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1、第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶第2节 细胞的能量“通货”ATP第1课时教学目的教学目的:1.理解温度和理解温度和pH等条件对酶活性的影响等条件对酶活性的影响 2.能自主解读酶促反应速率的曲线能自主解读酶促反应速率的曲线教学重点教学重点:酶活性影响的条件及酶促反应速率的曲线解读酶活性影响的条件及酶促反应速率的曲线解读教学难点教学难点:酶促反应速率的曲线解读酶促反应速率的曲线解读考纲考纲考情考情 三年三年1919考考 高考指数：高考指数：1.1.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 2.ATP2.ATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用 【知识梳理知识梳理】(基础回顾基础
2、回顾)一、降低化学反应活化能的酶一、降低化学反应活化能的酶1.1.酶在细胞代谢中的作用：酶在细胞代谢中的作用：(1)(1)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多_。是细胞生命活动的基础。是细胞生命活动的基础。(2)(2)活化能：分子从活化能：分子从_转变为容易发生化学反应的转变为容易发生化学反应的_状态所需要的能量。状态所需要的能量。(3)(3)作用：作用：_，即催化作用。，即催化作用。(4)(4)意义：使意义：使_能在温和条件下快速进行。能在温和条件下快速进行。化学反应化学反应常态常态活跃活跃降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能细胞代谢细胞代谢2.2.酶
3、的本质：酶的本质：化学本质化学本质绝大多数是绝大多数是_少数是少数是_合成原料合成原料_合成场所合成场所_主要是细胞核主要是细胞核(真核生物真核生物)来源来源一般来说，活细胞都能产生酶一般来说，活细胞都能产生酶作用场所作用场所可在细胞内、外及体外发挥作用可在细胞内、外及体外发挥作用 蛋白质蛋白质RNARNA氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖体核糖体生理功能生理功能具有生物具有生物_作用作用作用原理作用原理降低化学反应的降低化学反应的_催化催化活化能活化能3.3.酶的特性：酶的特性：(1)(1)高效性：酶高效性：酶_的作用更显著。的作用更显著。(2)(2)专一性：一种酶只能催化专一性：一种酶只
4、能催化_反应。反应。(3)(3)作用条件温和：作用条件温和：_使酶永久失活。使酶永久失活。降低活化能降低活化能一种或一类一种或一类过酸、过碱、温度过高过酸、过碱、温度过高二、细胞的能量二、细胞的能量“通货通货”ATPATP1.ATP1.ATP的结构：的结构：(1)(1)组成元素：组成元素：_。(2)(2)简称：简称：_。(3)(3)结构简式：结构简式：_。(4)(4)各字母符号代表的含义：各字母符号代表的含义：A A_(_(腺嘌呤腺嘌呤+核糖核糖)；P P_；_(_(远离腺苷远离腺苷A A的高能的高能磷酸键容易断裂，也容易形成磷酸键容易断裂，也容易形成)。C C、H H、O O、N N、P P
5、三磷酸腺苷三磷酸腺苷A AP PP PP P腺苷腺苷磷酸基团磷酸基团高能磷酸键高能磷酸键2.ATP2.ATP与与ADPADP相互转化：相互转化：(1)(1)反应式：反应式：ATP ADP+Pi+ATP ADP+Pi+能量能量。(2)ATP(2)ATP的生成途径：的生成途径：动物、人、真菌和大多数细菌：动物、人、真菌和大多数细菌：_。绿色植物：呼吸作用和光合作用。绿色植物：呼吸作用和光合作用。3.ATP3.ATP的主要功能：细胞生命活动所需能量的的主要功能：细胞生命活动所需能量的_来源。来源。酶酶1 1酶酶2 2呼吸作用呼吸作用直接直接【盲点判断盲点判断】1.1.酶是活细胞产生的具有催化作用的物
6、质。酶是活细胞产生的具有催化作用的物质。()()2.(20112.(2011天津高考天津高考T1A)T1A)酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸。糖核苷酸。()()3.(20113.(2011海南高考海南高考T14D)T14D)酶分子在催化反应完成后立即被降酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。解成氨基酸。()()4.(20114.(2011天津高考天津高考T3B)T3B)酶通过为反应物供能和降低活化能来酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。提高化学反应速率。()()5.5.高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质不同。高温、低温都使酶活性降
7、低，二者的作用实质不同。()()6.6.生物体内生物体内ATPATP与与ADPADP的转化不是可逆反应。的转化不是可逆反应。()()7.7.细胞内含有大量的细胞内含有大量的ATPATP，用于细胞的各项生命活动。，用于细胞的各项生命活动。()()【盲点判断点拨盲点判断点拨】1.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，主要是蛋白质，还有少量为RNA。2.绝大多数酶是蛋白质，还有少量为RNA，故酶的基本组成单位为氨基酸或核糖核苷酸。3.酶作为有机催化剂，在反应前后性质和数量保持不变。4.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能为反应物提供能量。5.高温使蛋白质变性，从而使酶活性丧失。低温抑
8、制了酶的活性，在温度恢复时酶活性可恢复正常。6.可逆反应是发生在同一条件下的反应，在生物体内ATP与ADP相互转化条件明显不同，说明二者的转化反应不是可逆反应。7.ATP在细胞内的含量很少，但在细胞内会迅速产生，也会迅速被利用。【网络概览网络概览】考点一考点一 酶的作用原理和特性酶的作用原理和特性1.1.作用原理：作用原理：酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较，如图所示：酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较，如图所示：(1)(1)无催化剂催化的反应是曲线无催化剂催化的反应是曲线a a。(2)(2)有无机催化剂催化的反应是曲线有无机催化剂催化的反应是曲线b b。(3)(3)有酶催化的
9、反应是曲线有酶催化的反应是曲线c c。(4)(4)从三条曲线上看，发生反应所需的从三条曲线上看，发生反应所需的活化能：曲线活化能：曲线aa曲线曲线bb曲线曲线c c。(5)(5)无论是否有催化剂催化，反应的最无论是否有催化剂催化，反应的最终结果是不变的。终结果是不变的。2.2.酶的酶的特性特性：(1)(1)高效性高效性：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。(2)(2)专一性专一性：酶对底物有严格的选择性，决定了酶不能对特定：酶对底物有严格的选择性，决定了酶不能对特定底物以外的物质起催化作用。底物以外的物质起催化作用。(3)(3)作用条件温和作用条件温和：最
10、适宜条件下酶的活性最高，改变温度或：最适宜条件下酶的活性最高，改变温度或pHpH都会使酶活性降低。都会使酶活性降低。【高考警示高考警示】酶在代谢中作用的几点提醒酶在代谢中作用的几点提醒(1)(1)酶只能催化酶只能催化已存在已存在的化学反应。的化学反应。(2)(2)酶可以缩短化学反应达到平衡所需的时间，但酶可以缩短化学反应达到平衡所需的时间，但不改变不改变反应反应的平衡点。的平衡点。(3)(3)在反应前后，酶的化学性质在反应前后，酶的化学性质不变不变。(4)(4)只要只要条件适宜条件适宜，酶就可以发挥作用。，酶就可以发挥作用。(5)(5)只要是只要是活细胞活细胞均能产生酶。均能产生酶。【通关题组
11、通关题组】1.(1.(酶的本质酶的本质)(2014)(2014浙江模拟浙江模拟)上世纪科学家发现了一种上世纪科学家发现了一种RNasePRNaseP酶，是由酶，是由20%20%的蛋白质和的蛋白质和80%80%的的RNARNA组成的。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高组成的。如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高MgMg2+2+的浓度，他们发现留下来的的浓度，他们发现留下来的RNARNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明这一结果表明()()A.RNAA.RNA具有生物催化作用具有生物催化作用B.B.酶是由酶是由RNARNA和蛋白质组成的和蛋白质组成的C.C.
12、酶的化学本质是蛋白质酶的化学本质是蛋白质D.D.绝大多数酶是蛋白质，少数是绝大多数酶是蛋白质，少数是RNARNA【解题指南解题指南】解答本题需明确：解答本题需明确：(1)(1)留下的留下的RNARNA仍具有相同的催化活性。仍具有相同的催化活性。(2)(2)不是只有蛋白质可以作为酶。不是只有蛋白质可以作为酶。【解析解析】选选A A。RNasePRNaseP酶中的蛋白质除去后，提高酶中的蛋白质除去后，提高MgMg2+2+浓度，其中的浓度，其中的RNARNA仍具有该酶的催化活性，可以说明仍具有该酶的催化活性，可以说明RNARNA具有生物催化作用。具有生物催化作用。A【延伸探究延伸探究】若要通过实验证
13、明组成若要通过实验证明组成RNasePRNaseP酶的蛋白质无催化酶的蛋白质无催化作用，应进行怎样的操作？作用，应进行怎样的操作？提示：提示：用用RNARNA水解酶处理水解酶处理RNasePRNaseP酶，再与底物混合检测其有无酶，再与底物混合检测其有无催化活性。催化活性。RNaseP酶,是由20%的蛋白质和80%的RNA组成.2.(2.(酶的特性酶的特性)用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错用某种酶进行有关实验的结果如图所示，下列有关说法错误的是误的是()()A.A.图图1 1能说明该酶的最适催能说明该酶的最适催化温度为化温度为30 30 左右左右B.B.图图2 2能说明该酶一
14、定不是能说明该酶一定不是胃蛋白酶胃蛋白酶C.C.由图由图3 3可知酶具有高效性可知酶具有高效性D.D.由图由图4 4实验结果可知酶具实验结果可知酶具有专一性有专一性C【解题指南解题指南】解答本题的入手点：解答本题的入手点：(1)(1)理解酶的作用特点：改变到达平衡所需的时间，不改变平衡点。理解酶的作用特点：改变到达平衡所需的时间，不改变平衡点。(2)(2)酶促反应速率与酶活性的关系的判断。酶促反应速率与酶活性的关系的判断。【解析解析】选选C C。图。图1 1显示温度对酶活性的影响，从图中能得到的结论是该酶显示温度对酶活性的影响，从图中能得到的结论是该酶的最适催化温度为的最适催化温度为30 30
15、 左右。图左右。图2 2显示显示pHpH为为7 7时，底物剩余量最少，从而时，底物剩余量最少，从而说明了该酶的最适说明了该酶的最适pHpH为为7 7，而胃蛋白酶的最适，而胃蛋白酶的最适pHpH为为1.51.5。由图。由图4 4中麦芽糖的中麦芽糖的含量快速下降，蔗糖的含量不变，可判断该酶为麦芽糖酶，实验结果反映含量快速下降，蔗糖的含量不变，可判断该酶为麦芽糖酶，实验结果反映了酶的专一性。图了酶的专一性。图3 3中加入中加入ClCl-，酶催化效率提高，加入，酶催化效率提高，加入CuCu2+2+，酶催化效率，酶催化效率降低，能说明降低，能说明ClCl是酶的激活剂，是酶的激活剂，CuCu2+2+是酶的
16、抑制剂。图是酶的抑制剂。图1 1图图4 4 都不能反都不能反映出酶的高效性。映出酶的高效性。【延伸探究延伸探究】由该题可知影响酶活性的因素有哪些？由该题可知影响酶活性的因素有哪些？提示：提示：温度、温度、pHpH、酶的激活剂和酶的抑制剂。、酶的激活剂和酶的抑制剂。【解题金手指解题金手指】合理利用题干信息作出准确的解答合理利用题干信息作出准确的解答第第1 1题容易出现的错误是：因为存在思维定势题容易出现的错误是：因为存在思维定势“大多数酶是蛋大多数酶是蛋白质，少数是白质，少数是RNARNA”，导致本题错选，导致本题错选D D。(1)(1)准确筛选信息：去掉蛋白质后的准确筛选信息：去掉蛋白质后的R
17、NasePRNaseP酶，只保留酶，只保留RNARNA，仍，仍可发挥催化作用。可发挥催化作用。(2)(2)作出判断：注意题目问题是结果还是结论，结果的描述多作出判断：注意题目问题是结果还是结论，结果的描述多为为“观察到什么现象观察到什么现象”“”“颜色变化颜色变化”等直观的语句，而结论则等直观的语句，而结论则多为多为“说明了说明了”“”“结果表明结果表明”等总结性的语言提示。等总结性的语言提示。本题中本题中“这一结果表明这一结果表明”指向明确，即指向明确，即RNARNA具有催化作用。具有催化作用。【加固训练加固训练】1.1.下列有关酶的叙述中，不正确的是下列有关酶的叙述中，不正确的是()()A
18、.A.酶是活细胞产生的一类有机物酶是活细胞产生的一类有机物B.B.酶催化功能的本质是提高化学反应的活化能酶催化功能的本质是提高化学反应的活化能C.C.过酸、过碱或温度过高会改变酶的空间结构过酸、过碱或温度过高会改变酶的空间结构D.D.酶不会随催化反应的进行而减少酶不会随催化反应的进行而减少【解析解析】选选B B。酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，。酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，主要是蛋白质，还有少量为主要是蛋白质，还有少量为RNARNA；其催化实质是降低化学反应；其催化实质是降低化学反应的活化能；过酸、过碱或温度过高会改变酶的空间结构，使酶的活化能；过酸、过碱或温度过高会改
19、变酶的空间结构，使酶失去活性，这一改变不可逆转；酶作为有机催化剂，反应前后失去活性，这一改变不可逆转；酶作为有机催化剂，反应前后化学性质不变。化学性质不变。B2.下列有关酶的正确叙述是下列有关酶的正确叙述是()酶是由具有分泌功能的细胞产生的酶是由具有分泌功能的细胞产生的酶对底物有严格的选择性酶对底物有严格的选择性酶是活细胞产生的酶是活细胞产生的酶在发挥作用后立即被分解酶在发挥作用后立即被分解有的酶不是蛋白质有的酶不是蛋白质酶的活性与温度呈正相关酶的活性与温度呈正相关在新陈代谢和生长发育中起调控作用在新陈代谢和生长发育中起调控作用酶只是起催化作用酶只是起催化作用A.B.C.D.【解析解析】选选C
20、 C。凡是活细胞一般都能产生酶。凡是活细胞一般都能产生酶,并不只是由具分泌功能的细胞并不只是由具分泌功能的细胞产生的产生的;酶对底物有严格的选择性酶对底物有严格的选择性,但酶在发挥作用后不会立即被分解但酶在发挥作用后不会立即被分解,而而是会被反复利用是会被反复利用;绝大多数酶是蛋白质绝大多数酶是蛋白质,少数酶是少数酶是RNA;RNA;酶只是起催化作用酶只是起催化作用;酶的活性与温度和酶的活性与温度和pHpH有关有关,但有最适值但有最适值,在最适值前随温度和在最适值前随温度和pHpH的升高的升高,其其活性逐渐增强活性逐渐增强,超过最适值后则下降超过最适值后则下降,而不呈正相关。而不呈正相关。C3
21、.3.下表表示探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。根据实验下表表示探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。根据实验结果，以下结论正确的是结果，以下结论正确的是()()注：注：“+”表示有，表示有，“”表示无，表示无，“+”的多少代表颜色的深浅。的多少代表颜色的深浅。试管编号试管编号2 mL 3%2 mL 3%淀粉溶液淀粉溶液+2 mL 3%2 mL 3%蔗糖溶液蔗糖溶液+1 mL 2%1 mL 2%新鲜淀粉新鲜淀粉酶溶液酶溶液+反应温度反应温度()4040606080804040606080802 mL2 mL斐林试剂斐林试剂+砖红色深浅砖红色深浅+A.蔗糖被水解成非还原糖蔗糖被水解成非还原糖B.淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖C.淀粉酶活性在淀粉酶活性在40 时比在时比在60 时高时高D.淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性B【解析解析】选选B B。号试管中均有淀粉和淀粉酶，且均有砖号试管中均有淀粉和淀粉酶，且均有砖红色沉淀产生，说明淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖，砖红色沉淀产生，说明淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖，砖红色越深，说明淀粉酶活性越高；红色越深，说明淀粉酶活性越高；号试管均未呈现砖红号试管均未呈现砖红色，说明淀粉酶不能催化蔗糖的水解。色，说明淀粉酶不能催化蔗糖的水解。