必修1降低化學反應活化能的酶、細胞的能量“通貨”(一)

1、第5章細胞的能量供應和利用“通貨” ATP考綱內(nèi)容能力要求命題展望1.酶在代謝中的作用II2. ATP在能量代謝中的作用II1.以酶的作用、本質(zhì)、特性設(shè)置新3.光合作用的基本過程II的實驗背景，以非選擇題形式命制探4.影響光合作用速率的環(huán)境因素II究實驗5.細胞呼吸II2.以綠色植物為實驗對象，以非6.探究影響酶活性的因素選擇題形式考查光合作用、呼吸作7.葉綠體色素的提取和分離用、物質(zhì)循環(huán)、能量流動等知識8.探究酵母菌的呼吸方式第1、2節(jié) 降低化學反應活化能的醐、細胞的能量一、細胞代謝1 .概念：細胞中每時每刻都進行著許多化學反應，統(tǒng)稱為細胞代謝。2 .作用：是細胞生命活動的基礎(chǔ)。3 .細胞代

2、謝能在溫和條件下快速進行，是由于酶的催化作用。二、酶1 .活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。酶的催化 效率高，是因為同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。2 .概念酶是運細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNAO3 .特性(1)高效性:酶的催化效率大約是無機催化劑的1071013倍。(2)專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。(3)酶的作用條件較溫和:酶在最適宜的溫度和pH條件下,其活性最高。溫度和pH偏 高或偏低，酶的活性都明顯降低。三、ATP1 .生理功能：細胞生命活動所需能量的直接來源。2 .結(jié)構(gòu)簡式APPP,中文名稱

3、是三磷酸腺昔。3 . ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化幅1.能量ATPkADP+Pi +物24 . ATP的形成途徑子(1)自養(yǎng)生物如光合細菌、藻類、綠色植物等的ADP轉(zhuǎn)化成ATP的能量有兩個來源，即來源于光合作 用和細胞呼吸:化能合成細菌是來自外界無機物的氧化(即)化能合成作用和細胞呼 喔(2)異養(yǎng)生物如人、動物、絕大多數(shù)細菌、真菌等，ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需要的能量來自細胞內(nèi)叫邀 正里過程中釋放出來的能量和高能磷酸化合物磷酸肌酸水解釋放的能量。5 .意義能量通過ATP分子在吸能反應和放能反應之間的循環(huán)流通，保證了生命活動所需能量的持續(xù)供應。酶的本質(zhì)及驗證1.酶的本質(zhì)及生理功能化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白

4、質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料朝基酸核糖核甘酸合成場所核糖體細胞核(其核生物)來源一般來說，活細胞都能產(chǎn)生酶生理功能生物催化作用作用原理降低化學反應的活化能6 .酶化學本質(zhì)的實驗驗證(1)證明某種酶是蛋白質(zhì)實驗組：待測酶液+雙縮腺試劑一是否出現(xiàn)紫色反應。對照組：己知蛋白液+雙縮麻試劑一出現(xiàn)紫色反應。(2)證明某種酶是RNA實驗組：待測酶液+毗羅紅染液一是否呈現(xiàn)紅色。對照組：已知RNA溶液+毗羅紅染液一出現(xiàn)紅色。【突破題1】下列有關(guān)酶的敘述中，正確的是()A.合成ATP與分解ATP的酶相同B.酶只能在細胞內(nèi)起催化作用C.高溫和低溫都會使酶永久失活D.酶在0C左右時空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定【解題指導】合成ATP與

5、分解ATP的酶不相同，前者是合成酶，后者是分解酶：有些酶能 在細胞外起催化作用：低溫不會使酶永久失活，只是抑制了酶的活性，此時的酶最穩(wěn)定。【答案】DO通過實驗驗證酶的催化作用和高效性1 .實驗原理(1)鮮肝提取液中含有過氧化氫酶。過氧化氫酶和Fe3+都能催化H:0:分解，放出0：2 .實驗步驟、注意事項及變量、對照的分析實臉步咪變量和對照注意問題及解釋、2、3、4號：分別加自變,.；不訃11,（）2接觸皮膚（112。2行A. 2ml溶液水浴加一定的腐蝕性2號：9；廠水浴加熱、鼻4 %溶液觀察氣泡的立生速度.分等級記執(zhí)和肝臟研磨液錄（氣泡數(shù)家川用'較多、多、- 般、少'或用“ ”

6、的多少來衣示）因變吊;：。不可用同一支滴管3號:加入2滴H。分解的肝朋研磨液必須是斷鮮的（過Fell溶液速度（用產(chǎn)生氧化氫酶是蛋白質(zhì)放假過久.號：加入2滴肝氣泡數(shù)量多受細菌作川分解,活件降儉臟研磨液少才灰，穴）珍J羹制成研磨液（增加幅 與底物的接觸面積）點燃的衛(wèi)生香分1號試管放衛(wèi)生杏時的動作坎快.不知市別放入3號和：為對照組.2、到氣泡中（1號試管:產(chǎn)4氣泡號狀管內(nèi)液而13、1號試管多時間比.烈復燃；，弓,試管：方.觀察復燃怙況取實驗組氣泡少時間長,幾乎尢變化）3 .實驗結(jié)論（1）酶具有催化作用，同無機催化劑一樣都可加快化學反應速率。（2）酶具有高效性，與無機催化劑相比，酶的催化效率更高。【突

7、破題2】在驗證酶具有高效性的實驗時，酶濃度、溫度等條件適宜且不變，過氧化氫被 分解的速率曲線如圖5 11所示，則下列說法中正確的是（）圖 51A.曲線表明酶具有高效性B.濃度a對應曲線比濃度b對應曲線的酶活性高C.濃度a大于濃度bD.該實驗的實驗變量為反應物濃度【解題指導】酶的高效性是針對無機催化劑而言的，本題中的三個反應都為酶催化的反應： 三條曲線的最大區(qū)別是達到平衡點所需的時間不同。據(jù)圖可知，達到平衡點所需時間濃度a 小于濃度b,其原因是在酶活性相同的條件下，反應物濃度越低，完成反應所需時間就越短, 所以濃度a小于濃度b。【答案】D通過實驗驗證酶的專一性1 .實驗原理(1)淀粉酶能催化淀粉

8、產(chǎn)生還原性的麥芽糖，但不能催化蔗糖(非還原糖)。(2)斐林試劑能使還原糖產(chǎn)生磚紅色沉淀。2 .實驗程序注意事項：(1)實驗選用蔗糖，不能用還原性的糖(如葡萄糖或果糖等)，否則影響實驗結(jié)果。(2)實驗中要將試管的下部浸在溫水中，以創(chuàng)造試管內(nèi)淀粉酶所需的適宜溫度條件，使淀粉 酶的催化能力最強。(3)制備的可溶性淀粉溶液，一定要冷卻后才能使用，因為溫度過高會使酶活性降低甚至失 去催化能力。(4)在淀粉酶分解淀粉和蔗糖的實驗中鑒定試劑只能用斐林試劑而不能用碘液。(5)酶和反應底物不能同時加入。(6)淀粉酶的來源不同，其最適溫度也不一定相同，在保溫時必須加以考慮。市售的淀粉酶 的最適溫度一般在60C左右

9、，唾液淀粉酶的最適溫度為37C。【突破題3 (2010年深圳一模)下表是某同學為驗證酶的專一性而設(shè)計的實驗方案，ad 代表試管，代表實驗步驟。對該實驗方案的有關(guān)評價中，錯誤的是()淀粉溶液2 mL |蔗糖溶液2 mL|唾液淀粉酶溶液2 mL唾液淀粉酶溶液2 mL5065溫水中水浴加熱10 min將c倒入a,將d倒入b5065溫水中水浴加熱10 min加入現(xiàn)配的斐林試劑溶液2 mL37c恒溫水浴觀察并記錄顏色變化A.淀粉酶的用量屬于自變量 B.和會影響酶的活性C.、和的溫度設(shè)置錯誤D.和的順序有誤【解題指導】自變量是底物種類，淀粉酶的用量屬于無關(guān)變量；和是高溫，會影響酶的 活性：、和的溫度設(shè)置錯

10、誤，應是、為37恒溫水浴，為5065溫水中水 浴加熱，才能產(chǎn)生磚紅色沉淀；和的順序應反過來?！敬鸢浮緼通過實驗探究影響酶活性的條件1.溫度對酶活性的影響(1)原理解讀淀粉遇碘后，形成紫藍色的復合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麥芽糖和葡萄糖(淀粉水解過程中，不同階段的中間產(chǎn)物遇 碘后，會呈現(xiàn)紅褐色或紅棕色)。麥芽糖和葡萄糖遇碘后不顯色。方法步驟諫作變量和 對照注點問腿及解釋取M皮瓜管.編號.分 劃注入2 niL可熔性 淀粉溶液注入量要一致，以減少無關(guān) 變量另取3支試管編號.分到注入1 ml.新鮮 淀粉海游液日變注入量要一致，以減少無關(guān) 變量將裝有淀粉溶液和脂量也度不能用不同溫度處理要混介溶液的試

11、管分成3維因變的淀粉溶液和瓶溶液（防止分別放入熱水（約量：淀粉混吊時，由于兩種溶液的溫60t）、狒水和冰塊中、分解量度不同而使混合后溫度發(fā)生唯持纖自的溫度3 min（也可用 &否出 現(xiàn)藍色 及藍色 的深淺變化.影響實驗結(jié)果）分別將淀粉醉溶液注 入相同溫度下的淀粉 溶液中,搖勾后,維持 各自的溫度5 min保持人自溫度時間不能太 短（淀粉梅催化淀粉水脩需 要一定時間）不信?。┑庖翰荒艿渭犹嘣?支試管中各滿人1木實驗不宜選用斐林試劑12滴碘液.搖勻后觀（斐林試劑與還原蒯只有在察這3支試管中溶液加熱的條件下才有傳紅色沉顏色變化并記錄淀生成，而該實臉需嚴格控 制不同的溫度）2. pH對酶活性

12、的影響（1）原理解讀淀粉遇碘后，形成紫藍色的復合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麥芽糖和葡萄糖（淀粉水解過程中，不同階段的中間產(chǎn)物遇 碘后，會呈現(xiàn)紅褐色或紅棕色。）麥芽糖和前萄糖遇碘后不顯色。斐林試劑與可溶性的還原糖（麥芽糖、葡萄糖等）在加熱條件下，生成磚紅色沉淀。（2）實驗步驟（注意操作順序不能錯）序號加入試劑或處理方法試管131注入新鮮的淀粉酹溶液1 mL1 mL1 mL2注入蒸饋水1 tnL3注入氫氧化鈉溶液1 mL4注入鹽酸f1 mL5注入可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL660X'水浴保溫5 min.,加入斐林試劑.邊加邊振蕩mL2 mL8水浴加熱煮沸1 min9觀察3支試

13、管中溶液顏色變 化并記錄【易錯易混】探究溫度對酶活性影響的實驗中，不能用過氧化氫酶催化過氧化氫分解，因為過氧化 氫在加熱的條件下分解會加快。溫度和pH是通過影響酶的活性而影響酶促反應速率的。【突破題4】幾位同學在探索pH對。一淀粉酶活性的影響)時，設(shè)計的實驗方案如下。 其中操作順序最合理的是()在三個試管中各加入可溶性淀粉溶液2 mL在三個試管中各加入新鮮的a -淀粉酶溶液1 mL置于適宜溫度下保溫5 min分別置于100C、60、0環(huán)境中保溫5 min加入斐林試劑后，水浴加熱，觀察現(xiàn)象將試管中溶液的pH分別調(diào)到3、7、11,保持5 minA.(B.C.®<§)D.【

14、解題指導】在加底物前一定要先控制好酶的pH,由于是探索pH對a 淀粉酶活性的影響, 所以pH為自變量，溫度為無關(guān)變量?！敬鸢浮緿ATP的結(jié)構(gòu)及再生途徑1. ATP的結(jié)構(gòu)(DATP的結(jié)構(gòu)簡式：APPP,兩個高能磷酸鍵位于遠離腺背的一側(cè)，一個普通化學鍵 與腺昔相連。A代表腺甘，由核糖和腺嗓吟構(gòu)成：P代表磷酸?！耙弧贝砥胀ɑ瘜W鍵，“”代表高能磷酸鍵。T代表3個：D代表2個(ADP)： M代表1個(AMP)。(3)ATP. ADP、AMP的相互轉(zhuǎn)化(下式只表示主要物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化)酶 的ATP（4） ATP的各種小分子物質(zhì)O （7 m 腺苜AMP磷腋核林；腺I吸令c>c_x>ctADFAT

15、P2. ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化植物細菌真菌七光合作用/*色短收,傳通，轉(zhuǎn)化（光反應）:九更 ADPS、/ f 11細胞呼吸:有機物一工?：7/胃乳或尢氧熱能一散失TPI化學能 ADP+PiATP的合成ATP的水解反應式酶ADP+Pi + 能量一ATP酶ATP ADP+Pi +能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能（光合作用），化學能（細胞呼吸）儲存在高能磷酸鍵中的能量能量去路1詣存于形成的高能磷酸鍵中用于各項生命活動反應場所91H胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位因此，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應。3. ATP的形成途徑動物 （1）含有葉綠體的細胞可通過光合作用、細胞呼

16、吸產(chǎn)生ATP,但是，在無光的條件下，只能 通過細胞呼吸產(chǎn)生ATP ,光合作用產(chǎn)生的ATP不能為各種生命活動提供能量，只能貯存在 有機物中。不含葉綠體的真核細胞通過細胞呼吸產(chǎn)生ATP在氧氣充足時進行有氧呼吸。在氧氣相對不足時，有氧呼吸和無氧呼吸同時進行。在無氧時，暫時通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP o細胞長時間無氧呼吸，將產(chǎn)生大量的酒精或乳 酸，使細胞中毒死亡。【易錯易混】生物體內(nèi)的能源物質(zhì)能源物質(zhì)一一糖類、脂肪、蛋白質(zhì)。主要能源物質(zhì)糖類。主要儲能物質(zhì)一一脂肪。直接能源物質(zhì)一一ATP（不是唯一）.根本能源一一光能。植物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)一一淀粉。動物細胞內(nèi)的儲能物質(zhì)糖原?！就黄祁}5】（2（川年東莞統(tǒng)考）美反應突"ATP黑2ADP4 Pi +能量”的敘述,正確的是（）A.