酶和ATP第5章細胞的能量供應(yīng)和利用構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)⑴1857年，法國微生物學(xué)家巴斯德提出：釀酒中的發(fā)酵是由于

的存在，沒有

的參與，糖類不可能變成酒精?；罱湍讣毎?/p>

活細胞酵母細胞死亡并裂解⑵德國化學(xué)家李比希堅持認為：引起發(fā)酵的是

但這些物質(zhì)只有在

后才能發(fā)揮作用。的某些物質(zhì)酵母細胞中⑶德國化學(xué)家畢西納得到

，加入葡萄糖后變成酒，他將引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為

。酵母細胞提取液釀酶

關(guān)于酶本質(zhì)的探索⑷美國科學(xué)家薩姆納用

作溶劑，得到

的結(jié)晶，這種結(jié)晶溶于水后能夠催化

分解成

，然后他用多種方法證明該物質(zhì)是

。丙酮

脲酶尿素氨和二氧化碳蛋白質(zhì)

⑸后來，科學(xué)家又相繼獲得

、

等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶都是

。胃蛋白酶胰蛋白酶蛋白質(zhì)RNA

⑹20世紀80年代,美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)

也具有生物催化功能。1、酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有催化功能的有機物，大多數(shù)為蛋白質(zhì),少數(shù)為RNA關(guān)于酶本質(zhì)的探索酶的本質(zhì)、作用機理及實驗驗證2.酶的本質(zhì)及功能化學(xué)本質(zhì)合成原料合成場所來源生理功能絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)少數(shù)是RNA氨基酸核糖核苷酸核糖體細胞核一般來說,活細胞都能產(chǎn)生酶生物催化作用【特別關(guān)注】什么樣的細胞能產(chǎn)生酶？酶只在細胞內(nèi)起作用嗎？酶只有催化作用嗎？2.酶與激素的比較酶激素來源活細胞產(chǎn)生化學(xué)本質(zhì)

絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA生物功能催化作用共性專門的內(nèi)分泌腺或特定部位細胞產(chǎn)生，細胞外發(fā)揮作用固醇類、多肽/蛋白質(zhì)類、氨基酸類等調(diào)節(jié)作用在生物體內(nèi)均屬高效能物質(zhì)，即含量少、作用大、生物代謝不可缺少酶的本質(zhì)、作用機理及實驗驗證3.酶的化學(xué)本質(zhì)的實驗驗證蛋白質(zhì)類酶對照組實驗組現(xiàn)象已知蛋白液+雙縮脲試劑待測酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)出現(xiàn)紫色反應(yīng)RNA類酶對照組實驗組現(xiàn)象已知RNA溶液+吡羅紅染液待測酶液+吡羅紅染液是否呈現(xiàn)紅色呈現(xiàn)紅色【特別提醒】

利用酶的專一性也可探究出酶的化學(xué)本質(zhì)(某種酶用蛋白酶或RNA酶處理)酶的本質(zhì)、作用機理及實驗驗證例1.下列有關(guān)酶的敘述，正確的是（）①是有分泌功能的細胞產(chǎn)生的②有的從食物中獲得，有的從體內(nèi)轉(zhuǎn)化而來③凡是活細胞都能產(chǎn)生酶④絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)⑤有的酶是蛋白質(zhì)，有的是固醇⑥酶在代謝中有多種功能⑦在新陳代謝和生殖發(fā)育中起調(diào)控作用⑧酶只是起催化作用⑨酶只在細胞內(nèi)發(fā)揮作用

A.①②⑤B.③⑦⑨ C.③④⑧D.④⑤⑥C

酶的本質(zhì)、作用機理及實驗驗證例2.當某種RNA存在時，生物體內(nèi)的某種化學(xué)反應(yīng)能正常進行，當這種RNA被有關(guān)的酶水解后，此種化學(xué)反應(yīng)的速率便慢了下來。由此可以說明（）A.RNA是核酸的一種 B.RNA也可起生物催化劑的作用C.RNA主要存在于細胞質(zhì)中 D.RNA是該種生物的遺傳物質(zhì)B酶的本質(zhì)、作用機理及實驗驗證4.酶的作用機理酶的本質(zhì)、作用機理及實驗驗證4.酶的作用機理酶的本質(zhì)、作用機理及實驗驗證4.酶的作用機理：顯著降低活化能

酶能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不影響反應(yīng)的方向和最終物質(zhì)的濃度，本身不被消耗分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量成為活化能。5．酶和一般催化劑的比較共性：①具催化效率，用量少②反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量均沒有變化③可降低反應(yīng)的活化能不同：酶的催化效率高，即高效性。1.酶催化活性的表示方法

2.表示酶高效性的曲線

考點二與酶有關(guān)的曲線分析單位時間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量。(1)催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)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(xué)平衡所需時間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點。3.表示酶專一性的曲線(1)在A反應(yīng)物中加入酶A，反應(yīng)速率較未加酶時明顯加快，說明酶A催化底物A參加反應(yīng)。(2)在A反應(yīng)物中加入酶B，反應(yīng)速率和未加酶時相同，說明酶B不催化底物A參加反應(yīng)。知識拓展——具有專一性的物質(zhì)歸納(1)酶：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。如限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。(2)載體：某些物質(zhì)通過細胞膜時需要載體協(xié)助，不同物質(zhì)所需載體不同，載體的專一性是細胞膜選擇透過性的基礎(chǔ)。（受體同上）(3)激素：激素特異性地作用于靶細胞、靶器官，其原因在于它的靶細胞膜或胞內(nèi)存在與該激素特異性結(jié)合的受體。(4)tRNA∶tRNA有61種，每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。(5)抗體/效應(yīng)T細胞：一種抗原只能與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)T細胞發(fā)生特異性結(jié)合。（6）神經(jīng)遞質(zhì)：只作用于突觸后膜，使其興奮或抑制4.溫度、pH影響酶活性的曲線強酸、強堿、高溫等條件都能使酶破壞而完全失去活性。5.底物濃度影響酶活性的曲線達到一定濃度后不再增加，原因是受到酶數(shù)量和酶活性的限制。6.酶濃度影響酶活性的曲線

在底物充足、其他條件適宜且固定的條件下，酶促反應(yīng)速率與酶濃度成正比。

7.影響酶活性的曲線

（1）縱坐標為反應(yīng)物剩余量，剩的越多，生成物越少，反應(yīng)速率越慢。（2）圖示pH=7時，反應(yīng)物剩余量最少，應(yīng)為最適pH。（3）當pH改變時，最適溫度保持不變。下圖表示某反應(yīng)物剩余量隨pH及溫度的變化情況，正確的是(

)A．該酶的最適溫度是37℃B．隨著pH的升高，酶的活性先降低后增大C．隨著溫度的升高，酶的最適pH不變D．隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低C（2009廣東3）水稻細胞內(nèi)合成的某物質(zhì)，能夠在常溫下高效分解淀粉，該物質(zhì)A.在4°C條件下易變性B．只含有C、H、OC．也能催化淀粉合成D．含有羧基“漢水丑生的生物同行”超級群大型公益活動：歷年高考題PPT版制作。本課件為公益作品，版權(quán)所有，不得以任何形式用于商業(yè)目的。2012年1月15日，漢水丑生標記。D下列關(guān)于酶的敘述中，正確的是A.酶均是由活細胞合成的，具有高效性、專一性B.與光合作用光反應(yīng)有關(guān)的酶分布在類囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中D.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C.酶的形成都要經(jīng)過核糖體的合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等幾個階段A

高考對本實驗的考查，一是以圖表分析題形式分析實驗過程的合理性，注重考查實驗過程及結(jié)果的評價與修訂；二是考查實驗原理、方法、思路分析及操作步驟的設(shè)計。實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗原理：新鮮的肝臟中含有過氧化氫，F(xiàn)e3+是一種無機催化劑，都可以催化過氧化氫分解成水和氧。酶的高效性的驗證實驗分析1.實驗設(shè)計及現(xiàn)象分析試管號3%H2O2

控制變量點燃的衛(wèi)生香檢測實驗處理H2O2分解速度(氣泡多少)12ML22ML90℃水浴加熱32ML滴加3%氯化鐵2滴42ML滴加20%肝臟研磨液2滴很少較多發(fā)亮很多復(fù)燃無酶的高效性的驗證實驗分析試管號3%H2O2

控制變量點燃的衛(wèi)生香檢測實驗處理H2O2分解速度(氣泡多少)12ML22ML90℃水浴加熱32ML滴加3%氯化鐵2滴42ML滴加20%肝臟研磨液2滴很少較多發(fā)亮很多復(fù)燃無2.實驗過程的變量及對照分析自變量：

90℃水浴加熱、滴加3%氯化鐵2滴、滴加20%肝臟研磨液2滴因變量：

H2O2分解速度(氣泡多少)衛(wèi)生香的復(fù)燃程度無關(guān)變量：

H2O2的量、實驗室的溫度、氯化鐵的濃度、肝臟研磨液的新鮮程度對照組：1號試管實驗組：2、3、4試管酶的高效性的驗證實驗分析3.實驗結(jié)論1.酶具有催化作用，和無機催化劑一樣可加快反應(yīng)速率2.與無機催化劑相比，酶的催化效率更高，具有高效性事實上，酶的催化效率一般是無機催化劑的倍。107

～1013酶的高效性的驗證實驗分析例4.下圖表示過氧化氫被分解的曲線，可說明酶具有()①專一性②高效性③催化特性

④在溫和條件下進行

A.①④ B.②③ C.①② D.③④BAABBCDA1、圖中哪個英文字母代表酶？判定依據(jù)是什么？2、如果B代表蔗糖，C和D各代表什么？3、如果B代表脂肪，

C和D各代表什么？酶的專一性的驗證實驗分析請用所給的實驗材料和用具，設(shè)計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。

要求完成實驗設(shè)計、補充實驗步驟、預(yù)測實驗結(jié)果、得出結(jié)論。實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四種溶液，斐林試劑、試管、37℃恒溫水浴鍋，沸水浴鍋。酶的特性專一性如何通過實驗驗證酶的專一性？一種酶只能催化一種或一類反應(yīng)對照組實驗組實驗步驟123實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論1號試管加入2mL蔗糖溶液2號試管加入2mL淀粉溶液分別加入新鮮淀粉酶溶液2mL，振蕩，放在50℃左右的水浴中保溫5min分別加入1mL斐林試劑，振蕩，放在60℃左右的水浴中保溫2min會出現(xiàn)磚紅色沉淀無磚紅色沉淀淀粉酶只能催化淀粉水解不能催化蔗糖水解，有專一性1.通過以上實驗總結(jié)生物實驗設(shè)計應(yīng)遵循的一般原則.總結(jié)2.酶和一般催化劑的比較.對照原則單一變量原則(自變量,因變量,無關(guān)變量,額外變量)共性酶的特點用量少而催化效率高反應(yīng)前后其性質(zhì)和數(shù)量均不發(fā)生變化可降低反應(yīng)的活化能高效性專一性在溫和的條件下發(fā)揮作用影響酶活性的條件的探究分析1.溫度對酶活性的影響原理：設(shè)計思路：結(jié)果分析及結(jié)論：淀粉麥芽糖淀粉酶碘液碘液變藍不變藍根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺可判斷酶的活性溫度30405060708090操作現(xiàn)象達到相應(yīng)的溫度后，在一定量的淀粉溶液中加入適量酶，相應(yīng)溫度下保溫一段時間后滴加碘液藍色越深說明酶的活性越低動物體內(nèi)的酶最適溫度在35-40度之間，植物的是40-50度，低溫會降低酶活性，高溫可使酶完全失活?？慈芤菏欠褡兯{及其深淺特別關(guān)注：本實驗可選用斐林試劑嗎？能先加酶再保持各自溫度嗎？在最適溫度的兩側(cè)，反應(yīng)速率都比較較高的溫度容易使酶的遭到破壞而失去。低溫不會使酶失去活性，低溫時酶活性降低，但若再給予適宜的溫度，酶活性又增強。每種酶都有自己的低活性最適溫度空間結(jié)構(gòu)影響酶活性的條件的探究分析2.PH對酶活性的影響原理：設(shè)計思路：結(jié)果分析及結(jié)論：PH3456789操作現(xiàn)象分別加入等量的3%的H2O2溶液,用鹽酸或NaOH溶液調(diào)整PH后分別滴加等量的新鮮肝臟研磨液.H2O2在過氧化氫酶的催化下分解產(chǎn)生氧氣會形成氣泡，PH會影響酶的活性，從而影響氣體生成量。觀察氣泡的多少或是用帶火星的木條氣泡越多或使木條燃燒越旺則酶活性越高動物體內(nèi)的酶最適PH在6.5-8之間(胃蛋白酶例外是1.5，植物的在4.5-6.5之間，過酸過堿都會使酶完全失活。特別關(guān)注：不宜用淀粉酶催化淀粉水解，因為淀粉在酸性條件下也會發(fā)生水解反應(yīng)過氧化氫酶在最適合的pH下，酶的活性

最高空間結(jié)構(gòu)在過酸過堿的條件下，都會使酶的遭到破壞而失去。活性PH酶的名稱最適PH胃蛋白酶2唾液淀粉酶

7胰蛋白酶8過酸過堿和高溫---酶被殺死，低溫------------------酶暫時失活★影響酶促反應(yīng)速率的因素：1、溫度3、酶的濃度：反應(yīng)速率隨酶濃度的升高而加快。4、底物濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，反應(yīng)速率隨濃度的升高而加快，但達到一定濃度，反應(yīng)速率不再變化酶促反應(yīng)速率酶的濃度酶促反應(yīng)速率底物濃度酶量一定2、pH與酶有關(guān)的曲線解讀例.下圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速率（或生成物量）的變化曲線圖，有關(guān)敘述不正確的是(

)A.圖①虛線表示酶量加一倍后，底物濃度和反應(yīng)速率的關(guān)系B.圖②虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時，生成物量與時間的關(guān)系C.圖③不能表示在反應(yīng)開始后的一段時間內(nèi)，反應(yīng)速率與時間的關(guān)系D.若圖②中的實線表示Fe3+的催化效率，則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率CATP三磷酸腺苷全稱ATP腺苷三個磷酸基團（高能磷酸化合物）一：什么是ATP？PPP~~核糖腺嘌呤P核糖腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸三磷酸腺苷與腺嘌呤核糖核苷酸的區(qū)別：ATP

ATP是一類高能磷酸化合物APPP

代表腺苷代表磷酸基團代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做高能磷酸鍵ATP的結(jié)構(gòu)簡式

通常我們把水解時放出的能量在20.92千焦每摩爾以上的磷酸化合物叫做高能磷酸化合物ATPADP合成酶分解酶釋放能量PiPi儲存能量ATP與ADP的轉(zhuǎn)化關(guān)系各生命活動光合作用呼吸作用ADP轉(zhuǎn)化成ATP時所需能量的主要來源動物、人、真菌、多數(shù)細菌等綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光