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1、第5章 细胞的能量供应和利用,一、降低化学反应活化能的酶,二、ATP,四、能量之源光与光合作用,三、细胞呼吸,第8讲 酶与ATP,考点1：酶的本质及发现,考点2：酶作用及特性,考点3：与酶有关的曲线解读,考点4：影响酶活性的条件,细胞代谢的概念：,细胞内每时每刻进行着许多化学反应的统称。,基础梳理考点一：酶的本质及发现,1.酶的化学本质探究,巴斯德之前,发酵是纯化学反应，与生命活动无关,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起作用，就像在活酵母细胞中一样。,酶是蛋白质,巴斯德,李比希,毕希纳,萨姆纳,2.酶的本质：活细胞产生的具有催化作用的有机物。,一般来说，活细胞都能产生酶,细胞内、细
2、胞外、生物体外,基础梳理考点一：酶的本质及发现,相同点：不同点：关系：激素的产生需要酶的催化作用,部分酶与部分激素是蛋白质，都是微量、高效物质,激素起调节作用，酶起催化作用内分泌细胞产生激素，活细胞都能产生酶,1.下列有关酶的叙述正确的结论有()产生酶的细胞都有分泌功能部分从食物中获得，部分在体内转化酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶生长激素与呼吸酶可来自于同一个细胞 细胞质中没有作用于DNA的解旋酶酶在代谢中有多种功能 A3个B4个C5个D6个,考点演练：,2.11新课标卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。下列分析错误的是(),
3、A甲酶能够抗该种蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的RNAC乙酶的化学本质为蛋白质D乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变,考点演练：,基础梳理考点二：酶的作用及特性,-催化作用，降低反应的活化能。,1.活化能：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。,2.催化机理,降低化学反应的活化能,使化学反应在常温常压、温和条件下进行。,.下图曲线表示物质 A 生成物质 P 化学反应在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。据图判断,Aab 段表示在有酶催化条件下，使物质 A 生成物质 P 反应发生需要的活化能Bad 段表示在无催化剂催化条件下，使物质 A 生成物质 P 反应发生需要的
4、活化能C若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则 b在纵轴上将向下移动D.若只改变反应的温度或PH条件，则图中的曲线原有形状可发生改变,D,基础梳理考点二：酶的作用及特性,3.与无机催化剂的共同点,改变化学反应速率，本身不被消耗。,缩短达到平衡的时间，并不改变化学反应的平衡点；,降低活化能，使反应速率加快。,4.酶的特性,高效性：专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。需要温和的条件：,催化效率高于无机催化剂（更显著降低活化能）,基础梳理考点二：酶的作用及特性,5.相关曲线图,加酶；加无机催化剂；不加催化剂；,和 说明酶的催化作用；,和 说明酶的高效性。,左下图，说明酶的。,专一性,基础梳理考
5、点二：酶的作用,6.酶的命名及分类,根据分布：,根据产生器官及底物：,根据化学反应：,胞内酶、胞外酶,胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰麦芽糖酶、胰脂肪酶,水解酶（DNA酶、ATP水解酶）、氧化酶（呼吸氧化酶）、聚合酶（DNA聚合酶、RNA聚合酶）、解旋酶、逆转录酶、限制酶、DNA连接酶,1.下图表示一个酶促反应，它所能反映酶的一个特性和A、B、C最可能的物质依次是()A高效性蛋白酶蛋白质多肽B专一性淀粉酶淀粉麦芽糖C专一性麦芽糖酶麦芽糖葡萄糖D高效性脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸,考点演练：,基础梳理考点三：影响酶活性的因素及探究,1.酶活性的研究方法,酶活性：单位时间内底物的减少量或生成物的增加量
6、 来表示。,研究方法：保持其他因素不变，单独改变某一因素来 研究其作用。,例如：研究温度对酶活性的影响，其他因素不变，改变温度，来研究温度对酶活性的影响,基础梳理考点三：影响酶活性的因素及探究,2.影响酶促反应的因素：-温度、PH、底物浓度、酶浓度等,曲线含义：,在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围随着温度的升高酶催化作用将减弱。,低温抑制酶活性、高温使酶失活（空间结构破坏）,不同酶的最适温度不同。,A,A,B,C,基础梳理考点三：影响酶活性的因素及探究,2.影响酶促反应的因素：-温度、PH、底物浓度、酶浓度等,曲线含义：,过酸、过碱使酶失活（空间结构破坏）,不同酶的
7、最适PH不同。,B,C,PH值的变化不影响酶作用的最适温度同理：,A,B,C,基础梳理考点三：影响酶活性的因素及探究,2.影响酶促反应的因素：-温度、PH、底物浓度、酶浓度等,D,E,D,曲线含义：,在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，酶促反应速率不再加快(受酶数量和酶活性限制),在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。,E,曲线含义：,（2013上海卷）已知酶催化水解的反应时间和产物生成量的关系如图11。那么，在反应过程中酶底物复合物浓度变化曲线正确的是B,1.将乳清蛋白，淀粉，胃蛋白酶，唾液淀粉酶和适量的水混合装
8、入一容器内，调整PH至2.0，保存在37摄氏度的温水内，过一段时间后，容器内剩余的物质是（）A.淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B.唾液淀粉酶、麦芽酶、胃蛋白酶、多肽C.唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水2.将胃液的PH从10降到2的过程中，胃液中胃蛋白酶的活性的变化是（）A.一直上升 B.没有变化 C.先升后降 D.先降后升,A,B,考点演练：,3.右图表示某有机物加入催化剂后，置于0OC到80OC环境中，有机物的分解总量与温度的关系图。根据该图判断，如果把这些物质置于80OC到0OC的环境中处理，其有机物分解总量与温度的关系图应为（）,B,A B C D,考点演练：,
9、4.图甲表示温度对淀粉酶活性的影响；图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度变化的情况，下列说法中不正确的是(),AT0表示淀粉酶催化反应的最适温度B图甲中，Ta、Tb时淀粉酶催化效率都很低，但对酶活性的影响有本质的区别C图乙中Tb到Tc的曲线表明随温度的升高，麦芽糖不再上升，酶的活性已达到最大D图乙中A点对应的温度为T0,C,考点演练：,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,1.实验设计的基础知识,（1）变量：实验过程中可以变化的因素。,自变量：,人为改变的变量。,因变量：,随自变量的改变而改变的变量。,无关变量：,除自变量外，还存在其他一些因素对实验结果有干扰,例如：研究酶
10、的高效性，催化剂类型为自变量，反应速率为因变量，温度、PH、催化剂浓度、底物浓度等为无关变量。,例如：研究PH对酶活性影响，PH为自变量，反应速率为因变量，温度、酶浓度、底物浓度、试管的洁净程度、反应时间等为无关变量。,因果关系,（无关变量需要控制）,因变量往往有一定的检测手段（例如：酶的高效性实验中，反应速率用产生气泡的多少，卫生香的燃烧猛烈程度来衡量）,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,1.实验设计的基础知识,（2）对照实验的设置,目的：,排除实验中非测试因素对结果的干扰，提高结果的可信度。,除了一个因素（自变量）外，其余因素（无关变量）都保持不变的实验叫对照试验。,对照实验一般设置对照组
11、和实验组。（注意区分）,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,1.实验设计的基础知识,（3）实验设计的一般原则,对照原则、单一变量原则、等量原则、科学性原则、平行重复原则,单一变量原则：除自变量外，其他条件完全一致。（所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等尽量相同或至少大致相同；所用实验器具要相同；所用试剂的成分、浓度、体积要相同；所用处理方法要相同，如保温、冷却、光照、黑暗、搅拌、振荡要一致）,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,1.实验设计的基础知识,（3）实验设计的一般原则,对照原则、单一变量原则、等量原则、科学性原则、平行重复原则,例如：实验材料试剂的选择、试验方法等。错误选
12、择：（研究质壁分离用分生区细胞；研究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶；研究PH对酶活性的影响，用斐林试剂鉴定淀粉酶活性 研究酶的催化作用用蛋白质+蛋白酶双缩脲试剂）,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,2.相关实验及设计,（1）酶化学本质的实验验证证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色反应对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色反应证明某种酶是RNA实验组：待测酶液吡罗红染液是否呈现红色对照组：已知RNA溶液吡罗红染液出现红色,因变量的检测指标,（2）验证酶的专一性：,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,2.相关实验及设计,实验组：淀粉（非还原糖）+淀粉酶+斐林试剂出现砖红色对照组：
13、蔗糖（非还原糖）+淀粉酶+斐林试剂不出现砖红色,因变量的检测指标,本实验可以用底物作自变量，也可以用酶作自变量即：,淀粉酶的来源不同，则所需控制的条件（温度）也不同。,本实验中能否用碘液来检测底物是否被水解？,（3）验证酶的高效性：,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,2.相关实验及设计,实验组：底物（H2O2）+过氧化氢酶氧气的产生速率、卫生香的燃烧剧烈程度对照组：底物（H2O2）+无机催化剂（Fe3+）氧气的产生速率、卫生香的燃烧剧烈程度,因变量的检测指标,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,2.相关实验及设计,（4）探究酶的最适温度,淀粉t1+淀粉酶t1,淀粉t2+淀粉酶t2,淀粉tn+淀粉
14、酶tn,碘液,检测是否出现蓝色以及蓝色深浅,因变量的检测指标,本实验中能否用斐林试剂来检测产物？,加物顺序,本实验中能否用H2O2+相应酶？,基础梳理考点四：酶的有关实验设计,2.相关实验及设计,（5）探究酶的最适PH,酶+PH缓冲液1混合液+底物（H2O2）氧气产生速率,酶+PH缓冲液2混合液+底物（H2O2）氧气产生速率,酶+PH缓冲液n 混合液+底物（H2O2）氧气产生速率,因变量的检测指标,加物顺序：本实验中也可将过氧化氢酶和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，且斐林试剂
15、也会干扰PH值,1.酶是生物新陈代谢过程中不可缺少的催化剂，它具有特异性，高效性，并且受温度、酸碱度的影响比较大。围绕酶的特性，有三位同学，设计了如下实验，请运用你所学的知识，指出三位同学实验设计中存在的问题并提出修改方案。(1)甲同学探究酶的高效性：取一支试管，加入2mL H2O2，再加2滴新鲜土豆研磨液，观察到产生大量气泡，用带火星的卫生香检测，卫生香猛烈燃烧，说明酶的催化作用具有高效性。,缺乏对照，应再取一支试管，滴加2滴FeCl3溶液，其余条件相同。观察到产生的气泡较少。,考点演练：,(2)乙同学探究温度对酶的活性的影响：取6支试管编号，A1、A2、B1、B2、C1、C2。在A1、B1
16、、C1 3支试管中加入等量的淀粉溶液，在A2、B2、C2 3支试管中加入等量的淀粉酶溶液；A1、A2试管放60水中，B1、B2试管放入100水中，C1、C2试管放入冰水中，维持5分钟；取出后各加入等量的斐林试剂，水浴加热，观察。,实验步骤混乱。应分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自温度5分钟。斐林试剂换成碘液,(3)丙同学探究：取12支试管并编号112，各加入2mL蛋清液，调节各试管的pH，分别等于112；同时向12支试管加入等量的胃蛋白酶和胰蛋白酶，充分震荡，混合均匀；放在37左右的大烧杯内一段时间；用二苯胺检验试管中的蛋白质存在情况。,存在两个变量，鉴定试剂(二苯胺)错误。应在12支试管中只加入胃蛋白酶或胰蛋白酶，鉴定试剂用双缩脲试剂。（这是原答案，其实也不好）,基础梳理考点五：ATP的结构、功能、转化,
