课件24张PPT。第5章 细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶
细胞的能量通货——ATP
ATP的主要来源——细胞呼吸
能量之源——光与光合作用第1节 降低化学反应活化能的酶本节聚集：
1.细胞代谢为什么离不开酶？
2.酶是什么？
3.科学家是怎样研究酶的本质的？问题探讨讨论：
1.1783年斯巴兰让尼的实验要解决什么问题？
2.是什么物质使肉块消失了？
3.怎样才能证明你的推测？一、酶的作用和本质：
1.酶在细胞代谢中的作用：用简单的实验证明酶的催化效率：1.常温 2.加热 3.FeCl3 4.加肝液说明：
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？提高化学反应速率的途径：
(1) 用加热或光照给反应体系提供能量。
(2) 使用催化剂。
那么，为什么使用催化剂可以提高反应速率呢？思考：1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ就是每mol H2O2的活化能。
但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了的46 KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？
如果不是由过氧化氢提供的，那么如何解释为何少了46 KJ的热量呢？活化能：
在一个化学反应体系中，反应开始时，反应物分子的平均能量水平较低，为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量，高出的这一部分能量称为“活化能”
在一定温度下，1mol反应底物全部进入活化态所需要的自由能就是该反应底物的活化能。单位J/mol 酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能，从而使活化分子数增多，反应速度加快。酶的催化机理是降低活化能2.作用机理：讨论：
1、巴斯德和李比希的观点，各有什么积极意义？各有什么局限？
2、他们之间的争论对于后人进一步研究酶的本质起到了什么作用？
3、从毕希纳的实验可以得出什么结论？
4、萨姆纳历时9年证明脲酶是蛋白质，并获诺贝尔奖。你认为他成功的原因是什么？
5、请给酶下一个完整的定义。1.巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。2. 巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。3.毕希纳的实验说明，酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
正由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。相同点：
改变化学反应速率，本身不被消耗。
加快化学反应速率，缩短达到化学反应平衡的时间，但不改变平衡点。
降低活化能，使速率加快。酶的催化作用和无机催化剂的比较 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，经反应生产的物质叫做产物。酶的特性 高效性：催化效率很高，大大提高反应速率
专一性：任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物
多样性：种类繁多
易变性：容易被高温、强酸、强碱等破坏
反应条件较温和：探究：影响酶活性的条件实验材料：
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：
试管、量筒、小烧杯、大烧杯、滴管、试管夹、酒精灯、三角架、石棉网、温度计、PH试纸、火柴 影响酶促反应的因素常有：
温度
PH值
酶的浓度
底物浓度
抑制剂
激活剂课件38张PPT。 第五章
细胞的能量供应和利用第一节 降低化学反应活化能的酶本节聚焦细胞代谢为什么离不开酶?
酶的本质是什么?
科学家是怎样研究酶本质的?什么是细胞代谢?
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。 一、酶的发现 二、酶的作用和本质 三、酶的特性（探究实验） 四、 影响酶作用的因素（探究实验） （一）温度 （二）pH 第一节 降低化学反应活化能的酶巴斯德之前发酵是纯化学反应，与生命活动无关发酵与活细胞有关，发酵
是整个细胞而不是细胞中
的某些物质在起作用。巴斯德引起发酵的是细胞中的某些
物质，在酵母细胞死亡
并裂解后才能发挥作用。李比希萨姆纳：酶是蛋白质。一、酶的探索（1） 一、酶的探索（2） 1、1773年，斯帕兰札尼的实验结果？
胃液中含有消化肉块的物质。
2、1836年，施旺的实验结果？
从胃液中提取出消化蛋白质的物质。
3、1917年，萨姆纳的实验结果？
从刀豆种子中提出脲酶的结晶，证实脲酶是蛋白质。
4、20世纪30年代，科学家的发现？
酶是一类具有催化作用的蛋白质。
5、20世纪80年代切赫和奥特曼实验结果？
发现少数RNA有生物催化作用。二、酶的作用和本质1）酶的本质：
大多数是蛋白质，而少数是RNA
2）酶的来源：
活细胞产生的
3）酶的作用机理：
具有生物催化作用，降低反应的活化能
4）反应前后，酶本身保持不变
酶是由活细胞产生具有催化作用的有机物酶降低化学反应活化能 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。酶降低化学反应活化能实验探究酶的特性⒈酶与Fe3+对过氧化氢分解的催化效率 大、较少大、多结论：过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高
酶的特性：高效性自变量和因变量各是什么？⒉唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用砖红色不变色每种酶只催化一种或一类化合物的化学反应----酶具有专一性自变量和因变量各是什么？三、酶作用特性⒈高效性：
相当于无机催化剂的107~1013倍
⒉专一性：
每种酶只催化一种或一类化合物的化学反应(1)温度的影响高温使酶变性失活,活性不能恢复;低温仅降低活性,不失活,活性可恢复.四、酶活性的影响因素(2)PH的影响在过酸过碱环境中,酶失去活性,活性不能恢复.四、酶活性的影响因素（一）探究温度对H2O2酶活性的影响气泡多气泡少气泡极少结论：酶作用要求适宜的温度自变量和因变量各是什么？（二）探究pH对H2O2酶活性的影响气泡多气泡少气泡少气泡少结论：酶作用要求适宜的pH自变量和因变量各是什么？为什么说酶是细胞代谢所必需的？（1）细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。
（2）细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。 萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。问题探讨第二节细胞的能量“通货”------ATP1.萤火虫发光的生物学意义主要是什么？ 萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。2.萤火虫的体内有特殊的发光物质？３．萤火虫发光的过程有能量的转化吗？3.有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。本节聚焦为什么说ATP是细胞能量<通货>?
ATP和ADP是怎样相互转化的?这有什么意义?
细胞中哪些生命活动需要ATP提供能量?第二节细胞的能量“通货”------ATP第二节细胞的能量“通货”------ATP一 、ATP的概念（什么是ATP）
二、 ATP 与ADP的相互转化
（ ATP 的来源）
三 、ATP的利用1、ATP名称：ATP：Adenosine Triphosphate
ATP：三磷酸腺苷
ATP：普遍存在于活细胞内的一种高能磷酸化合物一 、ATP的概念（什么是ATP）高能磷酸化合物高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20.92kJ/mol以上的磷酸化合物；
ATP水解释放出30.54kJ/mol的能量；
因此ATP是一种高能磷酸化合物。一 、ATP的概念（什么是ATP）2、ATP的结构简式ATP的结构简式： A-P~P~P
ATP中的大量化学能储存在高能磷酸键中。
腺苷磷酸基团高能
磷酸键一 、ATP的概念（什么是ATP）3、结构式腺苷三磷酸腺苷一 、ATP的概念（什么是ATP）ATP分子结构示意图4、ATP的水解ATP ADP+Pi+ 能量（30.54KJ/ml）
水解的是哪个高能磷酸键呢？5、ATP是细胞新陈代谢能量的直接来源糖类脂肪生物氧化H2OCO2ADP+PiATP一 、ATP的概念（什么是ATP）糖类是细胞的主要能源物质；
脂肪是生物体内储存能量的物质；
糖类和脂肪中的能量都不能直接被生物体利用。6、ATP的形成途径ADP+Pi + 能量 －> ATP呼吸作用动物和人呼吸作用光合作用绿色植物二、ATP与ADP相互转化
ADP ＋ Pi 十 能量 ATP 能量来源和去路？
ATP Pi + ADP + 能量能量来源和去路？？ATP与ADP的相互转换酶酶1、ATP与人体ATP在细胞内的含量很少；
但是ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速；
成年人在静止的状态下，24h消耗40kg的ATP。三、ATP的利用思考与讨论１、约94倍。2、有道理。糖类和脂肪分子中的能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用。这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能才能被细胞直接利用。P90练习2、吸能反应：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，需要消耗能量，是吸能反应。这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的；
放能反应；如丙酮酸的氧化分解，能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。3、在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点： 一是ATP分子中含有的化学能比较少，一分子ATP转化为ADP时释放的能量大约只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能，只有转化为ATP中活跃的化学能，才能被细胞利用生物体内的能源物质总结：１、细胞中重要的能源物质——葡萄糖
２、植物细胞中储存能量的物质——淀粉
３、动物细胞中储存能量的物质——糖原
４、生物体内良好的储能物质——脂肪
５、生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类
６、生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ＡＴＰ
７、生物体进行各项生命活动的最终能源——阳光各种能源物质在代谢中的地位的形象比喻 ＡＴＰ是细胞能量流通中的“小额现金”，糖类物质是常用的可随时支取的“信用卡”，脂肪则是“定期存款”，蛋白质则相当于“不动产”，不到万不得已时，不能”出售兑现“。
