酶與ATPppt課件.ppt

ATP,1,用小刀將數(shù)十只螢火蟲的發(fā)光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分別裝入三支試管,各加入少量水使之混合,置于暗處,可見試管內(nèi)有淡黃色熒光出現(xiàn),約過(guò)15分鐘熒光消失,螢火蟲發(fā)光器,2,A,B,C,B,A,螢火蟲發(fā)光器的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),C,3,問題思考：1.選擇螢火蟲的發(fā)光器為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)。（參考答案：主要是它發(fā)光的現(xiàn)象容易觀察等）2.將發(fā)光器搗碎的目的：（參考答案：增大發(fā)光細(xì)胞與溶液接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速度。）3.本實(shí)驗(yàn)的原理是：（參考答案：蒸餾水不是能源物質(zhì)，葡萄糖不是直接的能源物質(zhì)，他們都不會(huì)使熄滅的離體發(fā)光器重新發(fā)光，而ATP能使離體的發(fā)光器重新發(fā)光）,4,一、ATP的全稱,三磷酸腺苷,二、ATP的結(jié)構(gòu),三、ATP的組成元素,1個(gè)腺嘌呤，1個(gè)核糖，3個(gè)磷酸基團(tuán),C、H、O、N、P,5,四、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,APPP,腺嘌呤,核糖,腺苷(A),三個(gè)磷酸基團(tuán),高能磷酸鍵,腺嘌呤核糖核苷酸（AMP),腺苷二磷酸（ADP）,腺苷三磷酸（ATP）,6,幾種不同物質(zhì)中A代表的含義：DNARNAATP核苷酸,7,主要直接能源物質(zhì),五、ATP的功能,六、ATP的含量,少量,十分迅速,七、ATP和ADP之間的相互轉(zhuǎn)化,8,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,呼吸作用,呼吸作用,光合作用,ADP+Pi,能量,ATP,酶,ADP轉(zhuǎn)化成ATP時(shí)所需能量的主要來(lái)源,9,光合作用,光能,ATP,有機(jī)物,呼吸作用,ATP,10,比較：,有機(jī)物,ATP是新陳代謝所需能量的來(lái)源,糖類是生命活動(dòng)的主要物質(zhì)脂肪是生物體的物質(zhì),光能,是生命活動(dòng)的最終能量來(lái)源,直接,能源,儲(chǔ)能,11,ATP,12,13,物質(zhì)可循環(huán)利用能量是不可循環(huán)利用反應(yīng)不可逆,ATP酶ADP+Pi+能量,ADP+Pi+能量酶ATP,動(dòng)動(dòng)腦,上面兩個(gè)反應(yīng)式可逆的嗎？,14,ATP的形成（放能反應(yīng)）進(jìn)行的相關(guān)生理過(guò)程補(bǔ)充完整細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)：線粒體：葉綠體基粒：ATP的水解（吸能反應(yīng)）葉綠體基質(zhì)；細(xì)胞膜的生物膜；細(xì)胞核；細(xì)胞質(zhì)；,15,受酶、ADP、Pi的限制,ATP產(chǎn)生量,ATP產(chǎn)生量,（有氧呼吸強(qiáng)度）各段表示的意義如何,受酶、ADP、Pi的限制,16,走出ATP認(rèn)識(shí)誤區(qū),1是生物體內(nèi)唯一的高能磷酸化合物2所有生理活動(dòng)都由其直接供能3不同途徑形成的ATP用途相同4含有活躍化學(xué)能的物質(zhì)只有ATP,17,酶,18,酶錯(cuò)了嗎？,1酶都是蛋白質(zhì)2酶參與催化反應(yīng)后，其性質(zhì)數(shù)量均發(fā)生變3只要加入酶無(wú)論什么反應(yīng)均可加快進(jìn)行4酶是生物催化劑只有在體內(nèi)才有催化功能5使用酶后，能使產(chǎn)物的濃度增大6高溫低溫強(qiáng)酸強(qiáng)堿使酶活性明顯降低，其實(shí)質(zhì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)7酶在新陳代謝中具有催化調(diào)節(jié)等功能8生物體內(nèi)凡能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定產(chǎn)生酶，產(chǎn)生酶的一定產(chǎn)生激素,19,所有活細(xì)胞,（一般不考慮成熟紅細(xì)胞）,只起催化作用,大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)為RNA,氨基酸核糖核苷酸,核糖體細(xì)胞核,細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外,一、酶的概念,活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,不加酶,加酶,20,分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能,反應(yīng)物,產(chǎn)物,活化能,反應(yīng)進(jìn)程,能量,21,催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用,反應(yīng)物,產(chǎn)物,活化能,反應(yīng)進(jìn)程,能量,.,22,酶在細(xì)胞代謝中的作用,正是由于酶的催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和的條件下快速進(jìn)行。,各條件使反應(yīng)加快的本質(zhì)：加熱：Fe3+：酶：,提高分子的能量,降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,23,酶與底物結(jié)合,酶-底物復(fù)合體,酶恢復(fù)原狀其數(shù)量和性質(zhì)未發(fā)生改變,酶,底物,產(chǎn)物,二、酶作用的機(jī)理每種酶都有特定活性部位，只能與特定部位結(jié)合,24,酶的特性考向探究,1與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，考察其特性2影響酶促反應(yīng)速率的相關(guān)曲線分析,25,酶是蛋白質(zhì)的驗(yàn)證思路對(duì)照組標(biāo)準(zhǔn)蛋白溶液+雙縮脲試劑-紫色實(shí)驗(yàn)組酶溶液+雙縮脲試劑-顏色反應(yīng)酶具有催化作用的驗(yàn)證思路對(duì)照組蒸餾水+底物-反應(yīng)物不被分解實(shí)驗(yàn)組酶溶液+底物-反應(yīng)物被分解,26,未加酶,加無(wú)機(jī)催化劑,加酶,三、酶的特性,與無(wú)機(jī)催化劑相比酶的催化效率極高,酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間，但不能改變平衡點(diǎn)不改變最終生產(chǎn)物的量，酶反應(yīng)前后數(shù)量與性質(zhì)不變,1、高效性,27,實(shí)驗(yàn)1,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：過(guò)氧化氫酶的催化效率高，具有高效性,氣泡使衛(wèi)生香燃燒不烈,氣泡使衛(wèi)生香燃燒猛烈,產(chǎn)生氣泡慢而少,產(chǎn)生氣泡快而多,現(xiàn)象記錄,振蕩伸入衛(wèi)生香,2滴FeCl3,2滴肝臟研磨液,催化劑,10mL,10mL,3%H2O2溶液,2號(hào)試管,1號(hào)試管,28,淀粉,麥芽糖,葡萄糖,蛋白質(zhì),多肽,氨基酸,脂肪,甘油、脂肪酸,一種酶只能催化一種或一類底物的反應(yīng),水解脂肪酶的酶是。實(shí)驗(yàn)探究方案如何設(shè)計(jì),蛋白酶,三、酶的特性,2、專一性,3、作用條件溫和,需要適宜的溫度、pH,29,無(wú)磚紅色沉淀,生成磚紅色沉淀,現(xiàn)象記錄,1min,1min,加熱煮沸,2mL,2mL,注入斐林試劑，并振蕩,5min,5min,60溫水保溫,2mL,2mL,注入新鮮淀粉酶溶液，并振蕩,2mL蔗糖,2mL淀粉溶液,注入3溶液,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶的催化作用具有專一性檢測(cè)底物是否被分解宜選用斐林試劑。不能用碘液進(jìn)行檢測(cè)，碘液無(wú)法檢測(cè)蔗糖是否被水解，淀粉用盡時(shí)1和2均顯示碘液顏色,實(shí)驗(yàn)2,30,無(wú)磚紅色沉淀生成,無(wú)磚紅色沉淀生成,有磚紅色沉淀生成,現(xiàn)象記錄,1,1,1,加熱煮沸時(shí)間（min),2mL,2mL,2mL,加斐林試劑振蕩,60,60,60,溫度（保溫5min）,2mL,2mL,2mL,注入可溶性淀粉,1mLHCl,1mLNaOH,1mL水,加蒸餾水/NaOH/HCl,1mL,1mL,加新鮮淀粉酶溶液,1mL,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：酶的催化作用需要適宜的PH值，PH值偏高或偏低都會(huì)影響活性。步驟2和3不能顛倒，若顛倒，容易使底物在酶的作用下水解，無(wú)法證實(shí)環(huán)境過(guò)酸過(guò)堿對(duì)酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)3,31,探究影響酶活性的適宜pH的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：反應(yīng)物+pH1+酶溶液，反應(yīng)物+pH2+酶溶液，反應(yīng)物+pH3+酶溶液，反應(yīng)物+pHn+酶溶液,2、pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響,【注意】：酶溶液和反應(yīng)物混合之前，需要先把酶分別放在各自所需pH下處理一段時(shí)間，再混合，以保證反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)值。,可檢測(cè)反應(yīng)物消耗量或產(chǎn)物生成量,不同pH,反應(yīng)速度,自變量：,因變量：,32,變藍(lán),變藍(lán),不變藍(lán),現(xiàn)象記錄,1滴,1滴,1滴,滴入碘液,并搖勻,1mL,1mL,1mL,注入新鮮淀粉酶并搖勻,0,100,60,溫度（保溫5min）,2mL,2mL,2mL,注入3%淀粉溶液,實(shí)驗(yàn)4,實(shí)驗(yàn)結(jié)論:酶的催化作用要適宜的溫度條件，溫度過(guò)高和過(guò)低都將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(低溫降低酶活性，高溫酶失活）用碘液檢測(cè)的是反應(yīng)物的量，根據(jù)反應(yīng)物量的多少，反應(yīng)其活性。不能用斐林試劑。,33,注意：實(shí)驗(yàn)室用淀粉酶最是溫度是60由于過(guò)氧化氫不穩(wěn)定，因此此實(shí)驗(yàn)不選擇過(guò)氧化氫做底物因溫度是自變量，本實(shí)驗(yàn)不選擇斐林試劑來(lái)鑒定步驟2和3不能顛倒因酶高效性，在轉(zhuǎn)變溫度過(guò)程中已經(jīng)把底物分解。,34,探究影響酶活性的適宜溫度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：,實(shí)驗(yàn)：探究溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響,反應(yīng)物+t1+酶溶液，反應(yīng)物+t2+酶溶液，反應(yīng)物+t3+酶溶液，反應(yīng)物+tn+酶溶液,不同溫度,反應(yīng)速度,【注意】：酶溶液和反應(yīng)物混合之前，需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間。,可檢測(cè)反應(yīng)物消耗量或產(chǎn)物生成量,自變量：,因變量：,35,數(shù)量、質(zhì)量、活體、死體,分幾組怎樣分,實(shí)驗(yàn)組如何處理對(duì)照組如何處理單一變量原則,觀測(cè)指標(biāo)觀測(cè)方法觀測(cè)時(shí)間和次數(shù),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般思路：,自身對(duì)照相互對(duì)照空白對(duì)照條件對(duì)照,無(wú)關(guān)變量相同且適宜,平均值,1取材分組編號(hào)2分組處理，體現(xiàn)變量3相同條件培養(yǎng)一段時(shí)間、觀察指標(biāo),36,請(qǐng)完成驗(yàn)證人體唾液淀粉酶的最適溫度為37的實(shí)驗(yàn),第一步：,第二步：,第三步：,第四步：,第五步：,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,取3支試管編號(hào)為ABC，在試管中分別加入2ml的淀粉,取3支試管編號(hào)為123，在試管中分別加入2ml的唾液,把試管A和1放在33水浴中，試管B和2放在37水浴中，試管C和3放在41水浴中，各保持5分鐘,把A中液體倒入1中，B中液體倒入2中，C中液體倒入3中，在各自溫度下保持一定的時(shí)間,取出123三支試管，加入碘液，混合均勻后，觀察試管溶液顏色深淺,2號(hào)試管溶液顏色最淺,能否先將底物和酶混合后再進(jìn)行不同溫度的處理？能否將碘液換成本尼迪特試劑，熱水浴后觀察比較各組的紅黃色沉淀的量？,思考：,37,1.pH,2.溫度,3.底物濃度,4.酶濃度,四、影響酶促反應(yīng)的因素,38,1、溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響,在一定范圍內(nèi)，隨溫度的增加，酶活性不斷；在下，酶活性最高；超過(guò)最適溫度，隨溫度增加，酶活性不斷；溫度過(guò)低，酶活性，可恢復(fù)；溫度過(guò)高，酶活性，不可恢復(fù)。,增強(qiáng),最適溫度,降低,受抑制,最適溫度,喪失,抑制,失活,酶的活性,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變,39,2、pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響,在一定范圍內(nèi)，隨pH的增加，酶活性不斷；在下，酶活性最高；超過(guò)最適pH，隨pH增加，酶活性不斷。pH過(guò)低或過(guò)高，酶活性都會(huì)，不可恢復(fù)。,增強(qiáng),最適pH,降低,失活,失活,喪失,40,2、pH對(duì)酶促反應(yīng)的影響,一般酶的活性,7,胃蛋白酶的活性,1,3,胰蛋白酶的活性,7,9,大多數(shù)酶的最適pH接近；胃蛋白酶的最適pH偏；胰蛋白酶的最適pH偏；,中性,酸性,堿性,胃蛋白酶隨食糜到小腸后能將蛋白質(zhì)分解為多肽嗎,不能,41,3、底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響,酶濃度一定，其他條件適宜,酶濃度有限,加酶,42,4、酶濃度對(duì)酶反應(yīng)速度的影響,在底物一定，其他條件固定且適宜,受底物的量限制,在底物足量，其他條件固定且適宜,加底物,43,5、酶的催化能力和時(shí)間的關(guān)系,即使在最適溫度和PH值的條件下，酶的催化能力也不是一成不變的，酶在“工作”了一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象，即催化能力開始下降，最后失去催化能力，因?yàn)槿魏蔚鞍踪|(zhì)分子都有一定的壽命,44,溫度和酸堿度通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響酶促反應(yīng)速率的而底物濃度和酶的濃度通過(guò)影響底物與酶的接觸來(lái)影響酶促反應(yīng)速率，并不影響酶的活性。,45,催化光反應(yīng),葉綠體基粒（類囊體）,催化暗反應(yīng),葉綠體基質(zhì),催化DNA復(fù)制,解旋酶.DNA聚合酶,細(xì)胞核、葉綠體、線粒體,催化DNA轉(zhuǎn)錄,RNA聚合酶,細(xì)胞核、葉綠體、線粒體,逆轉(zhuǎn)錄酶,催化RNA逆轉(zhuǎn)錄,提取目的基因切割載體,連接互補(bǔ)的粘性末端,限制性核酸內(nèi)切酶,DNA連接酶,催化有氧呼吸,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,催化無(wú)氧呼吸,細(xì)胞溶膠,催化ATP形成,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體,46,0123456789101112,PH,反應(yīng)速度,胃蛋白酶,淀粉酶（植物）,淀粉酶（唾液）,胰蛋白酶,47,幾種酶的最適溫度,48,1取一支大試管加入一定量的淀粉，后加入一定量的唾液淀粉酶依次置于0、10、20、30、80環(huán)境下，測(cè)定有機(jī)物的分解總量如下圖，請(qǐng)依圖畫出在0-80的環(huán)境中酶的活性變化曲線（PH適宜）,49,2下圖表示某種有機(jī)物加入酶后，置于0至80環(huán)境中，有機(jī)物的分解總量與溫度的關(guān)系圖。根據(jù)該圖判斷，如果把這些物質(zhì)置于80至0的環(huán)境中處理，符合其關(guān)系的是右下圖A、B、C、D中的（）,B,50,3圖為某酶在不同溫度下反應(yīng)曲線和時(shí)間的關(guān)系，從圖中不能獲得的信息是(),A.酶反應(yīng)的最適溫度B.酶因熱而失活C.酶反應(yīng)生成物量與時(shí)間的關(guān)系D.酶反應(yīng)速度和酶量的關(guān)系,D,51,4圖1-9表示酶活性與溫度的關(guān)系，下列敘述正確的是（）A.當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性下降B.當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升C.酶活性在t2時(shí)比t1高，故t2時(shí)更適合酶的保存D.酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重,B,52,5變式：下圖中縱坐標(biāo)表示酶促反應(yīng)速度，橫坐標(biāo)表示底物濃度，其中能正確表示酶量增加1倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的是（）,B,53,6胰蛋白酶作用于一定量的某種物質(zhì)（底物），溫度保持最適溫度37，pH保持在最適值，生成物量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如右圖，請(qǐng)回答下列問題：（1）該酶作用的底物是。（2）在140分鐘后，曲線變成水平，這是因?yàn)?。?）增加胰蛋白酶濃度，其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谠瓐D上畫出生成物量變化的示意曲線。,蛋白質(zhì),底物量一定，底物已經(jīng)被消耗完,（4）若胰蛋白酶濃度和其他條件不變，反應(yīng)液pH由2逐漸升高到10，則酶催化反應(yīng)的速度將,原因是。,不變,在pH2時(shí)酶已經(jīng)失活,54,某一不可逆化學(xué)反應(yīng)在無(wú)酶和有酶催化時(shí)均可以進(jìn)行，當(dāng)該反應(yīng)在無(wú)酶條件下進(jìn)行到時(shí)間t時(shí)，向反應(yīng)液中加入催化該反應(yīng)的酶。下圖中能正確表示加酶后反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化趨勢(shì)的曲線是（）A.甲B.乙C.丙D.丁,D,55,8甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是（）A.甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B.甲酶是不可能具有催化功能的RNAC.乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D.乙酶活性改變是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)改變,7關(guān)于酶的敘述，正確的是（）A.酶提供了反應(yīng)過(guò)程所必需的活化能B.酶活性的變化與酶所處的環(huán)境的改變無(wú)關(guān)C.酶結(jié)構(gòu)的改變可導(dǎo)致其活性部分或全部喪失D.酶分子在催化反應(yīng)完成后立即被降解成氨基酸,C,B,56,9下列有關(guān)酶的敘述正確的是（）A.