第8講降低化學(xué)反應(yīng)活化能酶和細(xì)胞中能量通貨--ATP

1、第8講降低化學(xué)反應(yīng)活化能酶和細(xì)胞中能量通貨-ATP考點(diǎn)一降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶的產(chǎn)生、作用、本質(zhì)和分類 1、酶的作用機(jī)理：酶 （能或不能）為反應(yīng)提供能量，酶是通過降低化學(xué)反應(yīng)的 來提高反應(yīng)速度。2、酶的本質(zhì)及生理功能：酶的本質(zhì)各項(xiàng)比較：不能活化能化學(xué)本質(zhì)絕大多數(shù)是 。 少數(shù)是 。 合成原料 合成場所 來源一般來說， 細(xì)胞都能產(chǎn)生酶生理功能 作用原理 蛋白質(zhì)RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細(xì)胞核活 具有生物催化作用降低化學(xué)反應(yīng)的活化能酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：A、試劑鑒定法：使用的試劑是 。 證明某種酶是蛋白質(zhì)還是RNA實(shí)驗(yàn)組1：待測酶液 試劑是否出現(xiàn) 反應(yīng)實(shí)驗(yàn)組2：待測酶液 染液是否呈現(xiàn) 色對照

2、組1：已知蛋白液雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)對照組2：已知RNA溶液吡羅紅染液出現(xiàn)紅色雙縮脲試劑和吡羅紅染液雙縮脲試劑吡羅紅染液紫色紅色B、利用酶的專一性原理進(jìn)行證明：待測酶溶液 進(jìn)行催化實(shí)驗(yàn)待測酶溶液 進(jìn)行催化實(shí)驗(yàn) 測定酶的活性酶的生理功能：蛋白酶RNA水解酶a.在催化某一反應(yīng)時(shí)，與其他一般無機(jī)催化劑一樣，能顯著降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但并不改變反應(yīng)的方向和平衡常數(shù)；b.反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化。（13年全國課標(biāo)卷）關(guān)于酶的敘述，錯(cuò)誤的是 A同一種酶可存在于分化程度不同的活細(xì)胞中B低溫能降低酶活性的原因是其破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)C酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)

3、反應(yīng)速度D酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的底物（14年福建卷）用蛋白酶去除大腸桿菌核糖體的蛋白質(zhì)，處理后的核糖體仍可催化氨基酸的脫水縮合反應(yīng)。由此可推測核糖體中能催化該反應(yīng)的物質(zhì)是A.蛋白酶 聚合酶 C.RNA D.逆轉(zhuǎn)錄酶（2012海南）下列操作中，不可能導(dǎo)致淀粉酶活性發(fā)生變化的是A.淀粉酶溶液中加入強(qiáng)酸 B.淀粉酶溶液中加入蛋白酶C.淀粉酶溶液中加入淀粉溶液 D.淀粉酶經(jīng)高溫烘干制成粉劑二、酶的特性：1、比較過氧化氫在不同條件下的分解速率：實(shí)驗(yàn)原理：過氧化氫溶液在酶或其他催化劑的作用下可以分解產(chǎn)生氧氣，氧氣可以助燃，通過觀察帶火星木條復(fù)燃的程度判斷氧氣產(chǎn)生的快慢。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：試

4、管號(hào) 3%H2O2量實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果分析氣泡多少1234自然狀態(tài)90水浴FeCl32滴肝臟研磨液2滴2ml2ml2ml2ml很少較多很多幾乎無H2O2自然分解緩慢加熱能促進(jìn) H2O2分解Fe3+能催化H2O2分解H2O2酶有催化 H2O2分解的作用，且效率高A、酶具有 作用，同無機(jī)催化劑一樣都可加快化學(xué)反應(yīng)速率。 B、酶具有 ，與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：催化高效性2、酶的專一性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)原理：用淀粉酶分別催化淀粉和蔗糖后，再用斐林試劑鑒定，根據(jù)是否有磚紅色沉淀來判定淀粉酶是否對二者都有催化作用，即可驗(yàn)證酶的專一性。淀粉（ 糖）蔗糖（ 糖）酶酶+糖+試劑沉淀非還原性非還

5、原性淀粉蔗糖麥芽糖葡萄糖果糖還原性斐林磚紅色實(shí)驗(yàn)程序：探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用 1 1號(hào)試管 2號(hào)試管 注入3%的可溶性淀粉溶液 注入3%的蔗糖溶液 注入新鮮淀粉酶溶液 2振蕩，50溫水保溫 3注入斐林試劑，并振蕩 460水浴加熱 5現(xiàn)象記錄 2ml2ml2ml2ml5min5min2ml2ml2min2min生成磚紅 色沉淀無磚紅 色沉淀結(jié)論：淀粉酶只能催化 水解，不能催化 水解，酶催化具 。 淀粉蔗糖專一性 (1)證明酶的專一性實(shí)驗(yàn)中，既可以用不同的底物作自變量，也可以用不同的酶作自變量(底物相同)。即：(2)實(shí)驗(yàn)所用淀粉酶的來源不同，則所需控制的溫度也不同。若來源于植物，其最適溫度為

6、4050；若來自人體，則最適溫度為37左右。特別提醒： 淀粉 麥芽糖 碘液 碘液 藍(lán)色 無藍(lán)色出現(xiàn)溫度通過影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。* 溫度對酶活性的影響(1)原理解讀淀粉酶3、酶的作用具有溫和性（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：淀粉t1溫度處理+淀粉酶t1溫度處理淀粉t2溫度處理+淀粉酶t2溫度處理淀粉tn溫度處理+淀粉酶tn溫度處理分別在各自的溫度下保溫一段時(shí)間碘液檢測是否出現(xiàn)藍(lán)色或以及藍(lán)色的深淺（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序：淀粉淀粉酶各自在所控制的溫度下處理一段時(shí)間淀粉與相應(yīng)溫度的淀粉酶混合在各自控制的溫度下保溫一段時(shí)間滴加碘液，觀察顏色變化本實(shí)驗(yàn)不

7、宜選用斐林試劑，因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同的溫度。本實(shí)驗(yàn)不宜選用過氧化氫酶催化H2O2分解，因?yàn)檫^氧化氫在加熱的條件下分解也會(huì)加快。特別提醒*pH對酶活性的影響(1)原理解讀2H2O2 2H2OO2pH通過影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量，可用點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)氧氣生成量的多少。過氧化氫酶(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序取n支試管分別加入等量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液用鹽酸或NaOH溶液調(diào)出不同的pH (如、9.0)分別滴加等量的同種新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液用點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香來檢驗(yàn)氧氣的生成情況。本實(shí)驗(yàn)中也可將過氧化

8、氫酶和H2O2分別調(diào)至同一pH再混合，以保證反應(yīng)一開始便達(dá)到預(yù)設(shè)pH。本實(shí)驗(yàn)不宜選用淀粉酶催化淀粉分解，因?yàn)榈矸勖复呋牡孜锏矸墼谒嵝詶l件下也會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。特別提醒：平衡點(diǎn)加低濃度酶加無機(jī)催化劑不加催化劑T0時(shí)間加高濃度酶酶相關(guān)曲線分析酶高效性曲線在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過這一范圍，酶的催化作用逐漸減弱。過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶變性失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。從丙圖可以看出：反應(yīng)溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。催化速率底物濃度C0催化速率酶濃度條件:底物足夠底物濃度曲線酶濃度曲線條件:酶量一定,其他外

9、界條件適宜（13海南生物卷）關(guān)于溫度對酶活性影響的敘述，錯(cuò)誤的是A不同酶的最適溫度可能相同B隨著溫度降低，酶促反應(yīng)的活化能下降C酶活性最高時(shí)的溫度不適合該酶的保存D高溫下酶失活是酶空間結(jié)構(gòu)破壞的結(jié)果考點(diǎn)三 細(xì)胞中的能量通貨-ATP1、ATP的結(jié)構(gòu)：（1）中文名： 磷酸腺苷實(shí)際上是組成 的一種核苷酸，既 。（2）ATP的結(jié)構(gòu)簡式： 其中A代表： T代表： P代表： 。（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：蘊(yùn)含兩種磷酸鍵即 鍵和 鍵在一定條件下 的高能磷酸鍵容易斷裂或重新形成。RNA腺嘌呤核糖核苷酸腺苷三個(gè)磷酸普通磷酸鍵高能磷酸鍵遠(yuǎn)離腺苷（A）2、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：（1）過程： （2）反應(yīng)式：反應(yīng)從右往左進(jìn)行時(shí)

10、，能量來自：反應(yīng)從左往右進(jìn)行時(shí)，能量來自：此反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)？為什么？ 光能(光合作用)，化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。但物質(zhì)是可循環(huán)利用的。（3）ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的比較：ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式 所需酶 能量來源能量去路反應(yīng)場所（4）ATP和ADP在生物體內(nèi)的含量以及轉(zhuǎn)化的速度：某瞬間的含量 ，一天中轉(zhuǎn)化總量 ，原因是 。 ADPPi能量ATPATP ADPPi能量ATP合成酶ATP水解酶光能(光合作用)，化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量儲(chǔ)存于形成的

11、高能磷酸鍵中用于各項(xiàng)生命活動(dòng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位很低很多ATP和ADP轉(zhuǎn)化的速度很快3、ATP的利用（1）ATP可用于 、生物發(fā)電和發(fā)光、 、 、大腦思考等。（2）細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)一般與 相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與 相聯(lián)系。能量通過 在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間循環(huán)流通。正是由于細(xì)胞內(nèi)具有ATP這種能量“通貨”，細(xì)胞才能及時(shí)而持續(xù)地滿足 對能量的需求。細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸 肌細(xì)胞收縮 細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng) ATP的水解反應(yīng) ATP的合成 ATP分子 各項(xiàng)生命活動(dòng) 討論：生物體內(nèi)的能源及能源物質(zhì)1、生物體內(nèi)貯存能量的有機(jī)物有：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)2、細(xì)胞中重要的能源物質(zhì)：葡萄糖3、植物細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：淀粉4、動(dòng)物細(xì)胞中重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：糖原5、生物體內(nèi)儲(chǔ)存能量的物質(zhì)：脂肪6、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)：7、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能量物質(zhì)：糖類ATP8、生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的最終能源：光能(2)不含葉綠體的細(xì)胞通過細(xì)胞呼