高中生物必修一第五章第一节 酶和ATP(上课用))

能源物质
ATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源
比 较：
ATP — 是新陈代谢所需能量的 直接 来源 糖类是生命活动的主要 能源 物质 有机物 脂肪是生物体的 储能 物质
— 是生命活动的最终能量来源 （太阳能）
光能
ATP小常识：
是一种白色粉末 ,可溶于水 ,可口服 ,也可静脉注射
功能:改善肌体代谢，又是体内能量的主要来源。 目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬 化、冠状动脉硬化等等，并有抗癌作用，可望 成为抑癌剂。
4、酶的化学本质： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有 机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
酶在活细胞内产生，但可分布在细胞内 （如呼吸酶）或细胞外（如唾液淀粉酶） 发挥作用。
同一个体内各类细胞所含酶的种类、数 量 都不同 ，是 基因选择性表达 的结果。
酶所催化的反应叫酶促反应。
酶促反应中被酶作用的物质叫做底物
2.实验用品：
质量分数为3％的可溶性淀粉溶液、质量分数为 2％的淀粉酶溶液、冰水（0℃）、热水、碘液
温度对酶活性的影响
1
3％可溶性淀粉
2
2ml 37℃水浴 放置2min
3
2ml 60 ℃浴
温度 自变量
唾液淀粉酶 碘液
2ml 冰水中
1ml 1ml 1ml 摇匀混合，放置反应5min 1滴 变蓝 1滴 不变蓝 1滴 变蓝
经反应产生的物质叫做产物。 酶对化学反应的催化效率称为酶活性。
二、酶的特性 1.高效性 2.专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应 3.作用条件比较温和：
高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到 破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性 降低，但不会失活。
实验六 --- 探究：影响酶活性的条件
实验材料：
3.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空 间结构遭到破坏，使酶永久失活。 （不可逆）
4.低温，不破坏酶的空间结构，只是降
低酶的活性。 （可恢复）
总结酶的相关知识： 1.产生部位：所有的活细胞 （不包括哺乳动物成熟红细胞）
作用部位：细胞内（胞内酶）
细胞外、体外（胞外酶）
2.作用：催化作用（降低活化能）
3.结构式：
P ~ P ~P
核糖 A:腺苷(腺嘌呤核苷)
腺嘌呤
P:磷酸基团
~:高能磷酸键
(30.54KJ/mol)
ATP的结构
高能磷酸键："～"含较高键能的化学键
ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物
C H O N P 4.元素组成：
5.化学组成： 1分子腺苷和3分子磷酸基团
（二）ATP与ADP的相互转化
物质可循环利用 能量是不可循环利用 反应不可逆
动动脑
ATP与ADP的相互转化
动物和人 绿色植物
ADP+Pi
能量
酶
ATP
ADP转化成ATP时所需能量的主要来源： 光能（光合作用），化学能（细胞呼吸）
光合 呼吸
ATP
能量
呼 吸
Pi 酶 酶 能量 ADP
主动运输 发光发电 肌肉收缩 大脑思考 物质合成
颜色 因变量 结论
唾液淀粉酶在37 ℃中活性最强
5.分析实验结果，得出结论
1
保温
滴入碘液 观察颜色变化 0℃ 1滴 变蓝
2
60℃ 1滴 不变蓝
3
100℃ 1滴 变蓝
温度会影响酶的活性
温度过高和过低对酶活性的影响其本 质相同吗？
酶活性：
1.酶对化学反应的催化效率：最适 的温度和PH条件下，酶的活性最高 2.不同的酶具有不同的最适的温度 和最适PH
可见试管内有淡黄色荧光出现,
约过15分钟荧光消失
蒸馏水
2ml
医用葡萄 糖溶液2ml
ATP注射 液2ml
萤火虫发光器 的经典实验
A
B
C
A
B
C
问题思考：
本实验的原理是： 蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直
接的能源物质，他们都不会使熄灭的
离体发光器重新发光，而ATP能使离体 的发光器重新发光，是因为ATP是直接
酶的作用： 同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用
更斯巴兰札尼 用 “金属笼肉块”实验推断胃液中 一定 含有消化肉块的物质----说明胃具有化 学性消化的作用. 1836年,德国科学家施旺提取胃液中消化蛋白质的物 质----胃蛋白酶. 1926年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶 结晶,并证明它是一种蛋白质.20世纪30年代,科学家相 继提取出多种酶的蛋白质结晶,指出酶是一类具有生物 催化作用的蛋白质. 20世纪80年代以来,美国科学家切赫和奥特曼发现少 数RNA也具有催化作用.
Pi
总结ATP与ADP的相互转化：
1.伴随能量的储存和释放
ATP
酶
ADP +Pi+能量
（能量“通货”）
2.ATP的含量处在动态平衡之中，保证了稳定 供能。
3.细胞内ATP含量少,但转化迅速, 且相互转化 为不可逆反应
（三）ATP的作用
ATP是细胞各项生命活动的直接能源物质
萤火虫发光器
用小刀将数十只萤火虫的 发光器割下,干燥后研磨成粉末, 取三等份分别装入三支试管,各 加入少量水使之混合,置于暗处,
3.本质: 有机物（绝大多数是蛋白质、少数是RNA） 4.同无机催化剂一样，只改变反应速率，
不能改变反应方向和终产物的浓度，在化
学反应前后本身不发生改变。
5.酶的特性 高效性
专一性
作用条件温和
二、细胞的能量“通货”—
ATP
（一）ATP的结构 1.中文简称： 三磷酸腺苷
2.结构简式： A—P～P～P
探究温度对淀粉酶活性的影响
（已知淀粉酶的适用温度范围是50～75℃）
1.实验分析 （0 ℃、60 ℃、100 ℃） (1)自变量： 温度 (2)因变量： 不同温度条件下淀粉酶的活性
如何检测？ 淀粉 淀粉酶 麦芽糖
实验操作顺序、溶液的量、时间、 (3)无关变量： 温度是否达到预设的温度等
(4)实验原则： 单一变量原则、等量原则、对照实验原则
因变量
结论
过氧化氢在不同条件下的分解 速率不一样
y=k· x
说明： 1、加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率； 2、FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能 加快过氧化氢分解的速率； 3、过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多；
细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学 反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率 地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶 对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。酶凭 什么能担此大任？
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
对照实验
步骤
对照组
1
3% 2ml
试管编号 实验组 2 3
3% 2ml 3%
4
3%
说明 变量
无关变量
一 H2O2 浓度 剂量
二 反应条件
剂量
2ml
2ml
肝脏研 常温 90℃ FeCl3 磨液 自变量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴
较多 变亮 大量 复燃
不明显 少量 结 气泡产生 果 卫生香燃烧 不复燃 不复燃
2.加热
3.FeCl3
4.加肝液
2 H2O2 → 2 H2O + O2
控制变量与对照实验
1、自变量：实验中人为改变的变量。 2、因变量：随自变量而变化的变量。 3、无关变量：除自变量外，实验过程中可能 还会存在的一些可变因素，对实验结果造成 影响。 4、对照实验：除了一个因素以外，其余因素 都保持不变的实验叫做对照实验。 5、对照实验一般要设置对照组与实验组。
第三单元 细胞的能量供应和利用
第1节
酶和ATP
一、降低化学反应活化能的酶
（一）酶的作用和本质
1.细胞代谢： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为 细胞代谢,是生物生命活动的基础。
2.酶在细胞代谢中的作用
一、酶的作用和本质：
酶在细胞代谢中的作用： 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
1.常温
3、酶的作用机理
（1）活化能：分子从常态转变为容易发生 化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能
（2）作用机理：降低化学反应所需要的活化能
酶在细胞代谢中的作用
各条件使反应加快的本质：
加热： 提高分子的能量
Fe3+： 降低化学反应的活化能
酶： 更显著地降低化学反应的活化能
正是由于酶的催化作用，细胞代谢才 能在温和的条件下快速进行。
结果 因变量 结论
有较多气泡
不明显
不明显
过氧化氢酶在中性条件中活性最强
pH值：在极端的酸性或碱 性条件下会变性而完全失 去活性，大多数酶的最适 PH值为4.5-8.0范围内。 （1）动物体内的酶最适 宜pH大多在6.5—8之间。 唾液pH为6.2—7.4，胃液 的pH为0.9—1.5，小肠液 的pH为7.6。 （2）植物体内的酶最适 pH大多在4.5—6.5之间。
A-P~P~P A-P~P P
+ ADP Pi(磷酸) + ATP
酶
能量
ATP与ADP的相互转化： 能 量 的 储 存
酶
能 量 的 释 放
ATP ADP + Pi + 能量 酶 ADP+Pi+能量 ATP
ATP ADP + Pi + 能量 酶 ADP+Pi+能量 ATP
酶
上面两个反应式可逆的吗？
2％淀粉酶溶液、20％肝脏研磨液、3％ 可溶性淀粉溶液、体积分数为30％的过氧化 氢溶液、5％ HCl、5％ NaOH、热水、蒸馏 水、冰块、碘液、斐林试剂
实验用具：