酶与ATP
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
光合作用
呼吸作用
光能
ATP
有机物
ATP
ATP是细胞各项生命活动的直接能源
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 有机物 能源 物质
脂肪是生物体的 储能 物质
光能 — 是生命活动的最终能量来源
【注意】:酶溶液和反应物混合之前,需要先把 酶分别放在各自所需pH下处理一段时间,再混合, 以保证反应一开始便达到预设值。
1号试 步骤 项目 管 1 注入3%淀粉溶液 2mL 2 温度(保温5min) 60℃ 注入新鲜淀粉酶并 1 mL 3 摇匀 滴入碘液,并摇匀 1滴 4 现象记录 不变蓝 5
实验4
一、酶的概念
活细胞产生的具有生物催化作用的有机物
来源 作用 本质
合成原料 合成场所
(一般不考虑成熟红细胞) 所有活细胞 只起催化作用 大多数是蛋白质 氨基酸 少数为RNA 核糖核苷酸
核糖体 作用场所 细胞内或细胞外 作用原理 降低化学反应的活化能
细胞核
不加酶
加酶
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
能否先将底物和酶混合后再进行不同温度的处理? 能否将碘液换成本尼迪特试剂,热水浴后观察比较各组的红黄色 沉淀的量?
四、影响酶促反应的因素
1.pH 2.温度 3.底物浓度
4.酶浓度
1、温度对酶促反应的影响
酶的活性 蛋白质的 空间结构改 变
抑制
最适温度
失活
在一定范围内,随温度的增加,酶活性不断 增强 ; 在 最适温度 下,酶活性最高; 超过最适温度,随温度增加,酶活性不断 降低 ; 温度过低,酶活性 受抑制,可恢复; 温度过高,酶活性 丧失 ,不可恢复。
胃蛋白酶随食糜到小肠后能将蛋白质分解为多肽吗
不能
3、底物浓度对酶反应速度的影响 加酶
酶浓度有限
酶浓度一定,其他条件适宜
4、酶浓度对酶反应速度的影响 加底物 受底物的量限制
在底物一定,其他条件 固定且适宜
在底物足量,其他条件 固定且适宜
5、酶的催化能力和时间的关系 即使在最适温度和PH值的条件 下,酶的催化能力也不是一成 不变的,酶在“工作”了一段 时间后会发生钝化现象,即催 化能力开始下降,最后失去催 化能力,因为任何蛋白质分子 都有一定的寿命
2号试 3号试管 管 2mL 2mL 100℃ 0℃ 1 mL 1 mL 1滴 1滴 变蓝 变蓝
实验结论:酶的催化作用要适宜的温度条件, 温度过高和过低都将影响实验结果。(低温降 低酶活性,高温酶失活) 用碘液检测的是反应物的量,根据反应物量 的多少,反应其活性。不能用斐林试剂。
注意: 实验室用淀粉酶最是温度是60 由于过氧化氢不稳定,因此此实验不选择 过氧化氢做底物 因温度是自变量,本实验不选择斐林试剂 来鉴定 步骤2和3不能颠倒 因酶高效性,在转变 温度过程中已经把底物分解。
反 应 速 度
胃 蛋 白 酶
淀 粉 酶 ( 植 物 )
淀 粉 酶 ( 唾 液 )
胰 蛋 白 酶
0 1 2 3 4 5 6
PH 7 8 9 10 11 12
几种酶的最适温度
酶 最适温度 最适PH 动物 35~40℃ 6.5~8.0 植物 40~50 ℃ 4.5~6.5 细菌和真 可达70 ℃ 菌 胰蛋白酶 8.0~9.0 胃蛋白酶 1.5
实验结论:过氧化氢酶的催化效率高,具有高 效性
三、酶的特性 2、专一性 一种酶只能催化一种或一类底物的反应
淀粉 淀粉酶 麦芽糖 麦芽糖酶 葡萄糖 蛋白酶 肽酶 氨基酸 多肽 蛋白质 脂肪酶 脂肪 甘油、脂肪酸
水解脂肪酶的酶是 蛋白酶 。 实验探究方案如何设计
3、作用条件温和 需要适宜的温度、pH
实验2
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,
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:
1.选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。 (参考答案:主要是它发光的现象容易观察等) 2.将发光器捣碎的目的: (参考答案:增大发光细胞与溶液接触面积,加快化学反 应速度。) 3.本实验的原理是:
受酶、ADP、Pi的限制
呼吸强度
走出ATP认识误区
• • • • 1 是生物体内唯一的高能磷酸化合物 2 所有生理活动都由其直接供能 3 不同途径形成的ATP用途相同 4 含有活跃化学能 的物质只有ATP
酶错了吗?
• • • • • • 1 酶都是蛋白质 2 酶参与催化反应后,其性质数量均发生变 3 只要加入酶无论什么反应均可加快进行 4 酶是生物催化剂只有在体内才有催化功能 5 使用酶后,能使产物的浓度增大 6 高温低温强酸强碱使酶活性明显降低,其实质 破坏酶的空间结构 • 7 酶在新陈代谢中具有催化调节等功能 • 8 生物体内凡能产生激素的细胞一定产生酶, • 产生酶的一定产生激素
加热
能 量
………………
活 化 能
反应物产物反应进程催化剂在化学反应中的作用
能 量
主要特点
………………
活 化 ..………… 能
反应物
无机 催化剂
降低反应所需的活化能
条件 活化能 本身的量与化学性质不变 -1
/ kJ.mol
无催化剂催化
用胶态铂催化 过氧化氢酶
参与反应,不提供能量
75
54 29 产物
反应进程
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。
二、酶作用的机理 每种酶都有特定活性部位,只能与特定部位结合
酶
底 物
产 物
酶与底物 结合
酶-底物 复合体
实验设计的一般思路:1取材分组编号 2分组处理,体
现变量 3相同条件培养一段时 间、观察指标
数量、 质量、 活体、 死体
分几组 怎样分
自身对照 相互对照 空白对照 条件对照
观测指标 实验组如何处理 观测方法 对照组如何处理 单一变量原则 观测时间和次数
无关变量 相同且适宜 平均值
请完成验证人体唾液淀粉酶的最适温度为37℃的实验 第一步: 取3支试管编号为ABC,在试管中分别加入2ml的淀粉 第二步: 取3支试管编号为123,在试管中分别加入2ml的唾液
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
Pi
ATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源 细胞绝大多数需要能量的生命活动由ATP提供能 量
ATP ADP + Pi + 能量 酶 ADP+Pi+能量 ATP
酶
上面两个反应式可逆的吗?
物质可循环利用 能量是不可循环利用 反应不可逆
酶恢复原状 其数量和性 质未发生改 变
酶的特性考向探究
• 1 与酶有关的实验设计,考察其特性 • 2 影响酶促反应速率的相关曲线分析
• • • • • •
酶是蛋白质的验证思路 对照组 标准蛋白溶液+双缩脲试剂--紫色 实验组 酶溶液+双缩脲试剂---颜色反应 酶具有催化作用的验证思路 对照组 蒸馏水+底物——-反应物不被分解 实验组 酶溶液+底物——-反应物被分解
把试管A和1放在33℃水浴中,试管B和2放在37℃水浴 第三步:
中,试管C和3放在41℃水浴中,各保持5分钟 把A中液体倒入1中,B中液体倒入2中,C中液体倒入3 第四步: 中,在各自温度下保持一定的时间 第五步: 取出123三支试管,加入碘液,混合均匀后,观察试管 溶液颜色深浅
实验结果: 2号试管溶液颜色最浅
步骤 1 2 3 4 5 6 项目 1号试管 2号试管 注入3%溶液 2mL 淀粉溶液 2mL蔗糖 注入新鲜淀粉酶 2mL 2mL 溶液,并振荡 60℃温水保温 5min 5min 注入斐林试剂, 2mL 2mL 并振荡 加热煮沸 1min 1min 生成砖红色沉 无砖红色沉 现象记录 淀 淀
实验结论:酶的催化作用具有专一性
动动脑
• ATP的形成 (放能反应) 进行的相关生理过程补 充完整 • 细胞质基质: • 线粒体: • 叶绿体基粒: • ATP的水解(吸能反应) • 叶绿体基质; • 细胞膜的生物膜; • 细胞核; • 细胞质;
ATP 产 生 量
受酶、ADP、Pi的限制
(有氧呼吸强度) O2供给量 各段表示的意义如何 ATP 产 生 量
三、酶的特性 1、高效性 与无机催化剂相比酶的催化效率极高 加无机催化剂
加酶
平 衡 点 未加酶 时间 酶只能缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平衡点
实验1
步骤 3%H 项目 O2溶 2 1 液 2 催化剂 3 振荡伸入卫生香 4 现象记录 1号试管 2号试管 10mL 10mL 2滴肝脏研磨液 2滴FeCl3 √ √ 产生气泡快而多 产生气泡慢而少 气泡使卫生香燃烧 气泡使卫生香燃 猛烈 烧不烈
(参考答案: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)
一、ATP的全称
三磷酸腺苷
1个腺嘌呤,1个核糖,3个磷酸基团