1、1第五章 第一讲 酶和 ATP 导学案制作人 靳国华 审核人 赵生金【课前导学】1酶在代谢中的作用（II）2ATP 在能量代谢中的作用（II）3探究影响酶活性的因素【课堂识真】考点一 酶的本质、作用及其实验验证（一）细胞代谢1概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为 。2作用：是细胞 的基础。3细胞代谢能在温和条件下快速进行，是由于酶的 作用。（二）酶的概念及催化原理1.酶概念的理解酶是 产生的具有催化作用的 ，其中绝大多数酶是 ，少数是 。2.催化原理酶和无机催化剂均能降低反应的 ，酶降低活化能的效果更 ,如下图所示，由于在催化反应中，只需 的能量就可使反应物进入“活化态”,所以和非
2、催化反应相比，活化分子的数量大大 ，从而 了反应速度。活化能：分子从 转变为容易发生化学反应的 所需要的能量。酶的催化效率高，是因为同无机催化剂相比，酶降低 的作用更显著。3酶和一般催化剂的比较(1)共性用量 而催化效率 酶与一般催化剂一样，虽然在细胞中的相对含量很低，却能使一个慢速反应变为快速反应。反应前后酶的 均没有变化和一般催化剂一样，酶仅能改变化学反应的 ，并不能改变化学反应的 。酶本身在反应前后不发生变化。可降低反应的活化能催化剂包括酶在内，能降低化学反应的 ，如图所示，由于在催化反应中，只需 的能量就可使反应物进入 “活化态” ，所以和非2催化反应相比，活化分子的数量大大增加，从而
3、加快了反应速度。 (2)酶作为生物催化剂的特性催化效率高，即 ；高度的 ；酶的作用条件较 。 、 、 等条件都能使酶破坏而完全失去 。所以酶作用一般都要求比较 的条件，如常温、常压、接近中性的酸碱度等。例题 1.下列图中，表示有酶催化的反应曲线，表示没有酶催化的反应曲线，E 表示酶降低的活化能。正确的图解是( ) （二）酶的本质及生理功能1酶的本质及生理功能化学本质 合成原料合成场所来源作用场所生理功能作用原理2.酶化学本质的实验验证(1)证明某种酶是蛋白质实验组：待测酶液 试剂是否出现 反应。对照组：已知蛋白质标准样液双缩脲试剂出现紫色反应。(2)证明某种酶是 RNA实验组：待测酶液 染液是
4、否呈现 。对照组：已知 RNA 标准样液吡罗红染液出现红色。考点二 关于酶特性的实验（一）通过实验验证酶的催化作用和高效性1实验原理(1)鲜肝提取液中含有 。3(2)过氧化氢酶和 Fe3+都能 H 2O2分解，放出 O22实验目的比较 H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe 3 等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。 3实验步骤、注意事项及变量、对照的分析无关变量： ， ， 和 等。4.实验设计及现象分析 45.实验结论(1)酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可 化学反应速率。(2)酶具有 ，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。（二）通过实验验证酶的专一性1
5、实验原理(1)淀粉酶能催化淀粉产生还原性的 ，但不能催化蔗糖 。(2)斐林试剂能使还原糖产生 沉淀。2实验程序注意事项：(1)实验选用蔗糖，不能用 的糖(如葡萄糖或果糖等)，否则影响实验结果。(2)实验中要将试管的下部浸在温水中，以创造试管内淀粉酶所需的适宜温度条件，使淀粉酶的催化能力最强。(3)制备的可溶性淀粉溶液，一定要冷却后才能使用，因为温度过高会使酶活性降低甚至失去5催化能力。(4)在淀粉酶分解淀粉和蔗糖的实验中鉴定试剂只能用斐林试剂而不能用碘液，因为 是否分解用碘液鉴定不出来。(5)酶和反应底物不能同时加入，应先控制条件再混合。(6)淀粉酶的来源不同，其最适温度也不一定相同，在保温时
6、必须加以考虑。市售的淀粉酶的最适温度一般在 60左右，唾液淀粉酶的最适温度为 37。（三）通过实验探究影响酶活性的条件1温度对酶活性的影响(1)原理解读淀粉遇碘后，形成 的复合物。温度影响 的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验设计思路6例题2.右图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是( )A当反应温度由 t2 调到最适温度时，酶活性下降B当反应温度由 t1 调到最适温度时，酶活性上升C酶活性在 t2 时比 t1 高，故 t2 时更适合酶的保存D酶活性在 t1 时比 t2 低，表明 t1 时酶的空间结构破坏更严重 2. pH 对酶活性的
7、影响实验材料与用具：过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液、5%的氢氧化钠溶液、5%的盐酸溶液、蒸馏水、试管、胶头滴管、37水浴锅。原理：pH 影响过氧化氢酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用 来检验氧气生成量的多少。 设计实验步骤取三支试管分别加入 2mL 溶液，编号甲、乙、丙。分别加入盐酸溶液、氢氧化钠溶液、 各 1mL 。 向甲乙丙三支试管中分别加入 2mL 溶液，放入 37水浴锅，恒温一段时间。 观察三支试管中气泡产生的多少情况 实验结果 结论： 3. 思考探究温度和 pH 对酶活性影响两组实验设计的材料能不能互换？7探究温度对酶活性影响实验中，材料宜选用淀粉溶液和淀粉酶溶液，因为过氧化氢溶液本
8、身在不同的温度下就可以以不同的速度产生氧气，对实验结果会造成干扰或影响。探究 pH 对酶活性影响的实验中，宜选用过氧化氢和过氧化氢酶溶液，因为淀粉本身在酸性条件下会慢慢水解，形成还原糖，会对斐林试剂对结果的检验造成干扰，而如果改用用碘液进行检验，实验中的碱又会与碘发生作用干扰实验结果。例题 3（2012 全国卷大纲版）某同学为了探究 pH 对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在 A、B、C、D、E5 支试管分别加入 pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0 的适宜浓度缓冲液5ml，再分别加入质量分数为 1%的淀粉液 1ml。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液 1ml，摇匀。将 5
9、 支试管放入 70恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂 2ml，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适 pH。上述实验步骤中有 2 处错误，请更正并说明更正的理由（不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数） ，以便实验能得到正确的预期结果。（1） 。（2） 。考点三 与酶有关的曲线分析 1表示酶高效性的曲线(1)催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更 。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的 。(3)酶只能催化已存在的化学反应。2表示酶专一性的曲线和图像(1)在 A 反应物中加入酶 A，反应速率较未
10、加酶时明显加快，说明酶 A 底物 A 参加反应。(2)在 A 反应物中加入酶 B，反应速率和未加酶时相同，说明酶 B 底物 A 参加反应。8（3）图像解读：图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B分解后的产物，C、D表示不能被该酶催化的物质。酶和被催化的底物分子都有特定的空间结构。3影响酶活性的曲线 (1)甲、乙曲线表明： 在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用 ，超过这一范围，酶的催化作用逐渐 。过酸、过碱、高温都会使酶 ，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构 ，温度升高 活性（可恢复/不可恢复） 。(2)从丙图可以看出：反应溶液 pH 的变化 酶作用的最适温度（影
11、响/不影响） 。4底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 (1)甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而 ，但当底物达到一定浓度后，受酶的 和 限制，酶促反应速率不再增加。(2)乙图：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成 。知识拓展 a.温度和 pH 是通过影响酶的 而影响酶促反应速率的。b.底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的 而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性。例 4下图表示在最适温度和最适 pH 条件下，反应物浓度等与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是（ ）A曲线 a 可表示酶量减少后的底物浓度和反应速率关系B限制曲线 b 的 AB 段反
12、应速度的主要因素为反应物浓度C形成曲线 c 的原因可能是乙点时酶量增加或适当升温所致9D若适当升高温度条件下重复该实验，图中 A 点位置将下移(3)抑制剂、激活剂也会影响酶活性。例题 5.在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如图甲 I 所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如图甲、所示。下列有关叙述正确的是（ ）A当抑制剂与酶结合后，酶的调节作用受抑制B当提高底物浓度后，底物分子与酶活性部位结合的几率增加，使抑制剂的作用减弱C竞争性抑制剂的化学结构与
13、底物的结构相似，非竞争性抑制剂的分子结构与底物的不相似D. 酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸例题 6.表示在不同条件下，酶催化反应的速度(或生成物)变化，有关叙述不正确的是( ) A图虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度关系B图虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量变化的示意曲线C若图中的实线表示 Fe3的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率D图不能表示在反应开始后的一段时间内反应速度与时间的关系考点四 ATP 的结构及再生途径1ATP 的结构(1)ATP 的结构简式：APPP，两个高能磷酸键位于 腺苷的一侧（远离/靠近） ，一个普通化学键与腺苷相连。A 代表 ，由
14、和 构成；P 代表 。“”代表 ， “”代表 。T 代表 个（ATP） ；D 代表 个(ADP)；M 代表 个(AMP)。(2)ATP、ADP、AMP 的相互转化(下式只表示主要物质的相互转化)(3)ATP 的各种小分子物质10知识拓展A 代表含义的区别 2ATP 与 ADP 的相互转化ATP 的合成 ATP 的水解反应式 合成酶 ADPPi能量 - 水解酶ATP- Pi能量所需酶 ATP 酶 ATP 酶能量来源 光能( )，化学能( ) 储存在 中的能量能量去路 储存于形成的 键中 用于各项 反应场所 、 、 生物体的 因此，ATP 与 ADP 的相互转化 可逆反应（是/不是） 。3ATP
15、的形成途径(1)含有叶绿体的细胞可通过 、 产生 ATP，但是，在无光的条件下，只能通过 产生 ATP ，光合作用产生的 ATP （能/不能）为各种生命活动提供能量，只能贮存在有机物中。(2)不含叶绿体的真核细胞通过 产生 ATP在氧气充足时进行 呼吸。在氧气相对不足时， 和 同时进行。在无氧时，暂时通过 产生 ATP 。细胞长时间无氧呼吸，将产生大量的 或 ，使细胞中毒死亡。(3)吸能反应 ,如 (4)放能反应 如(5)与 ATP 形成有关的激素有 , 等【易错易混】生物体内的能源物质能源物质 、 、 。生物体的主要能源物质 。11细胞生命活动所需的主要能源物质 。主要储能物质 。根本能源
16、。植物细胞内的储能物质 。动物细胞内的储能物质 。直接能源物质 (不是唯一)。4典型图表曲线解读如图表示某动物肌细胞中 ATP 产生量与 O2 供给量之间的关系曲线。从图示可解读以下信息：(1)A 点表示在无氧的条件下，肌细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量的 ATP。(2)AB 段表示随 O2 供应量逐渐增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放出的能量明显增多，ATP 产量随之升高。(3)BC 段表示 O2 供给量超过一定范围，ATP 的产量不再增加，因为有氧呼吸产生 ATP 的过程还受其他条件的限制，如酶、有机物、ADP、磷酸等。例题 7 下列关于生物体内 ATP 与 RNA 的叙述，正确的是( )A两者的组成成分中都含有腺嘌呤、核糖、磷酸BRNA 可以是某些原核生物的遗传物质C叶肉细胞存在着大量 ATP，合成的场所是线粒体和叶绿体D细胞质中可以合成 ATP，而不能合成 RNA
