第5講新陳代謝與酶及ATP

1、1,2,第二單元,生物的新陳代謝,第 5 講,新陳代謝與酶及ATP,3,【考綱搜索】 (1)新陳代謝的概念； (2)酶和ATP。,4,【分析預(yù)測(cè)】 酶的特性、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和形成途徑是本講的主要考查內(nèi)容，尤其是關(guān)于酶特性的實(shí)驗(yàn)題，在每年各類(lèi)高考中考查頻率大、所占分值高。注重了對(duì)學(xué)生獲取信息能力和實(shí)驗(yàn)探究能力的考查。常以圖表、曲線等形式反映酶的特性和影響酶活性的因素，考查學(xué)生獲取信息的能力；,5,以對(duì)酶的實(shí)驗(yàn)探究為切入點(diǎn)，考查實(shí)驗(yàn)與探究能力；圍繞ATP結(jié)合光合作用、呼吸作用、能量代謝等知識(shí)，考查綜合運(yùn)用能力和理解能力。以酶的特性和ATP為思維線索進(jìn)行綜合考查成為今后高考命題的趨勢(shì)。,6,一、知

2、識(shí)概述,新陳代 謝與酶,新陳代謝的概念,酶的概念,酶與新陳代謝的關(guān)系,7,新陳代謝的概念,的總稱(chēng) 1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼通過(guò)研究鷹胃的 化學(xué)性消化實(shí)驗(yàn)，得出了 的結(jié)論；1836年，德國(guó)科學(xué)家施旺從胃中提取到 的物質(zhì)；1926年，美國(guó)科學(xué)家薩姆納從刀豆種子中提取出 的結(jié)晶，并指出通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)脲酶是 ； 20世紀(jì)30年代，科學(xué)家提取到多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶，并指出酶是一類(lèi)具有 20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù) 也具有生物催化作用,生物體內(nèi)全部有序的化學(xué)變化,胃具有化學(xué)性消化作用,消化蛋白質(zhì),脲酶,一種蛋白質(zhì),生物催化作用的蛋白質(zhì),RNA,8,酶的概念： 酶是 產(chǎn)生的具有

3、 作用的 ,高效性：酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的1071013倍 專(zhuān)一性： 一種酶只能催化 的化學(xué)反應(yīng),酶需要適宜的條件,低溫時(shí)，酶的活性受到抑制(未失活) 溫度 適溫時(shí)，酶的活性高 高溫時(shí)，酶變性失活 pH過(guò)高、過(guò)低都使酶變性失活 pH pH適宜時(shí)，酶的活性高,一種或一類(lèi)化合物,活細(xì)胞,生物催化,有機(jī)物,酶與新陳代謝的關(guān)系：酶一方面促進(jìn)新陳代謝的進(jìn)行，另一方面，它又是代謝產(chǎn)物，是受控于遺傳物質(zhì)而發(fā)揮作用的有機(jī)物,9,新陳代 謝與ATP,ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式與功能 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 ATP與新陳代謝的關(guān)系,ATP的再生,10,ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：APPP ATP的功能： 生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的

4、. ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：,直接能源,ATP與新陳代謝的關(guān)系： ATP是生物體內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物，是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的直接能源,11,的再生,植物 動(dòng)物,A T P,有機(jī)物 能量,光能 電能 ADP+Pi 酶 ATP,光合作用 葉綠體,呼吸作用 ,熱能(散失) 化學(xué)能 ADP+Pi 酶 ATP,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,12,二、要點(diǎn)歸納 酶的概念及特性 1.酶概念的理解,13,2.酶的特性 (1)高效性 表示酶高 效性的曲 線： 酶可加快化學(xué)反應(yīng)速率，與無(wú)機(jī)催化劑相比，酶的催化效率更高。 酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。,14,(2)專(zhuān)一性 表示酶專(zhuān)一性

5、的曲線： 加入酶B時(shí)反應(yīng)速率與不加酶時(shí)的反應(yīng)速率相同，而加入酶A時(shí)反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增大明顯加快，說(shuō)明酶B對(duì)此反應(yīng)無(wú)催化作用，酶具有專(zhuān)一性。,15,(3)需要適宜的條件：溫度、pH 甲、乙曲線表明： 在一定溫度(pH)范圍內(nèi)，隨溫度(pH)的升高，酶的催化作用增強(qiáng)，超過(guò)這一范圍酶催化作用逐漸減弱。 過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)使酶分子結(jié)構(gòu)被破壞而失活，而低溫只是抑制酶的活性，酶分子結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度升高可恢復(fù)活性。,16,ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化 1.相互轉(zhuǎn)化的比較,17,由上表可看出，ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化并不是可逆反應(yīng)，在轉(zhuǎn)變過(guò)程中，物質(zhì)是可逆的，而能量是不可逆的，并且酶也不相同。 2.ATP

6、與新陳代謝的關(guān)系 生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)均需要能量作動(dòng)力。ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，但ATP在生物體內(nèi)的含量并不多，需要不斷地合成。ATP的來(lái)源和利用可總結(jié)如圖：,18,注意：光合作用中光反應(yīng)形成的ATP僅用于暗反應(yīng)過(guò)程C3的還原；而呼吸作用產(chǎn)生的ATP則用于除光合作用暗反應(yīng)以外的各項(xiàng)生命活動(dòng)。 直接能源：ATP；主要能源：糖類(lèi)；根本能源：光能；儲(chǔ)能物質(zhì)：脂肪、淀粉、糖元。,19,(2008天津)下列有關(guān)ATP的敘述，正確的是( ) 人長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞中每摩爾葡萄糖生成ATP的量與安靜時(shí)相等 若細(xì)胞內(nèi)Na+濃度偏高，為維持Na+濃度的穩(wěn)定，細(xì)胞消耗ATP的量增加 人在寒冷時(shí)，腎

7、上腺素和甲狀腺激素分泌增多，細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加 人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 A. B. C. D.,20,人長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌相對(duì)缺氧，主要進(jìn)行無(wú)氧呼吸，安靜時(shí)主要進(jìn)行有氧呼吸，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸每摩爾葡萄糖生成ATP的量不同。Na+運(yùn)出細(xì)胞是主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量，因而維持Na+濃度的穩(wěn)定，細(xì)胞消耗ATP的量增加。腎上腺素和甲狀腺激素能加強(qiáng)物質(zhì)的氧化分解，因而細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量增加。人在饑餓時(shí)，肝糖元轉(zhuǎn)化為血糖，血糖氧化分解釋放能量，使ATP與ADP的含量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。 答案： B,解析,21,(2009遼寧、寧夏)下圖表示酶活性與溫 度的關(guān)系。

8、下列敘述正確的是( ) A.當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最 適溫度時(shí)，酶活性下降 B.當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最 適溫度時(shí)，酶活性上升 C.酶活性在t2時(shí)比t1高， 故t2時(shí)更適合酶的保存 D.酶活性在t1時(shí)比t2低，表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重,22,在最適宜的溫度下，酶的活性最高。溫度偏高或偏低,酶活性都會(huì)明顯降低。當(dāng)反應(yīng)溫度由t1調(diào)到最適溫度時(shí)，酶活性上升。溫度過(guò)高，還會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活，0左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)，酶適于在低溫下保存，故C、D錯(cuò)誤。 答案：B,解析,23,(2008江蘇)為探究洗衣粉加酶后的

9、洗滌效果，將一種無(wú)酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：,24,25,(1)提高洗衣粉去污能力的方法有 。甲組在洗衣粉中加入了 。乙組在洗衣粉中加入了 。 (2)甲、乙組洗滌效果的差異，說(shuō)明酶的作用具有 。,加酶和適當(dāng)提高溫度,蛋白酶,專(zhuān)一性,蛋白酶和脂肪酶,26,(1)分析表中丙組可知，其未加酶，隨水溫的提高，清除血漬、油漬的時(shí)間在縮短，說(shuō)明溫度能提高洗衣粉去污能力。甲、乙兩組加入了酶，在一定范圍內(nèi)的水溫下，去污時(shí)間比丙組短，說(shuō)明酶也能提高洗衣粉的去污能力。甲組在洗衣粉中加入了蛋白酶，因?yàn)榍宄蜐n所需的時(shí)間與丙組沒(méi)有差異，說(shuō)明沒(méi)有加脂肪酶。 (2)甲不能去油漬只能去血漬(主要成分是蛋白質(zhì))，說(shuō)明酶的作用具有專(zhuān)一性。