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第三部分細胞的能量供應和利用3-1細胞代謝的條件一一酶和ATP【閱讀教材,完成基礎學問的歸納與整理】一、細胞代謝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。(P78,第一段)※細胞代謝※二①細胞代謝的本質(zhì)是細胞內(nèi)發(fā)生的各種化學反應。②中學階段的5個化學反應式1、酶的化學本質(zhì): ,絕大多是酶是 ,少數(shù)酶是化學本質(zhì)絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA合成原料氨基酸核糖核昔酸合成場所核糖體細胞核和細胞質(zhì)2、生理功能:具有(1)催化作用:加快反應速率,反應前后無變更。(2)催化原理:(使反應在溫順條件下快速進行)(3)活化能:分子從轉(zhuǎn)變?yōu)楹啙嵃l(fā)生化學反應的所須要的能量※活化能※能八_ aa:無催化劑量/AHIb:無機催化劑※關于酶的正確與錯誤表述※正確* 鐲送說法※腺酶的作用※催化尿素分解(P83,第三段)■4.一S二丁^化學本歷有機樹或養(yǎng)部是茶白酶.少的為RNA)的的化學本歷是查白歷,或蛋白歷削是種旻本單位筑里被魂樓幡核首較合房場所核標體或e胞核橫■體作用場所既可套組胞內(nèi),也可在細胞外、體外發(fā)持作用只在紙胞內(nèi)起催化作用作用機理幡化已存在的化學反應,降低化學反應的活化18.改變化學反應的速率產(chǎn)生新的化學反應,或擅供化學反應的活化觸,政改變反應方向和平密案效、?/1“]L1卜一1L、?/比自去土^卜4M44岳1]二〃山立※具酶與激素※TOC\o"1-5"\h\z(6)線粒體中有催化葡萄糖分解的酶( )⑺人體中酶的活性受溫度、pH的影響,并只能在人體內(nèi)中起作用 ( )(8)在最適溫度和pH值條件下,最適合酶的保存( )(9)酶的基本組成單位是氨基酸或脫氧核甘酸( )(10)酶分子在催化反應完成后立刻被降解成氨基酸 ( )五、ATP1、ATP的結構(1)組成元素: (2)組成單位:3個、2個、1個(腺喋吟+核糖)(3)結構簡式: 2、ATP的功能:干脆能源物質(zhì),比方為細胞的能量通貨※特別提示※①ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應,因為轉(zhuǎn)化過程中的所需酶、能量來源和去路及反應場所都不完全相同,但是物質(zhì)是可循環(huán)利用的。②動物和植物體內(nèi)ATP的來源不同,動物主要通過細胞呼吸產(chǎn)生,場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體;植物的形成途徑包括細胞呼吸和光合作用的光反應階段,場所包括細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,光反應階段產(chǎn)生的ATP僅用于光合作用的暗反應,其他生命活動所需能量由細胞呼吸來供應。③主動運輸、胞吞、胞吐;物質(zhì)的合成與分泌;細胞分裂;神經(jīng)傳導(“神經(jīng)傳導”在神經(jīng)纖維上靜息電位的維持及動作電位的產(chǎn)生都須要消耗ATP;在突觸上,進行神經(jīng)遞質(zhì)的合成與釋放);肌肉收縮等都須要消耗ATP(耗能)。八J~八川〒生,入n口~々/葉生八J'口[人.生\J二皿八、飛y,丁,U'j-JTTT々、十生/日"々T里二日二1^~6-③細胞內(nèi)的化學反應,吸能反應伴隨ATP的水解,放能反應伴隨ATP的合成。(P89,最終一段)[點評]:哪些反應屬于吸能反應,哪些屬于放能反應?見后面的歸納。⑼增加酶的物質(zhì)量,酶促反應的產(chǎn)物量隨之增加( )【重、難點】一、與酶有關的曲線分析.什么是酶活性?酶對化學反應的催化效率,稱為酶活性.怎樣表示酶的活性大?。客ǔR詥挝粫r間內(nèi)底物削減的量或產(chǎn)物生成的量(即反應的速度)來表示酶活性的大小。.表示酶高效性的曲線說明:(1)催化劑可加快化學反應速率,與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達到化學反應平衡所需時間,不變更更學反應的平衡點。(3)酶只能催化已存在的化學反應。.表示前專一性(1)表示酶專一性的圖解說明:①A表示酶,B表示被催化的反應物;②酶和被催化的反應物分子都有特定的結構。(2)表示酶專一性的曲線說明:①在A反應物中加入酶A,反應速率較未加酶時明顯加快,說明酶A催化底物A參加反應;②在A反應物中加入酶B,反應速率和未加酶時相同,說明酶B不催化底物A參加反應。.影響酶活性的曲線.底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響說明:(1)甲圖:在酶量確定的條件下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快,但當?shù)孜镞_到確定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應速率不再增加。(2)乙圖:在底物足夠,其他條件適宜的狀況下,酶促反應速率與酶濃度成正比。※影響酶促反應速率的因素※①溫度、PH——通過影響酶的活性影響反應速率②酶的濃度(酶的量)③底物濃度D.當pH為任何一固定值時,試驗結果都可以證明溫度對反應速率的影響[例2]:如圖1為溫度對酶促反應速率的影響示意圖,圖2的實線表示在溫度為a的條件下生成物量與時間的關系。則圖2中可表示當溫度提高一倍時生成物量與時間的關系的曲線是()A.曲線1 B.曲線2 C.曲線3 D.曲線4[例3]:下面兩圖分別表示在最適溫度和pH條件下,過氧化氫的酶促反應隨H202濃度和時間變更產(chǎn)生的02量變更曲線,有關的說法正確的是( )ab段產(chǎn)生的緣由是過氧化氫酶的活性增加be段產(chǎn)生的緣由是過氧化氫酶數(shù)量(濃度)有限C.溫度降低時,e點不移,d點左移D.H202量增加時,e點不移,d點左移[例4]:某生物小組用某種酶進行了三組試驗,有關試驗的結果如圖所示,下列說法正確( )A.本試驗探討的酶有麥芽糖酶和蔗糖酶B.三組試驗能夠證明酶具有專一性、高效性和溫順性C.通過試驗可以證明該種酶活性最大時的條件接近30℃.pH=7D.pH=5或溫度為20。(2條件下酶活性下降的緣由相同二、相關試驗(-)比較過氧化氫在不同條件下的分解速率(驗證酶高效性的試驗)1、原理:簇新的肝臟中含有過氧化氫酶,F(xiàn)e3+是一種無機催化劑,它們都可以催化過氧化氫酶分解成水和氧。視察比較產(chǎn)生氣泡的量,以及收集到的氧氣使無火焰的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度得出結論。2、試驗方案①比照原則 ②單一變量原則3、留意事項(1)為何要選簇新的肝臟?(2)為何要選動物的肝臟組織來做試驗,其他動植物的組織的研磨液能替代嗎?(3)相同質(zhì)量的塊狀肝臟和肝臟研磨液,哪一個催化效果好?為什么?(4)滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時,可否共用下個吸管?為什么?※試驗中的平衡等量※①全部用生物材料要相同(數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等)信森建M蝮騏要槐,閡?小、型號等)都福廨州修據(jù)公情濃度、體積等)④所用處理方法要相同(培育條件等)②設置比照試驗原則4、試驗結果:淀粉酶可以催化淀粉水解而不能催化蔗糖水解反應5、試驗結論:酶具有專一性6、留意事項:(1)找出試驗中的自變量、因變量和無關變量。自變量: 因變量: 無關變量: (2)檢測反應物是否被分解的試劑能不能選用碘液?(3)保證蔗糖的純度和簇新程度是做好試驗的關鍵。假如蔗糖中混有少量的葡萄糖或果糖或蔗糖放置久了受細菌作用部分分解成單糖,則與斐林試劑共熱時能生成磚紅色沉淀,而得不到正確的試驗結論。(4)驗證酶的專一性,還可以有其他方法(三)探究溫度對酶活性的影響1、原理:溫度影依據(jù)是否出現(xiàn)21、原理:溫度影依據(jù)是否出現(xiàn)2、試驗設計思位蜀淀粉——色?麥辱的g.此藍色山現(xiàn)響酶的活性,從而影響淀粉的水解。滴加碘液,藍色及藍色的深淺來推斷酶的活性。路:淀粉n溫度淀粉n溫度F+淀粉酶n溫度F淀粉12溫度下+淀粉的12溫度下? ?? ?? ?淀粉In溫度下+淀粉酶In溫度E檢測是否碘液出現(xiàn)藍色 f及藍色深淺3、方案:4、留意事項:(1)找出試驗的自變量、因變量和無關變量自變量:因變量: 無關變量: (2)至少要設置幾個溫度?(3)為什么裝有淀粉和淀粉酶溶液的試管要先各自由所限制溫度下處理一段時間?(4)能用斐林試劑代替碘液嗎?(5)本試驗能用過氧化氫酶催化過氧化氫的分解來探究嗎?(四)探究PH對酶活性的影響1、原理:①2IP過"化復仁2卜一一>②pH可影響酶活性,從而影響02的產(chǎn)生量,據(jù)02產(chǎn)生量的多少可推斷pH對酶活性的影響。2、試驗步驟3、留意事項:(1)找出試驗的自變量、因變量和無關變量自變量: 因變量: 無關變量: (2)本試驗第2步與第3步能否對調(diào),為什么?(3)本試驗能用淀粉酶催化淀粉水解來探究嗎?[例1]:下列有關酶的試驗設計思路正確的是()A.利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響B(tài).利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗證酶的專一性C.利用過氧化氫、簇新的豬肝研磨液和氯化鐵溶液探討酶的高效性D,利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗證pH對酶活性的影響[例2]:20世紀60年頭后,醫(yī)院起先用淀粉酶替代酸來分解淀粉。如圖所示為某同學探究不同pH條件下淀粉酶對淀粉的分解作用的試驗結果。據(jù)圖分析,下列說法不正確的是( )A.應先將各組試管溶液pH分別調(diào)到設定數(shù)值再混合B.pH為3和9的兩支試管中淀粉酶的活性相同C.將pH為13的溶液調(diào)到pH為7后試管中淀粉含量基本不變D.淀粉酶降低淀粉分解反應活化能的作用比酸更顯著[例3]:有些酶必需在某些特定物質(zhì)存在的條件下才具有活性。下列是有關某種酶的試驗,處理方式及結果如下表及下圖所示。依據(jù)結果推斷,敘述不正確的是()A.甲物質(zhì)可能激發(fā)該酶的活性B.35分鐘后試管II中反應物已被消耗殆盡C.該酶在80。。的環(huán)境下已經(jīng)失活D.該酶在中性環(huán)境中的活性比在弱堿性環(huán)境中高[例4]:某校生物愛好小組通過完成“探究溫度對酶活性的影響”這一試驗獲得如左下圖所示的試驗結果,圖中顯示,溫度為T1和T2時,淀粉酶的活性相同。為驗證這一結論,他們又進一步設計了如下試驗。請分析并回答相關問題。⑴試驗步驟:①取四支試管,編號為a、b、c、d,向a、b試管中各加入51nL質(zhì)量分數(shù)為
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