化反应无催化反应​氨基酸、核糖核苷酸核糖体、细胞核凡是活细胞​生物催化剂影响酶的活性​①由图可知，酶的作用原理是降低反应的活化能。②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向__________移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。上​​。(2)酶的特性①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较：酶具有__________。②图2中两曲线比较表明酶具有__________。高效性专一性​。(3)影响酶促反应速率的因素①分析图1和图2：温度或pH通过影响__________来影响酶促反应速率。②分析图3：OP段的限制因素是__________，P点以后的限制因素则是__________等。酶的活性底物浓度酶浓度命题点1以曲线、实验为载体考查酶的作用和特性​C​​[易错展台](1)观察下面酶的模型该模型表示了酶的作用特点——__________。图中__________表示酶，c表示被催化的反应物。专一性b​,(2)下列曲线不正确的是__________，图②中该酶的最适温度是__________。①不低于35℃​[思维延展](1)同一个体，不同细胞，酶的______________会不同，对于同一个细胞而言，在不同的时期或生理状态下，细胞中酶的_________________也会发生改变。(2)下面与酶一样具有特异性的物质有__________。①激素②抗体③tRNA

④神经递质种类和数量种类和数量①②③④​​命题点2结合曲线、图表和新情景材料考查与酶相关的实验设计​28．(2007全国新课标卷)将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度，如图所示。然后在每支试管中加入少许等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继续进行实验（提取液中还原性物质忽略不计）​（1）若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是

；砖红色较深的试管是

，颜色较深的原因是

；不变色的试管是

，不变色的原因是

。（2）若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色都是蓝色，产生该颜色的原因是

。​A和CC剩余的淀粉遇碘变蓝淀粉酶在40℃时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多（4分）（3）以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？（只要求写出设计思路）​（3）在20℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组，其它实验条件保持一致，以反应液和上述试剂（或答碘液或答班氏试剂或答斐林试剂）发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。（8分）（1）A和C（2分）

C（2分）淀粉酶在40℃时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多（4分）E（2分）酶失活（2分）（2）剩余的淀粉遇碘变蓝（2分）（3）在20℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组，其它实验条件保持一致，以反应液和上述试剂（或答碘液或答班氏试剂或答斐林试剂）发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。（8分）​淀粉酶在40℃时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多（4分）高中学习过的酶的作用？淀粉酶、麦芽糖酶、（胰/胃）蛋白酶、脂肪酶、DNA酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、纤维素酶、果胶酶、酪氨酸酶、解旋酶、逆转录酶、限制酶、DNA连接酶、ATP水解酶发散归纳​网络构建酶细胞代谢本质蛋白质或RNA高效性专一性作用条件温和特性作用机理降低反应活化能实验验证​构建知识网络​ATP三磷酸腺苷全称ATP腺苷三个磷酸基团（高能磷酸化合物）一：什么是ATP？​PPP~~核糖腺嘌呤P核糖腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸三磷酸腺苷与腺嘌呤核糖核苷酸的区别：ATP​

ATP是一类高能磷酸化合物APPP

代表腺苷代表磷酸基团代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键ATP的结构简式

通常我们把水解时放出的能量在20.92千焦每摩尔以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合物​​ATPADP合成酶分解酶释放能量PiPi储存能量ATP与ADP的转化关系各生命活动光合作用呼吸作用ADP转化成ATP时所需能量的主要来源动物、人、真菌、多数细菌等绿色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP

酶糖类、脂肪等有机物氧化分解​2、ATP与ADP的相互转化：ATPADP+Pi+能量酶1酶2①酶不同：酶1是水解酶，酶2是合成酶。②能量来源不同：ATP水解释放的能量：来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动。合成ATP的能量：来自呼吸作用或光合作用。③场所不同：ATP水解在细胞的各处。

ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。总结：物质可逆，能量不可逆，整体上是不可逆反应。​三、ATP的利用​​生物体内（细胞中）能源物质：生物体内（细胞中）主要能源物质：生物体内主要储存能量的物质：植物细胞中储存能量的物质：动物细胞中储存能量的物质：被称为“生命的燃料”的物质：进行各项生命活动的直接能源物质：进行各项生命活动的最终能源物质：糖类、脂肪、蛋白质糖类糖元脂肪脂肪葡萄糖ATP生物体内能源物质总结淀粉脂肪例12.生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（）A、葡萄糖B、糖元C、三磷酸腺苷D、脂肪例15.10个ATP所含的高能磷酸键数目是（）A、5个B、10个C、15个D、20个CD​再见​三、酶的特性和无机催化剂相比，酶的催化效率大约是其的107～1013倍​高效性你在打球或赛跑时，需要大量的能量供应，如果酶的催化效率很低，会发生什么情况呢？资料11、无机催化剂酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪、淀粉水解。2、蛋白酶只能催化蛋白质水解，但不能催化脂肪、淀粉等的水解。3、口腔里有唾液淀粉酶，可塞进牙缝里的肉丝两天后还没被消化。由上述资料大胆的提出问题，作出你的假设。​步骤试管1试管212ml可溶性淀粉2ml蔗糖溶液22ml新鲜淀粉酶溶液，振荡，60℃水浴保温5min32ml斐林试剂，边加边轻轻振荡4水浴煮沸1min结果​出现砖红色沉淀无砖红色沉淀酶的特性酶的专一性是普遍存在的生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的矿物质，如二肽酶，可以催化任何两种氨基酸组成的二肽水解。所以，准确地说，酶的专一性是指一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。​

专一性温度对酶活性的影响实验操作内容试管1试管2试管3试管1′试管2′试管3′1注入可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2注入新鲜淀粉酶溶液1ml1ml1ml3放置温度60℃100℃0℃60℃100℃0℃4保温时间5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5分钟5混合试管1′试管2′试管3′6保温时间5分钟5分钟5分钟7滴碘液1滴1滴1滴8观察实验现象（是否变蓝）​1、能否使用过氧化氢酶催化H2O2分解来探究温度对酶活性的影响？2、1和1’，2和2’，3和3’为什么要各自在相同的温度下保温5min后再混合？​东方骄子P54“特别提醒”温度对酶活性的影响酶促反应速率最快时的环境温度称为该酶促反应的最适温度​0最适温度t/℃υ/mmol.s-1酶活性受温度影响示意图

一般地，动物体内的酶最适温度在35~40℃之间；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。影响酶活性的条件的探究分析1.温度对酶活性的影响原理：设计思路：结果分析及结论：淀粉麦芽糖淀粉酶碘液碘液变蓝不变蓝根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可判断酶的活性温度30405060708090操作现象达到相应的温度后，在一定量的淀粉溶液中加入适量酶，相应温度下保温一段时间后滴加碘液蓝色越深说明酶的活性越低动物体内的酶最适温度在35-40度之间，植物的是40-50度，低温会降低酶活性，高温可使酶完全失活。看溶液是否变蓝及其深浅特别关注：本实验可选用斐林试剂吗？能先加酶再保持各自温度吗？​1、步骤2和步骤3能否对调，为什么？2、能否用碘液作鉴定试剂？为什么​东方骄子P54、P55“特别提醒”pH对酶活性的影响反应溶液pH会对酶的活性有影响​υ/mmol.s-1最适pH0pH酶活性受pH影响示意图

一般地，动物体内的酶最适pH在6.5~8.0之间；植物体内的酶最适温度在4.5~6.5之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大。pH对酶活性的影响酶的名称最适PH过氧化氢酶（肝）6.8唾液淀粉酶

6.8脂肪酶

8.3胰蛋白酶8.0~9.0胃蛋白酶

1.5~2.2​酶的作用条件较温和娇气的酶酶一般在比较温和的条件下催化化学反应的进行。

​过酸过碱和高温---酶被杀死，低温------------------酶暂时失活结论：在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性，且不可逆。​小结：酶的特性​酶的高效性酶的专一性酶需要适宜的条件每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍1．下列有关对照实验设置的叙述中，错误的是（

）。A．要设置对照组和实验组

B．要遵循单因子变量原则C．无关变量要始终相同且适宜

D．自变量要始终保持相同2．同无机催化剂相比，酶具有更高的催化效率的原因是（

）。A．能降低反应的活化能

B．能供给反应物能量C．改变了反应的途径

D．降低反应活化能的作用更显著课堂巩固​3．关于活化能，下列说法不正确的是（

）。A．是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量B．加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能C．无机催化剂使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率D．酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行​4、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、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​5、在探究pH对酶活性的影响的实验中，温度和pH分别属于(

)A．自变量和因变量B．无关变量和因变量C．无关变量和自变量D．因变量和自变量​酶缺失、失活与疾病生黄豆中含有胰蛋白酶抑制物，食用后容易导致恶心、呕吐、腹泻。黄豆应高温久煮，煮熟煮透即可食用；豆浆煮沸后多煮片刻。​某些有机磷农药，如敌百虫、敌敌畏等，能与神经组织中胆碱酯酶的活性中心结合，使酶失去活性，人体也就出现肌肉震颤、瞳孔缩小、心跳减慢等症状。​疾病名称酶的情况肝炎血清中转氨酶活性增高糖尿病血清中超氧化物歧化酶活性降低恶性肿瘤（癌）转移扩散血清中乳酸脱氢酶活性增高佝偻病血清中碱性磷酸酶活性增高当人体患病时，某些酶的活性会出现异常。​

就是活细胞中全部有序的化学变化的总称.细胞代谢(新陈代谢)（是细胞生命活动的基础）这些化学反应发生的环境条件是什么？常温常态的状态下、有适合的生物催化剂————酶​​贴近生活：2.消化器官——胃起到了什么样的作用？是不是只简单的磨碎食物？1.早晨吃过饭，肚子里的食物会发生怎样的变化？一、问题探讨​讨论一：金属笼子有什么作用呢？讨论二：是什么物质使肉块消失了？讨论三：怎样才能证明你的推测？排除了鸟胃中的物理性消化胃内的化学物质收集胃内物质，在体外能否分解肉块请思考：​试管编号1234第一步：相同处理每支试管各加入2mL3%的H2O2溶液第二步：不同处理常温90℃热水浴3.5%FeCl3溶液2滴2滴质量分数为20%肝脏研磨液观察观察气泡冒出或卫生香燃烧情况，并记录结果气泡产生无较多较多很多卫生香燃烧没变化火头变亮火头变亮复燃原因没有生成氧气生成了少量氧气生成了少量氧气生成了大量氧气(2)实验过程和现象：​想一想1、为什么要选用新鲜的猪肝？2、为什么要将猪肝制成研磨液？3、滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个吸管？4、氧气的多少可以通过哪些途径观察？新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶不能，影响实验的准确性气泡的数量、带火星木条复燃情况​与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？​90℃水浴加热加热可以促进过氧化氢分解1、3号试管和4号试管未经加热也有大量的气泡产生，这说明什么？​2、3号和4号试管相比，哪支试管反应速率快？说明什么？Fe3+

和新鲜