第3章 第一节 生命活动需要酶和能源物质（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一生物必修第一册（苏教版2019）

第一节　生命活动需要酶和能源物质 1.酶的探索历程 (1)1857年,法国科学家巴斯德发现,发酵是由微生物引起的,后来他又证实了酒精发酵是由酵 母菌引起的。 (2)1897年,德国科学家毕希纳发现,引起发酵的是酵母菌含有的酶,而不是酵母菌本身。 (3)1926年,美国科学家萨姆纳证明脲酶是蛋白质,提出了酶是蛋白质的观点。 (4)20世纪80年代,科学家发现,少数RNA也具有生物催化功能,并把这类RNA称为核酶。 2.酶的本质:能催化生化反应的酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA。 知识点 1 生物催化剂——酶 必备知识 清单破 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 3.酶的作用机制 (1)活化能:在一定温度下,分子从基态转变为容易发生化学反应的过渡态所需的能量。 (2)活化分子:处于过渡态的分子称为活化分子。在一个化学反应体系中,活化分子越多,反应 速率就越快。因此,增加活化分子的数量,就能提高反应速率。 (3)活化分子增多一般有两种途径 1、不使用催化剂,通过加热或光照等方法,使一部分分子获得能量而成为活化分子。 2、使用催化剂降低生化反应所需的活化能,活化能越低,活化分子就越多。 (4)酶促反应:由酶催化的生化反应。 (5)酶催化作用的实质:降低生化反应所需的活化能。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 4.酶的催化作用的特性 (1)高效性:与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。 (2)专一性:一种酶只能催化一种或一类生化反应。 (3)作用条件比较温和:通常在常温、常压下进行。 5.酶活性 (1)含义:酶催化生化反应的能力。 (2)衡量指标:酶催化生化反应的速率(酶促反应速率)。 特别提醒    酶促反应速率≠酶活性,酶促反应速率可用单位时间内反应物的消耗量或产物的 生成量来表示。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (3)酶活性受温度、pH等条件的影响 1、酶的适宜pH一般在6~8之间,酶活性最大时的pH称为酶的最适pH。在过酸或过碱的条件 下,酶活性一般会明显降低,甚至会变性失活。 2、在一定的温度范围内,适当升高温度,酶活性增强,能加快生化反应速率,但温度过高会使 酶变性失活,从而降低生化反应速率;在一定的温度范围内,适当降低温度,可抑制酶活性,降低 生化反应速率,但一般不会使酶失活。酶活性最高时的温度称为酶的最适温度。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.ATP的分子结构及特点 (1)中文名称:腺苷三磷酸。 (2)结构简式   知识点 2  ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 2.ATP和ADP的相互转化和利用 (1)ATP能量释放过程 　　由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等,磷酐键容易断裂。ATP分子末端的 磷酐键断裂后,ATP转化为ADP(腺苷二磷酸)和游离的Pi(HP )。在这个过程中,ATP是通过 基团转移而不是简单的水解提供能量的,ATP转移的基团是一个磷酰基(—P ),而不是磷酸 基(—OP )。 (2)ATP与ADP的相互转化 1、示意图   第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 2、意义:一方面为细胞提供所需的ATP,另一方面使ATP仍然维持相对恒定的水平。这样既 能及时且持续地为生命活动提供能量,又能避免能量的浪费。 3.ATP是驱动细胞中绝大多数生命活动的直接能源物质 (1)ATP可以直接为生物体的大多数需能反应提供能量。在生物体的能量代谢中,能量的利 用、转化、储存、释放都和ATP密切相关。 (2)细胞内许多储能物质氧化分解释放的能量,虽然不能直接用于生命活动,但可以用于ADP 转化为ATP的反应并储存在ATP中,再通过ATP转化为ADP的反应满足生物体生命活动对能 量的需求。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.酶的合成场所均为核糖体,单体是氨基酸,这种说法正确吗? 2.所有活细胞都能合成酶,酶作用场所可以是细胞内也可以是细胞外,这种说法正确吗? 3.加热与用催化剂均能通过降低反应所需的活化能加快反应进行,这种说法正确吗? 提示 提示 提示 不正确。酶的化学本质为蛋白质或RNA,因此酶的合成场所不一定是核糖体,酶的单体为氨基酸或核糖核苷酸。 不正确。不是所有活细胞都能合成酶,如哺乳动物成熟红细胞没有细胞核及众多细胞器,无法合成酶。 不正确。加热可为反应提供能量,从而使反应速率加快,加热并不能降低反应所需的活化能。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 4.高温(100 ℃)处理后的唾液淀粉酶,当温度逐渐降低至37 ℃时,其活性逐渐增强,这种说法正 确吗? 5.ATP的结构简式为A-P~P~P,其中A表示腺嘌呤,这种说法正确吗? 6.ATP水解与合成均需要酶催化,但催化这两个过程的酶种类不同,这种说法正确吗? 7.ATP失去末端两个磷酸基团以后的剩余部分可为RNA的合成提供原料,这种说法正确吗? 提示 提示 提示 提示 不正确。高温(100 ℃)处理后,唾液淀粉酶的空间结构已被破坏,酶已失活,即使降低温度,酶的活性也不可恢复。 不正确。ATP的结构简式为A-P~P~P,其中A表示腺苷。 正确。催化ATP水解和合成的酶不是同一种酶。 正确。ATP失去末端两个磷酸基团后的剩余部分为腺嘌呤核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本组成单位之一。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.鉴定酶的本质 (1)酶解法鉴定   (2)试剂检测法:向待测酶溶液与等量的已知蛋白液中分别加入等量的双缩脲试剂,对比实验 结果,若均发生紫色反应,说明酶的化学本质为蛋白质;若待测酶溶液未发生紫色反应,则该酶 的化学本质是RNA。 关键能力 定点破 定点 1 与酶相关的实验探究  第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 2.验证酶的高效性 (1)设计思路:通过比较不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化同一底物的反应速率, 得出结论。 (2)设计方案 1、底物+无机催化剂 底物的消耗量或产物的生成量。 2、底物+等量酶溶液 底物的消耗量或产物的生成量。 (3)实例:比较Fe3+与过氧化氢酶对H2O2分解的催化效率。 3.验证酶的专一性 (1)设计思路:底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出 结论。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (2)设计方案 1、底物种类不同,酶相同 a.底物+相应的酶溶液 底物是否发生变化。 b.另一底物+等量相同的酶溶液 底物是否发生变化。 2、底物相同,酶不同 a.底物+相应的酶溶液 底物是否发生变化。 b.相同底物+等量另一种酶溶液 底物是否发生变化。 (3)实例:唾液淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解的反应,唾液淀粉酶和蔗糖酶催化淀粉水解的反 应。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 易错提醒    利用蔗糖、淀粉和淀粉酶验证酶的专一性时,检测试剂不能选用碘液,因为碘液 无法检测蔗糖是否分解。 4.探究酶的适宜温度、pH (1)原理:在适宜的温度、pH条件下,酶可以较快地催化反应的进行,低于或高于适宜条件,酶 催化能力均会降低。 (2)思路:设置一系列等梯度的不同温度、pH条件,检测相关条件下的反应速率,以反映酶的活 性,从而找出酶的适宜温度和pH范围。 (3)实例:以淀粉酶催化淀粉水解的实验,探究酶的适宜温度;以过氧化氢酶催化过氧化氢分解 的实验,探究酶的适宜pH。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 易错提醒     (1)探究pH对酶活性的影响时,不宜选择淀粉为底物,因为淀粉在酸性条件下会水解。 (2)探究温度对酶活性的影响时,不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶为实验材料,因为过氧化氢 受热易分解,会影响实验结果。 (3)利用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时,不能选用斐林试剂作为检验试剂,因为斐 林试剂使用时需隔水加热,加热会导致温度条件发生改变。 (4)探究温度对酶活性的影响时,应让底物和酶分别在预设温度下保温一段时间,再进行混合, 以保证反应在预设条件下开始。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.酶促反应速率受酶活性的影响,也受酶浓度、底物浓度的影响。   定点 2 影响酶促反应速率的因素及有关曲线分析  第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念          2.辨别影响酶促反应速率的各种曲线图 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (1)由图甲、图乙可知,高温、过酸、过碱都会使酶失活。酶适宜保存在低温、最适pH环境 中。图丙表示在酶浓度一定、其他条件适宜的情况下,一定范围内增加底物浓度,酶促反应 速率随之加快,底物浓度超过一定范围之后,酶促反应速率不再随之增加,“饱和点”出现的 主要原因是酶量有限,存在酶的饱和现象。图丁表示在底物充足、其他条件适宜的情况下, 酶促反应速率与酶浓度成正比。        (2)由绿线改变至红线的原因:图A——底物浓度不变,酶浓度或酶活性增大;图B——反应达 到平衡后补充底物。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念   (3)图1中三个pH条件下,pH=7时酶促反应速率相对较快。反应溶液pH的变化不影响酶作用 的最适温度。图2中四个温度条件下,35 ℃时酶促反应速率相对较快。反应溶液温度的变化 不影响酶作用的最适pH。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 3.酶抑制剂:使酶的活性下降或丧失的物质。 (1)竞争性抑制剂 1、机理:竞争性抑制剂与底物通常有结构上的相似性,能与底物竞争酶分子上的活性中心,从 而产生酶活性的可逆的抑制作用。 2、特点:可通过增大底物浓度,降低竞争性抑制剂与酶活性中心结合的概率,进而减弱抑制剂 的抑制作用。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (2)非竞争性抑制剂 1、机理:非竞争性抑制剂在化学结构和分子形状上与底物无相似之处,在活性中心以外的地 方与酶结合,引起酶的空间结构发生变化,导致活性中心不能再结合底物。 2、特点:不可通过增大底物浓度来减弱抑制剂的抑制作用。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 典例　某同学探究温度、pH、底物浓度与酶促反应速率的关系,绘制出如图曲线图。有关 叙述正确的是 (　    )   图1 图2 图3       A.图1中,A点与B点限制酶促反应速率的因素相同 B.图2中,D点与F点酶的空间结构都被破坏且不能恢复 C.图3中,G点时将对应相关因素调至最适,酶促反应速率不能同步升高 D.图1、图2、图3中相关因素依次是底物浓度、pH、温度 C 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    先判断各图影响酶促反应速率的因素,然后再根据曲线分析各点情况。 解析    图1表示底物浓度对酶促反应速率的影响,A点限制酶促反应速率的主要因素是底物 浓度,B点限制酶促反应速率的主要因素是酶的浓度,A错误;图2表示温度对酶促反应速率的 影响,D点时温度低,酶活性低,但是酶的空间结构没有被破坏,B错误;图3表示pH对酶促反应 速率的影响,G点时酶已经变性,将对应相关因素(pH)调至最适,酶促反应速率不能同步升高,C 正确;图1、图2、图3中相关因素依次是底物浓度、温度、pH,D错误。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 定点 3 ATP和ADP的相互转化不可逆  项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP+Pi+能量 ATP ATP ADP+Pi+能量 所需酶 ATP合酶 ATP酶 能量来源 光合作用、细胞呼吸等生化反应中产生的能量 ATP分子末端的磷酐键断裂,通过基团(—P )转移提供能量 能量去路 形成末端的磷酐键 用于生长、发育、运动和生殖等许多生命活动 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 项目 ATP的合成 ATP的水解 能量转化 储能——与许多放能反应相联系 放能——与许多需能反应相联系 结论 ATP和ADP相互转化时,反应所需要的酶、能量的来源和去路、反应的场所等不同,因此两者的相互转化不是可逆反应。从两者相互转化的反应式来看,物质是可逆的,但能量不可逆 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 易错提醒     (1)ATP转化为ADP是水解反应,需要消耗水。 (2)ATP是一种高能磷酸化合物,是物质,不是能量。 (3)细胞中含有的ATP较少,但是ATP与ADP的转化速率很快并且时刻不停地发生。 (4)形成ATP的场所和消耗ATP的场所不同:真核生物形成ATP的场所有细胞质基质、线粒 体、叶绿体等,消耗ATP的场所可以是一切耗能部位。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 $$