搜索
第三单元细胞的能量供应和利用第1节酶和ATP一、降低化学反应活化能的酶（一）酶的作用和本质1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢,是生物生命活动的基础。2.酶在细胞代谢中的作用一、酶的作用和本质：酶在细胞代谢中的作用：2H2O2→2H2O+O21.常温2.加热3.FeCl34.加肝液比较过氧化氢在不同条件下的分解速率控制变量与对照实验1、自变量：实验中人为改变的变量。2、因变量：随自变量而变化的变量。3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些可变因素，对实验结果造成影响。4、对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。5、对照实验一般要设置对照组与实验组。步骤试管编号说明1234一二结果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肝脏研磨液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过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样反应条件自变量因变量无关变量y=k·x变量H2O2浓度剂量剂量气泡产生卫生香燃烧对照实验对照组实验组说明：1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率；2、FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率；3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。酶凭什么能担此大任？（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称为活化能3、酶的作用机理（2）作用机理：降低化学反应所需要的活化能酶在细胞代谢中的作用正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：加热：Fe3+：酶：提高分子的能量降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能酶的作用：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。酶本质的探索：1836年,德国科学家施旺提取胃液中消化蛋白质的物质----胃蛋白酶.1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶,并证明它是一种蛋白质.20世纪30年代,科学家相继提取出多种酶的蛋白质结晶,指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质.1783年,意大利科学家斯巴兰札尼用“金属笼肉块”实验推断胃液中一定含有消化肉块的物质----说明胃具有化学性消化的作用.20世纪80年代以来,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有催化作用.4、酶的化学本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶在活细胞内产生，但可分布在细胞内（如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶）发挥作用。同一个体内各类细胞所含酶的种类、数量，是的结果。都不同基因选择性表达酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物经反应产生的物质叫做产物。酶对化学反应的催化效率称为酶活性。1.高效性2.专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应3.作用条件比较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。二、酶的特性实验六---探究：影响酶活性的条件实验材料：2％淀粉酶溶液、20％肝脏研磨液、3％可溶性淀粉溶液、体积分数为30％的过氧化氢溶液、5％HCl、5％NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂实验用具：试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴pH对酶活性的影响123肝脏研磨液1ml1ml1mlpH3％过氧化氢溶液结果结论蒸馏水1mL5NaOH1mL5HCL1mL2ml2ml2ml摇匀混合，放置在室温下反应5min有较多气泡不明显不明显过氧化氢酶在中性条件中活性最强自变量因变量pH值：在极端的酸性或碱性条件下会变性而完全失去活性，大多数酶的最适PH值为4.5-8.0范围内。（1）动物体内的酶最适宜pH大多在6.5—8之间。唾液pH为6.2—7.4，胃液的pH为0.9—1.5，小肠液的pH为7.6。（2）植物体内的酶最适pH大多在4.5—6.5之间。探究温度对淀粉酶活性的影响(1)自变量：温度（已知淀粉酶的适用温度范围是50～75℃）(2)因变量：(3)无关变量：不同温度条件下淀粉酶的活性实验操作顺序、溶液的量、时间、温度是否达到预设的温度等（0℃、60℃、100℃）如何检测？淀粉淀粉酶麦芽糖2.实验用品：质量分数为3％的可溶性淀粉溶液、质量分数为2％的淀粉酶溶液、冰水（0℃）、热水、碘液(4)实验原则：单一变量原则、等量原则、对照实验原则1.实验分析温度对酶活性的影响1233％可溶性淀粉2ml2ml2ml温度唾液淀粉酶碘液颜色结论冰水中37℃水浴60℃浴放置2min1ml1ml1ml1滴1滴1滴摇匀混合，放置反应5min变蓝变蓝不变蓝唾液淀粉酶在37℃中活性最强自变量因变量1231滴1滴1滴滴入碘液观察颜色变化变蓝不变蓝变蓝0℃60℃100℃保温5.分析实验结果，得出结论温度会影响酶的活性温度过高和过低对酶活性的影响其本质相同吗？酶活性：1.酶对化学反应的催化效率：最适的温度和PH条件下，酶的活性最高2.不同的酶具有不同的最适的温度和最适PH3.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。（不可逆）4.低温，不破坏酶的空间结构，只是降低酶的活性。（可恢复）总结酶的相关知识：1.产生部位：所有的活细胞（不包括哺乳动物成熟红细胞）作用部位：细胞内（胞内酶）细胞外、体外（胞外酶）2.作用：催化作用（降低活化能）3.本质:有机物（绝大多数是蛋白质、少数是RNA）4.同无机催化剂一样，只改变反应速率，不能改变反应方向和终产物的浓度，在化学反应前后本身不发生改变。高效性专一性作用条件温和5.酶的特性二、细胞的能量“通货”—ATP1.中文简称：三磷酸腺苷2.结构简式：A—P～P～P3.结构式：高能磷酸键：～含较高键能的化学键ATP的结构核糖PPP~~腺嘌呤A:腺苷(腺嘌呤核苷)P:磷酸基团~:高能磷酸键(30.54KJ/mol)ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物（一）ATP的结构4.元素组成：CHONP5.化学组成：1分子腺苷和3分子磷酸基团（二）ATP与ADP的相互转化+A-P~PA-P~PP~PATPADPPi(磷酸)能量+酶ATP酶ADP+Pi+能量ATP与ADP的相互转化：能量的储存能量的释放ADP+Pi+能量酶ATP物质可循环利用能量是不可循环利用反应不可逆ATP酶ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量酶ATP动动脑上面两个反应式可逆的吗？ATP与ADP的相互转化动物和人绿色植物ADP+Pi能量ATP酶ADP转化成ATP时所需能量的主要来源：光能（光合作用），化学能（细胞呼吸）ATP主动运输发光发电肌肉收缩大脑思考物质合成ADPPi能量酶光合呼吸Pi能量酶呼吸2.ATP的含量处在动态平衡之中，保证了稳定供能。1.伴随能量的储存和释放ATP酶ADP+Pi+能量（能量“通货”）总结ATP与ADP的相互转化：3.细胞内ATP含量少,但转化迅速,且相互转化为不可逆反应（三）ATP的作用ATP是细胞各项生命活动的直接能源物质用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失萤火虫发光器AB医用葡萄糖溶液2mlATP注射液2ml蒸馏水2mlCBA萤火虫发光器的经典实验C问题思考：本实验的原理是：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能源物质，他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光，而ATP能使离体的发光器重新发光，是因为ATP是直接能源物质ATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源比较：有机物ATP—是新陈代谢所需能量的来源糖类是生命活动的主要物质脂肪是生物体的物质光能（太阳能）—是生命活动的最终能量来源直接能源储能ATP小常识：是一种白色粉末,可溶于水,可口服,也可静脉注射改善肌体代谢，又是体内能量的主要来源。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并有抗癌作用，可望成为抑癌剂。功能: