吉林省长白山第一高中高一生物学案 必修1第5章 细胞的能量供应和利用

细胞的能量供应和利用
第2节
【基础回顾】
第1节 降低化学反应活化能的酶
一．酶的作用和本质
1．对细胞而言，能量的获得和利用都必须通过化学反应。 　　　　　
，统称为细胞代谢。
2．酶在细胞中的作用
细胞代谢是细胞生命活动的基础，但代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如 　　 　　
。幸而细胞中含有一种物质，能将 及时分解，变成 　　　 　　
。这种物质就是 。
3．比较过氧化氢酶在不同条件下的分解实验原理：
里有较多的过氧化氢酶。经计算，质量分数为3．5％的FeCl3溶液和质量分数为20％的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶的 倍。
4．实验过程中 称为变量。其中 　　　
称为自变量。在本实验中， 和 都属于自变量；
称为因变量。本实验中， 是因变量。
在实验过程中可能还会存在一些 ，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。除了 以外， 的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置 和 ，在对照实验中，除了 外， 都应当始终保持相同。
5．分子从 转变为 所需的 称为活化能。同无机催化剂相比，酶 的作用更显著，因而催化效率更高。
6．关于酶的本质的探索：
⑴1857年，法国微生物学家巴斯德提出：酿酒中的发酵是由于 的存在，没有 的参与，糖类不可能变成酒精。
⑵德国化学家李比希坚持认为：引起发酵的是 ，但这些物质只有在 后才能发挥作用。
⑶德国化学家毕西纳得到 ，加入葡萄糖后变成酒，他将引起发酵的物质称为 。
⑷美国科学家萨姆纳用 作溶剂，得到 的结晶，这种结晶溶于水后能够催化 分解成 和 ，然后他用多种方法证明该物质是 。
⑸后来，科学家又相继获得 、 等许多酶的结晶，并证明这些酶都是 。
⑹20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数 也具有生物催化功能。
二．酶的特性
1．酶是 产生的具有 的 ，其中绝大多数酶是 ，少数酶是 。
2．酶具有高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的 倍。
3．酶具有专一性，即每一种酶只能催化 或 化学反应，从而保证细胞代谢 。
4．酶的作用条件较温和：细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的。酶对化学反应的催化效率称为 。
⑴一般来说，动物体内的酶最适温度在 之间，植物体内的酶的最适温度在 之间。
⑵动物体内的酶最适PH大多在 之间，但也有例外，如胃蛋白酶的最适PH为
（范围为： ）；唾液淀粉酶的PH为 ；小肠液的PH为 。植物体内的酶最适PH大多数在 之间。
6． 、 或 ，会使酶的 遭到破坏，使酶 。0℃左右的低温虽然使酶的活性 ，但能使酶的 保持稳定，在适宜的温度下酶的活性 。
第2节 细胞的能量“通货”——ATP
1．ATP的全称： ，结构简式： ，
其中 A代表： （由 和 结合而成）
P代表：
—代表：
~代表： （ATP分子中 就储存在此化学键中）
2． ATP水解的本质：实际上是指ATP分子中 的水解。 水解时释放的能量多达30．54kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种 。
3．ATP的化学性质 ，在有关酶的催化下，ATP分子中 的那个 容易水解，于是远离A的那个 就脱离下来，形成游离的 ，同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成 （ 的英文名称缩写）在相关酶的催化下， 可以接受 ，同时与一个
结合，重新形成ATP。
ATP和ADP相互转化也用以下图示表示：
。
在ATP和ADP的相互转化中 是不可逆的， 是可逆的。
4．对细胞的正常生活来说，ATP和ADP的这种相互转化，是 地发生并且处于 之中的。这种相互转化的能量供应机制是生物界的 。
5．对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，ADP转化成ATP所需要的能量均来自细胞进行
时有机物分解所释放的能量。对于绿色植物来说，除了依赖 所释放的能量外，在 内进行 时，ADP转化成ATP还利用了 。
6．细胞内的吸能反应一般与ATP 的反应相联系，由 提供能量；放能反应一般与ATP的 相联系，释放的能量储存在 中。能量通过
在 反应和 反应之间 ，因此，ATP被形象的比喻成细胞内 。
【例题讲解】
例1．酶具有极强的催化能力，其原因是 （ ）
A．增加了反应物之间的接触面积 B．提高了反应物分子的活化能
C．提供了反应开始时所需的活化能 D．降低了反应物分子的活化能
变式训练：（多选）酶作为生物催化剂，与一般催化剂的相同之处是 （ ）
改变化学反应速率，与反应前后不发生变化
只能催化热力学允许进行的反应，但不能产生新反应
加快化学反应速率，但不改变一个反应的平衡点
降低活化能，使反应速率加快
例2．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液PH值由10降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将
（ ）
A.不断上升 B.没有变化 C.先升后降 D.先降后升
变式训练：能水解酶的是 （ ）
A．淀粉酶 B．蛋白酶 C．脂肪酶 D．肽酶
例3．下列关于酶的化学成分的叙述中，不正确的是 （ ）
A．大多数酶的化学成分是蛋白质B淀粉酶和过氧化氢酶的主要成分是蛋白质
酶是由蛋白质和RNA组成的D大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA
变式训练：下列各项中，不能证明酶的化学本质是蛋白质的是 （ ）
酶经酸碱水解后的最终产物是氨基酸，酶不能被蛋白酶水解
与蛋白质的分子量相似，结构相似
做元素分析，与蛋白质的元素含量相似，可以用氨基酸人工合成
酶是具有空间结构的生物大分子，凡使蛋白质变性的因素都可使酶变性失活
例4．分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性但 （ ）
经过0℃处理的酶的活性能够恢复 C经过100℃处理的酶的活性能够恢复
经过0℃处理的酶的空间结构遭破坏 D经过100℃处理的酶被水解成氨基酸
变式训练：下列哪些条件处理过后，酶的活性依然能够恢复的是 （ ）
A．用浓盐酸处理 B．高温处理 C． 0℃左右的低温处理 D．用氢氧化钠处理
例5．血液凝固是一系列酶促反应过程。采集到的血液在体外的下列哪种温度条件下凝固最快
A． 0℃ B．15℃ C．35℃ D． 25℃
变式训练：蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的应为 （ ）
A．低温干燥低氧 B．低温、温度适中、低氧C．高温、干燥、高氧 D．高温、温度适中、高氧
例6．生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是 （ ）
A．葡萄糖 B．糖原 C．三磷酸腺苷 D．脂肪
变式训练：ATP之所以称为通用的“能量通货”，主要是因为ATP是 （ ）
A．主要的能源物质 B．高能化合物 C．直接的能源物质 D．能量储备物质
【巩固练习】
1．细胞内酶合成的主要场所是 （ ）
A．线粒体 B．高尔基体 C．核糖体 D．内质网
2． 选用新鲜的肝脏来比较过氧化氢在不同的条件下分解的实验，是因为新鲜的肝脏中
A．含Fe离子多 B．含酶的种类多 C．温度高 D．过氧化氢酶多且活性高
3．下列关于生物体内酶的叙述中正确的是 （ ）
①是由分泌功能的细胞产生的 ②有的从食物中获得，有的在体内转化而成 ③凡是活细胞都能产生酶 ④绝大多数是蛋白质，少数酶是RNA ⑤有的酶是蛋白质，有的酶是固醇 ⑥酶在代谢中有许多功能 ⑦在新陈代谢和生殖发育中起调控制作用⑧酶只能起催化作用
A．①②⑤ B ②③⑦ C ③④⑧ D ④⑤⑥
4．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片，这样制作的目的是 （ ）
A．补充体内糖类物质的供给 B．防止胃液的消化作用
C．经唾液的消化后即可起作用 D．使其中各种酶慢慢的释放
5．用某种物质处理细胞，处理后，该细胞的膜仅具有自由扩散的运输方式，则处理该细胞的物质最可能是 （ ）
A．淀粉酶 B．蛋白酶 C．脂肪酶 D．生长素
6．根据酶在生物体内存在的部位，可分为胞内酶和胞外酶。下列各项中，属于胞外酶的是（ ）
A．呼吸酶 B．光合酶 C．消化酶 D．解旋酶
7．下图示酶促反应，甲、乙、丙、丁中属于酶的是 （ ）
A、甲 B、乙 C、丙 D、丁
8．如果酶的数量一定，下列哪个图示最确切地反映了反应速率与底物浓度的数量关系 （ ）
9．比较H2O2在不同条件下分解的实验中，新鲜肝脏研磨液属于： （ ）
A．因变量 B．自变量 C．无关变量 D．以上都对
10．验证酶的高效性实验成功的关键是： （ ）
A． 试管是否干净B． 肝脏是否新鲜 C 卫生香是否点燃　D．所用肝脏研磨液的多少
11．将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一个容器内，调整 pH 至 2．0 ，保存于 37℃的水浴锅中，过一段时间后，容器内剩余的物质是： （ ）
A． 淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B． 唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水
C． 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D．唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水