必修1-细胞的能量供应和利用.ppt

第5章 细胞的能量供应和利用 P46 P46 第1、2节 降低化学反应活化能的酶 细胞的能量“通货”ATP P46 考纲要求考纲要求 三年考情三年考情 酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 20122012福建福建,2012,2012广东广东,2012,2012北北京京,2011,2011新课标全国卷新课标全国卷,2011,2011天天津津,20112011海南海南,2010,2010山东山东,20102010海海南南,2010,2010江苏江苏 ATPATP在能量代谢中的作在能量代谢中的作用用 20102010海南海南,2010,2010天津天津 P46 一、降低化学反应活化能的酶一、降低化学反应活化能的酶 1.1.酶在细胞代谢中的作用酶在细胞代谢中的作用 (1)(1)细胞代谢细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多细胞中每时每刻都进行着许多_。是细。是细 胞生命活动的基础。胞生命活动的基础。(2)(2)活化能活化能:分子从分子从_转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的_状状 态所需要的能量。态所需要的能量。化学反应化学反应 常态常态 活跃活跃 P46 2.2.酶的本质酶的本质 化学本质化学本质 绝大多数是绝大多数是_ 少数是少数是_ 合成原料合成原料 _ _ 合成场所合成场所 _ 主要是细胞核主要是细胞核(真核生物真核生物)来源来源 一般来说一般来说,活细胞都能产生酶活细胞都能产生酶 生理生理功能功能 具有生物具有生物_作用作用 作用作用原理原理 降低化学反应的降低化学反应的_ 蛋白质蛋白质 RNARNA 氨基酸氨基酸 核糖核苷酸核糖核苷酸 核糖体核糖体 催化催化 活化能活化能 P46 3.3.酶的特性酶的特性 (1)_:(1)_:酶的催化效率大约是无机催化剂的酶的催化效率大约是无机催化剂的10107 710101313倍。倍。(2)(2)专一性专一性:一种酶只能催化一种酶只能催化_化学反应。化学反应。(3)(3)作用条件较温和作用条件较温和:在在_条件下条件下,酶会变性酶会变性 失活。失活。高效性高效性 一种或一类一种或一类 高温、过酸、过碱高温、过酸、过碱 P46 二、细胞的能量“通货”二、细胞的能量“通货”ATPATP 1.1.结构简式结构简式 _,_,其中“其中“A”A”代表代表_,“_,“”代表”代表_。2.ATP2.ATP与与ADPADP相互转化的反应式相互转化的反应式 _。A A-P PP PP P 腺苷腺苷 高能磷酸键高能磷酸键 ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量 酶酶1 1 酶酶2 2 P46 3.ATP3.ATP的主要功能的主要功能 细胞内的一种细胞内的一种_,_,是细胞生命活动所需能量的是细胞生命活动所需能量的 _。4.ATP4.ATP的主要来源的主要来源 (1)(1)动物、人、真菌和大多数细菌的动物、人、真菌和大多数细菌的_。(2)(2)绿色植物的绿色植物的_和和_。高能磷酸化合物高能磷酸化合物 直接来源直接来源 呼吸作用呼吸作用 呼吸作用呼吸作用 光合作用光合作用 P46 UTPUTP CTPCTP GTPGTP 1.1.酶的基本组成单位都是氨基酸。酶的基本组成单位都是氨基酸。()()2.2.能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。能催化淀粉酶水解的酶是蛋白酶。()()3.3.一种酶只能催化一种化学反应。一种酶只能催化一种化学反应。()()P46 4.4.酶在常温下不会失去活性。酶在常温下不会失去活性。()()5.(20115.(2011天津天津T3B)T3B)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化 学反应速率。学反应速率。()()P46 6.ATP6.ATP与与ADPADP的相互转化不是可逆反应。的相互转化不是可逆反应。()()7.7.细胞内含有大量的细胞内含有大量的ATP,ATP,用于细胞的各项生命活动。用于细胞的各项生命活动。()()P46 考点考点 一一 酶作用原理和酶的特性酶作用原理和酶的特性 1.1.酶的作用原理酶的作用原理 下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。能量变化过程。P47 (1)(1)没有酶催化的反应曲线是。没有酶催化的反应曲线是。(2)(2)有酶催化的反应曲线是。有酶催化的反应曲线是。(3)AC(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能。反应所需要的活化能。(4)BC(4)BC段的含义是酶降低的活化能。段的含义是酶降低的活化能。(5)(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则则B B点在纵轴上将点在纵轴上将向上移动向上移动,即反应需要的活化能要增大。即反应需要的活化能要增大。P47 【高考警示高考警示】(1)(1)酶并酶并不只不只在细胞内发挥作用在细胞内发挥作用:酶由活细胞产生酶由活细胞产生,可以在细胞内发挥作用可以在细胞内发挥作用,如细胞内的呼吸氧化如细胞内的呼吸氧化酶酶;也可以分泌到细胞外发挥作用也可以分泌到细胞外发挥作用,如各种消化酶如各种消化酶;在生物体外在生物体外适宜的条件下也能发挥作用适宜的条件下也能发挥作用,如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。的实验。(2)(2)产生激素的细胞产生激素的细胞一定一定能产生酶能产生酶,但产生酶的细胞但产生酶的细胞不一定不一定能产能产生激素。生激素。P47 【典例典例1 1】(2011(2011海南高考海南高考)关于酶的叙述关于酶的叙述,正确的是正确的是()A.A.酶提供了反应过程所必需的活化能酶提供了反应过程所必需的活化能 B.B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关酶活性的变化与酶所处环境的改变无关 C.C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失 D.D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸 C C P47 【变式训练变式训练】下列有关酶的正确叙述是下列有关酶的正确叙述是()酶是由具有分泌功能的细胞产生的酶是由具有分泌功能的细胞产生的 酶对底物有严格的选择性酶对底物有严格的选择性 酶是活细胞产生的酶是活细胞产生的 酶在发挥作用后立即被分解酶在发挥作用后立即被分解 有的酶不是蛋白质有的酶不是蛋白质 酶的活性与温度呈正相关酶的活性与温度呈正相关 在新陈代谢和生长发育中起调控作用在新陈代谢和生长发育中起调控作用 酶只是起催化作用酶只是起催化作用 A.A.B.B.C.C.D.D.C C P47 考点考点 二二 与酶有关的曲线分析与酶有关的曲线分析 1.1.表示酶高效性的曲线及实验验证表示酶高效性的曲线及实验验证 (1)(1)曲线模型曲线模型:与无机催化剂相比与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。酶的催化效率更高。酶只能酶只能缩短缩短达到化学平衡所需的达到化学平衡所需的时间时间,不能改变不能改变化学反应的化学反应的平衡点平衡点。P47 2.2.表示酶专一性的曲线及实验验证表示酶专一性的曲线及实验验证 (1)(1)曲线模型曲线模型:加入酶加入酶B B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶说明酶B B对此反应无催化作用。对此反应无催化作用。而加入酶而加入酶A A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶说明酶具有专一性。具有专一性。P47 (2)(2)实验验证实验验证:用淀粉酶分别催化用淀粉酶分别催化淀粉淀粉和和蔗糖蔗糖后后,再用斐林试剂鉴定再用斐林试剂鉴定,根据是否根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用,从而探从而探究酶的专一性。究酶的专一性。P47 3.3.影响酶促反应的因素影响酶促反应的因素 (1)(1)温度和温度和pH:pH:P47 在在一定温度一定温度(pH)(pH)范围内范围内,随温度随温度(pH)(pH)的升高的升高,酶的催化作用增酶的催化作用增强强,超过这一范围超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温过酸、过碱、高温都会使酶变性都会使酶变性失活失活,而而低温低温只是只是抑制抑制酶的酶的活性活性,酶分子结构未被破坏酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。温度升高可恢复活性。从丙图可以看出从丙图可以看出:反应溶液反应溶液pHpH的变化不影响酶作用的最适温的变化不影响酶作用的最适温度。度。P47 (2)(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响:甲图甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随酶促反应速率随底物浓度增加而加快底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后但当底物达到一定浓度后,受受酶数量酶数量和酶和酶活性限制活性限制,酶促反应速率不再增加。酶促反应速率不再增加。乙图乙图:在底物充足、其他条件适宜的情况下在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶促反应速率与酶浓度成正比。酶浓度成正比。P47 【考查角度考查角度1 1】利用曲线图考查酶的催化作用利用曲线图考查酶的催化作用 【典例典例2 2】(2011(2011海南高考海南高考)某一不可逆化学反应某一不可逆化学反应(SP+W)(SP+W)在在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间时间t t时时,向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示向反应液中加入催化该反应的酶。如图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是()A.A.甲甲 B.B.乙乙 C.C.丙丙 D.D.丁丁 P48 【互动探究互动探究】(1)(1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗?提示提示:不是。因为随着反应物浓度的降低不是。因为随着反应物浓度的降低,反应速率逐渐减慢反应速率逐渐减慢,但酶的但酶的活性保持不变活性保持不变。(2)(2)若将纵坐标改为生成物的量若将纵坐标改为生成物的量,其曲线变化趋势会改变吗其曲线变化趋势会改变吗?提示提示:会改变。其应该先呈快速会改变。其应该先呈快速增长增长,然后缓慢增长然后缓慢增长,最后达到相对最后达到相对稳稳定定。(3)(3)若在若在t t时加入无机催化剂时加入无机催化剂,反应物反应物(S)(S)的浓度达到的浓度达到0 0的时间点和丁曲的时间点和丁曲线表示的时间点相同吗线表示的时间点相同吗?提示提示:不同。时间点要比丁曲线表示的时间点不同。时间点要比丁曲线表示的时间点长长。因为无机催化剂的。因为无机催化剂的催化效率低于酶的催化效率。催化效率低于酶的催化效率。P48 【变式训练变式训练】如图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线如图为不同条件下同种酶促反应速率的变化曲线,下列有关叙述错误的是下列有关叙述错误的是()A.A.影响影响ABAB段酶促反应速率的主要因素是底物的浓度段酶促反应速率的主要因素是底物的浓度 B.B.影响影响BCBC段酶促反应速率的主要因素是酶量段酶促反应速率的主要因素是酶量 C.C.温度导致酶促反应温度导致酶促反应和和的速率不同的速率不同 D.D.曲线曲线显示显示,该酶促反应的最适温度为该酶促反应的最适温度为3737 D D P48 【考查角度考查角度2 2】利用实验考查酶的特性及影响酶活性的因素利用实验考查酶的特性及影响酶活性的因素 【典例典例3 3】下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验设计下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用的实验设计及结果。及结果。注注:“+”:“+”表示有表示有;“;“-”表示无。表示无。*:此行“此行“+”+”的多少代表颜色的多少代表颜色的深浅。的深浅。试管编号项目试管编号项目 2 mL 3%2 mL 3%淀粉溶液淀粉溶液 +-2 mL 3%2 m